Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАЛЬЦИЯ В СПЛАВАХ: ОТ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДО ЛЕГИРОВАНИЯ

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-2-59-76

Полный текст:

Аннотация

Кальций является одним из самых распространенных, а следовательно, дешевых металлов на Земле. Долгое время его применяли для модифицирования и легирования сплавов тяжелых металлов, в частности свинца и меди. В качестве модификатора его используют в чугунах и сталях. Сравнительно недавно кальций стали применять для легирования легких сплавов на основе алюминия и магния. В настоящем обзоре рассмотрены области применения металлического кальция, его влияние на структуру и свойства разных сплавов. За последние несколько лет были проведены систематические исследования сплавов на основе алюминиево-кальциевой эвтектики и установлено, что они обладают литейными свойствами не хуже, чем у силуминов, также их можно подвергать горячей и холодной прокатке с высокими степенями деформации. Были построены тройные и более сложные диаграммы состояния систем, включающих кальций, исследованы многокомпонентные сплавы на их основе. Все это позволило наметить несколько групп новых перспективных Ca-содержащих алюминиевых сплавов: (1) сплавы, упрочняемые без закалки за счет выделения при отжиге наноразмерных частиц фаз Al3Zr, Al3Sc и Al3(Zr,Sc); (2) высокопрочные сплавы, легированные традиционными элементами-упрочнителями алюминиевого твердого раствора, цинком и магнием; (3) сплавы композитного типа, имеющие в структуре более 20 % эвтектических интерметаллидов. Все эти материалы имеют пониженную плотность, улучшенный комплекс эксплуатационных свойств, повышенную коррозионную стойкость и высокую технологичность при производстве литых и деформированных полуфабрикатов.

Об авторе

Е. А. Наумова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»; Московский государственный технологический университет (МГТУ) «Станкин»
Россия

канд. техн. наук, доцент

кафедра обработки металлов давлением

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

доцент

кафедра композиционных материалов 

127055, г. Москва, Вадковский пер., 1



Список литературы

1. Цегельник Э. Из него строили Великую китайскую стену. Атомная стратегия. 2005. No. 19. С. 27—30; Tcegelnik E. Iz nego stroili Velikuyu kitayskuyu stenu [From it built the Great Wall of China]. Atomnaya strategiya. 2005. No.19. P. 27—30.

2. Доронин Н.А. Металлургия кальция. М.: Атомиздат, 1959; Doronin N.A. Metallurgiya kal’tsiya [Metallurgy of calcium]. Mosсow: Atomizdat, 1959.

3. Mantell C.L., Hardy C. Calcium: its metallurgy and technology: Mater. 66-th General Meeting. New York, 1934.

4. Доронин Н.А. Кальций. М.: Госатомиздат, 1962; Doronin N.A. Kal’tsii [Calcium]. Mosсow: Gosatomizdat, 1962.

5. Дриц М.Е., Зусман Л.Л. Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов: Справочник. М.: Металлургия, 1986; Drits M.E., Zusman L.L. Splavy shchelochnykh i shchelochnozemel’nykh metallov: Spravochnik [Alloys of alkali and alkaline-earth metals: Directory]. Mosсow: Metallurgiya, 1986.

6. Shaw A., Tian L., Russell A. Tensile properties of highpurity Ca metal. British J. Appl. Sci. Technoly. 2016. Vol. 15(6). P. 1—6.

7. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986; Gulyaev. A.P. Metallovedenie [Metal science]. Mosсow: Metallurgiya, 1986.

8. Зиновьев Ю.А., Колпаков А.А., Кузнецов С.В., Швецов В.Д., Белявский Г.И. Влияние модифицирующих добавок на образование графита в высокопрочном чугуне и усадочные дефекты в отливках. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2015. No. 02 (109); Zinov’ev Yu.A., Kolpakov A.A., Kuznetsov S.V., Shvetsov V.D., Belyavskii G.I. Vliyanie modifitsiruyushchikh dobavok na obrazovanie grafita v vysokoprochnom chugune i usadochnye defekty v otlivkakh [The effect of modifying additives on the formation of graphite in high-strength cast iron and shrinkage defects in castings]. Trudy Nizhegorodskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. R.E. Alekseeva. 2015. No. 02 (109).

9. Давыдов С.В., Панов А.Г. Тенденции развития моди- фикаторов для чугуна и стали. Заготовит. пр-ва в машиностроении. 2007. No. 1. С. 3—11; Davydov S.V., Panov A.G. Tendentsii razvitiya modifikatorov dlya chuguna i stali [Trends in the development of modifiers for iron and steel]. Zagotovitel’nye proizvodstva v mashinostroenii. 2007. No. 1. P. 3—11.

10. Бор, кальций, ниобий, цирконий в чугуне и стали. Пер. с англ. Под ред. Винарова С.М. М.: Металлургиздат, 1961; Vinarov S.M. (Ed.) Bor, kal’tsii, niobii, tsirkonii v chugune i stali [Boron, calcium, niobium, zirconium in cast iron and steel]. Mosсow: Metallurgizdat, 1961.

11. Свяжин А.А., Крушке Э., Свяжин А.Г. Применение карбида кальция при выплавке низкоуглеродистой стали. Металлург. 2004. No. 11. С. 43—45; Svyazhin A.A., Krushke E., Svyazhin A.G. Primenenie karbida kal’tsiya pri vyplavke nizkouglerodistoi stali [Application of calcium carbide in low-carbon steel smelting]. Metallurg. 2004. No. 11. P. 43—45.

12. Архаров В.И. Теория микролегирования сплавов. М.: Металлургия, 1975; Arkharov V.I. Teoriya mikrolegirovaniya splavov [Theory of microalloying of alloys]. Mosсow: Metallurgiya, 1975.

13. Голубцов В.А., Мизин В.Г., Кадарметов А.Х. Повышение качества стали с использованием способов микролегирования, модифицирования и инокулирования. Бюлл. НТИ ЧМ. 1990. No. 2. С. 19—23; Golubtsov V.A., Mizin V.G., Kadarmetov A.Kh. Povyshenie kachestva stali s ispol’zovaniem sposobov mikrolegirovaniya, modifitsirovaniya i inokulirovaniya [Improving the quality of steel using microalloying, modifying and inoculating methods]. Byulleten’ NTI ChM. 1990. No. 2. P. 19—23.

14. Дюдкин Д.А. Особенности комплексного воздействия кальция на свойства жидкой и твердой стали. Сталь. 1999. No. 1. С. 20—25; Dyudkin D.A. Osobennosti kompleksnogo vozdeistviya kal’tsiya na svoistva zhidkoi i tverdoi stali [Features of the complex effect of calcium on the properties of liquid and solid steel]. Stal. 1999. No. 1. P. 20—25.

15. Санбонги К. Регулирование формы сульфидов в стали с помощью редкоземельных металлов или кальция. Тэцу то хаганэ. 1978. Т. 64. No. 1. С. 145—154; Sanbongi K. Regulirovanie formy sul’fidov v stali s pomoshch’yu redkozemel’nykh metallov ili kal’tsiya [Regulation of the shape of sulphides in steel using rare earth metals or calcium]. Tetsu to khagane. 1978. Vol. 64. No. 1. P. 145—154.

16. Хайда О. Оптимизация морфологического контроля сульфидов в крупногабаритных слитках за счет обработки расплавленной стали кальцием и редкоземельными элементами. Тэцу то хаганэ. 1978. Т. 64. No. 10. С. 48—57; Khaida O. Optimizatsiya morfologicheskogo kontrolya sul’fidov v krupnogabaritnykh slitkakh za schet obrabotki rasplavlennoi stali kal’tsiem i redkozemel’nymi elementami [Optimization of morphological control of sulphides in large ingots due to the treatment of molten steel with calcium and rare earth elements]. Tetsu to khagane. 1978. Vol. 64. No. 10. P. 48—57.

17. Lu D.-Z., Irons G.A., Lu W.-K. Kinetics and mechanisms of calcium absorption and inclusion modification of steel. In: Proc. Scaninject VI (Luleå, Sweden, 2—4 June, 1992). P. 239—263.

18. Zhang L., Thomas B.G. Literature review: inclusions in steel ingot casting. Metall. Mater. Trans. B. 2006. Vol. 37B. No. 5. P. 733—761.

19. Holappa L., Lind M., Liukkonem M., Hamalainen M. Thermodynamic examination of inclusion modification and precipitation from calcium treatment to solidified steel. Ironmaking and Steelmaking. 2003. Vol. 30. P. 111—115.

20. Herrera M., Castro F., Castro M., Mendez M., Solis H. Modification of Al2O3 inclusions in medium carbon aluminum steels by AlCaFe additions. Ironmaking and Steelmaking. 2006. Vol. 33(151). Р. 33—35.

21. Pires C.S.S., Garcia A. Modification of oxide inclusions present in aluminum-killed low carbon steel by addition of calcium. Metal. Mater. 2004. Vol. 57. P. 183—189.

22. Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Спла- вы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977; Stroganov G.B., Rotenberg V.A. Gershman G.B. Splavy alyuminiya s kremniem [Alloys of aluminum with silicon]. Mosсow: Metallurgiya, 1977.

23. Слетова Н.В., Чайкин В.А., Задруцкий С.П., Розум В.А., Панасюгин А.С. Термодинамическое моделирование химических реакций карбоната кальция в расплаве алюминия. Литейщик России. 2013. No. 4. С. 31—35; Sletova N.V., Chaikin V.A., Zadrutskii S.P., Rozum V.A., Panasyugin A.S. Termodinamicheskoe modelirovanie khimicheskikh reaktsii karbonata kal’tsiya v rasplave alyuminiya [Thermodynamic modeling of chemical reactions of calcium carbonate in aluminum melt]. Liteishchik Rossii. 2013. No. 4. P. 31—35.

24. Новиков И.И., Золоторевский В.С., Портной В.К., Белов Н.А., Ливанов Д.В., Медведева С.В., Аксенов А.А., Евсеев Ю.В. Металловедение: Учебник. В 2-х т. Т. 2. Термическая обработка. Сплавы. М.: МИСиС, 2009; Novikov I.I., Zolotorevskii V.S., Portnoi V.K., Belov N.A., Livanov D.V., Medvedeva S.V., Aksenov A.A., Evseev Yu.V. Metallovedenie: Uchebnik. T. 2. Termicheskaya obrabotka. Splavy [Metal science: Textbook. Vol. 2. Heat treatment. Alloys]. Mosсow: MISIS, 2009.

25. Русин А., Хегай Л., Токарчук С. Свинцовые сплавы для современных аккумуляторов. Теория и прак- тика. Владивосток: Дальнаука, 2008; Rusin A., Hegaj L., Tokarchuk S. Svintsovye splavy dlya sovremennykh akkumulyatorov. Teoriya i praktika [Lead alloys for advanced batteries. Theory and practice]. Vladivostok: Dal’nauka, 2008.

26. Prengaman R.D. Challenges from corrosion-resistant grid alloys in lead acid battery manufacturing. J. Power Sources. 2001. Vol. 95. P. 224—233.

27. Портной К.И., Лебедев А.А. Магниевые сплавы (свойства и технология): Справочник. М.: Металлургиздат, 1952; Portnoi K.I., Lebedev A.A. Magnievye splavy (svoistva i tekhnologiya): Spravochnik [Magnesium alloys (properties and technology): Directory]. Mosсow: Metallurgizdat, 1952.

28. Колтыгин А.В. Улучшение свойств литейных магниевых сплавов системы Mg—Al—Zn—Mn. Тр. 2-й Междунар. науч.-практ. конф. «Современные материалы и технологии в машиностроении». М.: МИСиС, 2011. С. 54—55; Koltygin A.V. Uluchshenie svoistv liteinykh magnievykh splavov sistemy Mg—Al—Zn— Mn [Improvement of the properties of magnesium alloys found in the Mg—Al—Zn—Mn system]. In: Trudy 2 Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Sovremennye materialy i tekhnologii v mashinostroenii» [Works of the 2nd International scientific and practical conference «Modern Materials and Technologies in Mechanical Engineering»]. Mosсow: MISIS, 2011. P. 54—55.

29. Polmear I.J. Light metals: From traditional alloys to nanocrystals. 4-rd ed. Butterworth-Heinemann: Elsevier, 2006.

30. Trojanová Z., Palček P., Lukáč P., Drozd Z. Chapter 1. Influence of solute atoms on deformation behaviour of selected magnesium alloys. In: Materials Science «Metals and Nonmetals». F. Czerwinski (Ed.). 2014. Vol. 5. Р. 3—47.

31. Nie J.F. Magnesium alloys. Scripta Mater. 2003. Vol.48. Р. 981—984. 32. Wadsworth J., Ruano O.A., Sherby O.D. Denuded zones, diffusional creep, and grain boundary sliding. Metall. Mater. Trans. A. 2002. Vol. 33A. P. 219—229.

32. Aljarrah M., Medraj M. Thermodynamic modelling of the Mg—Ca, Mg—Sr, Ca—Sr and Mg—Ca—Sr systems using the modified quasichemical model. Calphad. 2008. Vol. 32. P. 240—251.

33. Aljarrah M., Medraj M., Wanga X., Essadiqi E., Muntasar A., Denes G. Experimental investigation of the Mg—Al—Ca system. J. Alloys and Compounds. 2007. Vol.436. Р. 131—141.

34. Suzuki A., Saddock N.D., Jones J.W., Pollock T.M. Solidification paths and eutectic intermetallic phases in Mg—Al—Ca ternary alloys. Acta Mater. 2005. Vol. 53. Р. 2823—2834.

35. Рохлин Л.Л., Никитина Н.И. Влияние кальция на свойства сплавов системы Mg—Al. МиТОМ. 2003. No. 5. С.14—17; Rokhlin L.L., Nikitina N.I. Vliyanie kal’tsiya na svoistva splavov sistemy Mg—Al [Effect of calcium on the properties of alloys of the Mg-Al system]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 2003. No. 5. P. 14—17.

36. Xu S.W., Oh-ishi K., Kamado S., Uchida F., Homma T., Hono K. High-strength extruded Mg—Al—Ca—Mn alloy. Scripta Mater. 2011. Vol. 65. P. 269—272.

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

38. Olivier B. The influence of Ca-additions on the mechanical properties of T300-Cfibre/MG(Al) metal matrix composites. In: Magnesium Alloys and their Applications. Kainer K.U. (Ed.). Weinheim: Wiley-VCH, 2000. P. 215—220.

39. Pekguleryuz M. Creep Resistance in Mg—Al—Ca casting alloys. Magnesium Technol. 2000. Vol. 3. P. 279—284.

40. Janz A., Gröbner J., Cao H., Zhu J., Chang Y.A., SchmidFetzer R. Thermodynamic modeling of the Mg—Al—Ca system. Acta Mater. 2009. Vol. 2. P. 682—694.

41. Koray O., Zhong Y., Liu Z.K. and Luo A. Computational thermodynamics and experimental investigation of the Mg—Al—Ca—Sr alloys. Proc. Miner., Metal. Mater. Soc. (TMS). 2002. Vol. 17-21. P. 69—73.

42. Xue-Nan Gu, Yu-Feng Zheng. A review on magnesium alloys as biodegradable materials. Front. Mater. Sci. China. 2010. Vol. 4. P. 111—115.

43. Rosemann P., Schmidt J., Heyn A. Short and long term degradation behaviour of Mg—1Ca magnesium alloys and protective coatings based on plasma chemical oxidation and biodegradable polymer coating in synthetic body fluid. Mater. and Corrosion. 2013. Vol. 64. No. 8. P. 714—722.

44. Berglund I.S., Brar H.S., Dolgova N., Acharya A.P., Keselowsky B.G., Sarntinoranont M., Manuel M.V. Synthesis and characterization of Mg—Ca—Sr alloys for biodegradable orthopedic implant applications. J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 2012. Vol. 100B. No. 6. P. 1524—1534.

45. Rosalbino F., De Negri S., Saccone A., Angelini E., Delfino S. Bio-corrosion characterization of Mg—Zn—X (X = Ca, Mn, Si) alloys for biomedical applications. J. Mater. Sci.: Materials in Medicine. 2010. Vol. 21. No. 4. P. 1091—1098.

46. Bakhsheshi Rad H.R., Hamzah E., Lotfabadi A.F., Daroonparvar V., Yajid M.A.M., Islam M.M. Micro-structure and bio-corrosion behavior of Mg—Zn and Mg—Zn—Ca alloys for biomedical applications. Mater. and Corrosion. 2014. Vol. 65. No. 12. P. 1178—1187.

47. Zhang B., Hou Y., Wang X., Wang Y., Geng L. Mechanical properties, degradation performance and cytotoxicity of Mg— Zn—Ca biomedical alloys with different compositions. Mater. Sci. Eng.: C. 2011. Vol. 31. No. 8. P. 1667—1673.

48. Hofstetter J., Becker M., Martinelli E., Weinberg A.M., Mingler B., Kilian H., Pogatscher S., Uggowitzer P.J., Löffler J.F. High-strength low-alloy (HSLA) Mg—Zn—Ca alloys with excellent biodegradation performance. JOM. 2014. Vol. 66. No. 4. P. 566—572.

49. Hatch J.E. (Ed.). Aluminum: properties and physical metallurgy. Ohio: ASM, 1984.

50. Altenpohl D.G. Aluminum: technology, applications, and environment. The Aluminum Association Inc. and TMS, 1998.

51. Epstein S.G. (Ed.) Aluminum and its alloys. The Aluminum Association Inc., 1994. 53. King F. Aluminum and its alloys. Ellis Horwood Ltd., 1987.

52. Piatti G., Pellegrini G., Trippodo D. The tensile properties of a new superplastic alluminum alloy: Al—Al4Ca eutectic. J. Mater. Sci. 1976. Vol. 1. P. 168—190.

53. Moore D.M., Morris L.R. Superplastic aluminium alloy products and method of preparation: Pat. 1580281 (UK). 1978.

54. Moore D.M., Morris L.R. A new superplastic aluminum sheet alloy. Mater. Sci. Eng. 1980. Vol. 43. No. 1. P. 85—92.

55. Ильенко В.М. Сверхпластичность эвтектических сплавов на основе системы алюминий-кальций и разработка материалов для сверхпластической формовки: Дис. … канд. техн. наук. М.: МИСиС, 1985; Il’enko V.M. Sverkhplastichnost’ evtekticheskikh splavov na osnove sistemy alyuminii-kal’tsii i razrabotka materialov dlya sverkhplasticheskoi formovki [Superplasticity of eutectic alloys based on the aluminum-calcium system and development of materials for superplastic forming]: Diss. of PhD. Mosсow: MISIS, 1985.

56. Swaminathan K., Padmanabhan K. A. Tensile flow and fracture behaviour of a superplastic Al—Ca—Zn alloy. J. Mater. Sci. 1990. Vol. 25. No. 11. P. 4579—4586.

57. Perez-Prado M.T., Cristina M.C., Ruano O. A., Gonza G. Microstructural evolution of annealed Al—5%Ca—5% Zn sheet alloy. J. Mater. Sci. 1997. Vol. 32. P. 1313—1318.

58. Kono N., Tsuchida Y., Muromachi S., Watanabe H. Study of the AlCaZn ternary phase diagram. Light Metals. 1985. Vol. 35. P. 574—580.

59. Russell A.M., Chumbley L.S., Tian Y. Structure-property relationships in an Al matrix Ca nanofilamentary composite conductor with potential application in highvoltage power transmission. Adv. Eng. Mater. 2000. Vol. 2. P. 11—22.

60. Shaw A., Tian L., Russell A.M. Tensile properties of highpurity Ca metal. British J. Appl. Sci. Technol. 2016. Vol. 15. No. 6. P. 1—6.

61. Sakata M., Nakamoto Y., Shimizu K., Matsuoka T., Ohishi Y. Superconducting state of Ca-VII below a critical temperature of 29 K at a pressure of 216 GPa. Phys. Rev. B. 2011. Vol.83. P. 220—512.

62. Tian L., Kim H., Anderson I., Russell A. The microstructurestrength relationship in a deformation processed Al—Ca composite. Mater. Sci. Eng. 2013. Vol. 570. P. 106—113.

63. Tian L., Anderson I., Riedemann T., Russell A., Kim H. Prospects for novel deformation processed Al/Ca composite conductors for overhead high voltage direct current (HVDC) power transmission. Electr. Pow. Syst. Res. 2013. Vol. 105. P. 105—114.

64. Kim H. Al—Ca and Al—Fe metal-metal composite strength, conductivity, and microstructure relationships: PhD thesis submitted to Iowa State University. Ames. 2011. P. 1—95.

65. Zolotorevskiy V.S., Belov N.A., Glazoff M.V. Casting aluminum alloys. Amsterdam: Elsevier, 2007.

66. Belov N.A., Alabin A.N., Eskin D.G. Improving the properties of cold rolled Al—6%Ni sheets by alloying and heat treatment. Scripta Mater. 2004. Vol. 50. No. 1. P. 89—94.

67. Ratke L., Alkemper J. Ordering of the fibrous eutectic microstructure of Al—Al3Ni due to accelerated solidification conditions. Acta Mater. 2000. Vol. 48. P. 1939—1948.

68. Li Xi, Fautrelle Yves, Ren Zhongming, Zhang Yudong, Esling Claude. Effect of a high magnetic field on the Al— Al3Ni fiber eutectic during directional solidification. Acta Mater. 2010. Vol. 58. P. 2430—2441.

69. Belov N.A., Zolotorevskij. V.S. The effect of nickel on the structure, mechanical and casting properties of aluminium alloy of 7075 type. Mater. Sci. Forum. 2002. Vol. 396-402. P. 935—940.

70. Belov N.A., Naumova E.A., Eskin D.G. Casting alloys of the Al—Ce—Ni system: microstructural approach to alloy design. Mater. Sci. Eng. А. 1999. Vol. 271. P. 134—142.

71. Goto S., Kim B., Park H., Belov N.A., Zolotorevkij V.S., Aso S., Komatsu Y. Application of eutectics to development of high strength cast aluminum alloys. J. Soci. Mater. Eng. Res. Japan. 2002. Vol. 15. No. 2. P. 66—73.

72. Belov N.A., Khvan A.V. The ternary Al—Ce—Cu phase diagram in the aluminum-rich corner. Acta Mater. 2007. Vol. 55. P. 5473—5782.

73. Belov N.A., Khvan A.V., Alabin A.N. Microstructure and phase composition of Al—Ce—Cu alloys in the Al-rich corner. Mater. Sci. Forum. 2006. Vol. 519-521. P. 395—400.

74. Belov N.A. Principles of optimising the structure of creep-resisting casting aluminium alloys using transition metals. J. Adv. Mater. 1994. Vol. 1. No. 4. P. 321—329.

75. Naumova E.A., Belov N.A., Bazlova T.A. Effect of heat treatment on structure and strengthening of cast eutectic aluminum alloy Al9Zn4Ca3Mg. Metal Sci. Heat Treatment. 2015. Vol. 57. P. 1—7.

76. Belov N.A., Naumova E.A., Akopyan T.K. Effect of calcium on structure, phase composition and hardening of Al— Zn—Mg alloys containing up to 12 wt.%Zn. Mater. Res. 2015. Vol. 18. No. 6. P. 1384—1391.

77. Belov N.A., Naumova E.A., Bazlova T.A., Alekseeva E.V. Structure, phase composition, and strengthening of cast Al—Ca—Mg—Sc alloys. Phys. Metal. Metallograp. 2016. Vol. 117. No. 2. P. 199—205.

78. Belov N.A., Naumova E.A., Alabin A.N., Matveeva I.A. Effect of scandium on structure and hardening of Al— Ca eutectic alloys. J. Alloys and Compnd. 2015. Vol. 646. P. 741—747.

79. Белов Н.А., Наумова Е.А., Акопян Т.К. Эвтектические сплавы на основе алюминия: новые системы легирования. М.: Руда и металлы, 2016; Belov N.A., Naumova E.A., Akopyan T.K. Evtekticheskie splavy na osnove alyuminiya: novye sistemy legirovaniya [Eutectic alloys based on aluminum: new alloying systems], Mosсow: Ruda i metally, 2016.

80. Белов Н.А. Высокопрочный сплав на основе алюминия с добавкой кальция: Пат. 2478132 (РФ). 2013; Belov N.A. Vysokoprochnyi splav na osnove alyuminiya s dobavkoi kal’tsiya [High-strength aluminum-based alloy with calcium supplement]: Pat. 2478132 (RF). 2013.

81. Kevorkov D., Schmid-Fetzer R. The Al—Ca system. Pt. 1: Experimental investigation of phase equilibria and crystal structures. Z. Metallkd. 2001. Bd. 92. No. 8. S. 946—952.

82. Kevorkov D., Schmid-Fetzer R., Pisch A., Hodaj F., Colinet C. The Al-Ca system. Pt. 2: Calorimetric measurements and thermodynamic assessment. Z. Metallkd. 2001. Bd. 92. No. 8. S. 953—958.

83. Хансен M., Андерко К. Структуры двойных сплавов: В 2 т. Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1962. Т. 1; Khansen M., Anderko K. Struktury dvoinykh splavov: v dvukh tomakh [The structures of binary alloys]. 1962. Vol. 1.

84. Mondolfo L.F. Aluminum alloys: Structure and properties. London/Boston: Butterworths, 1976.

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

86. Information on www.thermocalc.com (accessed: 05.10. 2017).

87. Toropova L.S., Eskin D.G., Kharakterova M.L., Dobatkina T.V. Advanced aluminum alloys containing scandium: structure and properties. Amsterdam: Gordon and Breach Science Publ., 1998.

88. Øyset R., Ryum N. Scandium in aluminum alloys. Int. Mater. Rev. 2005. Vol. 50. P. 19—44. 91. Marquis E.A., Seidman D.N. Nanoscale structural evolution of Al3Sc precipitates in Al (Sc) alloys. Acta Mater. 2001. Vol. 49. P. 1909—1919.

89. Costa S., Puga H., Barbosa J., Pinto A.M.P. The effect of Sc additions on the microstructure and age hardening behaviour of as cast Al—Sc alloys. Mater. and Design. 2012. Vol. 42. P. 347—352.

90. Van Dalen M.E., Gyger T., Dunand D.C., Seidman D.N. Effects of Yb and Zr microalloying additions on the microstructure and mechanical properties of dilute Al— Sc alloys. Acta Mater. 2011. Vol. 59. P. 7615—7626.

91. Filatov Yu.A. Deformable Al—Mg—Sc alloys and possible regions of their application. J. Adv. Mater. 1995. Vol. 5. P. 386—390.

92. Filatov Yu.A., Yelagin V.I., Zakharov V.V. New Al—Mg—Sc alloys. Mater. Sci. Eng. A. 2000. Vol. 280. P. 97—101.

93. Yu-Chih Tzeng, Chih-Ting Wu, Hui-Yun Bor, Jain-Long Horng, Mu-Lin Tsai, Sheng-Long Lee. Effects of scandium addition on iron-bearing phases and tensile properties of Al—7Si—0,6Mg alloys. Mater. Sci. Eng. A. 2014. Vol. 593. P. 103—110.

94. Bao Li, Hongwei Wang, Jinchuan Jie, Zunjie Wei. Effects of yttrium and heat treatment on the microstructure and tensile properties of Al—7,5Si—0,5Mg alloy. Mater. and Design. 2011. Vol. 32. P. 1617—1622.

95. Abdulwahab I.A., Madugu S.A., Yaro S.B., Hassan A.P., Popoola I. Effects of multiple-step thermal ageing treatment on the hardness characteristics of A356.0-type Al—Si— Mg alloy. Mater. and Design. 2011. Vol. 32. P. 1159—1166.

96. Hengcheng Liao, Yuna Wu, Ke Ding. Hardening response and precipitation behavior of Al—7%Si—0,3%Mg alloy in a pre-aging process. Mater. Sci. Eng. A. 2013. Vol. 560. P. 811—816.

97. Marlaud T., Deschamps A., Bley F., Lefebvre W., Baroux B. Evolution of precipitate microstructures during the retrogression and re-ageing heat treatment of an Al—Zn— Mg—Cu alloy. Acta Mater. 2010. Vol. 58. P. 4814—4826.

98. Marlaud T., Deschamps A., Bley F., Lefebvre W., Baroux B. An influence of alloy composition and heat treatment on precipitate composition in Al—Zn—Mg—Cu alloys. Acta Mater. 2010. Vol. 58. P. 248—260.

99. Du Z.W., Sun Z.M., Shao B.L., Zhou T.T., Chen C.Q. Quantitative evaluation of precipitates in an Al—Zn—Mg— Cu alloy after isothermal aging. Mater. Characterization. 2006. Vol. 56. P. 121—128.

100. Junzhou Chen, Liang Zhen, Shoujie Yang, Wenzhu Shao Dai. Investigation of precipitation behavior and related hardening in AA 7055 aluminum alloy. Mater. Sci. Eng. A. 2009. Vol. 500. P. 34—42.

101. Starink M.J., Wang S.C. A model for the yield strength of overaged Al—Zn—Mg—Cu alloys. Acta Mater. 2003. Vol. 51. P. 5131—5150.

102. Marlaud T., Deschamp A., Bley F., Lefebvre W., Baroux B. Influence of alloy composition and heat treatment on precipitate composition in Al—Zn—Mg—Cu alloys. Acta Mater. 2010. Vol. 58. P. 248—260.

103. Senkov O.N., Shagiev M.R., Senkova S.V., Miracle D.B. Precipitation of Al3(Sc,Zr) particles in an Al—Zn—Mg— Cu—Sc—Zr alloy during conventional solution heat treatment and its effect on tensile properties. Acta Mater. 2008. Vol. 56. P. 3723—3738.

104. Yanxia Ii, Ping Li, Gang Zhao, Xiaotao Liu, Jianzhong Cui. The constituents in Al—10Zn—2.5Mg—2.5Cu aluminum alloy. Mater. Sci. Eng. A. 2005. Vol. 397. P. 204—208.

105. Webster D., Wald С., Cremens W. S. Mechanical properties and microstructure of argon atomized aluminum-lithium powder metallurgy alloys. Metall. Mater. Trans. A. 1981. Vol. 12. No. 8. P. 1495—1502.

106. Gilman P.S., Nix W.D. The structure and properties of aluminum alloys produced by mechanical alloying powder processing and resultant powder structures. Metall. Mater. Trans. A. 1981. Vol. 12A. P. 813—824.

107. Millan P.P. Applications of high-temperature powder metal aluminum alloys to small gas turbines. J. Metals. 1983. Vol. 35. No. 3. P. 76—81.

108. Prasad S.D., Krishna R.A. Production and mechanical properties of A356.2/RHA. Composites. Int. J. Adv. Sci. Technol. 2011. Vol. 33. P. 51—58.

109. Mizuuchi K., Takeuchi T., Fukusumi M., Sugioka M., Nagai H. Effect of processing condition on the properties of Al/Al3Ti composites produced by LCCS process. J. Japan Inst. of Metals. 1998. Vol. 62. No. 10. P. 893—898.

110. Tham L.M., Gupta M., Cheng L. Effect of limited matrixreinforcement interfacial reactions on enhancing the mechanical properties of aluminum-silicon carbide composites. Acta Mater. 2001. Vol. 49. No. 16. P. 3243— 3253.

111. Konkevich V.Yu. Granulated aluminum alloys for aircraft application welded structure. Welding in World. 1994. Vol. 33. No. 6. P. 430—432.

112. Jones H. Development in aluminum alloys by solidification at higher cooling rates. Aluminum. 1978. Vol. 4. P. 274—288.

113. Adkins N.J.E., Saunders N., Tsakiropoulos P. Rapid solidification of peritectic aluminum alloys. Mater. Sci. Eng. 1988. Vol. 98. P. 217—219.

114. Bose S. K., Kumar R. Structure of rapidly solidified aluminium-silicon alloys. J. Mater. Sci. 1973. Vol. 8. No. 12. P. 1795—1799.

115. Belov N.A. Aluminium casting alloys with high content of zirconium. Mater. Sci. Forum. 1996. Vol. 217-222. P. 293—298.

116. Belov N.A., Alabin A.N., Eskin D.G., Istomin-Kastrovskiy V.V. Optimization of hardening of Al—Zr—Sc casting alloys. J. Mater. Sci. 2006. Vol. 41. P. 5890—5899.

117. Knipling K.E., Karnesky R.A., Lee C.P., Dunand D.C., Seidman D.N. Precipitation evolution in Al—0,1Sc, Al— 0,1Zr and Al—0,1Sc—0,1Zr (at.%) alloys during isochronal ageing. Acta Mater. 2010. Vol. 58. P. 5184—5195.

118. Fuller C.B., Seidman D.N. Temporal evolution of the nanostructure of Al(Sc,Zr) alloys. Pt. II. Coarsening of Al3(Sc1–xZrx) precipitates. Acta Mater. 2005. Vol. 53. P. 5415—5428.

119. Lefebvre W., Danoix F., Hallem H., Forbord B., Bostel B., Marthinsen K. Precipitation kinetic of Al3(Sc,Zr) dispersoids in aluminum. J. Alloys and Compnd. 2009. Vol. 470. P. 107—110.

120. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов М.: МИСиС, 2005; Zolotorevskii V.S., Belov N.A. Metallovedenie liteinykh alyuminievykh splavov [Metallurgy of foundry aluminum alloys]. Mosсow: MISIS, 2005.


Для цитирования:


Наумова Е.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАЛЬЦИЯ В СПЛАВАХ: ОТ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДО ЛЕГИРОВАНИЯ. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2018;(2):59-76. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-2-59-76

For citation:


Naumova E.A. USING CALCIUM IN ALLOYS: FROM MODIFICATION TO ALLOYING. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2018;(2):59-76. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-2-59-76

Просмотров: 300


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