Вплив Co, V та Mo на структуру та фазовий склад ливарного сплаву АК12М2, модифікованого хромом

Шрифт:
58

https://doi.org/10.15407/steelcast2021.04.055

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №4, P. 55-59

М.М. Ворон, канд. техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: mihail.voron@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0804-9496

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

Надійшла 24.10.2021

УДК 669.715

Ливарні алюмінієві сплави систем Al-Si та Al-Si-Cu є широко використовуваними матеріалами в багатьох галузях промисловості. Такі сплави мають дуже високу здатність до багаторазової вторинної переробки. При цьому, з кожним циклом повторного використання, в них збільшується кількість шкідливих домішок. В першу чергу така проблема стосується підвищення вмісту заліза. Нівелювання його шкідливого впливу за допомогою додавання марганцю є класичним та цілком задовільним способом забезпечення якості та потрібного рівня механічних властивостей литих деталей. Застосування інших модифікаторів, особливо у комплексі з марганцем та один з одним, може значно розширити можливості зниження шкідливого впливу заліза та підвищення механічних властивостей силумінів. В роботі досліджувався комплексний вплив Co, V та Мо на структуру та фазовий склад відомого широковживаного силуміну АК12М2, який вже містив у своєму складі незначну кількість хрому для підсилення модифікуючого впливу марганцю. Всі модифікуючі добавки вводилися в кількості 0,1–0,2 %мас. При цьому, їх сумарний вміст не перевищував 0,3 %мас. Показано, що одночасна присутність хрому з ванадієм або молібденом у складі сплаву призводить до утворення грубих виділень модифікованої фази Al15(Fe, Mn)3Si2, розміри яких складають в середньому 80–150 мкм. До утворення саме таких несприятливих включень призводить наявність хрому, що випливає з порівняння із попередніми дослідженнями, де хром у складі сплавів був відсутнім. При додаванні кобальту відбувається формування залізовмісних фаз більш сприятливої морфології та дрібних розмірів близько 5–20 мкм. Також ці фази зустрічаються у вигляді близько розташованих розсипів дрібних частинок розмірами менше 10 мкм.

Ключові слова: ливарні алюмінієві сплави, модифікування, AK12M2, структура, фазовий склад.

Література

1. Bayliss C. The Aluminium Story. 2019 Light Metals Keynote Session: Aluminum Industry: Vision for the Next Decade. San Antonio, Texas. March 10–14, 2019. 41 p.
2. Richard Rajan, Paul Kah, Belinga Mvola, Jukka Martikainen. Trends in aluminium alloy development and their joining methods. Reviews on Materials Science. 2016. № 4 (44). P. 383–397.
3. Davis J.R. Aluminum and Aluminum Alloys. Light metals and alloys. 2001. P. 351–416.
4. Green J.A. Aluminum Recycling and Processing for Energy Conservation and Sustainability. ASM International. 2007. P. 198.
5. Hurtalova L., Tillova E., Chalupova M. The structure analysis of secondary (recycled) AlSi9Cu3 cast alloy with and without heat treatment. Engineering transactions. 2013. Vol. 63 (3). P. 197–218. 6. Каленик О.Н., Немененок Б.М., Трибушевский В.Л., Римошевский С.Л. Рафинирование вторичных алюминиевых сплавов от примеси железа. Литейное производство. 2002. № 4. С. 52–55.
7. Pietrowski S., Szymczak T., Siemińska-Jankowska B., Jankowski A. Selected characteristic of silumins with additives of Ni, Cu, Cr, Mo, W and V. Archives of Foundry Engineering. 2010. Vol. 10. № 1. P. 107–126.
8. Pietrowski S., Szymczak T. Crystallization, microstructure and mechanical properties of silumins with micro-additions of Cr, Mo, W and V. Archives of Foundry Engineering. 2010. Vol. 10. Iss. 1. P. 123–136.
9. Bolibruchova D., Zihalova M. Vanadium influence on iron based intermetallic phases in AlSi6Cu4 alloy. Archives of metallurgy and materials. 2014. № 3. P. 837–841.
10. Voron M.M., Matviets Ye.O., Antonevitch Ya.K., Kushnir K.S. Vanadium edition influence on the structural and phase parameters of Al–Si–Cu Alloys. Casting Processes. 2019. № 6 (138). P. 53–59.
11. Zamani M., Toschi S., Morri A., Ceschini L., Seifeddine S. Effect of Mo Addition on Room and High Temperature Tensile Behavior of Al-Si-Cu-Mg Alloy in As-Cast and Heat-Treated Conditions. Advanced Materials Research. 2019. Vol. 1155. P. 71–79. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1155.71 
12. Mori A., Ceschini L., Messieri S., Cerri E., Toschi S. Mo Addition to the A354 (Al–Si–Cu–Mg) Casting Alloy: Effects on Microstructure and Mechanical Properties at Room and High Temperature. Metals. 2018. № 8. P. 393–411. DOI: https://doi. org/10.3390/met8060393
13. Farkoosh A.R., Chen X.G., Pekguleryuz M. Dispersoid strengthening of a high temperature Al–Si–Cu–Mg alloy via Mo addition. Materials Science and Engineering A. 2015. Vol. 620. P. 181–189. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.10.004
14. Mahta M., Emamy M., Cao X., Campbell J. Overview of β-Al5 FeSi phase in Al-Si alloys. Materials Science Research Trends. 2008. P. 251–271.
15. Vojtech D., Michalcová A., Novák P. Structural Evolution of Al-Cr Alloy during Processing. Solid State Phenomena. 2008. Vol. 138. P. 145–152.
16. Ahmad R. The Effect of Chromium Addition on Fluidity, Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum lm6 cast Alloy. International Journal of materials science research. 2018. Vol. 1 (1). P. 32–35.
17. Timelli G., Bonollo F. The influence of Cr content on the microstructure and mechanical properties of AlSi9Cu3(Fe) diecasting alloys. Materials Science and Engineering A. 2010. Vol. 528. Iss. 1. P. 273–282. DOI: https://doi.org/10.1016/j. msea.2010.08.079
18. Timelli G., Fabrizi A., Capuzzi S., Bonollo F., Ferraro S. The role of Cr additions and Ferich compounds on microstructural features and impact toughness of AlSi9Cu3 (Fe) diecasting alloys. Materials Science and Engineering A. 2014. № 603. P. 58–68. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2014.02.071
19. Serák J., Vojktéch D. Influence of (AlSIFeMnCr) intermetallic phases on the casting properties of AlSi9Cu2FeMnCr alloys. Aluminium. 2002. Vol. 78. P. 384–387.