автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологических основ избирательного модифицирования силуминов

Введение

Глава 1. Состояние вопроса

1.1. Особенности строения расплавов с позиции структурной наследственности в сплавах

1.2. Наследственное влияние структуры шихтовых металлов на качество литых изделий

В настоящее время в машино- и автомобилестроительной отраслях промышленности наблюдается тенденция к расширению потребления изделий из алюминиевых сплавов. В особенности это касается получения литых изделий из силуминов.

На практике наиболее важно получать качественные отливки при минимальных затратах материалов, энергии и труда.

Однако, арсенал технологических приемов, позволяющих управлять качеством литого изделия, ограничен и остается на уровне 60-80 х годов прошлого века: рафинирование и модифицирование хлор- и фторсодержащие флюсы на основе Na и К; дегазация хлористые соли или препараты на основе гексахлорэтана (в редких случаях - продувка расплавов Аг или N) ; низкотемпературные режимы обработки расплавов. За последние десятилетия существенно изменились составы шихты при получении чушковых сплавов. Их стали получать из низкосортных ломов и отходов, а технологии приготовления рабочих сплавов у потребителей остались, практически, без изменений на уровне 60-80- годов прошлого века. Это вызвало резкое снижение уровня механических свойств и увеличение металлургического брака отливок.

В настоящее время проводятся многочисленные исследования в области управления структурообразованием на этапе приготовления сплавов (шихта, плавка, обработка расплава) за счет использования явления структурной наследственности. Технологии, разрабатываемые на основе данного явления, получили название технологий генной инженерии. Работы российских ученых и исследователей в области структурной наследственности позволяют сформулировать основные задачи технологий генной инженерии: получение высокоэффективных и экологически чистых мелкокристаллических модификаторов на основе А1; управление технологическими и механическими свойствами сплавов; повышение качества отливок без существенного изменения технологического процесса их получения и применения дорогостоящего оборудования; повышение качества вторичных сплавов до уровня первичных.

В связи с этим, актуальным становится вопрос о разработке технологий, позволяющих целенаправленно управлять структурой и свойствами литых изделий на всех этапах их получения.

Целью данной рабояы является определение основных закономерностей наследственного влияния структуры основных шихтовых металлов на свойства алюминия и его сплавов и разработке технологических основ избирательного модифицирования силуминов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлены основные наследуемые от исходных шихтовых металлов факторы, которые оказывают существенное влияние на структуру и свойства кокильных отливок.

2. Исследованы основные структурные параметры мелкокристаллических модификаторов и предложен механизм образования различной морфологии интерметаллидов (ИМ) в лигатурах Al-Ti. Выявлено и обосновано влияние морфологии ИМ Al3Ti на модифицирующий эффект лигатур. Показана возможность избирательного воздействия на свойства силуминов при использовании мелкокристаллических лигатур с заданными параметрами ИМ. Уточнен зародышевый механизм модифицирования лигатурами Al-Ti с позиции явления наследственности.

3. Проведены расчеты, устанавливающие зависимость между размерами и количеством ИМ в лигатуре и размерами и количеством зерен в алюминии.

4. Исследовано влияние мелкокристаллических переплавов (МКП) на структуру и свойства силуминов. Предложено объяснение механизма модифицирования силуминов добавками МКП.

5. Проведенные исследования позволили классифицировать основные структурные составляющие МКМ. Сформулированы основные теоретические и технологические аспекты избирательного модифицирования силуминов добавками МКМ. Даны обобщенные схемы «геномов» МКМ и сплавов системы Al-Si.

Практическая значимость работы:

1. Впервые проведены сравнительные исследования структуры и свойств широкой гаммы промышленных силуминов (АК6М2, АК9Т, АК9М2, АК10М2Н, АК12М2, АК21М2,5Н2,5) различных производителей.

2. Показана возможность избирательного воздействия на структуру и свойства силуминов при использовании МКМ с заданными параметрами зародышеобразующих фаз.

3. Получены новые виды комплексных мелкокристаллических переплавов, применение которых позволяет усиливать эффект модифицирования силуминов за счет воздействия на их основные фазовые составляющие.

4. Определен порядок модифицирования силуминов при совместном использовании MKJ1 и МКП. Показана возможность применения части шихтовых металлов (мелкокристаллическая шихта - МКШ) в качестве модификаторов без их предварительной специальной обработки.

5. Разработанные технологические основы избирательного модифицирования силуминов прошли успешные опытно-промышленные испытания на следующих предприятиях: ОАО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти), ООО «Цветметобработка» (п. Алексеевка, Самарская обл.), АОДО «МЗ-Ижмаш» (г.Ижевск), ОАО «РМЗ К-700» (г. Набережные Челны), «Wantai Aluminum Industry» (г. Шанхай, КНР).

Результаты работы докладывались и обсуждались на:

1. IV научно-техническом семинаре «Наследственность в литых сплавах» (г. Самара, 1990 г.);

2. V научно-технической конференции «Наследственность в литых сплавах» (г. Самара, 1993 г.);

3. Научно-технической конференции «Теория и технология литейных сплавов» (г. Владимир, 1999 г.);

4. Международной конференции «Надежность и качество в промышленности, энергетике и на транспорте» (г. Самара, 1999 г.) ;

5. Международной научно-технической конференции «Новые направления развития производства и потребления алюминия и его сплавов» (г. Самара, 2000 г.);

6. V и VI съездах литейщиков России (г.г. Москва, Екатеринбург, 2001, 2003 г.г.);

7. VI Китайско-Российском международном симпозиуме «Новые материалы и технологии в 21 веке» (г. Пекин, КНР, 2001 г.);

8. I международной научно-технической конференции «Генезис, теория и технология литых материалов» (г. Владимир, 2002 г.) ;

9. II международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии» (г. Москва, 2002 г.) .

По теме диссертации опубликовано 27 научных работ, в том числе 10 статей. По практическим результатам диссертации разработан инвестиционный проект по организации специализированного производства МКМ, занявший I место на Всероссийском конкурсе «Инновация - рыночный продукт» за 2002 г. Научные результаты работы используются в учебном процессе кафедры «Технология литейных процессов» (СамГТУ, г. Самара): курс лекций и лабораторные работы по дисциплине «Наследственность в литых сплавах».

Часть исследовательских работ выполнялась в 2000-2002 г.г. по плану о международном сотрудничестве между СамГТУ (г. Самара, Россия) и Чиньхуанским университетом (г. Пекин, КНР) на базе совместной Российско-китайской лаборатории. Результаты работы использовались при выполнении региональных научно-технических программ: «Развитие научного и технологического потенциала Самарской области: 1999-2000 г.г.» и «Развитие научно-технического и инновационного потенциала Самарской области: 2 001-2 005 г.г.» (заказчик - ГУП Самарский инновационный центр «Перспектива»); «Расширение потребления и производства алюминиевых сплавов и полуфабрикатов с повышенными технологическими и эксплуатационными свойствами для автомобилестроения на период 1999-2003 г.г.».

На защиту выносятся следующие положения:

1. Основные закономерности наследственного влияния структуры шихтовых металлов на структуру и свойства алюминия и его сплавов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Традиционные технологии, используемые для повышения качества литых изделий из силуминов, до сих пор не учитывают наследственного влияния структуры и свойств шихтовых металлов. Такой подход не позволяет гибко, целенаправленно и эффективно управлять свойствами литого изделия. Существенным резервом в решении этой проблемы являются новые технологии генной инженерии, разработанные с учетом основных закономерностей структурной наследственности.

Выполненные исследования, проведенные с позиции данного явления, позволили разработать новые теоретические и технологические подходы в области управления структурой и свойствами литых изделий из силуминов и повышения их качества.

1. Исследовано влияние качества основных шихтовых металлов на структуру и свойства силуминов. Установлено, что низкие скорости охлаждения чушковых сплавов и традиционные технологии их получения способствуют закладке отрицательной наследственной информации. Основными отрицательными наследуемыми дефектами шихтовых металлов (чушки, ВСП) являются газовая пористость и крупнокристаллическая неоднородная структура.

2. Закладка структурной информации осуществляется путем обработки шихтовых металлов специальными способами литья или дифференцированным выбором состава шихты с учетом их структурных особенностей. Для приготовления рабочих сплавов предложен новый критерий - коэффициент массы Км, который позволяет осуществлять оценку вида ВСП, содержащего в себе положительную наследственную информацию. Элементы литниково-питающих систем с Км<0,5 классифицированы как мелкокристаллическая шихта (МКШ).

3. Специальные способы получения мелкокристаллических модификаторов (кристаллизационные и СВС-метод) позволяют получать МКМ трех классов: мелкокристаллические лигатуры (MKJI); мелкокристаллические переплавы (МКП); комплексные МКП, сочетающие в себе элементы структуры лигатур и переплавов. Модифицирующий эффект МКМ разных классов зависит от особенностей их строения. С учетом явления структурной наследственности предложен механизм модифицирующего действия МКП и МКШ. В основе данного механизма лежит принцип зародышеобразования. Измельчение структурных составляющих модифицируемого сплава происходит за счет их взаимодействия с близкими по химическому составу мелкодисперсными фазами МКП.

4. Результаты ДТА и измерения кинематической вязкости на сплаве АК6М2 позволили установить температурный порог наследственного влияния интерметаллидов Т1А1з - 900-1000°С. На политермах вязкости обнаружены перегибы вблизи 650, 730, 830 и 940°С, соответствующие вероятно, структурным превращениям в расплаве.

5. Впервые предложены обобщенные составы «геномов» МКМ и силуминов. Взаимодействие элементов структуры МКМ и модифицируемого расплава рассмотрено как взаимодействие двух систем с различными «геномами». Предложена схема такого взаимодействия.

6. Сформулированы основные теоретические аспекты избирательного модифицирования силуминов. Мелкокристаллические модификаторы являются особым классом модификаторов, структура которых синтезируется целенаправленно с учетом требований, предъявляемых к сплавам и литым изделиям. «Генами» МКМ являются его фазовые составляющие, а совокупность фаз является его «геномом». Варьирование параметрами «генома» позволяет управлять эффективностью МКЛ и, следовательно, позволяет осуществлять избирательное воздействие на модифицируемый сплав. Выбор класса МКМ и параметров модифицирования осуществляется с учетом состава шихты, качества шихтовых составляющих, состояния расплава и требований, предъявляемых к сплавам.

7. Сформулированы технологические аспекты избирательного модифицирования силуминов добавками МКМ. Для повышения твердости НВ целесообразно применять МКЛ с мелкоигольчатыми ИМ. Применение МКЛ с блочными ИМ способствует усилению воздействия на предел прочности и пластичность. Применение MKJI позволяет сократить расход дегазирующих препаратов и флюсовых модификаторов с обеспечением высокого уровня механических свойств. Комплексное модифицирование структуры силуминов обеспечивается применением МКП. Выбор его химического состава определяется химическим составом модифицируемого сплава. Для силуминов I группы типа АК7ч, АК9ч и др. можно применять МКП с единым химическим составом близким к АК7ч. Для медистых силуминов II группы типа АК5М2, АК6М2, АК8М, АК9М2, АК12М2 и др.- МКП с единым химическим составом близким к АК9М2. Для заэвтектических медистых силуминов - МКП типа АК12М2. Для эвтектических и заэвтектических силуминов целесообразно применять комплексное модифицирование МКЛ+МКП или использовать комплексный МКП с повышенным (до 2%) содержанием титана. Выбор класса МКМ и параметров модифицирования осуществляется с учетом состава и качества шихты. Применение крупнокристаллической шихты требует увеличение расхода МКМ для устранения ее отрицательного наследственного влияния.

8. Использование разработанных теоретических и технологических аспектов избирательного модифицирования силуминов в промышленных условиях различных предприятий подтвердили их объективность и целесообразность практического применения. Применение добавок МКЛ для модифицирования сплава АК6М2 позволило: повысить твердость отливок «ГБЦ» на 20%; снизить коэффициент разнородности Крнв в различных сечениях отливки с 1,33 до 1,12; сократить брак по негерметичности на 25%, по спаям - на 41%. Ожидаемый экономический эффект от внедрения МКЛ может составить 1,82 млн. руб/год. Комплексное модифицирование сплава АК21М2,5Н2,5 позволило повысть предел прочности тракторных поршней на разрыв при натурных испытаниях: в литом состоянии - на 34%; в термообработанном - на 35%; после т/о и токарной обработки - на 50%. Внепечное модифицирование сплава АК12М2 добавками МКП улучшило структурные характеристики крупногабаритных чушек (масса 600-700 кг) : измельчается макрозерно и повышается однородность структуры; уменьшается вероятность появления кристаллов Sin и снижается балл пористости. Модифицирование сплава DIN661 мелкокристаллическими модификаторами способствовала увеличению ав на 7-10%, а 8 - на

173

43-50%. Расход мелкокристаллических модификаторов составлял <0,6% от массы расплава (по действующей технологии - 1%).

9. По результатам опытно-промышленных испытаний технологий генной инженерии разработана следующая технологическая документация: -Регламент на модифицирование мелкокристаллической лигатурой Al-Ti сплава АК6М2, применяемого для изготовления отливок 21083-1003015 «Головка блока цилиндров».

-Регламент оценки качества модифицирования сплава АК6М2. -Технологические рекомендации по обработке расплава АК21М2,5Н2,5.

-Технологические рекомендации по приготовлению вторичного сплава АК12М2.

10. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Технология литейных процессов» (СамГТУ) в курсе лекций по учебной дисциплине «Наследственность в литых сплавах».

1.3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проведенный литературный анализ показал, что структурная наследственность в металлах и сплавах - это сложное и многофакторное явление. Многообразие металлов и сплавов, технологий их производства и получения литых изделий не позволяют однозначно установить механизмы сохранения и передачи структурной информации в системе «твердое-жидкое-твердое».

До сих пор вызывает дискуссии вопрос о том, что является элементом структуры расплава, ответственным за генетическую связь двух агрегатных состояний. Открытой остается проблема управления наследственностью: не выявлены механизмы закладки положительной и подавления (устранения) отрицательной структурной информации на этапе получения сплавов; не определена оптимальная структура модифицирующих лигатур с учетом требований, предъявляемых к модифицируемому сплаву и литому изделию; не разработан механизм модифицирования при введении в расплав добавок мелкокристаллических переплавов.

Анализ теоретических и практических работ, посвященных проблемам повышения качества литых изделий, показал, что наиболее перспективным направлением является управление структурной наследственностью в металлах и сплавах. Однако, до сих пор отсутствуют единые представления о механизмах наследственности и способах управления данным явлением при модифицировании сплавов.

В связи с этим актуальной задачей является целенаправленное управление структурой и свойствами сплавов в системе «шихта-расплав-модифицирование-литое изделие».

Объектом исследования в работе были выбраны силумины доэвтектического, эвтектического и заэвтектического составов автомобильного назначения.

Основными целями работы являются:

Изучение основных закономерностей генетического влияния структуры основных шихтовых металлов на структуру и свойства алюминия и его сплавов, исследование и уточнение механизмов модифицирования силуминов с учетом явления структурной наследственности, а также разработка технологических основ генного модифицирования силуминов.

Глава 2. Методика исследования 2.1. Общая методика проведения работы

В качестве основы для проведения исследований использовали методику исследования явления структурной наследственности [1]. Для решения поставленных задач в нее были внесены некоторые изменения (рис. 2.1.1). Структурную наследственность

Лома, отходы Расплав::: I: | Расплав: ililf г

Чушковый сплав (ЧС)

Чушковый сплав/ Кн X (ЧС) I

ЧС + всп 1

Расплав

Отливка (0) 1

ВСП + ЧС 1

Расплав1 кн

Отливка (1)

Этап I

Этап II

Рисунок 2.1.1. Схема методики исследования явления структурной наследственности: 0 - традиционные методы обработки расплава; 1 - обработка расплава с учетом явления наследственности исследовали на этапах I и II, что позволяло оценивать ее проявление на свойствах чушковых сплавах и на отливках. Эффективность, оказанных на расплав воздействий, определяли по коэффициенту наследственности KH=Ai/A0, где Ai, А0 - свойства сплавов, полученных по специальной (индекс 1) и традиционной (индекс 0) технологиям [1]. В данной работе суть специальных технологий заключалась в обработке расплавов малыми добавками мелкокристаллических модификаторов (МКМ), полученных способами быстрой кристаллизации шихты. Традиционные технологии включали в себя существующие на литейных предприятиях способы обработки расплавов с использованием, в основном, флюсовых модифицирующих препаратов, без учета явления наследственности. В качестве основных компонентов шихты использовали промышленные чушковые силумины (табл. 2.1.1, 2.1.2) и возврат литейного производства (элементы литниково-питающих систем, бракованные отливки), образующийся в реальных промышленных условиях. Допускалось использование в качестве ВСП отходов лабораторных исследований (прибыли опытных кокильных отливок, остатки образцов после испытаний). В работе исследовали чушковые силумины различных производителей (табл. 2.1.3). Стандартные чушки разрезали на поперечные темплеты толщиной 15 мм и изучали макроструктуру. Далее из темплетов вырезали заготовки для испытаний механических свойств на гагаринских образцах (рис. 2.1.2). При исследовании крупногабаритных шихтовых заготовок, полученных методом полунепрерывного литья, заготовки для испытаний механических свойств вырезались из различных областей поперечных темплетов (рис. 2.1.3). Данная методика позволила впервые оценить физико-механические свойства и определить их разброс в различных зонах чушек. Для характеристики степени разброса механических свойств ввели коэффициент разнородности:

Кр=Атах/Amin, (2 . 1.1) где Атах и Amin - средние значения максимальных и минимальных свойств, определенных на разных темплетах в пределах одной чушки.

1. Никитин В. И. Наследственность в литых сплавах.-Самара.-1995.-246 с.

2. Баум Б.А. Металлические жидкости//М.: Наука, 1979. С. 120

3. Попель П.С., Баум Б.А. Термодинамический анализ одной из причин металлургической наследственности//Изв. АН СССР. Металлы.-1986.-№5.-С. 47-51

4. Клименков Е.А., Баум Б. А. О возможности скачкообразных изменений структуры расплавов железа//Известия вузов. Черная металлургия.-198 5.—№5.-С. 12-17

5. Гуляев Б. Б. О классификации структур литейных сплавов//Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. V науч.-техн. конф. Самара: СамГТУ. 1993. С. 3-6.

6. Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов.-Владимир.-2000.-260 с.7. ?

7. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкости.-Л.:Наука, 1975.-592 с.

8. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов.-Л.-М:ОГИЗ, 1948,-291 с.

9. Ю.Данилов В.И. Строение и кристаллизация жидкости.-Киев:Изд-во АН УССР, 1956.-566 с.

10. Евсеев A.M. Термодинамика и структура металлических сплавов//Успехи химии.-1960.-Т.29, №5.-С.669-685

11. Фрост Б. Р. Строение жидких металлов//Успехи физики металлов.-М.,1958.-С.126-176

12. Жидкие металлы и их затвердевание:сборник статей/Пер. с англ. Д.Е. Темкина.-М.:Металлургиздат, 1962.-434 с.

13. Накагава И. Исследование вязкости жидкого чугуна //Физико-химические основы металлургических процессов: Труды сов.-японск. Симп., -М.1969.-С.146-156

14. Кумар Р. О структуре жидких металлов и о ее влиянии на свойства отливок//33-й Междунар. конгресс литейщиков.-М.,1970.-С.126-133

15. Ашкрофт Н. Жидкие металлы//Успехи физ. Наук.-197 0.-Т.101, №3 .-С.519-535

16. Ершов Г.С., Черняков В.А. Строение и свойства жидких и твердых металлов.-М.:Металлургия, 1978.-248 с.

17. Stewart G.W.-«J Chem.Phys.», 1934, v.2, p.417-425

18. Eyring H.-«Chem.Education», 1963, №40, p/562-569

19. Архаров В.И., Новохатский И.А. Докл. АН СССР, 1969, т. 185, №5, с. 1069-1072

20. Рыжиков А.А., Гаврилин И.В. В кн.:Прогрессивная технология литейного производства. Горький, «Машиностроение», 1969, с. 1519

21. Новохатский И.А., Архаров В.И. Количественная оценка структурной микронеоднородности жидких металлов//Докл. АН СССР. Сер.: Химия.-1971.-Т.201,№4.-С.905-908

22. Архаров В.И., Новохатский И.А. О квазиполикрисгаллической модели расплавов//Тез. научн. сообщ. Всерос. конф. По строению и свойствам мет. и шлак, расплавов.-Свердловск, 1974.-С.52-53

23. Новохатский И.А., Архаров В.И., Ладьянов В. И. К механизхму структурных превращений в жидких металлах//Докл. АН СССР.-1982.-Т.267, №2.-С.367-370

24. Новохатский И.А., Кисунько В.З., Ладьянов В.И. Особенности проявлений различных типов структурных превращений в металлических расплавах//Изв. Вузов. Черная металлургия.-1985.-№9.-С.1-9

25. Новохатский И.А. Формирование структурной и химической микронеоднородности в бинарных металлических расплавах//Закономарности формирования структуры сплавов эвтектического типа: Матер. III Всесоюзн. конф. -Днепропетровск, 1986.-Т.4.-С.32-37

26. Новохатский И.А., Кисунько В.З. Связь строения расплавов с фазовым составом многокомпонентных сплавов//Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. III научн.-техн. семинара.- Куйбышев, 1987.-С.15-18

27. Новохатский И.А. Экспериментальное обоснование явления полиморфизма в металлических расплавах// Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. IV межотрасл. научн.-техн. семинара.-Куйбышев, 1990.-С.60-64

28. Новохатский И.А., Архаров В.И., Ладьянов В.И. О вязком течении металлических расплавов при больших перегревах// Докл. АН СССР.-1979.-Т.247, №4.-С.849-851

29. Рыжиков А.А., Гаврилин И.В. Плавление и структура жидких металлов вблизи точки плавления// Тепловые процессы в отливках и формах. -М.,1972.-С.41-48

30. Гаврилин И.В., Ершов Г.С., Каллиопин И. К. Строение жидкого и твердого металла//Свойства сплавов в отливках. -М., 1975.-С.39-46

31. Гаврилин И.В. О механизме развития химической и структурной неоднородности в жидких сплавах в связи с их строением// Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. III научн.-техн. семинара.- Куйбышев, 1987.-С.18-19

32. Гаврилин И.В. Движущая сила формирования наследственной структуры расплавов// Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. IV межотрасл. научн.-техн. семинара.- Куйбышев, 1990.-С.7-10

33. Гаврилин И.В. О механизме образования жидких литейных сплавов и их наследственности//Литейное производство. 1999. №1. С. 7-9

34. Гаврилин И. В. Ликвация кремния в жидких силуминах//Литейное производство.1983.№2. С. 4

35. Гаврилин И. В. Седиментационный эксперимент при изучении жидких сплавов// Изв. АН СССР. Металлы. -1985. -№2. С.66-73

36. Ершов Г.С., Черняков В.А. Строение и свойства жидких и твердых металлов. -М.: Металлургия, 1979. -248 с.

37. Ершов Г.С., Позняк Л.А. Микронеоднородность металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1985. -214 с.

38. Жидкая сталь/ Б.А. Баум, Г.А. Хасин, Г.В. Тягунов и др. -М. : Металлургия, 1984. 210 с.

39. Попель П.С., Чикова О.А., Никитин В.И. Термодинамическое обоснование коллоидного механизма передачи структурной наследственности в силуминах// Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. IV межотрасл. научн.-техн. семинара.-Куйбышев, 1990.-С.69-72

40. Полиморфизм структурных составляющих металлических расплавов/В.3. Кисунько, В.И. Ладьянов и др./ Физика металлов и металловедение. -1973. -Т.36, №3. -С.529-532

41. Новохатский И.А., Архаров В.И., Ладьянов В.И. О термоскоростной обработке металлических расплавов//ДАН СССР. -1978. -Т.243. №1. -С.100-104

42. Фридляндер И.Н., Колпачев А.Н.//Изв. АН СССР. Металлы. -1980, -N'4. -С.38-41

43. Ватолин Н.А., Полухин В.А. Структурные изменения в металлических расплавах//Изв. Вузов. Черная металлургия. -1985. -№7. -С.1-10

44. Исследование строения жидких сплавов алюминий-кремний/ А. Г. Пригунова, В.И. Мазур и др./Металлофизика. -198 3. -Т.5. -№1 -С.88-94

45. Строганов Г.В., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием. -М.: Металлургия, 1977. -272 с.

46. Измайлов В.А. Строение эвтектических расплавов с отрицательной энергией смешения//Свойства расплавленных металлов. -М., 1974. -С.21-24

47. Измайлов В.А О строении эвтектических сплавов типа А1-SiV/Литейное производство. 1972. №2. С.24-25

48. Вертман А.А., Измайлов В.А., Самарин A.M. Центрифугирование силумина в жидком состоянии//Дакл. АН СССР. -1970. -Т. 190, N'2. -С.313-314

49. Таран Ю.Н., Мазур В.И. Структура эвтектических сплавов. М. : Металлургия 1978. 312 с.

50. Мазур В.И. Генезис и морфология микрогетерогенных расплавов со сверхбольшим временем релаксации структурных составляющих//Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа: Матер. II Всесоюзн. конф. Днепропетровск: ДметИ, 1982. С.67-70

51. Мазур В. И. Проблемы строения и распада жидкой фазы в эвтектических сплавах// Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа: Матер. I Всесоюзн. конф. Днепропетровск: ДметИ, 197 9. С.2 5-28

52. Пригунова А.Г. Теория и технологии получения высококачественных силуминов физико-химическими воздействиями на расплав: Автореф. дис. . докт техн.наук. Днепропетровск. 1999. 34 с.

53. Мазур В.И., Пригунова А.Г., Таран Ю.Н. Модели расплавов в системе Al-Si по результатам структурного анализа продуктов закалки из жидкого состояния//Физика металлов и металловедение. -1980. -Т.50. -№1. -С.123-129

54. Исследование строения жидких сплавов алюминий-кремний. II. Заэвтектические расплавы/А.Г. Пригунова, В.И. Мазур и др./Металлофизика. -1983. -Т.5. -33. -С.54-57

55. Баранов Е.Н. Разработка Технологии термического воздействия на строение жидкой фазы силуминов с целью повышения механических свойств отливок: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Минск. 1989. 22 с.

56. Замятин В.М. Разработка и внедрение способов повышения качества отливок и слитков на основе результатов исследования структурно-чувствительных свойств алюминиевых расплавов: Автореф. дис. . докт. техн. наук. Свердловск. 1990. 47 с.

57. Ватолин Н.А. Влияние ближнего порядка жидких сплавов на структуру и свойства металлов в твердом состоянии//Взаимосвязь жидкого и твердого металлических состояний. Труды 2 Всесоюзн. школы-семинара. Сочи. 1991. С.7-10

58. Бельков И.Л. Разработка и внедрение способа получения высококачественных литейных сплавов жидкофазной обработкой электрическим током: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Днепропетровск. 1989. 17 с.

59. Седиментация жидких алюминиевых сплавов в зависимости от структуры шихты/В.И. Никитин, И. В. Гарилин и др./Литейное производство. 1991. №4. С.12-13

60. Никитин В. И. Наследственность и технологии генной инженерии в литых сплавах//Литейное производство. 2002. №10. С.8-10

61. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. 2-е изд. -М.: Машиностроение, 2001. -464 с.7 9.Курдюмов А.В., Инкин С. В. Влияние технологии плавки и литья на качество и свойства алюминиевых сплавов//Цветные металлы. 1981. №6. С.94-97

62. Афанасьев В.К., Никитин В.И. Структура и свойства алюминиевых сплавов в зависимости от условий подготовки шихтовых материалов//Литейное производство. 1976. №4. С. 16-17

63. Бондарев Б.И., Напалков В.И., Тарарышкин В.И. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов. М.:Металлургия, 1979. 223 с.

64. М. Easton, D. StJohn: Grain refinement of aluminum alloys: Part 1. The nucleant and solute paradigms a review of literature// Metallurgical and materials transactions. Volume 30A, June. 1999, pp 1613-1622.

65. G.K. Sigworth, M.M. Guzowski, AFS Trans. 93 (1985) 907.

66. J.A. Spittle, J.M. Keeble, A.L. Meshhedani, TMS Light Metals (1991) 795.

67. J.A. Spittle, S. Sadli, Mater. Sci. Technol. 11 (1995) 533.

68. T. Sritharan, H. Li, J. Mater. Process. Technol. 63 (1997) 585.

69. P.S. Mohanty, J.E. Gruzleski, Acta Mater. 44 (1996) 3749.

70. S.A. Kori, B.S. Murti, M. Chacraborti, IFJ 45 (1999) 7.

71. D.K. Young, TMS Light Metals (1991) 1115.

72. C.D. Mayes, D.G. McCartney, J. Tatlock, Mat. Sci. Tech. 9 (1996) 97.

73. S.A. Kori, B.S. Murti, M. Chacraborti: Development of anefficient refiner for Al-7Si alloy and its modification with strontium// Materials Science and Engineering. Volume: A283, 2000, pp 94-104.

74. S.A. Kori, B.S. Murti, M. Chacraborti: Development of anefficient grain refiner for Al-7Si alloy// Materials Science and Engineering. Volume: A280, 2000, 58-61.

75. Banghong Hu, Hang Li: Grain refinement of DIN226S alloy at lower titanium and boron addition levels // Materials Processing Technology. 74 (1998), pp. 56-60.

76. Y.C. Lee, A.K.Dahle, D.H. StJohn, J.E.C. Hutt: The effect of grain refinement and silicon content in hypoeutectic Al-Si alloys// Materials Science and Engineering. Volume: A259, 1999, pp 43-52

77. QI Guanghui, LIU Xiangfa, BIAN Xiufang: The sudden size change and structure evolution rule of the macro-grains of Al-Si alloys И Acta Metallurgica Sinca, №3, 2000.

78. K. Venkateswarlu, B.S. Murti, M. Chacraborti: Effect of hot rolling and heat treatment of Al-5Ti-lB master alloy on the grain refining efficiency of aluminium// Materials Science and Engineering. Volume: A301, 2001, pp 180-186.

79. Мальцев M.B. Модифицирование структуры металлов и сплавов. М. : Металлургия, 1964. 214 с.

80. Nikitin V.I. Theory and practical application of the structural heredity phenomenon in the production of aluminum alloys// 60th World Foundry Congress.- Hague. 1993. pp.35.2 35.11.

81. Nikitin V.I. and ets. Development of high technologies of aluminum aerospace purpose alloy production based on structural heredity phenomenon use// Third Russian-Chinese Symposium. Kaluga, Russia, 1995, p. 39.

82. Никитин В. И. О применении генной инженерии в цветных сплавах// Цветные металлы.- 1999. №9.- С.105-108.

83. Nikitin V.I., Jie Wangi, Kandalova E.G., Makarenko A.G., Li Yong. Preparation of Al-Ti-B grain refiner by SHS technology// Scripta Materialia, Volume: 42, Issue: 6, February 28, 2000, pp. 561-566.

84. Nikitin V.I., Merzhanov A.G., Makarenko A.G., Kandalova E.G., Lukyanov G.S. SHS method of production of Al-Ti-B master alloy// Book of Abstracts: 4-th International Symposium on SHS. Toledo, Spain, October 6-9, 1997, p. 64.

85. JIE Wanqi, Kandalova E.G., ZHANG Ruijie, Nikitin V.I. Preparation of А1зТ1/ A1 composites with SHS method// Rare Metal Materials and Engineering, 2000.

86. Гаврилов А. И. и др. Модифицирование силумина иттриево-кремниевыми лигатурами // Литейное производство, 1989, №12. С. 13-14.

87. Немененок Б. М. Теория и практика камплексного модифицирования силуминов. Минск: Технопринт, 1999.-272 с.

88. Никитин В.И. Явление наследственности и технологии генной инженерии в литых сплавах//Генезис, теория и технология литых материалов: Тез. докл. I междунар. научн.-техн. конф. Владимир: ВГУ, 2002. С. 18-22

89. Li Peijie, Jia Jun et al. Structure heredity and control of Al-Si alloys// Foundry, № 6, 1999, pp. 10-14.

90. Li Peijie, Jia Jun et al. Thermodynamics analysis of heredity pfenomena in alloy melt// Foundry, № 10, 1999, pp. 12-15.

91. WANG Zhenging, LIU Xiangfa, ВIAN Xiufang. The comparison of three production processes of Al-Ti-B master alloy rod// Foundry, Vol. 49, № 4, 2000.

92. Воздвиженский B.M., Жуков A.A. Бастралов В.К. Контроль качества отливок. М.: Машиностроение, 1990.

93. Ш.Волков В. Г. Определение структуры и механических свойств изделий из алюминиевых сплавов по удельной электрической проводимости// Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. V науч.-техн. конф. Самара: СамГТУ, 1993. С.194-195.

94. Пронь Е.Б., Волков В.Г., Никитин В.И. Взаимосвязь структуры и прочностных свойств с электропроводностью литых сплавов систем Al-Cu и Al-Si-Cu// Генная инженерия в сплавах: Тез. докл. VI междунар. науч.-практ. конф. Самара: СамГТУ, 1998. С.109-110.

95. Металловедение алюминия и его сплавов: Справ, изд. /Беляев А.И., Бочвар О.С., Буйнов Н.Н. и др.-М.: Металлургия, 1983. с. 280.

96. Бельтюков A. JI. Структурные переходы и временная нестабильность в жидких Си, Со, Fe и расплавах на основе Fe: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук.- Челябинск, 2001.-22 с.

97. Никитин К.В. Особенности приготовления промышленных силуминов с позиции генной инженерии// Прогрессивные литейные технологии: Тез. докл. II междунар. науч.-практ. конф. М. : 2002. С. 30-32.

98. Никитин К.В. Наследственное влияние вида лигатур-модификаторов на структуру алюминия//Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. IV науч.-техн. семин. Куйбышев: КптИ, 1990. С. 39-41.

99. Кокоулин В.Г., Боргояков М.П., Гильдебрант Э.М. Модифицирование алюминиевых сплавов с применением лигатур с дисперсными интерметаллидами // Цветные металла. 1989. №5, С. 94-96.

100. Никитин В.И., Кандалова Е.Г., Макаренко А.Г., Бубнов Н.В. Особенности получения и качество СВС-лигатур на основе алюминия//Генная инженерия в сплавах: Тез. докл. VI междунар. науч.-практ. конф. Самара: СамГТУ, 1998. С. 66-68.

101. Кандалова Е.Г. Разработка технологии получения модифицирующих лигатур Al-Ti и Al-Ti-B на основе процесса СВС: Автореф. дис. . канд. техн. наук.-Самара, 2000.

102. Силумины. Атлас микроструктур и фрактограмм промышленных сплавов: Справ, изд./Пригунова А.Г., Белов Н.А., Таран Ю.Н. и др.-М.: МИСИС, 1996. 17 5 с.

103. Гребенкин B.C., Дзыкович И. Я. Исследование распределения некоторых элементов в алюминиево-кремниевых сплавах микрорентгеноспектральным методом // МиТОМ. 1968. №10. С. 2830.

104. Фазовые равновесия в системе Al-Si-Ti в интервале концентрации 10-14% Si и 0-0,6% Ti/A.M. Захаров, И.Т. Гульдин и др.//Изв. АН СССР. Металлы. 1988. №4. С. 181-186.

105. Кандалова Е.Г., Никитин К.В. Влияние структурных параметров лигатуры Al-Ti на свойства А1-сплавов// Литейное производство. 2000. №10. С. 21-22.

106. Arnberg L., Backerud L., Klang H. Production and properties of master alloys Al-Ti-B type and their ability to grain refine aluminium // Metals Technology, 1982. I, 9, p. 1-5.

107. Роль кинетики растворения интерметаллидов при легировании алюминиевых расплавов титаном/Поленц И.В., Бродова И.Г., Башлыков Д.В. и др.//Расплавы. 1995. №6. С.23-31.

108. Никитин В.И. Явление наследственности и технологии генной инженерии в литых сплавах// Генезис, теория и технология литых материалов: Материалы I междунар. науч.-техн. конф. Владимир: ВГУ. 2002. С.18-22.

109. Пронь Е.Б. Управление структурой и свойствами литых алюминиевых сплавов и разработка технологии их модифицирования мелкокристаллическими добавками: Автореф. дис. . канд. техн. наук.- С.Пб. 1998.

110. Модифицирование алюминиевых сплавов с учетом явления структурной наследственности/ В. И. Никитин, П.С. Попель и др.//Цветные металлы. 1992. №9. С. 96-101.

111. Никитин К.В., Скрипников И.М., Прохоров П.Г. Наследственное влияние добавок мелкокристаллической шихты на свойства сплава AK6M2//V Съезд литейщиков России: тез. докл. М.: 2001.

112. Остапенко А.А., Ловцов Д.П., Никитин В.И. Рафинирование сплава АЛ4 титановой стружкой//Усовершенствование технологии производства полуфабрикатов из цветных металлов. Сб. статей ЦНИИИ и ТЭИЦМ. М.: 1969. С. 26-31.

113. Получение слитков алюминиевых сплавов с регламентированной структурой и чистотой/Бондарев Б.И., Напалков В.И., Макаров Г.С. и др. -Сб. Металлургия легких сплавов. М. : Металлургия, 1983. С. 52-57.

114. Suarez O.M., Perepezko J.H. Microstructural observation of active nucleants in Al-Ti-B master alloys// Light Metals. 1991, №3, p. 851-859.

115. Рябов И.В., Фоченков Б.А. Использование заэвтектических силуминов при производстве поршней для двигателей внутреннего сгорания// Литейщик России. №2. 2002. С.21-23.

116. Гавриленко Б.В., Скрипников И.М. Проблемы качества алюминиевого кокильного литья в условиях АО «АВТОВАЗ»// Генная инженерия в сплавах: Тез. докл. VI междунар. научн.-практ. конф. Самара: СамГТУ. 1998. С. 59-61.

117. Влияние мелкокристаллической лигатуры Al-Ti на прочность заэвтектического силумина АК21М2,5Н2,5/К.В. Никитин, А.Г. Ивашкевич и др.//Литейное производство. 2000. №10. С. 12-13.

118. Применение технологий генной инженерии при получении чушкового сплава АК12М2//К.В. Никитин, В.А. Кечин, С.Е. Салобуто и др.//Литейное производство. 2002. №10. С. 19-20.

119. Введен в действие с 01.09.1999 г.

120. Разработано : Гл.инженер НПП "Интермет-Синтез"

121. Вед.инженер-исследователь НПП "Интермет-Синетз"1. Ивашкевич А.Г.1. Никитин К.В.г.г. Самара-Тольятти, 1999 г.

122. Масса вводимой лигатуры рассчитывается с учетом содержания Ti в лигатуре и 1ет : 0,3-0,7 % для АТЗ и 0,2-0,4 % - для АТ5 от массы модифицируемого1. ШМ

123. Модифицирование сплава АК6М2 в раздаточном ковше (РК) на участке работки расплава.

124. Данный вариант модифицирования применяется с целью обеспечения наиболь-повышения твердости НВ отливки , если исходный сплав имеет твердость зки ниже 70 ед.

125. Присадка лигатуры осуществляется в раздаточный ковш после перелива ива из плавильной печи , до обработки препаратом " МХЗ " и дегазации . |емпература расплава при модифицировании должна быть не ниже 740° С .

126. Лигатуру вводить под зеркало расплава ; всплывающие куски лигатуры )ужать в расплав до полного растворения . J. После полного растворения лигатуры произвести перемешивание расплава в 1ение 2 мин без замешивания шлака .

127. Дальнейшие операции по обработке расплава и порядок отбора проб жзводятся в соответствии с действующей технологией .

128. Модифицирование сплава АК6М2 в тигле раздаточной печи ( РП ) на участке аитья.i Данный вариант модифицирования применяется с целью обеспечения наиоольвето снижения брака по негерметичности отливки.

129. Температура переливаемого расплава должна быть в пределах 730-740° С .

130. Разбор модифицированного расплава должен осуществлятся в течение 1 часа с момента окончания его отстоя .

131. Примечание 1. Регламентируемые технологии модифицирования (п.З и п.4) < иляются самостоятельными технологическими вариантами . Решение о применении того или иного варианта принимается соответствующими службами, исходя из конкретной ситуации.

132. Примечание 2. Порядок отбора регламентируемых проб оговаривается " Per- ламентом оценки качества модифицирования сплава" .

133. Примечание 3. Изменения в данный регламент могут вносится по согласованию сторон.

134. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МОДИФИЦИРОВАНИЯ СПЛАВАt

135. Замеры электропроводности (среднее значение из 3 замеров) проводятся прибором ВС ЗОН на ровной литой поверхности проб , отлитых для определения химического состава сплава .

136. Эталоном сравнения служат пробы , отлитые из плавильной печи ( исходный шемодифицированный сплав ) .

137. Свидетельством о модифицированности расплава является снижение электропроводности сплава на 0,2 0,5 МСм/м .

138. Замеры электропроводности проводятся на свежеотлитых пробах после их остывания.

139. Не допускается использование в качестве эталонов проб , отлитых более двух дней назад или полученных от других плавок .

140. Контроль отливок на твердость проводится выборочно, но не менее 3-х раз в Смену и при переходе с одной плавки на другую.

141. JM. Замеры твердости производятся по 3-м точкам в подприбыльной части1. JfWHBOK.

142. Примечание 1. Оценка качества модифицирования по электропроводности Кяава на данном этапе работ проводится факультативно соответствующими Иужбами АО "АВТОВАЗ".

143. Существующая технология не обеспечивает стабильную величину твердости НВ на отливках (не менее 70 ед.) и характеризуется высоким уровнем брака по спаю, негерметичности, пористости и газовым раковинам на отливках ГБЦ из сплава АК6М2.

144. Применение МКЛ позволил снизить брак по негерметичности на 38 % в МСП и металлургический брак на 33 % в МтП.

145. Факторы, по которым ведется расчет