Особливості кристалізації, формування фазового складу і морфології структурних складових стопу Al–7Si–4Fe у разі магнето-імпульсної обробки розтопу
І. М. Максимчук, А. О. Хрипливий, В. В. Фрізель, П. М. Романко
Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна
Отримано: 30.10.2019; остаточний варіант - 19.08.2020. Завантажити: PDF
Методами рентґенівської дифрактометрії, прямого термографічного і ДСК аналізу досліджено вплив магнето-імпульсної обробки (МІО) розтопу силуміну Al–7Si–4Fe на кінетику його кристалізації, фазовий склад і морфологію структурних складових. Показано, що підвищений вміст Феруму в розтопі зміщує температуру початку кристалізації первинних дендритів алюмінію в область температури кристалізації чистого алюмінію. МІО розтопу не впливає на температурні інтервали кристалізації компонентів, проте в три рази збільшує швидкість кристалізації евтектики. Ефект пояснюється підсиленням мікроліквації розтопу, яка інтенсифікується зі збільшенням частоти проходження імпульсів магнетного поля, до того ж області мікронеоднорідностей істотно диспергуються. У рамках кластерної моделі викладено уявлення про імовірну будову розтопу Al–7Si–4Fe поблизу температури ліквідуса і вплив режимів МІО на її формування. Вперше висунуто гіпотезу, що в умовах швидкого охолодження розтопу реалізація роздільного або абнормального механізмів евтектичної кристалізації пов’язана зі співвідношенням у розтопі часток кластерів Al$_{1-x}$Si$_x$ з металічним та ковалентним зв’язком. МІО призводить до формування та істотного збільшення частки кластерів з ковалентним типом зв’язку та посилення абнормального механізму евтектичної кристалізації. Показано, що збільшення частоти імпульсів вдвічі, а, отже, і подвоєння енергетичного впливу на розтоп не тільки підсилює диспергування областей мікроліквації розтопу, але і приводить до утворення стійкої (стабільної) конфігурації кластерів Al$_n$Fе$_m$Si$_l$, які характеризуються ближнім порядком, подібним упорядкуванню атомів у фазі Al$_9$Fe$_2$Si$_2$.
Ключові слова: магнето-імпульсна обробка, кластерна структура розтопу, кінетика кристалізації.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i10/1373.html
PACS: 61.25.Mv, 61.66.Dk, 61.72.Mm, 64.70.dg, 81.70.Pg, 83.60.Np