автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Исследование влияния технологических параметров полунепрерывного литья слитков алюминиевых сплавов на зональную ликвацию химических элементов

На правах рукописи

Патрушева Ирина Геннадьевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ НА ЗОНАЛЬНУЮ ЛИКВАЦИЮ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург2004

Работа выполнена на ОАО «Каменск-Уральском металлургическом предприятии».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор Замятин В.М.

доктор технических наук, профессор Мысик Р.К.

кандидат технических наук Кузьмин О.С.

ОАО «Верхне - Салдинское металлургическое производственное объединение».

Защита состоится Ршл-Мл 2004г. в

диссертационного совета Д 212.285.05 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» в аудитории I (Зал Ученого Совета), 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.

00

часов на заседании ВПО

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенном гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ - УПИ, факс (343) 374-38-84, ученому секретарю совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

2004г

Ученый секретарь диссертационного совета

Карелов С В.

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Главной задачей при разработке технологии производства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов методом полунепрерывного литья в современных условиях является обеспечение их конкурентноспособности на мировом рынке, т. е., оптимального соотношения их себестоимости и качества.

Качество слитков и изготавливаемых из них полуфабрикатов определяется их механическими и эксплутационными свойствами, качеством поверхности слитка, отсутствием литейных дефектов и химической неоднородности по сечению. Большинство дефектов, присущих литой структуре, устраняется в результате последующих операций деформации и термообработки. Однако, химическая неоднородность в макрообъемах (зональная ликвация) полностью наследуется изделием при дальнейшей обработке давлением.

Другим важным показателем качества слитка является толщина поверхностного ликвационного ободка, отличающегося совершенно иным химическим и фазовым составом, чем основной объем слитка. Поэтому в результате перехода к массовому выпуску профилей из необточенных слитков при одновремешгом росте требований к качеству поверхности возникла настоятельная необходимость в проведении данных исследований. В современном производстве круглых слитков толщина ликвационной зоны ограничена, как правило, величиной 0,1-0,2мкм. При таком условии ликвационная корка после выпрессовки профиля целиком остаётся в прессостатке. Минимизация поверхностного ликвационного ободка, позволяет сократить расход металла, повысить выход годного за счет устранения операции фрезерования поверхностного слоя слитка.

Таким образом, использование для прессования слитков без механической обработки поверхности и стремление к максимальному снижению издержек при производстве побуждают, с одной стороны, к изысканию режимов прессования, минимизирующих вовлечение поверхностного слоя заготовки, и, с другой стороны, к разработке способов литья слитков с улучшенным качеством поверхностной зоны.

В последние годы прогресс в технологии литья связан в значительной степени с необходимостью качественного улучшения этих показателей при получении слитков из алюминиевых сплавов методом непрерывного литья. Поэтому исследование особенностей образования зональной ликвации и определение толщины поверхностного ликвационного ободка слитков должно - стать одним из обязательных параметров на пути повышения выхода годного и снижения объема отбраковки слитков и полуфабрикатов литейного производства.

Цель работы заключается в экспериментальном изучении формирования зональной ликвации легирующих и примесных элементов, поверхностного ликвационного ободка, условий образования холодных и горячих трещин в слитках (преимущественно - крупногабаритных) из

БКбдадти; оэ гаУкх/лТЗг.

химический состав которых представлен в табл.1. Данные исследования проводились при разных технологических параметрах полунепрерывного литья и конструкций кристаллизаторов.

В работе решались следующие задачи

1. исследование характера и степени зональной ликвации легирующих и примесных элементов, а также толщины поверхностного ликвационного ободка в крупногабаритных плоских слитках сечениями 300x1100мм и 390х1360мм из сплава марки 7075, полученных при вариации технологических параметров литья в кристаллизаторы разных конструкций;

2. исследование • распределения химических элементов в поверхностной зоне слитков из сплава марки 1960 065мм в зависимости от вида марки графита гильзы кристаллизатора с целью минимизации поверхностного ликвационного ободка;

3. исследование влияния модифицирования и обработки расплава токами высокой частоты при литье на характер зональной ликвации химических элементов в сплаве 7075 сечением 390x1360мм;

4. исследование влияния соотношения Fe/Si в слитках 0650мм сплава 7075 на зональную ликвацию в поверхностном ободке и подповерхностной зоне слитка.

5. найти более эффективные способы борьбы с возникновением холодных и горячих трещин в слитках сплава 7075 сечениями 390х1360мм и 300x1100мм при непрерывном литье в графитовые кристаллизаторы.

Таблица 1

Химический состав алюминиевых сплавов _

Марка сплава Система Химические элементы

Cu Mn Mg Fe Si N1 Zn Cr Ti Zr

1960 Al-Cu-Mg-Zn 2,02,6 0,1 2,33,0 0,4 03 8,09,0 0,05 0,03 0,10Л

7075 Al-Cu-Mg-Zn u-2,0 0,30 2,12,9 0,50 0,40 " 5,16,1 0,180,28 0,20

В95 Al-Cu-Mg-Zn 1,42,0 0,20,6 1.82,8 0,5 0,5 0.1 5,07,0 0,10-0Д5 0,05

АК12Д Al-Ni-Fe-Si-Cu 1,53,0 0,30,6 0.81,3 0,7 11,013,0 0,81.3 0^ 0 Л 0,05-0Д0 B-0,005

6061 Al-Mg-Si 0,150,40 0,15 0,8-1Д 0,7 0,400,8 - 0,25 0,04035 0,15 -

6082 Al-Mg-Si 0,10 0,401,0 0,61,2 0,50 0,71,3 - 0Д0 0Д5 0,10 -

6060 Al-Mg-Sx 0,10 0,10 0,350,6 0,10-0^0 0300,6 - 0Д5 0,05 0,10 -

6063 Al-Mg-Si 0,10 0,10 0,450,9 0,35 0,200,6 - 0,10 0,10 0,10 -

Научная новизна.

1. Разработана новая методика определения толщины поверхностного ликвационного ободка слитков алюминиевых сплавов.

2. Установлена минимальная толщина поверхностной ликвационной зоны слитков 0 650мм сплава 7075 в зависимости от соотношения концентраций Fe/Si, которая обеспечивается при Fe/Si = 2,7.

3. Установлено, что обработка кристаллизующегося расплава токами высокой частоты (1=20-25кГц) существенно влияет на характер зональной ликвации немодифицированных крупногабаритных слитков сечением 390х1360мм из сплава 7075.

4. Получены экспериментальные данные о влиянии модифицирования сплава 7075 прутковой лигатурой Al-3%Ti-0,15%C на размер литого зерна и на кардинальное изменение характера зональной ликвации, элементов в крупногабаритных плоских слитках сечением 390х1360мм.

5. Впервые достигнуто сокращение толщины поверхностного ликвационного ободка слитков 065мм сплава 1960, получаемых методом непрерывного литья за счет применения в качестве материала гильзы кристаллизатора графита с более плотной структурой, меньшим электросопротивлением и повышенной теплопроводностью.

Практическая ценность.

1. Получена возможность экспрессного определения, величины ликвационного поверхностного слоя слитка, как наиболее быстрого и недорогого метода анализа в производственных условиях.

2. Установлена зависимость ликвационных характеристик, а также механических свойств слитков сплавов 7075 в зависимости от технологических параметров литья и особенностей конструкции кристаллизаторов.

3. Показано преимущество кристаллизатора с направленным охлаждением слитка водой с целью уменьшения брака по горячим и холодным трещинам.

4. Показано преимущество применения модифицирования расплава прутком Al-3%Ti-0,15%C с целью получения более мелкозернистой структуры, а также, как операции, позволяющей управлять характером зональной ликвации с целью получения более однородного распределения химического состава.

5. Выявлено, что соотношение Fe/Si=2-3 является наиболее оптимальным, определяющим наиболее высокое качество поверхностной и подповерхностной зоны слитка.

6. Полученные результаты исследования поверхностной ликвации в слитках в зависимости от свойств графитового материала гильзы кристаллизатора послужили основой для внедрения в качестве материала для гильзы кристаллизатора графита марки DS-2590.

На защиту выносятся:

1. компьютерная программа по аналитическому расчету толщины ликвационного ободка на поверхности слитка;

2. экспериментальные данные о снижении толщины поверхностного ликвационного ободка в слитках 065мм из сплава 1960 за счет применения для изготовления гильзы кристаллизатора графита марки DS-2590, характеризующегося более высокими значениями плотности и теплопроводности и более низкой пористостью по сравнению с графитом марки МПГ-7;

3. закономерности управления характером зональной ликвации химических элементов по сечению крупногабаритных плоских слитков сечением 390х1360мм сплава 7075 при воздействии на расплав токов высокой частоты (ТВЧ) и модификатора в виде прутка Al-3,0%Ti-0,15%C, а также при изменении технологических параметров литья;

4. результаты влияния соотношения концентраций Fe/Si на толщину поверхностного ликвационного ободка для слитков из сплава 7075 0650мм;

Апробация работы. Результаты работы доложены на научно-практических конференциях:

1-конференция молодых учёных УГТУ-УПИ, г.Екатеринбург, 2001г.;

2-конференция молодых специалистов СУАЛ-Холдинга, г. Полевской, 2002г.;

3-конференция молодых специалистов, посвященная 70-тилетию производства алюминия в России, г. Каменск-Уральский, 2002г.; 4-XXI научно-техническое совещание работников заводских лабораторий,. г. Самара, 2002г; 5-научно-техническая конференция молодых специалистов предприятий металлургической отрасли, г. Каменск - Уральский, 2004г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано' 8 работ, из которых 4 в центральной печати.

Структура и объём работы. Диссертация содержит 189 страниц компьютерного текста, 21 таблицу, 67 рисунков и состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций по работе, заключения и списка литературы, содержащего 105 наименований.

б

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ-

Введение. Во введении сформулированы актуальность темы, цель диссертационной работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлены и проанализированы данные о влиянии технологических параметров, непрерывного литья и конструктивных особенностей кристаллизаторов на ликвационные характеристики, структуру и свойства слитков.

Дана общая характеристика ликвации и описаны её разновидности, а также взаимосвязь между ликвационными характеристиками слитка и технологическими параметрами непрерывного литья, оказывающими существенное влияние на глубину лунки. Отмечается, что более глубокая лунка и большая скорость литья обычно ведет к более выраженной обратной ликвации элементов. Из литературных данных следует, что скорость литья, температура расплава, поток воды, высота кристаллизатора, а также степень легированности сплава во многом определяют степень ликвации химических элементов в слитке. Обобщены литературные данные о склонности исследуемых сплавов системы Al-Cu-Mg-Zn к образованию литейных трещин, линейной усадке и образованию усадочных пустот при кристаллизации расплава.

В то же время констатировано, что объектами исследования в ранее выполненных работах служили в основном слитки малых и средних сечений из различных алюминиевых сплавов разных марок. Систематических исследований зональной и поверхностной ликвации легирующих и примесных элементов в крупногабаритных слитках из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg-Zn практически не проводилось.

В заключении первой главы сформулированы задачи данного исследования.

Во второй главе рассмотрены методы исследования толщины ликвационной корки в слитках алюминиевых сплавов и изложена новая методика для определения толщины ликвационного поверхностного ободка, характеризующийся повышенным содержанием химических элементов.

В настоящее время получение качественной литой заготовки, не требующей обточки или фрезерования поверхности, стало наиболее актуально и экономически выгодно при производстве слитков для прессования, штамповки и прокатки. Одно из основных требований к качеству слитка -толщина ликвационного ободка, регламентируемая не более 0,25мм. Данное требование связано с возможностью попадания поверхностных слоев слитка в тело прессованного или штампованного профиля, что негативно может сказаться на качестве получаемых изделий.

Однако на сегодняшний день нет надежной методики определения толщины поверхностного ликвационного ободка слитков, которая являлась бы

качественной, и, в то же время - экспрессной, а также не требовала бы дорогостоящих вспомогательных материалов и не была бы трудоемкой для применения в производственных условиях. Поэтому в данной работе была предложена методика для качественной оценки толщины поверхностного ликвационного ободка слитка.

Сущность данной методики заключается в следующем; Исследуемый образец, вырезанный из поперечного темплета, подвергается фрезерованию на вертикально-фрезерном станке под углом а к поверхности слитка. Угол фрезеровки образца контролируется с помощью угломера типа УН. Схема подготовки поверхности образца представлена на рис.1.

Рис. 1. Схема подготовки поверхности образца.

Толщину ликвационного ободка 5, исходя из геометрических преобразований, можно рассчитать по формуле:

5 = Х$ша, (1)

где X — расстояние от наивысшей точки поверхности слитка до точки, после прохождения которой темп уменьшения концентраций элементов резко падает;

- угол среза поверхностного слоя слитка.

Исследование проводится методом спектрального анализа в направлении от поверхности слитка вглубь последовательным прожигом образца вдоль оси X (рис.1). Полученные при этом результаты измерений подвержены погрешностям; которые обусловлены техническими параметрами проведения исследования, обусловленными качеством подготовки образца, локальностью анализа, глубиной проникновения дугового разряда при прожиге пробы, диаметром заготовки и величиной угла среза темплета.

На основании вышеизложенных фактов и с учетом вероятностной степени отклонений от истинных параметров предложена математическая, модель распределения погрешностей химического состава по высоте ликвационного ободка (рис.2) в соответствии с формулой (2):

где D сл - размер слитка, мм; а - угол фрезеровки образца; X - размер пятна при прожиге; hц - расстояние от поверхности до центра пятна.

Отработка данной методики и получение статистических данных по влиянию разных методов литья проводили как на слитках сплавов системы А1-Cu-Mg-Zn, так и на слитках сплавов системы Al-Mg-Si.

Для определения величины ликвационного ободка были выбраны слитки 0190мм из сплава 6082, отлитых в соответствии с различными технологиями, а также слитки системы Al-Mg-Si с разным химическим составом основных легирующих компонентов.

100,0

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Глубина замера химического состава, мм

Рис.2 Зависимость величины погрешности определения толщины ликвационного ободка от глубины замера.

В третьей главе приведены результаты исследования влияния материала и конструкции кристаллизатора, технологических параметров литья на качество слитков из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mg-Zn.

В данной главе рассмотрена проблема поверхностного растрескивания штамповок, заготовками для которых служили слитки 0 65мм из сплава 1960 системы Al-Cu-Mg-Zn, полученные методом непрерывного литья в графитовые кристаллизаторы скольжения.

Микрорентгеноспектральный анализ показал, что на поверхности штамповки в месте разрушения металла наблюдаются протяженные участки, обогащенные медью, магнием и цинком. В зоне разрушения здорового металла таких участков не обнаружено. На основании этих данных сделан вывод, что наиболее важными факторами, способствующими образованию трещин и расслоений на поверхности штамповок из сплава К60,- является наличие в поверхностных слоях слитков зон, обогащенных медью, магнием и цинком. Учитывая, что поверхность слитков 065мм не подвергается обточке, то существует вероятность попадания поверхностных слоев слитка в тело штампованного изделия. Поэтому возникла необходимость получения слитка с более качественной поверхностной зоной, которая зависит от интенсивности теплоотвода при литье. Теплоотвод, в свою очередь, определяется свойствами графитовой гильзы кристаллизатора.

В работе исследовались слитки, отлитые в кристаллизаторы, гильзы которых изготовлены в первом случае: из графита марки МПГ-7 и во втором случае - из графита марки DS-2590, технические характеристики которых представлены в табл. 2.

Таблица 2

Технические характеристики марок графита.

Технические параметры Марка графита

08-2590 МПГ7

Плотность, кг/м3 1850 1730

Пористость, % 12 22

Размер зерна, мкм 10 90

Предел прочности, МПа 51 40

Удельное электросопротивление, мкОм/м 9,8 17,2

Теплопроводность графита можно оценить по его электросопротивлению.

Для оценочных расчетов теплопроводности разных марок графита применили формулу Пауэлла, описывающую связь между теплопроводностью и электросопротивлением. Расчеты показали, что теплопроводность графита марки DS-2590 больше теплопроводности графита марки МПГ-7 в 1,8 раза.

Поэтому в условиях литья слитков в кристаллизатор, гильза которого изготовлена из графита марки МПГ-7 создается опасность появления надрывов и трещин на поверхности слитка. Следовательно, при некоторых значениях плотности теплового потока обеспечиваются такие условия кристаллизации поверхностных слоев слитка, при которых действия неблагоприятных факторов сводятся к минимуму. Такие условия, очевидно, и реализуются при использовании кристаллизаторов из графита марки DS - 2590, имеющего более

плотную структуру, меньший процент пористости и меньшее удельное электросопротивление, что позволило уменьшить толщину ликвационного поверхностного ободка на 60% (рис.3), понизить градиент концентраций легирующих и примесных компонентов в нем, а также улучшить качество поверхности слитка.

Далее в главе рассматриваются вопросы влияния конструкции кристаллизатора и параметров непрерывного литья на структуру, механические свойства и ликвационные параметры крупногабаритных плоских слитков сечениями 300x1100мм и 390x1360мм в сплаве 7075, склонного к образованию трещин разного происхождения.

Проблема растрескивания крупногабаритных плоских слитков при непрерывном литье сплава 7075 является наиболее актуальной на сегодняшний день при производстве их методом непрерывного литья. Волосовидные трещины, выявленные при горячей прокатке таких слитков, представляют собой один из самых существенных дефектов, приводящих к отбраковке (до 33%) плит. Исследование участка трещины методом микрорентгеноспектрального анализа показало, что расплав, залечивающий трещину, содержит в своем составе повышенное содержание меди, магния, цинка, железа, кремния.

В работе была проведена экспериментальная отливка слитков сечениями 300x1100мм и 390х1360мм в кристаллизаторы с разными конструкциями систем охлаждения при вариации основных технологических параметров литья, направленных на изменение фронта кристаллизации (профиля и глубины лунки), интенсивности охлаждения, получения мелкозернистой структуры, и, как следствие, получение необходимых механических свойств и ликвационных характеристик. Вариация технологических параметров литья представлена в табл. 3.

Исходя из основных представлений о причинах образования поверхностных трещин на широких гранях плоских слитков в работе представлены разные системы кристаллизаторов для литья слитков (безкозырьковый и с направленным охлаждением).

Таблица 3

Технологические параметры экспериментальных вариантов литья слитков сечениями 300x1100 мм и 390x1360 мм из сплава 7075.

Кристаллизатор Вариант, Параметры литья

тип • размер К» v„, Нр,

Мм/мин мм мм

300x1100 1* 55 50-60 140

с «1 U 2* 65 70-80 120

направленным (4 К 3* 60 90-110 95

охлаждением 44_М 4 65 70-80 120

390x1360 5 52 50-60 140

«» U 6 55 70-80 120

(« И 7 58 80-90 110

бескозырь- tt И 8 52 70-80 135

ковый 9 55 70-80 135

<1 11 10 58 70-80 135

Примечание к таблице 3: Литье слитков в кристаллизатор с направленным охлаждением проводилось со съемом воды в процессе охлаждения. Удаление воды с поверхности слитков проводилось на расстоянии 120мм от низа кристаллизатора.

1. Кристаллизатор бескозырькового типа.

В конструкции системы охлаждения серийного кристаллизатора для непрерывного литья плоских слитков вода на слиток направляется отражением от козырька. В серийной конструкции системы охлаждения интенсивность охлаждения плоских слитков является практически неуправляемым процессом, не позволяющим регулировать равномерность охлаждения. Конструкция системы охлаждения бескозырькового кристаллизатора предусматривает раздельную подачу охлаждающей воды на широкие и узкие грани слитка, обеспечивая при этом расход воды на широкие грани больше, чем на узкие.

2. Кристаллизатор со съемом воды с поверхности слитка. Данная технология позволяет удалить всю воду с поверхности слитка на некотором расстоянии от кристаллизатора. Это расстояние выбирается экспериментально и зависит от марки сплава и сечения слитка. Обычно оно находится в пределах 100300мм ниже точки затвердевания лунки в плоском слитке. В этой точке вся скрытая теплота затвердевания уже отведена из металла и остаточное тепло твердого металла используется для снятия термических напряжений. Этот технологический прием способствует устранению трещин в плоском слитке.

3. Конструкция системы охлаждения кристаллизатора с направленным охлаждением обеспечивает разделение подаваемого в кристаллизатор потока воды на две части. Первая часть потока воды направляется снизу вверх во внутренней рубашке кристаллизатора, за счет чего вода постепенно нагревается, что приводит к менее резкому перепаду температур между слитком и стенкой кристаллизатора в верхней части. Интенсивность охлаждения верхних слоев расплава в лунке будет уменьшаться, что способствует предотвращению образования неслитин. Вторая часть потока воды посредством двух поясов отверстий в кристаллизаторе направляется непосредственно на слиток. При этом расход воды на широкие грани больше, чем на узкие за счет разных диаметров отверстий подачи воды. Измерение температуры охлаждающей жидкости во время литья в кристаллизатор данного типа показало, что из нижнего ряда отверстий вытекает вода температурой 10 - 15°С. Из верхнего ряда отверстий в результате нагрева от гильзы кристаллизатора вытекает вода температурой 35-40°С. С верхней частью гильзы кристаллизатора контактирует вода температурой 80-90°С.

Из слитков размером 300x1100мм и 390х1360мм сплава 7075, полученных по разным технологическим вариантам литья были изготовлены образцы для определения механических свойств и ликвационных характеристик. Результаты механических испытаний слитков, отлитых в кристаллизатор с направленным охлаждением, представлены в табл.4. Для сравнения даны значения механических свойств слитков, отлитых в серийный (козырьковый)

кристаллизатор. Установлено, что при температуре испытания 390 С (температура прокатки слитков в плиты) наиболее высокими значениями относительного удлинения (65-85%) и относительного сужения (93-96%) характеризуется слиток, отлитый без съема воды с поверхности. С повышением пористости слитков от 1 до 3 баллов наблюдается уменьшение их относительного удлинения и ударной вязкости примерно в 1,5-2,0 раза.

Средний размер микрозерна всех слитков колеблется в пределах 70-90мкм в периферийных слоях и 110-150мкм в центральной зоне.

Основное внимание было уделено сравнительному исследованию влияния скорости литья слитков размером 390x1360мм, отливаемых в бескозырьковый кристаллизатор и в кристаллизатор с направленным охлаждением, на структуру и механические свойства слитков и изготовленных из них плит.

Исследование поперечных темплетов всех отлитых слитков показало, что их макроструктура мелкозернистая. Размер зерна у всех отлитых слитков примерно одинаков, что свидетельствует о том, что основную роль в процессе измельчения зерна внесло модифицирование сплава 7075 прутковой лигатурой А1-5%Т1-1%В, а не изменяемые параметры скорости литья и уровня расплава в кристаллизаторе. В центральных зонах всех слитков обнаружена макроскопическая пористость.

Увеличение скорости литья слитков в бескозырьковый кристаллизатор от 52 до 58 мм/мин оказывает сложное влияние на распределение пористости по сечению слитка и на значения его механических свойств.

Так, слитки, отлитые со скоростью 52 мм/мин, характеризуются слабо выраженной пористостью центральной зоны (1 балл) и достаточно плотными поверхностными слоями. Механические свойства слитка при температуре испытания 390°С составляют: СТВ= 59 - 61МПа; (Тог = 52 - 54МПа; 5 = 42 - 71%; у = 89-91%.

Повышение скорости литья до 55 мм/мин при постоянстве высоты кристаллизатора сопровождается появлением пористости в поверхностных слоях и увеличением пористости в центральной зоне слитка (3 балла). Механические свойства слитка при температуре испытания 390°С составляют: <Та=51-54МПа; а02=47-49МПа; 5=23-42%; у=69-78%.

Дальнейшее повышение скорости литья до 58 мм/мин при постоянстве высоты кристаллизатора привело к уменьшению пористости в центральной зоне (1балл), но к появлению в макроструктуре поверхностных слоев (на глубине 3-5мм от поверхности слитка) полосы с укрупненными зернами и многочисленными волосовидными трещинами, распространяющимися на глубину от 10 до 17мм от поверхности слитка. Механические свойства слитка при температуре испытания 390°С достигают значений: ав= 51-58МПа; (Тог =

Исследование микроструктуры слитков показало, что повышение скорости литья от 52 до 58мм/мин при постоянстве высоты кристаллизатора вызывает уменьшение размера микрозерна от 100 до 60 мкм в периферийной зоне и от 160 до 130 мкм в центральной зоне слитков.

Таблица 4

Влияние параметров литья на структуру и механические свойства слитков сечением 300x1100мм

из сплава марки 7075

№ п/п Тип кристаллизатора Съем воды Скорость литья, мм/мин Уровень расплава в кристаллизаторе, мм Балл пористости Коэффициент затухания ультразвука, дБ/см Средний размер микрозерна, мкм Механические свойства

Температура испытания при 20иС Температура испытания при 390"С

1/4 толщ. центр периф центр о., МПа соа МПа 5, % V, % КСУ МДж м2 с* МПа Оол МПа а. % V, % КСУ МДж м1

1 Сери йный 54 - 55 50 -60 0 60-80 100 -150 205 -210 105 -110 10 -12 18 -19 0,11 54 - 60 47 -52 30 -65 85 -97

2 Опыт ный 65 70 - 80 1 1,21 1Д1 60 138 230 -235 100 -105 12 -14 15 -19 0,07 55 -59 46 • 50 65 -85 93 -96 0,22-0,24

+ 65 70 -80 3 1,26 1,64 62 135 225 -235 95 -105 10 -12 13 - 14 50 -52 43 -46 45 - 50 90 -96 т

+ 60 90 -110 2 1,48 1,48 70 105 220 -225 90 -100 9 -12 12 -14 54 -63 49 -51 40 -50 92 -95 '

+ 55 50 -60 3 1,36 1,86 78 167 220 -230 110 -125 8 -И 13 - 14 0,09 52 - 54 47 - 50 40 -50 85 -98 0,13 0,16

Все слитки из сплава 7075, полученные опытным путем, были исследованы на ликвационные характеристики в зависимости от технологических параметров и типов конструкции кристаллизаторов. По сечению всех слитков наблюдалась ликвация обратного характера (рис.4), характеризующаяся скоплением легкоплавкой составляющей у поверхности слитка.

Полученные данные степени зональной и поверхностной ликвации представлены в табл. 5. Исследования показали, что при литье слитков сечением 300x1100мм в кристаллизатор с направленным охлаждением со съемом воды наблюдается увеличение степени зональной и поверхностной ликвации при повышении скорости литья от 55мм/мин (Нк=140мм, вариант1) до 65мм/мин (Нк= 120мм, вариант 2).

Таким образом, в случае литья слитка сечением 300x1100мм в кристаллизатор с направленным охлаждением без съема воды с его поверхности наблюдается минимальная степень ликвации Толщина

ликвационного поверхностного ободка слитка составляет 0,65 мм.

Зональная ликвация в направлении от поверхности широкой грани к центру в слитках сечением 390x1360 мм при литье в кристаллизатор с направленным охлаждением в экспериментальных вариантах 5-7 имеет практически одинаковый характер и степень развития. Толщина ликвационного ободка на слитках составляет 0,7-0,8 мм.

При литье слитков в бескозырьковый кристаллизатор с постоянной высотой с повышением скорости литья от 52 мм/мин до 55 мм/мин степень развития ликвации по сечению слитка увеличивается. Толщина ликвационного ободка на слитках вариантов 8 и 9 составляет 0,6 мм.

6

5,9

О 100 200 300 400 500 600 Расстояние от поверхности слитка, мм

Рис. 4 Ликвация цинка по сечению слитка размером 390x1360мм из сплава 7075 -

Таблица 5

Степень ликвации в слитках размером 300x1100мм и 390х1360мм в зависимости от технологических параметров литья.

Кристаллизатор Параметры литья Степень зональной ликвации химических элементов, Д С, % 1 £ 3 £ и в ° N & В (- о

тип размер Вариант, № V,, мм/ мин н* мм Хп мв Си Бе 81

ЗООх И 00мм 1* 55 140 1,29 0,39 0,32 0,075 0,019 0,76

г 2* 65 120 1,92 0,57 0,79 0,086 0,023 1,34

3 х а и к 3* 60 95 1,34 0,54 0,47 0,084 0,004 0,24

4 65 120 0,90 0,42 0,40 0,033 0,006 0,65

§ а о. 5 в ж 390х 1360мм 5 52 140 0,92 0,42 0,30 0,055 0,001 0,84

X <3 1« и 6 55 120 0,87 0,40 0,37 0,048 0,007 0,65

и О 7 58 110 1,23 0,63 0,53 0,04 0,004 0,90

09 о X 8 52 135 1,20 0,41 озз 0,052 0,006 0,60

о. п О 9 55 135 1,50 0,55 0,42 0,046 0,011 0,60

8« ю 3 и 1« 10 58 135 1,30 0,48 0,41 0,044 0,004 0,30

Примечание. Литье слитков* в кристаллизатор с направленным охлаждением

проводилось со съемом воды в процессе охлаждения.

В четвертой главе обобщены результаты исследования закономерностей формирования зональной ликвации химических элементов в слитках, полученных методом непрерывного литья в зависимости от различных факторов воздействия на кристаллизующийся расплав.

В предыдущем разделе работы установлено, что изменение в изученных интервалах скорости литья и уровня расплава в кристаллизаторе практически не влияет на характер зональной ликвации химических, элементов в крупногабаритных плоских слитках из сплава 7075. Между тем, проблема повышения химической и структурной однородности крупногабаритных плоских слитков, отливаемых методом непрерывного литья, представляется одной из самых актуальных. В данной главе были проведены исследования с целью поиска эффективных способов уменьшения степени зональной ликвации химических элементов по сечению крупногабаритных слитков.

В работе были исследованы ликвационные параметры слитков размером 390х1360мм из сплава 7075, полученных с применением модифицирования расплава лигатурой Л1-3%Т1-0,15%С, а также слитков с немодифицированной структурой, расплав которых был обработан токами высокой частоты (ТВЧ) и без обработки ТВЧ.

Исследование зеренной структуры слитков показало, что применение модификатора Al-3%Ti-0,15%C сопровождается увеличением среднего количества зерен в 1см2 площади шлифа с 300-400 (слитки без модифицирования) до 2000-3000 (модифицирование лигатурой 3%Ti-0,15%C). Расход прутка составлял 1,0-1,5 кг/т расплава.

На рис.5 представлено распределение цинка по ширине слитка сечением 390х1360мм Модифицированного сплава 7075 в направлении от узкой грани к центру. Из этих данных видно, что ликвация цинка имеет прямой характер. Показано также распределение цинка по ширине слитка сечением 390x1360мм из сплава 7075, модифицированного лигатурным прутком Al-3%Ti-0,15%C. Сравнение этих данных с ранее полученными показывает, что под воздействием модифицирования характер ликвации цинка в слитках изменился на обратный. Медь и магний по сечению слитка ликвируют аналогично цинку.

Далее в работе было проведено исследование по установлению влияния обработки жидкого сплава 7075 токами высокой частоты на ликвационные характеристики отливаемых слитков сечением 390х1330мм*.

Возможность влияния на структуру слитка в процессе кристаллизации с помощью обработки расплава токами высокой частоты строится на следующих предположениях: при частоте электрического тока, пропускаемого через расплав, равной резонансной частоте колебания кластеров, возникают условия гашения колебаний. Соответственно скорость кристаллизации резко возрастет.

Данные предположения первоначально были проверены в лабораторных условиях, при этом выяснилось, что скорости кристаллизации при прочих равных условиях в случае обработки ТВЧ резко возрастают. Увеличение скорости кристаллизации должно привести к более однородной структуре слитка за счет уменьшения толщины переходной зоны. Следовательно, обработка расплава током высокой частоты, должна изменять характер ликвации химических элементов сплава в процессе кристаллизации.

На рис.5 представлены кривые распределения химических элементов по сечению слитка, расплав которого был обработан ТВЧ, но не был модифицирован. Исследования показали, что характер ликвации химических элементов является обратным. Таким образом на характер распределения химических элементов по сечению слитка одинаковым образом влияют как процесс модифицирования, так и обработка расплава токами высокой частоты, изменяя характер ликвации с прямого на обратный.

Следующим этапом работы явилось исследование влияния соотношения концентраций примесей Fe/Si на величину зональной ликвации элементов в поверхностных слоях слитка из сплава 7075 с целью повышения их

химической однородности.

Результаты ранее выполненных нами исследований показали, что улучшение литой структуры плоских слитков из сплава 7075 посредством повышения чистоты сплава по примесям железа и кремния, а также модифицирование расплава лигатурным прутком Al-2,5%Ti-0,2%B оказывают благоприятное влияние на технологическую пластичность сплава в процессе

' Автор идеи эксперимента и конструкции установки для обработки расшива ТВЧ д. т. н. Хворов Б.Н.

18

1S

обработки давлением, что позволило вести прокатку крупногабаритных слитков (сечениями 300x1100мм и 390x1360мм) без образования рванин по кромкам проката. В данной работе установлена зависимость степени поверхностной ликвации химических элементов от соотношения Fe/Si в слитках сплавов серии 7000 круглого сечения.

Содержание железа и кремния в высокопрочных сплавах определяет количество нерастворимых (либо малорастворимых) избыточных интерметаллидных фаз, выделяющихся в виде грубых частиц из расплава при кристаллизации слитка. Факт преимущественно отрицательного влияния железа и кремния на свойства высокопрочных сплавов, был известен давно, однако, установление пределов их содержания основывается на характеристиках прочности и пластичности, а также с учетом влияния на технологические свойства при литье.

Исследование зависимости степени зональной ликвации от соотношения Fe/Si, проводилось на слитках сплава марки 7075.

Слитки 0 650 были получены при температуре литья 710-730°С со скоростью литья 16мм/мин, но с различным значением соотношения Fe/Si = 3,3; 4,3; 4,6; 7,0; 2,7. Ликвационные кривые, полученные в зависимости от соотношения Fe/Si на слитках 0 650 сплава марки 7075, представлены на рис.6.

По результатам эксперимента было выявлено, что примеси железа и кремния оказывают значительное влияние на распределение химических элементов по сечению слитка. С увеличением параметра Fe/Si = 7 наблюдается широкий ликвационный слой на поверхности слитка, характеризующийся нестабильным химическим составом, превышающим среднее содержание компонентов.

Оптимальное значение Fe/Si должно быть не более 2,7 - 3. При этом соотношении Fe/Si=2,7 в слитке наблюдается более равномерное распределение химического состава в приповерхностном слое, что позволит вести дальнейшую обработку давлением без задиров и с получением качественной поверхности прессованного профиля.

В главе 5 обсуждаются результаты выполненных исследований на примере теории Каца и Шадека по формированию зональной ликвации и газоусадочной пористости в кристаллизующихся слитках, позволяющей количественно оценить условия и степень зональной ликвации в слитках. В соответствии с моделью, принятой в данной работе для обсуждения экспериментальных данных, формирование зональной ликвации и газоусадочной пористости протекает в твердо-жидкой части двухфазной зоны, размеры которой меняются вдоль фронта кристаллизации от поверхности к центру слитка, где происходят следующие явления:

1. усадка кристаллизации, связанная с повышением плотности при переходе жидкой фазы в твердую;

2. усадка кристаллического (дендритного) каркаса вследствие термического сжатия при понижении температуры в «эффективном» интервале кристаллизации At^ = to - ts, где to - температура начала линейной усадки, ts -температура солидуса.

В общих выводах установлено:

1. для слитков малых поперечных сечений (0^19Омм), отливаемых методом непрерывного литья, первостепенную роль в формировании толщины поверхностного ликвационного слоя играет интенсивность теплоотвода в зоне первичного охлаждения. Применение для изготовления гильзы кристаллизатора скольжения графита марки Б8-2590 позволяет уменьшить толщину (до 0,1мм) поверхностного ликвационного слоя слитков мм из высокопрочного сплава 1960. Такие слитки оказалось возможным использовать без обточки для производства штамповок ответственного назначения без образования в них дефектов в виде расслоений и «штрихов».

2. Для слитков средних (0,15M2>S>0,05M2) И крупногабаритных (S>0,3M2) сечений, отливаемых в металлические кристаллизаторы скольжения, особое значение, с точки зрения уменьшения толщины ликвационного поверхностного слоя слитков и снижения склонности их к образованию кристаллизационных трещин, имеет уменьшение интенсивности теплоотвода в зоне первичного охлаждения и обеспечение равномерности отвода тепла от слитка в зоне вторичного охлаждения. Для практической реализации этих принципов была применена новая конструкция кристаллизатора скольжения с направленным охлаждением. В слитках, отлитых в данный кристаллизатор, наблюдается более равномерное распределение химических элементов по сечению при скорости литья 52мм/мин и 55мм/мин.

3. Использование кристаллизатора с направленным охлаждением взамен серийного «козырькового» кристаллизатора при непрерывном литье крупногабаритных плоских слитков (поперечными сечениями 300x1100 мм и 390x1360 мм) го высокопрочного сплава 7075 обеспечило устранение образования в слитках кристаллизационных трещин и, как следствие, волосовидных продольных трещин в горячекатаных плитах толщиной более 70мм.

4. Повышение скорости литья крупногабаритных плоских слитков из сплава 7075 и съем охлаждающей воды с их поверхности приводят к развитию междендритной пористости центральной и периферийной зон, формированию локальных структурных и химических неоднородностей, возрастанию вероятности образования кристаллизационных трещин в слитках.

5. Обнаружено, что непрерывное модифицирование сплава 7075 лигатурным прутком Al-3%Ti-0,15%C в процессе литья крупногабаритных плоских слитков вызывает формирование в них более мелкозернистой и однородной структуры, повышение технологической пластичности слитков, а также дает возможность управлять не только степенью, но и характером зональной ликвации легирующих элементов.

6. Показано, что непрерывная обработка кристаллизующегося расплава токами высокой частоты (20-25кГц) в лунке слитка сечением 390x1360 мм из сплава 7075 сопровождается уменьшением степени зональной ликвации легирующих элементов, а также изменением характера ликвации химических элементов немодифицированного слитка с прямого на обратный.

7. Выявлено, что соотношение концентраций примесных элементов Fe/Si в сплаве 7075 оказывает существенное влияние на толщину ликвационного поверхностного слоя слитков 0 650 мм. Наименьшая толщина ликвационного поверхностного слоя наблюдается при соотношении концентраций Fe/Si = 2,7.

8. Внедрение результатов работы в производство позволило увеличить выход годного для слитков из сплава 7075 сечением 300x1100мм с 52,7% (2001г.) до 93,8% (2003г.), сечением 390х1360мм с 53,0% (2001г.) до 86,2% (2003г.). Выход годного при производстве плит толщиной более 78,1мм увеличился с 35% до 43%. Получен экономический эффект 1064 тыс. руб/год.

МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Патрушева И.Г., Алфёров В.Е.Овсянников Б.В. «Разработка методики определения величины ликвационного ободка в слитках алюминиевых сплавов, предназначенных для прессования» Тезисы докладов первой научно-технической конференции молодых учёных и специалистов СУАЛ-Холдинга. Краснотурьинск, 2001г. с.20.

2. Патрушева И.Г., Овсянников Б.В. «Влияние зональной ликвации на качественные характеристики крупногабаритных плоских слитков алюминиевых сплавов». Тезисы докладов городской научно-практической конференции к 70-летию выпуска алюминия в России, 2002г. с. 17-18.

3. Патрушева И.Г., Овсянников Б.В. «Исследования поверхностной ликвации легирующих компонентов слитках из сплавов системы Al-Mg-Si.» Технология легких сплавов, №1,2003г. с.29-35.

4. Патрушева И.Г., Анферов В.Е., Овсянников Б.В. Зональная ликвация в слитках сплава АК12Д, отливаемых в кристаллизатор с регулируемой интенсивностью охлаждения. Технология легких сплавов №3,2002, с. 13-15.

5. Московских О.П., Дорошенко Н.М., Патрушева. И.Г., Замятин В.М. Влияние железа и кремния на структуру и свойства слитков из алюминиевого сплава 7075.//Сборник тезисов докладов 2-ой Всероссийской конференции «Физические свойства металлов и сплавов», Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2003г. с.ЮЗ.

6. Замятин В.М., Шуликов Е.А., Бодряков В.Ю., Московских О.П., Кагарманов И.Г., Патрушева И.Г. Теплофизические свойства алюминиевых сплавов в твёрдом и жидком состоянии. // Литейное производство, №6, 2002г. с.2 (Приложение).

7. Овсянников Б.В., Семенихин А.И., Замятин В.М., Дорошенко Н.М.. , Патрушева И.Г. Влияние конструкции' кристаллизатора и параметров непрерывного литья на структуру и механические свойства изделий из алюминиевого сплава 7075. // Цветные металлы, №2,2004г. с.91-95.

8. Патрушева И.Г. Влияние модифицирования на ликвационные характеристики по сечению крупногабаритных плоских слитков алюминиевого сплава 7075 системы Al-Cu-Mg-Zn и методы исследования химического состава. // Тезисы научно-технической конференции молодых специалистов предприятий металлургической отрасли. 2004г. с. 16.

» 1 68 78

Подписано в печать 10.09.2004 Формат 60*84 1/16 Бумага писчая Плоская печать Тираж 100 Заказ № 126

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира 19

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ НА ЛИТЕЙНЫЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛИТКОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Ликвация.

1.1.1 Зональная ликвация

1.1.2 Дендритная ликвация

1.1.3 Поверхностная ликвация. Образование ликвационного ободка на поверхности слитка.

1.1.4 Общие закономерности влияния технологических параметров литья и фазового состава сплава на характер распределения химических элементов по сечению слитка.

1.2 Склонность алюминиевых сплавов к образованию литейных трещин.

1.3 Склонность сплавов к линейной усадке.

1.4 Склонность сплавов к образованию усадочных пустот.

1.5 Проблемы производства качественных крупногабаритных слитков из алюминиевых сплавов системы А1-

§-Си-2п. 36 1.5.1 Влияние содержания железа и кремния на свойства алюминиевых сплавов системы А1-2п-

§-Си.

1.6 Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ, ЛИТЕЙНЫХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЛИТКОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.

2.1 Способы исследования ликвационной поверхностной зоны слитка.

2.2 Разработка методики определения ликвационного ободка на поверхности слитка.

2.3 Методы исследования строения и свойств слитков. 56 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ МАТЕРИАЛА И КОНСТРУКЦИИ КРИСТАЛЛИЗАТОРА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛИТЬЯ НА КАЧЕСТВО СЛИТКОВ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ AL-CU-MG-ZN.

3.1 Влияние марки графита на величину ликвационной поверхностной зоны слитков 065мм из сплава 1960 при литье в графитовый кристаллизатор.

3.2 Влияние конструкции кристаллизатора и режимов литья на структуру, литейные и механические свойства крупногабаритных плоских слитков алюминиевого сплава 7075.

3.2.1 Конструктивные особенности систем охлаждения кристаллизатора для непрерывного литья плоских слитков.

3.2.2 Конструкция устройства для съема воды со слитка.

3.2.3 Влияние конструкции кристаллизатора, скорости литья, уровня расплава в кристаллизаторе и съема охлаждающей воды на структуру и свойства слитков сечением 300x1100мм из сплава 7075.

3.2.4 Влияние скорости литья и уровня расплава в кристаллизаторе на структуру, механические свойства и зональную ликвацию элементов в слитках сечением 390x1360мм из сплава 7075.

3.2.4.1 Результаты исследования слитков, отлитых в бескозырьковый кристаллизатор.

3.2.4.2 Результаты исследования слитков, отлитых в кристаллизатор с направленным охлаждением.

3.2.5 Влияние технологических параметров и конструкции кристаллизатора на ликвационные характеристики слитков из сплавов размерами 300x1100мм и 390x1360мм.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ЗОНАЛЬНОЙ ЛИКВАЦИИ ЛЕГИРУЮЩИХ И ПРИМЕСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СЛИТКАХ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ.

4.1 Влияние модифицирования сплава 7075 лигатурой Al-Ti-C на размер зерна и зональную ликвацию легирующих и примесных элементов в слитках прямоугольного сечения.

4.2 Влияние обработки жидкого сплава 7075 токами высокой частоты на зональную ликвацию легирующих и примесных элементов в слитках прямоугольного сечения.

4.3 Влияние соотношения концентраций примесей железа и кремния в сплаве 7075 на степень зональной ликвации химических элементов в слитках 0650мм и 0805мм.

4.4 Влияние технологических особенностей и параметров непрерывного литья на толщину и состав поверхностного с. * ' ликвационного, слоя и зональную ликвацию элементов ' в слитках алюминиевых сплавов.

4.4.1 Влияние различных методов непрерывного литья на поверхностную ликвацию в цилиндрических слитках сплавов системы Al-Mg-Si.

4.4.2 Зональная ликвация в слитках 0320мм сплава АК12Д, отливаемых в кристаллизатор с регулируемой интенсивностью охлаждения.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ОБСУЖДЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ С ПОЗИЦИЙ СОВРЕМЕННЫХ МОДЕЛЬНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О КРИСТАЛЛИЗАЦИИ СЛИТКОВ,

ОТЛИВАЕМЫХ МЕТОДОМ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ.

5.1 Модельные представления о формировании зональной ликвации в слитках из алюминиевых сплавов.

5.2 Обсуждение экспериментальных данных с позиций вышеизложенной модели.

5.3 Современные математические модели макроликвации в слитках алюминиевых сплавов, отлитых методом полунепрерывного литья.

Выводы по главе 5.

Актуальность исследования.

Качество слитков и получаемых из них полуфабрикатов определяется как их кристаллическим строением, так и соответствием химического состава предъявляемым требованиям, а также, равномерностью его распределения в макрообъемах больших масс отливки.

В данной работе исследуются вопросы зависимости возникновения ликвационных процессов от технологических параметров литья как по сечению слитка (зональная ликвация), так и на поверхности слитка (поверхностная ликвация).

Ликвационные характеристики слитка напрямую связаны с такими качественными характеристиками, как однородность механических свойств и склонность к образованию кристаллизационных трещин. Так же следует заметить, что наилучшие результаты были получены при прессовании обточенных слитков [1], т.е. после удаления ликвационной корки, имеющей иной химический и фазовый состав и иную морфологию твердых частиц интерметаллидов, чем основной объем слитка.

Структуру ликвационной зоны и её связь с условиями литья изучали многие авторы [2, 3]. Настоятельная необходимость в продолжении этих исследований вызвана переходом к массовому выпуску профилей из не-обточенных слитков при одновременном росте требований к качеству поверхности. В современном производстве круглых слитков алюминиевых сплавов толщина ликвационной зоны ограничена, как правило, величиной 0,1-0,2 мкм [4]. При таком условии ликвационная корка после выпрессовки профиля целиком остаётся в прессостатке. Также известно, при прямом прессовании без смазки поверхностные дефекты заготовки могут быть полностью задержаны в прессостатке, величина которого обычно составляет примерно 0,2 длины заготовки, если глубина их залегания не превышает 0,03 диаметра заготовки для прессования [5]. Вместе с тем использование для прессования слитков без механической обработки поверхности и стремление к максимальному снижению издержек при производстве побуждают, с одной стороны, к изысканию режимов прессования, минимизирующих вовлечение поверхностного слоя заготовки, и, с другой стороны, к разработке способов литья слитков с улучшенным качеством поверхностной зоны. При прямом прессовании поверхность заготовки из сплава системы начинает появляться на поверхности профиля, когда отпрессовано от 80 до 90% массы заготовки, и эта часть профиля должна быть отрезана в отходы, что приводит к снижению выхода годного [б].

Таким образом, в данной работе рассматривается вопрос определения величины поверхностной ликвационной зоны слитков алюминиевых сплавов системы А1-Си-£^-2п, т.к. в последние годы прогресс в технологии литья связан в значительной степени с необходимостью уменьшить толщину ликвационного ободка и снизить степень шероховатости поверхности слитка. Химический состав сплавов, исследуемых в работе представлен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав алюминиевых сплавов

Марка сплава Система Химические элементы

Си Мп Ре 81 № гп Сг Тг Ът

1960 А1-Си- мё- 2,02,6 од 2,33,0 0,4 0,3 8,09,0 0,05 0,03 од-0,2

7075 А1- Си- гп 1,22,0 0,30 2,12,9 0,50 0,40 5Д-6Д 0,18 0,28 0,20

Продолжение табл. 1

В95 А1-Си- мё- 1,42,0 0,20,6 1,82,8 0,5 0,5 од 5,07,0 0,10 0,25 0,05

АК12Д А1-БеСи 1,53,0 0,30,6 0,81,3 0,7 11,0 13,0 0,81,3 0,5 0,2 0,05 0,20 Бп-0,02 РЪ-0,10 В-0,005

6061 А1- мё- 0,15 0,40 0,15 0,81,2 0,7 0,40 -0,8 0,25 0,04 0,35 0,15

6082 А1- мё- 0,10 0,40 -1,0 0,61,2 0,50 0,71,3 0,20 0,25 0,10

6060 А1- мё- 0,10 0,10 0,35 -0,6 0,10 0,30 0,30 -0,6 0,15 0,05 0,10

6063 А1- мё- 0,10 0,10 0,45 -0,9 0,35 0,20 -0,6 0,10 0,10 0,10

Сегодня заказчики требуют лучшей и более однородной структуры и физических свойств алюминиевых слитков. Степень ликвации химических элементов и изменения физических свойств как по сечению слитка, так и на его поверхности определяется в основном составом сплава, размером слитка, технологией литья. Для того, чтобы управлять этими явлениями, необходимо понять причины их происхождения.

Поэтому исследование ликвационных характеристик химического состава в слитке должно стать одним из обязательных параметров на пути повышения выхода годного и снижения объема отбраковки слитков и полуфабрикатов литейного производства.

Цель работы.

1. Исследовать влияние параметров литья цилиндрических слитков, конструкции кристаллизаторов и соотношения Fe/Si на величину поверхностной ликвационной зоны слитков из сплавов 7075, В95 и 1960 и серии 6000 с целью ее минимизации для обеспечения получения экструдированных и штампованных изделий из необточенного слитка.

2. Исследовать влияние конструкции кристаллизаторов скольжения и технологических параметров литья на структуру, механические свойства и зональную ликвацию химических элементов в плоских слитках из сплава 7075 сечениями 300x1100мм и 390x1360мм.

3. Определить влияние модифицирования сплава 7075 лигатурным прутком Al-3%Ti-0.15%C на характер зональной ликвации компонентов в плоских крупногабаритных слитках из сплава 7075 сечением 390x1360мм.

4. Выявить влияние обработки расплава токами высокой частоты кристаллизующегося расплава на характер зональной ликвации химических элементов в плоских крупногабаритных слитках сплава 7075 размером 390x1360мм.

Научная новизна.

В настоящей работе научная новизна заключается в следующем:

1. Разработана методика определения толщины поверхностной ликвационной зоны слитка.

2. Изучено влияние обработки расплава при литье токами высокой частоты на ликвационные характеристики слитка, как принципиально нового способа воздействия на расплав.

3. Исследованы ликвационные параметры поверхностной зоны слитка 065мм из сплава 1960 при литье в графитовый кристаллизатор в зависимости от типа применяемого графита.

4. Исследовано ликвация химических элементов в поверхностной и приповерхностной зонах слитка 0650мм из сплава 7075 в зависимости от соотношения Fe/Si.

Практическая ценность.

1. Получена возможность экспрессного определения величины ликвационного поверхностного слоя слитка, как наиболее быстрого и недорогого метода анализа в производственных условиях.

2. Установлена зависимость ликвационных характеристик, а также литейных и механических свойств слитков сплавов 7075 в зависимости от технологических параметров литья и особенностей конструкции кристаллизаторов.

3. Показано преимущество кристаллизатора с направленным охлаждением слитка водой перед кристаллизатором обычного типа с целью уменьшения брака по горячим и холодным трещинам.

4. Показано преимущество применения модифицирования расплава прутком Al-3%Ti-0,15%C с целью получения более мелкозернистой структуры, а также как операции, позволяющей управлять характером зональной ликвации.

5. Выявлено оптимальное значение соотношения Fe/Si, определяющее качество поверхностной и подповерхностной зоны слитка.

6. Полученные результаты исследования поверхностной ликвации в слитках в зависимости от свойств графитового материала гильзы кристаллизатора послужили основой для внедрения в качестве материала для гильзы кристаллизатора графита марки DS-2590.

На защиту выносятся:

1. Разработка компьютерной программы расчета толщины поверхностной ликвационной зоны.

2. Анализ полученных данных зональной ликвации слитков размером 390x1360мм из сплава 7075, отлитых с применением модифицирования расплава лигатурным прутком Al-3%Ti-0,15%C и с применением воздействия на расплав токов высокой частоты.

3. Анализ полученных данных зональной и поверхностной ликвации в крупногабаритных плоских слитках размерами 300x1100мм и 390x1360мм сплава 7075, а также их механических свойств и склонности к трещинообразованию при литье в зависимости от вариации технологических параметров литья: скорости литья, уровня расплава в кристаллизаторе, системы охлаждения слитка водой, конструкции кристаллизатора.

4. Анализ полученных данных ликвационных параметров слитка 0650мм из сплава В95 в зависимости от соотношения Fe/Si.

5. Анализ полученных данных поверхностной ликвации слитков сплава 1960 диаметром 65мм, отлитых в кристаллизаторы, гильзы которых изготовлены их разных типов графита.

Апробация работы.

Результаты исследований были представлены на:

1. конференции молодых специалистов ОАО «КУМЗ», г.Каменск-Уральский, 2001г.;

2. конференции молодых специалистов СУАЛ-Холдинга, г. Краснотурьинск, 2001г.;

3. конференции молодых учёных УГТУ-УПИ, г.Екатеринбург, 2001г.;

4. конференции молодых специалистов СУАЛ-Холдинга, г. Полевской, 2002г.;

5. конференции молодых специалистов, посвящённая 70-ти летию производства алюминия в России, г. Камеск-Уральский, 2002г.;

6. XXI научно-техническое совещание работников заводских лабораторий, г. Самара, 2002г;

7. научно-технической конференции молодых специалистов предприятий металлургической отрасли, г. Каменск - Уральский, 2004г.

Структура и объем работы.

Диссертация содержит:

- введение;

- 5 глав;

- заключение;

- библиографический список.

Объем диссертации:

- количество страниц

- количество рисунков б? ;

- количество таблиц ;

- библиографический список содержит

Ж источников.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что для слитков малых поперечных сечений (S<8 10" м ), отливаемых методом непрерывного литья, первостепенную роль в формировании толщины поверхностного ликвационного слоя играет интенсивность теплоотвода в зоне первичного охлаждения. Применение для изготовления гильзы кристаллизатора скольжения графита марки DS-2590, характеризующегося более высокими значениями плотности и теплопроводности по сравнению с графитом Mill-7, позволяет уменьшить толщину (до 0,1-0,2мм) и насыщенность водородом поверхностного ликвационного слоя слитков 0 65 мм из высокопрочного сплава 1960. Такие слитки оказалось возможным использовать без обточки для производства штамповок ответственного назначения без образования в них дефектов в виде расслоений и «штрихов».

2. Для слитков; средних

0,15м >S>0,05m ) и крупногабаритных

S>0,3m ) сечений, отливаемых в металлические кристаллизаторы скольжения, особое значение, с точки зрения уменьшения толщины ликвационного поверхностного слоя слитков и снижения склонности их к образованию кристаллизационных трещин, имеет уменьшение интенсивности теплоотвода в зоне первичного охлаждения и обеспечение равномерности отвода тепла от слитка вдоль его периметра в зоне вторичного охлаждения. Для практической реализации этих принципов была применена новая конструкция кристаллизатора скольжения с направленным охлаждением.

3. Использование: кристаллизатора с направленным охлаждением взамен серийного «козырькового» кристаллизатора при непрерывном литье крупногабаритных плоских слитков (поперечными сечениями 300x1100 мм и 390x1360 мм) из высокопрочного сплава 7075 обеспечило устранение образования в слитках кристаллизационных трещин и, как следствие, волосовидных продольных трещин в горячекатаных плитах толщиной более 70мм.

4. Повышение скорости литья крупногабаритных плоских слитков из сплава 7075 и съем охлаждающей воды с их поверхности приводят к развитию междендритной пористости центральной и периферийной зон, формированию локальных структурных и химических неоднородностей, возрастанию вероятности образования кристаллизационных трещин в слитках.

5. Обнаружено, что непрерывное модифицирование сплава 7075 лигатурным прутком; Al-3%Ti-0,15%C в процессе литья крупногабаритных плоских слитков вызывает формирование в них более мелкозернистой и однородной структуры, повышение технологической пластичности слитков, а также более значительное уменьшение степени зональной ликвации легирующих и примесных элементов с изменением характера ликвации с прямого на обратный, чем это имеет место при исследовании немодифицированного слитка сплава В95.

6. Показано, что непрерывная обработка кристаллизующегося расплава токами высокой частоты (20-25кГц) в лунке слитка сечением 390x1360 мм из сплава 7075 сопровождается уменьшением степени зональной ликвации легирующих элементов, а также изменением характера ликвации химических элементов немодифицированного слитка с прямого на обратный.

7. Выявлено, что соотношение концентраций примесных элементов Fe/Si в сплаве 7075 оказывает существенное влияние на толщину ликвационного поверхностного слоя слитков 0 650 мм. Наименьшая толщина ликвационного поверхностного слоя наблюдается при соотношении концентраций Fe/Si = 2,9.

8. Модель, основанная на анализе двухфазной области затвердевающего слитка, позволила объяснить наибольшую часть полученных экспериментальных данных* Однако, ряд экспериментальных данных, относящихся, в основном, к крупногабаритным слиткам, интерпретировать в рамках модели двухфазной области не удалось. Это обстоятельство требует дальнейшего развития модельных представлений о процессе затвердевания крупногабаритных плоских слитков из алюминиевых сплавов.;

9. Внедрение результатов работы в производство позволило получить экономическии эффект ЮбЦтт. руб.

АКТ внедрения по теме «Снижение отбраковки плит из сплава 7075 по металлургическим дефектам»

Комиссия в составе:

1 .Главный металлург

Семенихин А.И.

2.Гл. специалист по литейному производству Овсянников Б.В.

3.Гл. специалист по прокатному производству Беспутин Н.И. решила, что работа «Снижение отбраковки по металлургическим дефектам плит из сплава 7075» выполнена полностью, выданы технологические рекомендации, позволившие повысить выход годного.

Выход годного при отливке слитков сплава 7075, увеличился для слитков сечением

300x1100 с 52,7% (2001г.) до 93,8% (2003г.), сечением 390x1360 с 53,0% (2001г.) до 86,2% (2003г.) выход годного на плитах толщиной более 78,1мм увеличился с 35% в 2001г. до 43% в 2003г.

Экономический эффект составил 1 064 тыс. руб. в год.

Главный металлург

Главный специалист по литейному произволе

Главный специалист по прокатке

Н.И. Беспутин

1. Гришковец Я.Г., Царев А.И., Захаров М.Ф., Пименов Ю.П. -Технология легких сплавов, 1983, № 4, 22 с.

2. Добаткин В. И. Слитки алюминиевых сплавов. Свердловск: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1960. 173 с.

3. Ливанов В.А., Габидуллин P.M., Шипилов B.C. Непрерывное литье алюминиевых сплавов.- М.: Металлургия, 1977. 168 с.

4. Хритонович М.В., Захаров В.В., Райтбарг Л.Х. Технология легких сплавов, 1993, № 7, 99-103 с.

5. Галацкая И.К. Металлография металлургических дефектов в прессовых полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Куйбышевское книжное издательство, 1973.

6. Локшин М.З., Макаров Г.С. ЕТ-2000: Проблемы производства качественной заготовки из алюминиевых сплавов для прессования. Цветные металлы. 2001. № 4.

7. Плавка и литье алюминиевых сплавов: Справочное издание/ Альтман М.Б., Андреев А.Д., Балахонцев Г.А. и др. 2-е издание, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1983,352 с.

8. Алюминиевые сплавы: Плавка и литье алюминиевых сплавов/ Альтман М.Б., Андреев А.Д., Белоусов H.H. и др.: Отв. ред. Добаткин В.И. М.: Металлургия, 1970,416 с.

9. Альтман М.Б., Стромская Н.П. Повышение свойств стандартных литейных алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1984, 128 с.

10. Аношкин Н.Ф. Зональная химическая неоднородность слитков. М.: -Металлургия, 1976^ 240 с.

11. Добаткин В.И. Непрерывное литье и литейные свойства сплавов. М.: -Государственное издательство оборонной промышленности, 1948, 154 с.

12. Ефимов В.А.Г Анисович Г.А., Бабич В.Н. Специальные способы литья. Справочник. М.: Машиностроение, 1991, 734 с.

13. Новиков А. В., Злотин JI. Б. Исследование процессов литья и обработки цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1982, 88 с.

14. Wagstaff news cast. Ликвационная поверхностная зона, Т10, №1, 2001.

15. Вайнгард У. Введение в физику кристаллизации металлов. Пер. с англ. М.: Мир, 1967, 160 с,

16. Горшков И. Е. Литье слитков цветных металлов и сплавов. М.: Металлургиздат, 1952,416 с.

17. Claus W., Goeske Н. Giesserei, 1929, Bd 16, №8, 73 s.

18. Jehmlich G. Metall, 1959, Bdl3, 213-220 s.19; Bauer O., Arndt Z. f. Mtkde, 1940, Bdl3, 495-559 s.

19. Шатагин O.A., Сладкоштеев B.T., Вартазаров M.A. Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1974, 176с. с ил.

20. Куманин И.Б., Матвиенко Л.Г. Изв. вузов. Черная металлургия. 1966, №7, 170-174 с.1. V.

21. Ливанов В.А., Шипилов B.C. Цветные металлы, 1980*№2, 66-69 с.

22. Новиков И.И., Золоторевский B.C. Дендритная ликвация в сплавах. М.: «Наука», 1966, 156 с.24; Курдюмов A.B., Пискунов М.В., Бахтерев P.A. Плавка и затвердевание сплавов цветных металлов. М: Металлургия, 1968, 228 с.

23. Тагеев В.М. ДАН СССР, 1949, т 67, №3, 491-495 с. с ил.

24. Бреннер, Рот. Металловедение, 1940, №1

25. Пржбыл Й. Некоторые вопросы литейной теории. Пер. с чешс. М.: Машгиз, 1961, 139 с. с ил.

26. Рыжиков A.A. Теоретические основы литейного производства. Изд 2-е. Москва-Свердловск, Машгиз, 1961, 447 с. с ил.

27. Шипилов B.C., Габидуллин P.M., Ливанов В.А. и др. в кн.: Легирование и обработка легких сплавов. М.: Наука, 1981, 23-29 с.

28. Hugo Vosskuhler Z. f. Metallkunde, 1956, Bd 56, №10, 719-729 s.

29. Воробьев О.И. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук «Разработка технологии производства слитков из сплавов системы Al-Mg-Si с регламентированными структурой и свойствами».

30. Курдюмов A.B., Пикунов М.В., Бахтерев P.A. Плавка и затвердевание сплавов цветных металлов. М.: Металлургия, 1968. 228 с.33: Аношкин Н.Ф., Елагин В.И., Ерманок M.3. Избранные труды В.И. Добаткина. М.: ВИЛС, 2001, 667 с.

31. Шипилов B.C., Габидуллин P.M., Сигалин Ю.А. Цветные металлы, 1979, №8, 84-87 с.35; Кац A.M., Шадек Е.Г. Теплофизические основы непрерывного литья слитков цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983. 207 с.

32. Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах. Самара, 1955, 248 с.

33. Баландин Г.Ф. Фрмирование кристаллического строения отливок. М.: Машиностроение, 1973, 287 с.

34. Новиков И.И1 Горячеломкость цветных металлов и сплавов. М.: Наука. 1966, 299 с.

35. Отчет по НИР №12 «Исследование влияния содержания примесей железа и кремния на структуру и технологическую плпастичность плоских слитков сечением 390x1330мм из сплава 7075» от 30.07.02, ОАО КУМЗ, г. Каменск-Уральский.

36. Ливанов В.А., Габидуллин P.M., Шипилов B.C. и др. Технология легких сплавов. 1973, №3, 30-33 с.

37. Добаткин В.И., Аношкин Н.Ф. Изв. АН СССР. Металлы. 1975, №5, 100-107 с.

38. Фридляндер И.Н. Высокопрочный алюминиевый сплав В95. М.: ВИАМ, 1950. 221 с„

39. Курдюмов A.B., Инкин C.B., Чулков B.C., Шадрин Г.Г. Металлические примеси в алюминиевых сплавах. М.: Металлургия, 1988, 142 с.

40. Борисов В.Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка. M.: -Металлургия, 1987,222 с.45. EN 486:1994.

41. МК 164-31-75 «Выявление макроструктуры деформируемых алюминиевых сплавов».

42. ГОСТ 27637-88 «Контроль микроструктуры металлографическим методом».

43. ГОСТ 1583-93 «Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия».

44. ГОСТ 21132.0—75 «Алюминий и сплавы алюминиевые. Метод определения содержания водорода в жидком металле».

45. ГОСТ 1497-84 «Металлы. Методы испытания на растяжение».

46. ASTM В557М-94 «Методы исследования на растяжение кованной и литейной продукции из алюминиевых и магниевых сплавов».

47. Добаткин В.И., Габидуллин P.M., Калачев Б.А., Макаров Г.С. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах. М.: Металлургия, 1976, 246с.

48. Новиков И.Н., Семенов А.Е. Горячеломкость сплавов типа В95. Сб. Деформируемые алюминиевые сплавы. М.: Оборонгиз, 1961, 189-194с.

49. Качество слитков сплавов 2124 и 7075 производства Wagstaff, ВСМПО, 2001.

50. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1979, 208 с.

51. Андреев А.Д., Гогин В.Б., Макаров Г.С. Высокопроизводительная плавка алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1980, 135 с.

52. Разработка технологии отливки крупногабаритных слитков сплавов В95пч и Д16 со сдувом охлаждающей воды сжатым воздухом/ Г.Г.Шадрин, А.А.Сполуденная, Г.В. Черепок и др.Технология легких сплавов. №6, 1966, 54-60 с.

53. Выбор высоты пояса непосредственного охлаждения слитка водой при непрерывном литье со сдувом/ Балахонцев Г.А., Андреев В.Ф., Девяткин А.Б., Темников A.B., Шадрин Г.Г. Технология легких сплавов, №6, 1970, 9-12 с.

54. Эффективное измельчение зерна в слитках промышленных алюминиевых сплавов. Перевод статьи из Aluminium. 1999, №1/2, №3.

55. Бондарев Б.И., Напалков В.И., Тарарышкин В.И. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов. М.: Металлургия, 1976, 224 с.

56. Убеллоде А.Р. Расплавленное состояние вещества. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1982.

57. Отчет по НИР «Исследование влияния модифицирования расплава при литье слитков сечением 390x1360мм из сплава 7075 на качество слитков и плит из сплава 7075». от 24.09.2002. ОАО КУМЗ, г. Каменск-Уральский.

58. Патрушева И.Г., Овсянников Б.В. «Исследования поверхностной ликвации легирующих компонентов слитках из сплавов системы Al-Mg-Si.» Технология легких сплавов, №1,2003.

59. Патрушева И.Г., Анферов В.Е., Овсянников Б.В. Зональная ликвация в слитках сплава АК12Д, отливаемых в кристаллизатор с регулируемой интенсивностью охлаждения. Технология легких сплавов №3, 2002, 13-15с.;

60. Описание изобретения к патенту Российской Федерации (19)RU, (11) 1566579. (13)С, (51 )В22 D 11/04 от 22 июня 1998.

61. Захаров Е. Д. Изменение условий кристаллизации при непрерывном литье слитков. М.: Машиностроение, 1964.

62. Анферов В.Е. / Технология легких сплавов. 1993, №1, 24-25 с.

63. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки, — М.: Машгиз, 1960. 435 с.

64. Заключение №23 «Исследование влияния модифицирования расплава при литье слитков сечением 390x1330 мм из сплава 7075 на качество слитков и плит из сплава 7075» от 24.09.2002.

65. Отчет по работе «Снижение отбраковки по металлургическим дефектам плит из сплава 7075» (1 и 2 этапы), Екатеринбург-Каменск-Уральский, 2001.

66. Добаткин В.И. Цветные металлы, 1980, №2, 54-59 с.

67. Черепок Г.В.,Зубова Н.М.- Технология легких сплавов, 1973, №4, 31-34 с.

68. Черепок Г.В.,Зубова Н.М .- Технология легких сплавов, 1971, №3, 27-31 с.

69. Билони X. Затвердевание. В кн.: Физическое металловедение, т.2. Перевод с англ. М.: Металлургия, 1987. 624 с.

70. Баландин Г.Ф. Основы теории деформирования отливки. 4.2. М.: Машиностроение, 1979. 335 с

71. Altenpohl D. Aluminium Viewed from Within, Aluminium, Verlag, 1982.

72. Collins D.C.W. Metallurgical, Oct. 1967, 137 p.

73. Kaempfell F., Weinberg F. Metall. Trans, 1971, vol.2, 2477 p.

74. Me Cubbins J.G.- Light Metals, 1975, vol.2, 137 p.

75. Bryson N.B.- Light Metals, 1972, vol.2, 429 p.

76. Wilkins R.F.T. «The variable Chill Depth Mould System», Light Metals, 1983,907 p.

77. Bergman W.Y. Aluminium vol.51, №5, 1975, 337 p.

78. Lai Light Metals Age, Oct 1990, 23 p.

79. Ohm L., Engler S. «Driving Forces of Surface Segregation in Non-Ferrous Continuous Gasting», Metal, 43, №6, 1989, 520-524 p.

80. Woithe H., Engler S. «The Influence of Some Casting Parameters on Surface Segregation in Aluminium Continuous Gasting», Metall, 1983, vol.37, №4; 332-339 p.

81. Elterbok R., Engler S. «Investigations of the Surface Segregation of DS Gast Allous», Metall, 1983, vol.37, №8, 784-788 p.

82. Grandfild; I., Mahcleid P. «Process Development and Current Status of Aluminium Continuous and Senni-Continuous Gasting» Comalco Research Centre, Thomastown, Victoria, Australia, 1991.

83. Brenner P., Roht W. Uber die umgekehrte Blockseigerung. Z. Metallkunde, 1940, №1, 32 p.

84. Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов: Справ, изд./ Арчакова З.Н., Балахонцев Г.А., Басова И.Г. и др. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1984,408 с.

85. Золоторевский B.C. Структура и прочность литых алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1981, 192 с.

86. Островский B.C., Виргильев Ю.С., Костиков В.И., Шипков Н.Н. Искусственный графит. М.: Металлургия, 1986, 272 с.

87. Ahmad N., Combeau H., Desbiolles J.-L., Jalanti T., Lesoult G., Rappaz J., Stomp С. Numerical Simulation of Macrosegregation: A Comparison of FVM and FEM Predictions with Experiments. / Univ. Sheffield, 1997, 341 p.

88. Dore X., Rappaz J. Modellirung of Microsegregation / Trans. Tech. Publ., Aedermansdorf, Switzerland, 2000, 331 p.

89. Rappaz M., Voiler V. Modellirung of micro-macrosegregation in solidification processes./ Met. Trans. 21 A, 1990, 53 p.

90. Combeau H., Mo A., Drezet J.-M., Rappaz M. Modellirung of Microsegregation in Macrosegregation Computations / Met. Mater. Trans. 27A, 1996,27 p.

91. Combeau H., Dore X., Rappaz M. Modellirung of Microsegregation for Eutectic Ternary Systems: Application to Solidification of Al-Mg-Si / Acta Mater, 48, 2000, 62 p.

92. Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов. Владимир, 2000, 257 с.

93. Kaempfer, Th. U. and Rappaz M. Modellirung of Casting, Welding and Advanced Solidification Processes, IX, ed. P. R. Sahm, P. N. Hansen, J. G. Conley, Shaker Verlag, Aachen, Germany, 2000, 641-647p.p.