Випуски МФіНТ »  Том 45, випуск 9

Вплив МГД-обробляння на технологічні властивості високоміцних ливарних стопів Al–Cu

О. М. Смірнов$^{1}$, О. Д. Рудь$^{2}$, В. Н. Фікссен$^{1}$, Ю. П. Скоробагатько$^{1}$, Т. О. Монастирська$^{2}$, М. С. Горюк$^{1}$, А. Ю. Семенко$^{1}$, О. В. Ященко$^{1}$

$^{1}$Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 27.07.2023; остаточний варіант - 05.08.2023. Завантажити: PDF

Серед багатьох алюмінійових стопів саме високоміцні ливарні стопи системи «алюміній–мідь» є одними з основних конструкційних матеріялів у авіабудуванні. За результатами новітніх досліджень фахівців з різних країн світу ці стопи також мають перспективу щодо застосування для виготовленні корпусів і деталів двигунів авіаційної й автомобільної техніки. Однак наявність у складі таких стопів у якості зміцнювальних добавок токсичних (кадмій) або дорогих (срібло) компонентів істотно обмежує потенціял промислового виробництва їх і практичного застосування. Запропоновано використовувати енергію електромагнетних полів і магнетогідродинамічні (МГД) ефекти для оброблення стопу в рідкому стані. Реалізація таких дій відбувається у спеціялізованій ливарній магнетодинамічній установці. Розроблене МГД-оброблення розтопів забезпечує подрібнення структури та зростання основних механічних властивостей алюмінійових стопів у твердому стані та є фактично фізичним модифікуванням їх. Стосовно високоміцних ливарних стопів системи «алюміній–мідь», то МГД-оброблення їх у рідкому стані у ливарній магнетодинамічній установці уможливлює забезпечити достатньо високий рівень міцнісних і пластичних властивостей навіть без застосування зміцнювальних добавок. Цим способом забезпечується відповідний стандартам рівень основних технологічних властивостей (передусім рідкоплинности та схильности до утворення гарячих тріщин). Це свідчить про можливість одержання з таких стопів методами лиття тонкостінних деталів складної конфіґурації. Подальші дослідження будуть орієнтовані на підвищення механічних і експлуатаційних властивостей експериментальних стопів системи «алюміній–мідь» за рахунок введення нетоксичних і відносно дешевих зміцнювальних і модифікувальних добавок.

Ключові слова: високоміцні ливарні стопи системи «алюміній–мідь», магнетогідродинамічне (МГД) оброблення, структура, міцність, відносне видовження, рідкоплинність, схильність до утворення гарячих тріщин.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i09/1125.html

PACS: 06.60.Vz, 61.66.Dk, 61.72.Ff, 62.20.Qp, 81.07.Bc, 81.40.Cd, 83.60.Np

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. I. F. Kravchenko, Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr., No. 6: 47 (2021) (in Ukrainian).
  2. L. Kniewallner, M. Rafetzeder, B. Stauder, M. Djurdjevic, und F. J. Feikus, Enwicklung und Anwendung einer AlCu basirten Hochleistungsgusslegierung für Zylinderköpfe, VDI Berichte 2254., Giesstechnik im Motorenbau 2015, Magdeburg, 1011. February 2015, p. 115.
  3. M. Rafetzeder, B. Stauder, M. B. Djurdjevic, L. Kniewallner, und F. J. Feikus, Potential einer AlCu-basierten Gusslegierung für Hochleistungs-Zylinderköpfe, 59 Östereichische Giessereitagung, 23/24 April 2015, Leoben, Giesserei Rundschau 62 (2015) Heft 5/6, p. 147.
  4. GOST 1583-93. Casting Aluminium Alloys. Specifications (in Russian).
  5. Mechanical Engineering: V. II-3: Non-ferrous Metals and Alloys. Composite Metallic Materials (Ed. I. N. Friedlander) (Moskva: Mechanical Engineering: 2001) (in Russian).
  6. E. A. Chernyshov, Casting Alloys and their Foreign Analogues (Moskva: Mechanical Engineering: 2006), p. 336 (in Russian).
  7. Conditions Diagrams of Binary Metallic Systems (Ed. N. P. Lyakishev) (Moskva: Mechanical Engineering: 1996–2000) (in Russian).
  8. Encyclopedia of Aluminum and Its Alloys. Two-Volume Set (Print) (Eds. George E. Totten, Murat Tiryakioglu, Olaf Kessler) (CRC Press Taylor and Francis Group: 2018).
  9. J. M. Silcock and H. M. Flower, Scripta Materialia, 46: 389 (2002). Crossref
  10. Sanjib Banerjee, P. S. Robi, A. Srinivasan, and Praveen Kumar Lakavath, Materials and Design, 31: 4007 (2010). Crossref
  11. Laure Bourgeois, Christian Dwyer, Matthew Weyland, Jian-Feng Nie, and Barrington C. Muddle, Acta Mater., 60: 633 (2012). Crossref
  12. V. I. Dubodelov, V. Fikssen, M. Slazhniev, M. Goryuk, Yu. Skorobagatko, A. Berezina, T. Monastyrska, O. Davydenko, and V. Spuskanyuk, Magnetohydrodynamics, 48, No. 2: 379 (2012).
  13. V. I. Dubodelov, V. N. Fikssen, A. V. Yashenko, N. A. Slazhnev, Yu. P. Skorobagatko, and M. S. Goryuk, Protsessy Litya, No. 6: 48 (2013) (in Russian).
  14. V. I. Dubodelov, V. N. Fikssen, A. L. Berezina, M. S. Goryuk, T. A. Monastyrskaya, A. V. Yashenko, N. A. Slazhnev, Yu. P. Skorobagatko, and A. V. Kotko, Protsessy Litya, No. 4: 62 (2014) (in Russian).
  15. V. P. Polishchuk, M. R. Tsin, and R. K. Horn, Magnetodynamic Pumps for Liquid Metals (Kiev: Naukova Dumka: 1989) (in Russian).
  16. J. R. Morris, Mater. Trans., 48, No. 7: 1729 (2007). Crossref
  17. F.-Q. Zu, Metals, 5: 395 (2015). Crossref
  18. O. S. Roik, O. M. Yakovenko, V. P. Kazimirov, O. O. Bilovodska, N. V. Golovataya, and V. E. Sokol’skii, J. Molec. Liq., 220: 155 (2016). Crossref
  19. M. Calvo-Dahlborg, P. S. Popel, M. J. Kramer, M. Besser, J. R. Morris, and U. Dahlborg, J. Alloys Comp., 550: 9 (2013). Crossref
  20. V. P. Polishchuk and B. A. Melnik, Liteynoe Proizvodstvo, No. 7: 6 (1989).
  21. A. L. Berezina, T. A. Monastyrskaya, A. A. Davidenko, V. I. Dubodelov, V. Z. Spuskanyuk, and V. N. Fikssen, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 31, No. 10: 1417 (2009) (in Russian).
  22. V. N. Fikssen, Metallurgiya Mashinostroeniya, No. 6: 24 (2012) (in Russian).
  23. V. N. Fikssen, Magnetodynamics, 58, Nos. 12: 151 (2022).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2023 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»