Зміна властивостей деформованих алюмінієвих сплавів під час модифікування

Abstract

UK: Мета. Вивчення залежності механічних властивостей деформованих зварювальних алюмінієвих сплавів від модифікуючої обробки. Методика. Об’єктом дослідження є деформовані алюмінієві сплави системи Al−Mg, Al−Cu−Mn : АМг6, 1570, які використовують у зварних конструкціях авіаційних та космічних апаратів. Модифікатором обрано дисперсний порошок сполуки Mg2Si, який отримано газофазним синтезом. Вивчено механічні властивості сплавів до та після модифікування, як в литому, так і в деформованому стані. Результати. Проведено промислові плавки сплавів АМг6 та 1570 в індукційній печі САТ−0,15 ємністю тигля 50 кг. Розроблено технологічний процес виплавки з введеним модифікатором, а саме: кількість модифікатора, механізм введення, температурно-часові умови його дії. Оптимальна кількість модифікатора складала 0,3 % від ваги розплаву. Модифікатор у вигляді брикетів діаметром 15 мм вводили під кінець плавки у роздавальний ковш. Після витримки 5..10 хв розливали метал у ливарні форми, а також у клиновидні форми для виготовлення зразків на механічні випробування. В модифікованих сплавах підвищено міцнісні показники без втрати пластичності. Наукова новизна та практична цінність. Встановлено механізм дії дисперсних часток модифікатора в розплаві, як центрів кристалізації, що сприяє зменшенню зерна сплавів та підвищенню міцнісних властивостей. Запропоновано механізм дії дисперсних часток у розплаві та технологічній процес модифікування алюмінієвих сплавів для промисловості. Отримані результати дозволили удосконалити технологічний процес виробництва алюмінієвих сплавів відповідального призначення.

RU: Цель. Изучение зависимости механических свойств, деформированных сварочных алюминиевых сплавов от модифицирующей обработки. Методика. Объектом исследования является деформированные алюминиевые сплавы системы Al−Mg, Al−Cu−Mn : АМг6, 1570, используемые в сварных конструкциях авиационных и космических аппаратов. Модификатором избран дисперсный порошок соединения Mg2Si, полученный газофазным синтезом. Изучены механические свойства сплавов до и после модификации, как в литом, так и в деформированном состоянии. Результаты. Проведено промышленные плавки сплавов АМг6 и 1570 в индукционной печи САТ−0,15 емкостью тигля 50 кг. Разработан технологический процесс выплавки с введенным модификатором, а именно: количество модификатора, механизм введения, температурно-временные условия его действия. Оптимальное количество модификатора составляла 0,3 % от веса расплава. Модификатор в виде брикетов диаметром 15 мм вводили под конец плавки в раздаточный ковш. После выдержки 5...10 мин разливали металл в литейные формы, а также в клиновидные формы для изготовления образцов на механические испытания. В модифицированных сплавах повышены прочностные показатели без потери пластичности. Научная новизна и практическая ценность. Установлен механизм действия дисперсных частиц модификатора в расплаве, как центров кристаллизации, что способствует уменьшению зерна сплавов и повышению прочностных свойств. Предложен механизм действия дисперсных частиц в расплаве и технологической процесс модифицирования алюминиевых сплавов для промышленности. Полученные результаты позволили усовершенствовать технологический процесс производства алюминиевых сплавов ответственного назначения.

EN: Purpose. Studying the dependence of mechanical properties of deformed welding aluminum alloys on the modifying treatment. Method. The object of the study is deformed aluminum alloys of Al−Mg, Al−Cu−Mn: AMg6, 1570 systems used in welded structures of aviation and spacecraft. The disperse powder of the Mg2Si compound obtained by gas phase synthesis was selected as the modifier. The mechanical properties of alloys before and after modification, both in casting and in deformed state, were studied. Results. Industrial smelting of AMG6 and 1570 alloys in induction furnace САТ−0.15 with a capacity of 50 kg crucible was conducted. A technological process of melting with the introduced modifier is developed, namely: amount of modifier, mechanism of introduction, temperature-time conditions of its action. The optimum amount of the modifier was 0.3 % of the weight of the melt. Modifier in the form of briquettes with a diameter of 15 mm was introduced at the end of the melting into the ladle bucket. After holding 5…10 minutes, the metal was poured into the molds, as well as wedge-shaped molds for the production of samples for mechanical tests. In modified alloys, strength parameters have been increased without loss of plasticity. Scientific novelty and practical value. The mechanism of action of the disperse particles of the modifier in the melt, as crystallization centers, has been established, which contributes to the reduction of the grain of alloys and the increase of strength properties. The mechanism of action of disperse particles in a melt and the technological process of modification of aluminum alloys for industry are proposed. The obtained results allowed to improve the technological process of production of aluminum alloys of responsible designation.