ОАО ВИЛС, Москва, Россия:

С. М. Меркулова, старший научный сотрудник, e-mail: sveta.merkulova.68@mail.ru
С. Г. Бочвар, ведущий инженер

Существует определенный круг задач по производству изделий с необходимым (заданным) уровнем свойств и, как следствие, оптимальной структурой, которые можно решить с меньшими затратами, применяя более дешевые технологии. Статья посвящена развитию такого понятия, как принцип достаточности, предложенного В. И. Добаткиным, например скорости охлаждения при кристаллизации. «Сущность этого принципа применительно к высокопрочным деформируемым сплавам сводится к тому, что если достигнута скорость охлаждения, при которой уверенно подавляется первичная кристаллизация интерметаллидов, то дальнейшее ее повышение нецелесообразно, если это требует дополнительных затрат…». За счет комплексной модифицирующей обработки, сочетающей введение активных модификаторов, и кавитационной обработки расплава, удается существенно измельчить первичные кристаллы кремния и другие избыточные фазы. Это принцип достаточности скорости охлаждения. При легировании появляется возможность снижать содержание скандия в сплавах за счет введения переходных и редкоземельных металлов, сохраняя заданный уровень свойств, и это — принцип достаточности при легировании. Повышенное модифицирование, приводящее к существенному измельчению зерна, в определенных случаях имеет ряд отрицательных моментов. В том числе было выявлено снижение механических свойств прессованных изделий.

1. Бочвар С. Г., Белоцерковец В. В., Добаткин В. И. Изотермические выдержки в жидко-твердой области алюминиево-циркониевых сплавов с первичной кристаллизацией интерметаллидов // Технология легких сплавов. 1996. № 3. С. 41–45.
2. Плавка и литье алюминиевых сплавов : справочник, изд. 2-е. — М. : Металлургия, 1983. — 351 с.
3. Bommareddy A., Quadir M. Z., Ferry M. Time and temperature regime of continuous grain coarsening in an ECAP-processed Al (0.1 wt.%Sc) alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2012. Vol. 527. P. 145–151.
4. Захаров В. В. Особенности кристаллизации алюминиевых сплавов, легированных скандием // Металловедение и термическая обработка металлов. 2011. № 9. С. 12–18.
5. Schloz J. D. Fundamentals of Grain Refining Aluminium Alloys // Light Metal Age. 2010. No. 8. P. 30–37.
6. Эскин Г. И. К условиям формирования недендритной структуры в слитках и гранулах легких и жаропрочных никелевых сплавов // Технология легких сплавов. 2013. № 4. С. 147–159.
7. Бочвар С. Г. Исследование закономерностей формирования измельченной структуры слитков алюминиевых сплавов и на их основе разработка комплексной технологии внепечного модифицирования с применением кавитационной обработки : автореф. … докт. техн. наук. — М. : ОАО «Всероссийский институт легких сплавов», 2012.— 50 с.
8. Елагин В. И., Захаров В. В., Ростова Т. Д. О недендритной структуре слитков и ее влиянии на свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов // в сб. : Металловедение, литье и обработка сплавов. — М. : ВИЛС. 1995. С. 6–16.
9. Захаров В. В., Фисенко И. А. Об экономии скандия при легировании им алюминиевых сплавов // Технология легких сплавов. 2013. № 4. С. 52–60.
10. Эскин Г. И., Пименов Ю. П. Получение деформированных полуфабрикатов из заэвтектических силуминов // Технология легких сплавов. 1996. № 2. С. 51–56.
11. Добаткин В. И., Елагин В. И., Федоров В. М. Быстрозакристаллизованные алюминиевые сплавы. — М. : ВИЛС, 1995. — 341 с.
12. Wu S., Tu X., Fukuda Y., Kanno T., Nakae H. Modification mechanism of hypereutectic Al – Si alloy with P – Na addition // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2003. No. 6. P. 1285–1289.
13. Zuo M., Liu X., Dai H., Liu X. Al – Si – P master alloy and its modification and refinement performance on Al – Si alloys // Rare Metals. 2009. No. 4. Р. 412–417.
14. Пименов Ю. П., Тарарышкин В. И., Эскин Г. И. Оптимизация технологии плавки и модифицирования заэвтектических силуминов // Технология легких сплавов. 1997. № 3. С. 17–23.
15. Komarov S., Ishiwata Y., Oda K. Refinement of primary silicon in casting aluminium alloys via application of ultrasonic vibrations to DC process // Proc. of the 12th International Conference on Aluminium Alloys, September 5–9, 2010. Yokohama, Japan. — Tokyo : The Japan Institute of Light Metals, 2010. P. 652–657.
16. Ünal N., Çamurlu H. E., Koçak S., Düztepe G. Effect of External Ultrasonic Treatment on Hypereutectic Cast Aluminium-Silicon Alloy // International Journal of Cast Metals Research. 2012. Vol. 25, No. 4. P. 246–250.
17. Добаткин С. В., Рохлин Л. Л., Добаткина Т. В., Лукьянова Е. Я. Структура и механические свойства сплава системы Mg – Y – Gd – Zr после интенсивной пластической деформации // Технология легких сплавов. 2015. № 2. С. 23–29.
18. Пат. 492780 РФ. Устройство для упрочнения материалов давлением / Сегал В. М., Щукин В. Я. ; заявл. 11.06.1973 ; опубл. 25.11.1975, Бюл. № 43.
19. Панов Е. И. Новое о механизме структурообразования и повышения пластичности заэвтектических силуминов в условиях поперечно-винтовой прокатки // в сб.: Перспективные технологии легких и специальных сплавов. К 100-летию со дня рождения академика А. Ф. Белова. — М. : Физматлит, 2006. С. 161–179.
20. Estrin Y., Janecek M., Raab G. I., Valiev R. Z., Zi A. Severe Plastic Deformation as a Means of Producing Ultra-Fine-Grained Net-Shaped Micro ElectroMechanical Systems Parts // Metallurgical and Materials Transactions: A. 2007. Vol. 38, No. 9. Р. 1906–1909.
21. Huang Y., Pragnell P. B. Continuous frictional angular extrusion and its application in the production of ultrafine-grained sheet metals // Scripta Materialia. 2007. Vol. 56. Р. 333–338.
22. Щербель Р. Д., Меркулова С. М. Измельчение зеренной структуры в крупногабаритных полосах из сплава МА2-1пч за счет использования увеличенной сдвиговой деформации при прессовании с малыми вытяжками // в сб. тезисов «Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов к 95-летию со дня рождения проф. Бернштейна М. Л.». — М. : МИСиС, 2014. С. 21–22.
23. Овсянников Б. Ф. Осторожно — модифицирование зерна // Технология легких сплавов. 2015. № 2. С. 40–45.