Physical Modifying Effects and Their Influence on the Crystallization of Cast Alloys

Main notions on the influence of modifying physical effects (vibration, ultrasound, electromagnetic stirring, thermal-temporal treatment) on the crystallization of cast alloys are generalized. It is revealed with the help of mathematic calculations and experimental investigations that the crystallization and structure formation of cast alloys can be largely determined by the technology of treatment by physical effects during smelting and casting. Physical effects on the crystallizing melt lead to its strong turbulization and mixing, which decreases the temperature and concentration gradients in the melt, eliminates overheating of the liquid phase relative to the solidus temperature, and breaks off the dendrites, which are good crystallization seeds for the entire melt bulk. The evaluation of the dendritic growth during the crystallization showed that dividing the dendrite grains under the physical effects to the melt withstands to their coarsening. Physical effects lead to the bulk crystallization with equiaxial grains without the formation of the columnar structure. Physical modifying effects promote an increase in the quality of fabricated alloys and casts made of them with the proviso of their rational use. 

1. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1964.

2. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987.

3. Флемингс М. Процессы затвердевания / Пер. с англ. М.: Мир, 1977.

4. Оно А. Затвердевание металлов / Пер. с англ. М.: Металлургия, 1980.

5. Баландин Г.Ф. Формирование кристаллического строения отливок. М.: Машиностроение, 1965.

6. Ершов Г.С., Бычков Ю.Б. Высокопрочные алюминие-вые сплавы на основе вторичного сырья. М.: Металлургия, 1979.

7. Ефимов В.А., Анисович Г.А., Бабич В.Н. и др. Специальные способы литья: Справочник / Под общ. ред. В.А. Ефимова. М.: Машиностроение, 1991.

8. Ри Э.Х., Ри Хосен, Химухин С.Н., Калугин М.Е. Влияние температуры перегрева на распределение компонентов в структуре силумина // Металлургия машиностроения. 2010. No 5. С. 43—45.

9. Борисов Г.П., Цуркин В.Н., Синчук А.В., Иванов А.В. О высоковольтной электроимпульсной обработке расплава // Металлургия машиностроения. 2010. No 5. С. 33—40.

10. Морин С.В. Комплексное исследование вибрационного воздействия на кристаллизацию и свойства отливок из алюминиевых сплавов: Автореф. дис... канд. техн. наук. Новокузнецк: СибГИУ, 2005.

11. Deev V.B., Degtyar V.A., Kutsenko A.I. et al. Resourcesaving technology for the production of cast aluminum alloys // Steel in Translation. 2007. Т. 37, No 12. С. 991—994.

12. Деев В.Б. Развитие научных основ тепловых и электромагнитных воздействий на расплавы и разработка ресурсосберегающих технологий получения высококачественных отливок из алюминиевых сплавов. Автореф. дис. ... докт. техн. наук. Комсомольскна-Амуре: Комсомольск-на-Амуре гос. техн. ун-т, 2012.

13. Ри Хосен, Ри Э.Х., Химухин С.Н., Калугин М.Е. Влияние температурных режимов плавки и легирования сплавов алюминия на свойства отливок // Литейн. прво. 2010. No 8. С. 7—8.

14. Деев В.Б., Селянин И.Ф., Ри Хосен и др. Эффективные технологии обработки расплавов при получении литейных алюминиевых сплавов // Литейщик России. 2012. No 10. С. 14—17.

15. Шабурова Н.А. Воздействие наносекундных электромагнитных импульсов на расплавы цветных металлов // Вестн. Южно-Уральского гос. ун-та. Сер. Математика. Механика. Физика. 2006. No 7. С. 152— 156.