Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва:

Е. И. Курбаткина, инженер

Н. А. Белов, проф., директор инжинирингового центра «Инновационные литейные технологии и материалы», эл. почта: nikolay-belov@yandex.ru

А. Н. Алабин, нач. отд. инжинирингового центра «Инновационные литейные технологии и материалы»

И. А. Сидун, магистрант

В работе было изучено влияние взаимодействия химических элементов и особенностей фазообразования в системе Al – B – Mg – Si – Cu, были использованы экспериментальные и расчетные методики. Для рассматриваемой системы был проведен термодинамический анализ реакций межфазного взаимодействия, которые возможны во время плавки. Расчеты показали, что наиболее вероятной является реакция образования борида магния. Это было подтверждено количественным фазовым анализом в программе Thermo-Calc. В частности, расчет фазового состава сплава Al – 0,6 % Mg – 0,6 % Si – 0,25 % Cu – 2 % B показал, что алюминий и магний образуют фазу с бором. При этом концентрация магния в алюминиевом твердом растворе на момент конца кристаллизации 0,02 % (вес.), что крайне нежелательно, так как делает невозможным дисперсионное твердение сплава. Дополнительное введение магния (~1,5 %) в сплав Al – B – Mg – Si – Cu позволило разработать материал с высокими прочностными характеристиками ( в  300 МПа) за счет дисперсионного упрочнения алюминиевой матрицы частицами Mg₂Si. Установлено, что сплавы системы Al – Mg – Si – Cu – B, содержащие до 3,5 % B, обладают хорошей технологичностью при прокатке, что позволяет получать из слитков листы со степенью деформации не менее 91 %. 

Статья подготовлена в рамках Соглашения № 14.578.21.0004 (уникальный идентификатор проекта RMEF157814X0004) о предоставлении субсидии Минобронауки России в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».

1. Lai J., Zhang Z., Chen X.-G. The thermal stability of mechanical properties of Al–B4C composites alloyed with Sc and Zr at elevated temperatures // Materials Science and Engineering. 2012. Vol. 532. P. 462–470.

2. Lakshmi S., Lu L., Gupta M. In situ preparation of TiB2 reinforced Al based composites // Journal of materials processing technology. 1998. Vol. 73. P. 160–166. 

3. Lindroos V. K., Talvitie M. J. Recent advances in metal matrix composites // Journal of Materials Processing Technology. 1995. Vol. 53. P. 273–284. 

4. Clyne T. W., Withers P. J. An Introduction to Metal Matrix Composites. — Cambridge : Cambridge University Press, 1993. — 528 p.

5. Tzamtzis S., Barekar N. S., Hari Babua N., Patel J., Dhindaw B. K., Fan Z. Processing of advanced Al/SiC particulate metal matrix composites under intensive shearing — A novel Rheo-process // Composites: Part A. 2009. Vol. 40. P. 144–151. 

6. Herling D. R., Grant G. J., Hunt W. Low-cost aluminum metal-matrix composites // Advanced Materials & Processes. 2001. Vol. 159, No. 7. P. 37–40.

7. Неронов В. А. Бориды алюминия. — Новосибирск : Наука, 1966. — 72 с.

8. ГОСТ 4784–97. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. — Введ. 2000–07–01.

9. Белов Н. А. Фазовый состав алюминиевых сплавов. — М. : Издательский Дом МИСиС, 2009. — 235 с. 

10. Properties of Aluminum Alloys: Tensile, Creep and Fatigue Data at High and Low Temperatures / еd. J. Gilbert Kaufman. — Ohio : ASM International, 1999. — 305 p.

11. Ejiofor J. U., Reddy R. G. Developments in the Processing and Properties of Particulate Al – Si Composites // Journal of Metals. 1997. Vol. 49, No. 11. P. 31–37.

12. Применение алюминиевых сплавов : справочник / под ред. М. Б. Альтмана, Г. Н. Андреева, Ю. П. Арбузова и др. — М. : Металлургия, 1985. —344 с.

13. ГОСТ 11069–2001. Алюминий первичный. Марки. — Введ. 2003–01–01.

14. ГОСТ 2856–79. Сплавы магниевые литейные. Марки. — Введ. 1981–01–01.

15. ГОСТ 1583–93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. — Введ. 1997–01–01.

16. ГОСТ Р 53777–2010. Лигатуры алюминиевые. Технические условия. — Введ. 2010–07–01.

17. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 1986–01–01.