Старший специалист по модификации алюминиевых сплавов

В последние годы общепризнанно, что модификатор Sr ингибирует эвтектику, тем самым увеличивая содержание первичных кристаллов и повышая сопротивление подаче на стадии эвтектики. В то же время модификационная обработка приводит к изменению морфологии границы раздела «твердое тело/жидкость» во время затвердевания эвтектики: нерегулярная форма немодифицированного сплава сменяется регулярной, либо происходит рост в плоскостном режиме, что способствует образованию крупных и дисперсных пор. В немодифицированном сплаве эвтектический кремний проникает в жидкую фазу, образуя таким образом множество изолированных небольших жидких очагов на фронте затвердевания, которые не могут быть подпитаны в ходе последующего процесса затвердевания и образуют мелкую пористость.

Старший модификатор

Хотя утончение кристаллов хотя это и приводит к увеличению количества включений в расплавленном алюминии, но может снизить пористость отливок. В жидкий алюминий были добавлены частицы Ti₂B, и было установлено, что в процессе затвердевания частицы Ti₂B перемещались между дендритами a-Al под действием границы раздела «жидкость-твердое тело», становясь таким образом ядрами зарождения пор. Однако при незначительном изменении химического соотношения Ti и B энергия межфазного взаимодействия между частицами и расплавленным алюминием снижается, в результате чего частицы Ti₂B становятся зародышами a-Al и все используются для зародышеобразования a-Al, переставая выступать в качестве зародышей пор. Рой и др. полагают, что утончение зерен приводит к равномерному распределению пор и уменьшению их размера. Ла Орхан и др. считают, что утончение зерен снижает пористость благодаря плотной упаковке мелких зерен a-Al, что уменьшает сопротивление подаче.

Лечение с применением модификаций может изменить морфологию эвтектического кремния, тем самым улучшая механические свойства сплава, однако модификационная обработка также приводит к увеличению пористости. Испытания показали, что пористость в немодифицированном сплаве имеет нерегулярный характер и распределена среди дендритов. В модифицированном сплаве, помимо нерегулярных пор, распределенных между дендритами, большинство пор превышают расстояние между дендритами, при этом поры имеют сферическую форму и находятся между зернами. Это свидетельствует о том, что на протяжении всего процесса затвердевания эти поры окружены жидкой фазой.

В ранних исследованиях считалось, что причиной увеличения пористости, вызванного модификатором, было то, что добавление Sr приводило к поглощению водорода расплавленным алюминием, что увеличивало содержание водорода в расплаве. Однако недавние исследования подтвердили, что ухудшение свойств модификатора Sr не приводило к увеличению содержания водорода в расплавленном алюминии. Арго и др. полагали, что Sr вызывает перераспределение усадки при затвердевании, то есть уменьшает концентрированную усадку и увеличивает пористость. Однако Ивахори и др. полагали, что модификация стронцием затрудняет дегазацию расплавленного алюминия, тем самым усиливая склонность сплава к пористости, особенно при высоком содержании включений в расплаве. Существует иная точка зрения, согласно которой ухудшение качества приводит к увеличению количества включений в расплавленном алюминии, что облегчает зародышеобразование пор, вызывая тем самым увеличение пористости. Однако из-за сложности обнаружения включений изменение их концентрации до и после обработки, приводящей к ухудшению качества, не объясняется.

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Leave a Reply