Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск

СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ КАЛЬЦИЯ И КРЕМНИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРУ CПЛАВА Al–10%Mg

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-6-53-62

Полный текст:

Аннотация

С помощью программы Thermo-Calc исследованы фазовые превращения в системе Al–Ca–Mg–Si в области алюминиево-магниевых сплавов. Построена проекция ликвидуса данной четверной системы при содержании 10 % Mg и показано, что в зависимости от концентраций кальция и кремния первично (кроме алюминиевого твердого раствора (Al)) могут кристаллизоваться фазы Al4Ca, Mg2Si и Al2CaSi2. Характер кристаллизации четверных сплавов изучен с помощью политермического сечения, рассчитанного при концентрациях 10 % Mg и 84 % Al. На основе анализа фазовых превращений, протекающих в сплавах данного разреза, было предположено наличие квазитройного сечения Al–Al2CaSi2–Mg2Si в системе Al–Ca–Mg–Si. Для количественного анализа фазового состава рассмотрены 3 экспериментальных сплава: Al–10%Ca–10%Mg–2%Si, Al–4%Ca–10%Mg–2%Si и Al–3%Ca–10%Mg–1%Si. Металлографические исследования и микрорентгеноспектральный анализ проведены на сканирующем электронном микроскопе TESCAN Vega 3. Критические температуры определены с помощью дифференциального калориметра DSC Setaram Setsys Evolution. Результаты экспериментов хорошо согласуются с расчетными данными: в частности, во всех сплавах на кривых нагрева–охлаждения выявляется пик при t ~ 450 °C, что отвечает температуре неравновесного солидуса и нонвариантной эвтектической реакции L → (Al) + Al4Ca + Mg2Si + Al3Mg2. Установлено, что структура сплава Al–3%Ca–10%Mg–1%Si наиболее близка к эвтектической. По плотности и коррозионной стойкости он не уступает сплаву АМг10 и даже превосходит его по твердости, что позволяет рассматривать этот сплав в качестве основы для создания новых литейных материалов типа «естественных композитов».

Об авторах

Н. А. Белов
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС»
Россия

докт. техн. наук, профессор кафедры обработки металлов давлением (ОМД) НИТУ «МИСиС»
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4



Е. А. Наумова
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС»
Россия

канд. техн. наук, вед. инженер кафедры ОМД НИТУ «МИСиС».
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4



В. В. Дорошенко
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС»
Россия

аспирант, инженер кафедры ОМД НИТУ «МИСиС».
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4



Н. Н. Авксентьева
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС»
Россия

ст. преподаватель кафедры математики НИТУ «МИСиС».
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4



Список литературы

1. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. М.: МИСиС. 2005.

2. Kaufman J.G., Rooy E.L. Aluminum alloy castings: Properties, processes, and applications. Materials Park, ASM International, 2004.

3. Nagaumi H., Suvanchai P., Okane T., Umeda T. Mechanical properties of high strength Al—Mg—Si alloy during solidification // Mater. Trans. 2006. Vol. 47. No. 12. Р. 2918—2924.

4. Ji S., Watson D., Fan Z., White M. Development of a super ductile diecast Al—Mg—Si alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2012. Vol. 556. P. 824—833.

5. Roven H.J., Liu M., Werenskiold J.C. Dynamic precipitation during severe plastic deformation of an Al—Mg—Si aluminium alloy // Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 483—484. No. 1-2. Р. 54—58.

6. Cerri E., Leo P. Influence of severe plastic deformation on aging of Al—Mg—Si alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2005. Vol. 410—411. Р. 226—229.

7. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов / Пер. с англ. М.: Металлургия, 1979.

8. Белов Н.А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. М.: ИД «МИСиС», 2010.

9. Энтони У.У., Элиот Ф.Р., Болл М.Д. Алюминий. Свойства и физическое металловедение: Справ. изд. / Под ред. Хэтча Дж.Е. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1989.

10. Ji S., Yang W., Gao F., Watson D., Fan Z. Effect of iron on the microstructure and mechanical property of Al—Mg—Si—Mn and Al—Mg—Si diecast alloys // Mater. Sci. Eng. 2013. Vol. 564. Р. 130—139

11. Fatemi-Jahromi F., Emamy M. An investigation into high temperature tensile behavior of hot-extruded Al—15wt%Mg2Si composite with Cu—P addition // Manufactur. Sci. Technol. 2015. Vol. 3(4). Р. 160—169.

12. Kim, W.J., Lee Y.G. High-strength Mg—Al—Ca alloy with ultrafine grain size sensitive to strain rate // Mater. Sci. Eng. A. 2011. Vol. 528. Р. 2062—2066.

13. Aljarrah M., Medraj M., Wang X., Essadiqi E., Muntasar A., Dénès G. Experimental investigation of the Mg—Al—Ca system // J. Alloys and Compd. 2007. Vol. 436. Р. 131—141.

14. Janz A., Gröbner J., Cao H., Zhu J., Chang Y.A., SchmidFetzer R. Thermodynamic modeling of the Mg—Al—Ca system // Acta Mater. 2009. Р. 682—694.

15. Белов Н.А., Наумова Е.А., Акопян Т.К. Эвтектические сплавы на основе алюминия: Новые системы легирования. М.: Руда и Металлы, 2016.

16. Kevorkov D., Schmid-Fetzer R. The Al—Ca system. Pt. 1: Experimental investigation of phase equilibria and crystal structures // Z. Metallkd. 2001. Bd. 92(8). S. 946—952.

17. Petzow G., Effenberg G. (Ed.) Ternary alloys: A comprehensive compendium of evaluated constitutional data and phase diagrams. Wiley-VCH, 1990. Vol. 3.

18. База данных для расчета фазовых диаграмм. www.thermocalc.com (дата обращения 06.10.2017).

19. Курганова Ю. А., Колмаков А.Г. Конструкционные металломатричные композиционные материалы: Учеб. пос. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2015.

20. Белов Н.А., Наумова Е.А. Перспективы создания конструкционных литейных сплавов эвтектического типа на основе системы Al—Ce—Ni // Металлы. 1996. No. 6. С. 146—152.

21. Белов Н.А., Хван А.В. Структура и механические свойства эвтектических композитов на основе системы Al—Ce—Cu // Цвет. металлы. 2007. No. 2. С. 91—95.

22. Кузьмич Ю.В., Колесникова И.Т., Серба В.И., Фрейдин Б.М. Механическое легирование. М.: Наука, 2005.


Для цитирования:


Белов Н.А., Наумова Е.А., Дорошенко В.В., Авксентьева Н.Н. СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ КАЛЬЦИЯ И КРЕМНИЯ НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРУ CПЛАВА Al–10%Mg. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2017;(6):53-62. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-6-53-62

For citation:


Belov N.A., Naumova E.A., Doroshenko V.V., Avxentieva N.N. Combined effect of calcium and silicon on phase composition and structure of Al–10%Mg alloy. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2017;(6):53-62. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-6-53-62

Просмотров: 178


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)