Purpose. As a rule secondary silumins are characterized by lower quality than their primary analogues. During manufacture of alloys a large quantity of intermetallides, first of all on the basis of iron, in their structure is ignored. To achieve the optimum level of properties it is necessary to search for ways to adapt refining-modifying, heat and laser treatments to peculiarities of the structure of secondary Al-Si alloys. Methodology. The research was carried out by using standard methods of metallographic analysis, determination of foundry, mechanical and service properties of alloys according to rotatable plans of multifactor experiments. Findings. It was established, that refining-modifying treatment is a required procedure during manufacture of secondary silumins as it permits to effectively influence the iron-containing phases' segregations by changing their morphology, size and distribution and to increase the effectiveness of further treatment in solid state. It was found that standard modes of heat treatment are not optimal for secondary silumins. Laser treatment has shown high effectiveness in increasing of strength, wear resistance, corrosion and cavitation resistance of secondary Al-Si alloys, and the increased iron content contributed to additional solid solution hardening. Originality. It was established, that after refining-modifying treatment the phase Al5SiFe, which crystallizes in the shape of long stretched plates transformed into phase Al15(FeMn)3Si2 in skeletal or polyhedral shape. The relationship between iron content in secondary silumins and holding time during heat treatment that ensures optimum of mechanical properties was obtained. It was proved that the presence of iron-containing intermetallides Al5SiFe results in the decrease of hardened layer's depth during laser treatment. It was established, that with increasing of iron concentration the corrosion rate of secondary silumins in 3 % NaCl + 0.1 % H2O2 and 10 % HCl environments increases. Practical value. The offered technical solutions are instrumental in upgrading second silumins to the level which allows to utilize them as raw material for making of alloys on the basis of aluminium.
Цель. Вторичным силуминам свойственно, как правило, более низкое, по сравнению с их первичными аналогами, качество. При изготовлении сплавов не учитывается наличие большого количества интерметаллидов, в первую очередь, на основе железа, в их структуре. Для достижения оптимального уровня свойств необходимо искать пути адаптации рафинирующе-модифицирующей, термической и лазерной обработок к особенностям структуры вторичных Al-Si сплавов. Методика. Исследования проводили с использованием стандартных методик металлографического анализа, определения литейных, механических и эксплуатационных свойств сплавов по рототабельным планам многофакторных экспериментов. Результаты. Установлено, что рафинирующе-модифицирующая обработка является обязательной операцией при производстве вторичных силуминов, поскольку позволяет эффективно влиять на выделения железосодержащих фаз, изменяя их морфологию, размер и распределение, а также повышать эффективность дальнейшей обработки в твёрдом состоянии. Обнаружено, что стандартные режимы термической обработки не являются оптимальными для вторичных силуминов. Лазерная обработка показала высокую эффективность в повышении прочности, износостойкости, коррозионной и кавитационной стойкости вторичных Al-Si сплавов, а повышенное содержание железа способствовало дополнительному твёрдорастворному упрочнению. Научная новизна. Установлено, что после рафинирующе-модифицирующей обработки фаза Al5SiFe, кристаллизующаяся в виде длинных вытянутых пластин, трансформируется в фазу Al15(FeMn)3Si2 в скелетообразной или многогранной форме. Получена зависимость между содержанием железа во вторичных силуминах и временем выдержки при термической обработке, которое обеспечивает оптимум механических свойств. Доказано, что наличие железосодержащих интерметаллидов Al5SiFe приводит к уменьшению глубины упрочнённого слоя при лазерной обработке. Установлено, что с повышением концентрации железа скорость коррозии вторичных силуминов в средах 3 % NaCl + 0,1 % H2O2 та 10 % HCl повышается. Практическая значимость. Предложенные технические решения способствуют повышению качества вторичных силуминов до уровня, который позволяет использовать их как сырье для изготовления сплавов на основе алюминия.
Мета. Вторинним силумінам притаманна, як правило, нижча за їх первинні аналоги якість. При виготовленні сплавів не враховується наявність великої кількості інтерметалідів, передусім на основі заліза, в їх структурі. Для досягнення оптимального рівня властивостей необхідно шукати шляхи адаптації рафінувально-модифікувальної, термічної та лазерної обробок до особливостей структури вторинних Al-Si сплавів. Методика. Дослідження здійснювали з використанням стандартних методик металографічного аналізу, визначення ливарних, механічних та експлуатаційних властивостей сплавів за рототабельними планами багатофакторних експериментів. Результати. Встановлено, що рафінувально-модифікувальна обробка є обов’язковою операцією при виготовленні вторинних силумінів, оскільки дозволяє ефективно впливати на виділення залізовмісних фаз, змінюючи їх морфологію, розмір та розподіл, а також підвищувати ефективність подальшої обробки в твердому стані. Виявлено, що стандартні режими термічної обробки не є оптимальними для вторинних силумінів. Лазерна обробка показала високу ефективність в підвищенні міцності, зносостійкості, корозійної та кавітаційної стійкості вторинних Al-Si сплавів, а підвищений вміст заліза сприяв додатковому твердорозчинному зміцненню. Наукова новизна. Встановлено, що після рафінувально-модифікувальної обробки фаза Al5SiFe, яка кристалізується у вигляді довгих витягнених пластин, трансформується в фазу Al15(FeMn)3Si2 у скелетоподібній або багатогранній формі. Отримано залежність між вмістом заліза у вторинних силумінах з часом витримки при термічній обробці, який забезпечує оптимум механічних властивостей. Доведено, що наявність залізовмісних інтерметалідів Al5SiFe призводить до зменшення глибини зміцненого шару при лазерній обробці. Встановлено, що зі збільшенням концентрації заліза швидкість корозії вторинних силумінів в середовищах 3 % NaCl + 0,1 % H2O2 та 10 % HCl підвищується. Практична значимість. Запропоновані технічні рішення сприяють підвищенню якості вторинних силумінів до рівня, який дозволяє використовувати їх як сировину для виготовлення сплавів на основі алюмінію.
QUALITY IMPROVEMENT OF SECONDARY SILUMINS BY USING REFINING-MODIFYING, HEAT AND LASER TREATMENTS.
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВТОРИЧНЫХ СИЛУМИНОВ ПУТЁМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАФИНИРУЮЩЕ-МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ, ТЕРМИЧЕСКОЙ И ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТОК.
ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ВТОРИННИХ СИЛУМІНІВ ШЛЯХОМ ВИКОРИСТАННЯ РАФІНУВАЛЬНО-МОДИФІКУВАЛЬНОЇ, ТЕРМІЧНОЇ ТА ЛАЗЕРНОЇ ОБРОБОК
2014-11-19
Science and Transport Progress ; No. 5(53) (2014); 101-108
Article (Journal)
Electronic Resource
Ukrainian
foundry , modification , heat treatment , mechanical and service properties , pulse laser treatment , silumins механические и эксплуатационные свойства , модифицирование , модифікування , ливарні , термічна обробка , импульсная лазерная обработка , силумины , імпульсна лазерна обробка , механічні та експлуатаційні властивості , литейные , термическая обработка , силуміни
Metadata by SPU is licensed under CC BY 3.0
QUALITY IMPROVEMENT OF SECONDARY SILUMINS BY USING REFINING-MODIFYING, HEAT AND LASER TREATMENTS
DOAJ | 2014
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2011
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2008
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2013
|