ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» (СПбГПУ):

А. А. Казаков, докт. техн. наук, профессор, зав. каф. металлургических технологий

А. А. Кур, аспирант, каф. металлургических технологий, эл. почта: kur@thixomet.ru

Д. В. Киселев, инженер, каф. металлургических технологий

Исследовательский центр ОАО «АвтоВАЗ», г. Тольятти, Россия:

Е. Б. Лазутова, инженер-исследователь I кат.

Разработаны и реализованы в виде отдельного модуля анализатора изображений Thixomet PRO методы количественной оценки микроструктуры доэвтектических силуминов. Для исследований выбраны сплавы АК6М2 и АК10М2Н в немодифицированном состоянии и после обработки различными модификаторами. Это позволило получить различную дисперсность Al – Si-эвтектики, охватывающую все классы модифицированности в соответствии со стандартными шкалами Американского общества литейщиков. Разработан коэффициент дисперсности эвтектики этих сплавов: на бинарном изображении частиц кремния вычисляли среднее расстояние от всех точек, расположенных внутри частиц, до их границ. Величина, обратная этому среднему расстоянию, названа коэффициентом дисперсности эвтектики, описывающим все классы модифицированности в соответствии со стандартными шкалами Американского общества литейщиков. Найдены уравнения регрессии, адекватно описывающие механические свойства исследованных литейных сплавов в зависимости от разработанного коэффициента дисперсности эвтектики, а также от объемных долей пористости и крупных (>5 мкм) интерметаллидов, оцененных по ASTM E 1245. Для интерпретации природы фаз, обнаруженных при электронно-микроскопических исследованиях, использовали термодинамическое моделирование с помощью программного обеспечения FactSage, оснащенного базами данных SGTE. Построены номограммы, иллюстрирующие влияние каждого из исследованных параметров структуры на механические свойства сплавов АК6М2 и АК10М2Н. Разработанные методы прогнозирования свойств сплавов по их структуре могут быть использованы в производстве доэвтектических силуминов для контроля их качества при приемо-сдаточных испытаниях.

1. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 1986–01–01.
2. Bale C. W., Chartrand P., Degterov S. A., Eriksson G., Hack K., Mahfoud R. B., Melançon J., Pelton A. D., Petersen S. FactSage Thermochemical Software and Databases // Calphad. 2002, Vol. 26, N 2. P. 189–228.
3. Мондольфо Л. Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. — М. : Металлургия, 1979. — 640 с.
4. Makhloufе M. M., Guthy H. V. The aluminum-silicon eutectic reaction: mechanisms and crystallography // Journal of Light Metals. 2001. Vol. 1, N 4. P. 199–218.
5. Spheroidization of the Al – Si Eutectic in a Cast Aluminum Alloy // Journal of Materials Engineering and Performance. 2000. Vol. 9, N 6. P. 616–622.
6. ГОСТ 1583–93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. — Введ. 1997–01–01.
7. Dinnis C. M., Otte M. O., Dahle A. K., Taylor J. A. The Influence of Strontium on Porosity Formation in Al – Si Alloys // Metallurgical and materials transactions A. 2004. Vol. 35, N 11. P. 3531–3541.
8. ASTM E1245–03(2008). Standart Practice for Determining the Inclusion or Second-Phase Constituent Content of Metals by Automatic Image Analysis. — Approved 2008.
9. Zeren M., Karakulak E., Gümüş S. Influence of Cu addition on microstructure and hardness of near-eutectic Al – Si – _xCu-alloys // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011. Vol. 21. P. 1698–1702.
10. Haque M. M., Khan A. A. Influence of Magnesium on Structure and Properties of Al – Si Alloy // Advanced Materials Research. 2007. Vol. 23. P. 291–294.
11. Rana R. S., Purohit R., Das S. Reviews on the influences of alloying elements on the microstructure and mechanical properties of aluminum alloys and aluminum alloy composites // International Journal of Scientific and Research Publications. 2012. Vol. 2, N 6. P. 54–60.
12. Белов Н. А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов. — М. : МИСиС, 2010. — 511 с.
13. Золоторевский В. С., Белов Н. А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. — М. : МИСиС, 2005. — 376 с.