автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Исследвоание влияния электрического тока на кристаллизацию и свойства алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа

На правах рукописи

Башмакова Надежда Владимировна

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА КРИСТАЛЛИЗАЦИЮ И СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖЕЛЕЗА

Специальность 05 16 04 — Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

00316300В

Новокузнецк - 2007

003163006

Работа выполнена на кафедре литейного производства ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» и кафедре экологии и естествознания НФИ ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

кафедры литейного производства ГОУВПО«СибГИУ» Селянин И Ф

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

кафедры электрометаллургии стали и ферросплавов ГОУ ВПО «СибГИУ» Федотов В М

кандидат технических наук, зам начальника литейной лаборатории ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат», Дробышев А Н

Ведущая организация ГОУ ВПО «Рубцовский индустриальный институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И И Ползу-нова» (г Барнаул)

Защита состоится 13 ноября 2007 г в 10 часов в аудитории ЗП на заседании диссертационного совета К 212 252 01 при ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу 654007, г Новокузнецк, Кемеровской области, ул Кирова 42, ГОУ ВПО «СибГИУ» Факс (3843) 46-57-92 е-пш1 ротоу@р11у81сз бЛэш ги

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «СибГИУ»

Автореферат разослан 12 октября 2007 г

Г

Ученый секретарь диссертационного совета к т н, доцент

Куценко А.И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Использование вторичных ресурсов - лома и отходов при производстве отливок из алюминиевых сплавов обеспечивает значительную экономию первичного сырья и энергоносителей, что в свою очередь ведет к снижению материалоемкости и себестоимости металлопродукции

Однако использование повышенного количества низкосортной шихты при выплавке алюминиевых литейных сплавов значительно снижает их свойства способствует насыщению газами, неметаллическими включениями, приводит к неизбежному накоплению нежелательных примесей, в том числе и железа, образующего с компонентами сплавов сложные интерметаллические соединения, которые приводят к снижению пластичности и коррозионной стойкости, ухудшению обработки отливок резанием

Таким образом, чтобы обеспечить конкурентоспособность сплавов на основе низкосортной шихты, необходима комплексная обработка с применением прогрессивных и наукоемких технологий

Одним из перспективных способов воздействия на структуру и свойства литейных алюминиевых сплавов является обработка расплава электрическим током в процессе кристаллизации

Цель работы. Исследование влияния электрического тока на кристаллизацию литейных алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа с целью оптимизации их механических и технологических свойств

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1 Исследовать влияние различного содержания железа на свойства литейных алюминиевых сплавов, полученных из низкосортной шихты

2 Определить оптимальные режимы воздействия электрического тока на литейные алюминиевые сплавы с целью повышения уровня их свойств

3 Исследовать влияние электрического тока на процесс кристаллизации, механические, технологические и эксплуатационные свойства литейных алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа

4 Исследовать влияние воздействия электрического тока на образование железосодержащих фаз

5 Реализовать результаты исследований в производственных условиях при получении отливок заданного качества из алюминиевых сплавов

Научная новизна.

1 Проведены комплексные исследования процесса кристаллизации литейных алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа методами термоэдс и дифференциального термического анализа (ДТА)

2 Изучено влияние электрического тока на формирование кристаллической структуры алюминиевых сплавов Предложена теоретическая модель процесса кристаллизации, описывающая механизм воздействия электрического тока на измельчение структурных составляющих сплавов, в том числе и железосодержащих фаз

3 Установлено, что под влиянием электрического тока полное время кри-

сталлизации алюминиевых сплавов увеличивается, а температурный интервал кристаллизации уменьшается

Практическая ценность работы.

Комплексное исследование кристаллизации методами термоэдс и ДТА позволяет вскрыть процесс зародышеобразования и формирования структурных составляющих сплавов

Предложено устройство для обработки металлических расплавов в процессе кристаллизации электрическим током, которое позволяет получить сплавы заданного качества

Обработка электрическим током расплава при кристаллизации позволяет получить компактные включения железосодержащих фаз без изменения химического состава сплава и применения дорогостоящих лигатур.

На защиту выносятся:

1 Результаты исследования влияния электрического тока на механические и технологические свойства литейных алюминиевых сплавов с различным содержанием железа

2 Результаты комплексного исследования процесса кристаллизации литейных алюминиевых сплавов методами термоэдс и ДТА

3 Теоретическое описание механизма воздействия электрического тока на измельчение структурных составляющих, в том числе и железосодержащих фаз

Достоверность полученных результатов.

Достоверность экспериментальных данных обеспечивалась использованием современных методов и методик исследования металлических сплавов, применением аппарата математической статистики для обработки результатов экспериментов и их сравнительным анализом с известными литературными данными, проведением статистически значимых серий экспериментов

Личный вклад автора.

Автору принадлежит научная постановка задач исследования, проведение опытных плавок и испытаний на изучение комплекса технологических и механических свойств алюминиевых сплавов, обработка и анализ полученных результатов, формулирование выводов

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на V Региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 10-летию НФИ КемГУ (Новокузнецк, 2005), Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития литейного, сварочного и кузнечно-штамповочного производств» (Барнаул 2006), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь проблемы, поиски, решения» (Новокузнецк, 2006), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Перспективы развития технологий переработки вторичных ресурсов в Кузбассе» (Новокузнецк, 2006), VII Межрегиональной научно-практической конференции студентов и аспирантов (Новокузнецк, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия новые техно-

логии, управление, инновации и качество» (Новокузнецк, 2007)

Публикации. Содержание диссертации отражено в 10 публикациях, в том числе в 3 статьях в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы и приложения Изложена на 123 страницах, содержит 7 таблиц, 29 рисунков Список литературы составляет 113 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, сформулирована цель исследований, показана научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе приведен обзор литературных данных современной практики использования внешних воздействий при получении сплавов Многочисленные экспериментальные и теоретические исследования по влиянию внешних воздействий на расплавы в процессе кристаллизации и в период плавки позволяют измельчить структурные составляющие сплавов и повысить их технологические и механические свойства Отмечено, что механизм физико-химического воздействия электрического тока на процесс кристаллизации исследован недостаточно как в экспериментальном, так и теоретическом плане Практически отсутствуют данные по комплексному исследованию процессов кристаллизации алюминиевых сплавов методами термоэдс и ДТА, усадочного процесса, газосодержания, пористости Нет данных о влиянии электрического тока на морфологию железосодержащих фаз

На основании анализа литературных данных сделаны выводы и поставлены цель и задачи исследования

Во второй главе приведена методика проведения исследований Объектами исследования выбран промышленный сплав АК7ч (ГОСТ 1583-93) Для приготовления сплавов использовали первичные шихтовые материалы, а также возврат, лом, отходы вышеуказанных сплавов. Дополнительно вводили железо с помощью лигатуры Al-Fe марки ФА-60 ТУ 14-2Р-381-2004

Экспериментальные плавки проводили в печах СШОЛ-1,5, ИСТ-0,06 Заливку проб и образцов осуществляли при температуре - 720-740 °С Контроль температуры осуществляли хромель-алюмелевой термопарой, входящей в состав измерительного комплекса «Темполь» в качестве первичного датчика Измерительный комплекс позволяет производить сбор, регистрацию и хранение аналоговых сигналов на жестком диске ПЭВМ по 2048 каналам В состав измерительного модуля входит 24-битовый аналоговый цифровой преобразователь ЮР CON 7018, обеспечивающий 16-битовую точность, и преобразователь промышленного интерфейса (RS232 - com port) ICP CON 7520, для подключения к стандартному последовательному порту персонального компьютера

Обработку расплава постоянным электрическим током в процессе кристаллизации осуществляли с помощью устройства, которое содержит последовательно соединенные генератор переменного тока, регулятор напряжения, вы-

прямитель и переключатель на переменный и постоянный ток, к выходу которого подведены токопроводящие элементы, подведенные к графитовым пробкам Таким образом, действие тока на металл не зависит от электрических параметров формы Данное устройство не предусматривает ограничений по размеру и конфигурации полости для заливки расплава и литейной формы Электрический ток пропускали вдоль оси отливки в процессе ее формирования, начиная от жидкого состояния металла, вплоть до его полного затвердевания с плотностью тока 7 = 3,18 104- 3,18 105 А/м2

Исследование процессов кристаллизации сплавов проводилось на установке следующей конструкции В металлической опоке с помощью песчано-глинистой смеси и модели - стержня диаметром 30 мм и длиной 300 мм, получали цилиндрическую полость Перед заливкой полость формы с двух сторон закрывалась графитовыми пробками Для измерения усадки с противоположного от воронки конца формы через пробку в полости формы размещалась тяга, жестко скрепленная с пластиной, через которую перемещение образца передавалось на шток индукционного датчика малых перемещений, соединенного с измерительным комплексом В полости формы по оси цилиндрического образца устанавливались хромель-алюмелевые термопары Изменение температуры кристаллизующегося сплава в координатах «температура-время» фиксировалось измерительным комплексом с интервалом времени 1 секунда С целью измерения термоэдс сплавов в полость формы устанавливались два медных провода марки ПВС 2x0,75 на расстоянии 200 мм и разностью температур между ними 20-50 °С После заливки возникала термоэдс, которая фиксировалась измерительным комплексом

Полученные результаты обрабатывались с использованием стандартного пакета прикладных программ Microsoft Excel и пакета прикладных программ Statistica

Механические свойства определяли согласно ГОСТ 1583-93 на стандартных образцах Химический состав образцов определяли на квантометре ARL-4460 Для исследования микроструктуры образцы разрезали на темплеты на расстоянии 15 мм от торца Темплеты запрессовывали в бакелитовую основу, предварительно механически полировали, затем травили в 0,5 % растворе HF. Исследование микрошлифов проводили на микроскопе AXIOVERT 200М «Karl Zeiss», снабженном видеоконтролирующим устройством, при увеличении х50, хЮО, х200, х500 Для определения содержания водорода использовали метод плавления образца в потоке инертного газа-носителя согласно ГОСТ Р 50965-96 Пористость сплавов оценивали по пятибалльной шкале согласно ГОСТ 1583-93

В третьей главе представлены результаты исследований влияния электрического тока на процесс кристаллизации и свойства сплава АК7ч с различным содержанием железа

Оптимальные режимы обработки электрическим током сплава АК7ч, определенные по критерию максимальных механических свойств, составляют (1,5-1,7) 105 А/м2

В таблице 1 приведены механические свойства сплава АК7ч до и после

обработки электрическим током При сравнении обработанного сплава с исходным отмечено повышение показателей1 временного сопротивления разрыву (<хв) на 5 8 %, относительного удлинения (<5) — на 30 49 %, твердости (НВ) -на 5 13 %

Таблица 1 - Механические свойства сплава АК7ч до и после обработки электрическим током (средние значения по трем образцам)

Содержание железа, % масс Плотность тока_/, А/м2 Механические свойства

<7в, iv!) щ о, % НВ, МПа

0,52 171 2,6 540

(1,5-1,7) 105 184 4,5 600

0,71 - 1 т л i/ч 2,4 550

(1,5-1,7) 105 183 4,7 620

1,05 - 173 2,3 570

(1,5-1,7) 105 187 4,2 610

1,25 — 150 1,4 590

(1,5-1,7) 105 162 2,0 620

1,48 — 141 0,9 590

(1,5 - 1,7) • 105 152 1,3 630

2,06 — 130 0,5 610

(1,5-1,7) 105 139 0,9 660

Повышение механических свойств является следствием измельчения составляющих микроструктуры (рисунок 1) Влияние электрического тока заключается в измельчении выделений а-твердого раствора кремния в алюминии, увеличении доли выделений эвтектики и уменьшении скоплений железосодержащих фаз и кристаллизации их в более компактной форме

Обработанные сплавы имеют более высокие технологические свойства, то есть обладают лучшей способностью заполнять форму и кристаллизуются с меньшей усадкой, что позволяет получать более качественные изделия Усадка обработанных электрическим током сплавов начинается при температуре 530 570 °С, что на 20 30 °С ниже температуры начала усадки исходных сплавов Отмечено, с увеличением содержания железа предусадочное расширение увеличивается незначительно с 0,0816 (0,52 % Ре) до 0,094 (1,05 % Ие) Пропускание электрического тока через образец резко уменьшает предусадочное расширение до 0,034 (0,52 % Бе) и 0,0246 (1,05 % Бе) Исследования газовой пористости хорошо согласуются со значениями предусадочного расширения Снижение содержания водорода в обработанных сплавах составляет 47 53 % по сравнению с исходными

а б

Рисунок 1 - Микроструктура сплава АК7ч (1,05 % Ре) хЮО

а - исходный сплав; б - сплав, обработанный электрическим током

Для исследования процесса кристаллизации литейных алюминиевых сплавов использовались методы термического анализа (ТА), дифференциального термического анализа (ДТА), а также измерение термоэдс.

Экспериментальные данные (таблица 2) показали увеличение времени кристаллизации при пропускании тока по сравнению с исходным сплавом в 1,11... 1,16 раз. Из анализа полученных данных также следует, что обработка электрическим током сплава АК7ч в процессе кристаллизации уменьшает температурный интервал кристаллизации (ЛГ^) на 10... 18 °С.

Таблица 2 - Параметры кристаллизации сплава АК7ч

Содер жание желе- Плотность тока Температура ликвидус Ти °С Температура Интервал кристаллизации Полное время кристаллизации г, сек Увеличение времени

за, % масс. у, А/м2 солидус п, °С кристаллизации А г, сек

0,52 — 632 586 46 95,07 15,72

(1,5-5-1,7)- 105 620 592 28 110,79

1,05 — 628 584 44 70,97 10,49

(1,5 -г- 1,7) ■ 105 620 590 30 81,46

1,48 — 628 585 43 74,1 11,69

(1,5+1,7)-10* 622 589 33 85,79

2,06 - 632 584 48 70,25 12,3

(1,5 + 1,7) • 105 624 590 34 82,55

На кривых абсолютной термоэдс пики приходятся на температуру фазовых превращений Отмечено, что в обработанных сплавах величина первого пика при температуре ликвидус (7^) уменьшается, а величина второго пика при температуре солидус (Г8) растет В исходном сплаве наблюдается обратная зависимость, это означает, что в обработанных электрическим током сплавах увеличивается доля твердой фазы выпадающей вблизи Г5, и уменьшается доля вблизи 71

В четвертой главе выполнено аналитическое обоснование влияния электрического тока на процессы кристаллизации металлических сплавов, а также на морфологию железистой составляющей в алюминиевых сплавах Обосновано применение методов термоэдс и ДТА для исследования процессов, происходящих при кристаллизации металлов и сплавов

Механизм воздействия тока на процесс кристаллизации можно объяснить с использованием основных закономерностей физики контактной разности потенциалов

Как известно, критический радиус г зародыша при кристаллизации связан с межфазовой поверхностной энергией сг12 соотношением

(1)

рЫТ

где Г0, Ь — температура и теплота фазового перехода, А Т— переохлаждение, р— плотность твердой фазы; индекс 1 — твердая фаза, индекс 2 — расплав

В работах Задумкина С Н, Кунина Л Л и других показано, то между поверхностной энергией а и работой выхода электрона из металла <р существует прямопропорциональная связь

а = С2<Р, (2)

где С2 - константа, зависящая от физических параметров металла

Используя (11), можно написать для критического радиуса зародыша

■» _ 2Сг<рпТ0 рЬАТ '

где <Рп — контактная разность потенциалов (к р п ) между зародышем и расплавом

Существование эффекта Пельтье на границе раздела твердой и жидкой фазы (работы Регеля А.Р и др ) явно говорит о существовании к р п между этими фазами

На рисунке 2 показаны кривые термоэдс сплава АК7ч с 1,05 % Ре исходного и обработанного электрическим током

--- \

(

о 1

30 ;о___

к-

/ 1 ,

1

О 100 200 300 400 500 600 700 800

Гор, °С

а

N Г

>20. 6, -

66, Р8

0 100 200 300 400 500 600 700 800 Т °Г

' ср, ^

б

Рисунок 2 - Кривые абсолютной термоэде сплава АК7ч (1,05 %Ре) а - исходный сплав; б - обработанный электрическим током

У обработанного сплава кристаллизация принимает эвтектический характер (рисунок 2, б), при котором выделяется большее количество твердой фазы по сравнению с кристаллизацией исходного сплава (рисунок 2, а), у которого основное количество твердой фазы выделяется в области температур ликвидус. Данный процесс четко выявляется дельта-образными впадинами на кривой термоэде.

Дельта-образные впадины на кривых а{Т) при температурах ликвидус (71) и солидус (Т5) появляются при дифференцировании скачка общей термоэде Е(Т) по температуре.

Из анализа кривых а(Т) следует, что термоэдс Е(Т) сплава АК7ч при переходе из жидкого в твердое состояние резко возрастает в узком интервале температур. Это говорит о существовании к.р.п. между жидкой и твердой фазами.

Работа выхода электрона из конденсированной фазы определяется соэт-ношением

= (4)

где К0, ер - минимальная потенциальная энергия и энергия Ферми электронов соответственно.

На рисунке 3 показано распределение отрицательных и положительных зарядов на гомогенном или гетерогенном зародыше без электрического поля (/' = 0), и с полем Е (/' > 0).

7 = 0

расплав

/>0

а б

Рисунок 3 - Схема распределения зарядов © и © на зародыше а — без тока (/' = 0)4 б - с током (/ > 0).

За счет разности работ выхода электрона из твердой и жидкой фазы между' ними возникает к.р.п., равная

<Р\г ~<Р2- (5)

Поверхность зародыша заряжается положительно, расплава - отрицательно.

При 7 = 0 (Е = 0) электрическое поле сферического зародыша (Е\) изотропно, и при г > г" Е] = 0 по всей прилегающей поверхности расплава (рисунок 3, а). При пропускании электрического тока через кристаллизующийся расплав заряды зародыша пространственно разделяются (рисунок 3, б), возникает электрический диполь \Ре) величиной

(ре)=аЁ = д-1, (6)

где а - поляризуемость зародыша;

Е - напряженность электрического поля; с? - величина поверхностного заряда; а—поверхностная плотность заряда.

Электрическое поле диполя (Еп) будет максимально вдоль оси диполя, или вдоль образца, по которому пропускается ток, или вдоль поля Е Оно рав-

но

Р Ъсоб1 в-\

4же-0 г3

где Р - абсолютная величина диполя,

в - угол между вектором, направленным в точку наблюдения, и осью диполя,

г - расстояние до точки наблюдения, £о - диэлектрическая проницаемость вакуума При пропускании электрического тока через кристаллизующийся расплав электрическое иоле диполей уже образовавшихся зародышей будет понижать потенциальную энергию электронов, зарождающихся твердых частиц в ближайших объемах расплава на величину АУ0 = -еЕг, где г - расстояние от центра диполя, е — заряд электрона

Общая потенциальная энергия будет равна

(8)

4яе0 г2

И в соответствии с (5) работа выхода электрона из зародыша уменьшается на ту же величину, что приводит к уменьшению к.р п между зародышем и расплавом на величину

. ер 3 ссм в~1

Д<Рп =7^--;--(9)

4жед г

Учитывая зависимости (1), (2), (3), приходим к выводу, что критический размер зародыша уменьшается и равен

» _2С2(р12 -Л<рп)гй рЬАТ

Интенсивность зародышеобразования также возрастает в соответствии с выражением

3 = к ехр(- С3сг?2)= к ехр[~ СЪС\ (сри - А<р]2)3(11)

16

где С3 = 0 -,

3 р2Ь2ЛТ2кТ

к- константа, зависящая от физических свойств металла или сплава Данный анализ полностью подтверждается результатами проведенных в работе микроструктурных исследований

Влияние электрического тока на железистую составляющую в алюминиевых сплавах можно объяснить следующим образом Железистая /?-фаза А1$ЗгРе

выпадает в этих сплавах в виде острых игл и пластин. После воздействия электрического тока Д-фаза измельчается, как и другие микроструктурные составляющие. Кроме того, ее включения образуют более компактную форму.

Фаза А ¡Ре является интерметаллидом со смешанным ионно-ковалентно-металлическим типом связи. Между разноименными атомами А1. 5г и Ре осуществляется перенос отрицательного заряда в соответствии с их элгк-троотрицательностью. Как правило, в интерметаллидах с переходными металлами их ¿-оболочка, обладая акцепторными свойствами, приобретает отрицательный заряд за счет электронов металлоидных атомов.

Следует предположить, что в А15Я1Ре ионы Ре' несут избыточный отрицательный, а ионы А? и 5Г избыточный положительный заряд. Со стороны электрического поля при пропускании тока на кристаллизующийся расплав на ионы /?-фазы действуют противоположные силы, которые препятствуют образованию ее кристаллической решетки.

Наименее прочно связаны между собой ионы Fe~, АТ и 5,1 на острых углах зародыша. Поэтому скорость роста выступающих тонких частей кристалла замедляется, и кристалл растет в более компактной форме.

Таким образом, показана возможность управления формированием морфологии железосодержащих фаз путем воздействия на алюминиевые сплг вы электрическим током в процессе их кристаллизации. Данная технология оэу-славлквает перспективы применения шихты с повышенным содержанием железа для получения алюминиевых сплавов без снижения механических свойств последних.

В работе был использован метод расчета интегральной теплоты кристаллизации на основе данных ДТА (рисунок 4).

5

0 -

о -5 -

о

С)

-10 -

о

Н ■о -15

-20

-25

Температура, °С

632 615 586 579 556 533

8 г, В

Р ХЛ к/- —

\ \ N

^ 1 6

\ N. у

О 20 40 60 80 100 120 140 Время, с

Температура, °С

5 0

ё -5 2-10

ё -15

-20

-25

С 0 Е

чЧ

N 13 —

ДО -

А 1

0 20 40 60 80 100 120 140 Время, с

Рисунок 4 - Дифференциально-термические кривые сплава АК7ч (1,05 % Ре) а - исходный сплав; б - сплав, обработанный электрическим током

Для иллюстрации данного метода точками ^ иУна кривой ДТА обозначены начало и конец кристаллизации, соответствующие местам перегиба на

д2Т

термическом кривои, в которых вторая производная - равна нулю, а первая

дт

достигает оптимальных значений. Точки А и Е соединяет кривая АВСОЕЕ, полученная дифференцированием экспериментально определенной зависимости Цг). Площадь под кривой АВСИЕЕСА, численно рассчитанная методом Ныо-тона-Симпсона, пропорциональна полной теплоте кристаллизации сплава. Обработка данных ДТА путем расчетов площадей, характеризующих полную теплоту кристаллизации сплавов, позволили по соотношению площадей ОЕЕО/АВСОЕЕОА определить количество твердой фазы, выпадающей вблизи температуры солидуса для исследованных сплавов в исходном состоянии и после обработки током (рисунок 5).

Отмечено увеличение количества твердой фазы, выпадающей вблизи температуры солидус, для обработанных электрическим током сплавов.

0,52% Ре 1,05 % Б'е 1,48% Не 2,06 % Ке

Нбез воздействия тока 03 о воздействием тока

Рисунок 5 - Относительная доля твердой фазы, выпадающей при температуре солидус при кристаллизации сплава АК7ч

В пятой главе представлены результаты промышленной апробации результатов исследований. В условиях ОАО «Алтайский моторный завод» (г. Барнаул) была испытана технология получения стержневых отливок из сплава АК7ч, включающая обработку электрическим током в процессе кристаллизации. Данная технология допускает использование шихтовых материалов с повышенным содержанием железа. Механические свойства сплава повысились (в среднем): временное сопротивление разрыву - на 10...20 %, относительное удлинение - на 40... 65 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Оптимальные режимы обработки электрическим током сплава АК7ч, определенные по критерию максимальных механических свойств, составляют (1,5-1,7) 105 А/м2

2 Исследовано влияние электрического тока на механические свойства сплава АК7ч При сравнении обработанного сплава с исходным выявлено повышение временного сопротивления разрыву на 5 8 %, относительного удлинения - на 30 49 %, твердости - на 5 13 % Показано, что повышение механических свойств является следствием измельчения составляющих микроструктуры

3 Обработанные сплавы имеют более высокие технологические свойства, то есть обладают лучшей способностью заполнять форму и кристаллизуются с меньшей усадкой что позволяет получать более качественные изделия Усадка обработанных электрическим током сплавов начинается при температуре 530 570 °С, что на 20 30 °С ниже температуры начала усадки исходных сплавов Отмечено, с увеличением содержания железа предусадочное расширение увеличивается незначительно с 0,0816 (0,52 % Бе) до 0,094 (1,05 % Ре) Пропускание электрического тока через образец резко уменьшает предусадочное расширение до 0,034 (0,52 % Бе) и 0,0246 (1,05 % Бе) Снижение содержания водорода в обработанных сплавах составляет 47 53 % по сравнению с исходными

4. Выявлено, что оптимальные параметры обработки расплава при кристаллизации увеличивают полное время затвердевания в 1,11 1,16 раз и уменьшают интервал кристаллизации на 10 18 °С

5 Отмечено, что в обработанных сплавах величина первого пика на кривых абсолютной термоэдс при температуре ликвидус (71) уменьшается, а величина второго пика при температуре солидус (Т"8) растет В исходном сплаве наблюдается обратная зависимость, это означает, что в обработанных сплавах увеличивается доля твердой фазы выпадающей вблизи Г5, и уменьшается доля вблизи 21 Сделан вывод о целесообразности использования метода термоэдс для исследования фазовых превращений при кристаллизации сплавов

6 Изучено влияние электрического тока на формирование кристаллической структуры алюминиевых сплавов Предложена теоретическая модель процесса кристаллизации, описывающая механизм воздействия электрического тока на измельчение структурных составляющих сплавов, в том числе и железосодержащих фаз

7 В промышленных условиях опробованы результаты исследований при получении стержневых отливок из сплава АК7ч После обработки электрическим током механические свойства сплава повысились (в среднем) временное сопротивление разрыву - на 10 20 %, относительное удлинение -на 40 65 %

РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1 Селянин И Ф Закономерности кристаллизации алюминиевых сплавов с различным содержанием железа и марганца / И Ф Селянин, В Б Деев, Н В Башмакова и др // Известия высших учебных заведений Черная металлургия -2005 -№6 -С48-50

2 Селянин И Ф Влияние наследственности на предусадочное расширение сплавов / И Ф Селянин, В Б Деев, АЛ Войтков, Н В Башмакова // Металлургия машиностроения -2005 -№6 -С 15-17

3 Деев В Б Влияние электрического тока на кристаллизацию алюминиевых сплавов, содержащих железо / В Б Деев, И Ф Селянин, Н В Башмакова и др //Литейщик России -2007 -№8 -С 12-15

4 Исследование технологических параметров и расчет количества твердой фазы при кристаллизации литейных алюминиевых сплавов / В Б Деев, И Ф Селянин, И Ю Кольчурина, Н В Башмакова, А П Войтков // Литейщик России -2007 -№8 -С 18-23

5 Башмакова НВ Особенности кристаллизации алюминиевых сплавов, выплавленных на основе вторичных шихтовых материалов // V региональная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященная 10-летию НФИ КемГУ Ч 3 Доклады аспирантов и молодых ученых - Новокузнецк, 2005 -С 31-33

6 Башмакова Н В Использование низкосортной шихты для получения качественных отливок из алюминиевых сплавов // Н В. Башмакова, И Ф Селянин // Перспективы развития технологий переработки вторичных ресурсов в Кузбассе труды П Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, г. Новокузнецк, 4-6 октября 2006 г, НФИ КемГУ - Новокузнецк, 2006 - С 40-42

7 Башмакова НВ Комплексная технология обработки алюминиевых сплавов из низкосортной шихты // VII Межрегиональная научно-практическая конференция студентов и аспирантов Ч 1 Доклады аспирантов и молодых ученых -Новокузнецк,2007 - С 25-26

8 Деев В Б Применение метода термоэдс для исследования процесса кристаллизации сплавов / В Б Деев, И Ф Селянин, О Г Приходько, Н В Башмакова // Металлургия новые технологии, управление, инновации и качество. Труды Всероссийской научно-практической конференции, 16-17 октября 2007 г -Новокузнецк ГОУ ВПО «СибГИУ», 2007 - С 89-90

9 Деев В Б Влияние электрического тока на кристаллизацию железосодержащих фаз в алюминиевых сплавах // В Б Деев, И Ф Селянин, Н В Башмакова // Металлургия новые технологии, управление, инновации и качество Труды Всероссийской научно-практической конференции, 16-17 октября 2007 г -Новокузнецк ГОУ ВПО «СибГИУ», 2007 - С 90-91

10 Решение о выдаче патента на полезную модель «Устройство для модифицирования сплавов в литейной форме» Авт Деев В Б Селянин И Ф, Дег-тярь В А , Приходько О.Г, Башмакова Н В , Кольчурина И Ю Заявл № 2007130318/22(033029) Приоритет от 07 08 2007

Изд лиц № 01439 от 05 04 2000 г Подписано в печать 12 10 2007 г Формат бумаги 60x80 1/16. Бумага писчая Печать офсетная Уел печ л 1,05 Уч - изд л 1,17 Тираж 100 экз Заказ 141

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» 654007, г Новокузнецк, ул Кирова, 42 Издательский центр ГОУ ВПО «СибГИУ»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: д.т.н., профессор И.Ф. Селянин

61 07-5/

На правах рукописи

БАШМАКОВА НАДЕЖДА ВЛАДИМИРОВ" А

Специальность 05.16.04. - Литейное производство

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Современное состояние и перспективы производства вторичных алюминиевых сплавов.

1.2 Наследственность в сплавах и способы ее регулирования.

1.3 Влияние примесей на механические, технологические и эксплутационные свойства алюминиевых литейных сплавов.

1.3.1 Влияние металлических примесей.

1.3.2 Влияние водорода и неметаллических включений.

1.4 Модифицирование алюминиевых сплавов.

1.5 Эффективные способы обработки алюминиевых литейных сплавов.

1.5.1 Обработка электрическим током.

1.5.2 Обработка магнитным полем.

1.5.3 Ультразвуковое воздействие.

1.5.4 Термовременная обработка.

1.6 Выводы по состоянию вопроса и задачи работы.

2 ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Исходные материалы.

2.2 Проведение экспериментальных плавок.

2.3 Исследование процессов кристаллизации, усадки и термоэдс сплавов.

2.4 Исследование механических свойств.

2.5 Исследование химического состава и микроструктуры.

2.6 Определение содержания водорода.

2.7 Исследование пористости.

2.8 Обработка экспериментальных данных.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И СВОЙСТВ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖЕЛЕЗА ДО И ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА.

3.1 Оптимизация параметров обработки.

3.2 Исследование влияния электрического тока на процесс кристаллизации

3.3 Исследование технологических свойств.

3.4 Исследование механических свойств.

3.5 Исследование микроструктуры.

3.6 Выводы по главе.

4 МАТЕМАТИЧЕСКИЙ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.

4.1 Теплофизический анализ полученных результатов.

4.1.1 Определение скорости кристаллизации на основе теплофизических параметров материала формы и отливки.

4.1.2 Определение теплоты кристаллизации сплавов по экспериментальным данным ДТА.

4.2 Влияние электрического тока на полное время кристаллизации отливки

4.3 Влияние электрического тока на кристаллизацию алюминиевых сплавов с различным содержанием железа.

4.4 Анализ результатов термоэлектрических исследований.

4.5 Качественный и количественный анализ теплофизических и технологических свойств сплавов до и после обработки электрическим током.

4.6 Выводы по главе.

5 АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ОТЛИВОК ИЗ

АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.

Использование вторичных ресурсов - лома и отходов при производстве отливок из алюминиевых сплавов обеспечивает значительную экономию первичного сырья и энергоносителей, что в свою очередь ведет к снижению материалоемкости и себестоимости металлопродукции.

Однако использование повышенного количества низкосортной шихты при выплавке алюминиевых литейных сплавов значительно снижает их свойства: способствует насыщению газами, неметаллическими включениями, приводит к неизбежному накоплению нежелательных примесей, в том числе и железа, образующего с компонентами сплавов сложные интерметаллические соединения, которые приводят к снижению пластичности и коррозионной стойкости, ухудшению обработки отливок резанием.

Таким образом, чтобы обеспечить конкурентоспособность сплавов на основе низкосортной шихты, необходима комплексная обработка с применением прогрессивных и наукоемких технологий.

Одним из перспективных способов воздействия на структуру и свойства литейных алюминиевых сплавов является обработка расплава электрическим током в процессе кристаллизации.

Цель работы. Исследование влияния электрического тока на кристаллизацию литейных алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа с целью оптимизации их механических и технологических свойств

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать влияние различного содержания железа на свойства литейных алюминиевых сплавов, полученных из низкосортной шихты.

2. Определить оптимальные режимы воздействия электрического тока на литейные алюминиевые сплавы с целью повышения уровня их свойств.

3. Исследовать влияние электрического тока на процесс кристаллизации, механические, технологические и эксплуатационные свойства литейных алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа.

4. Исследовать влияние воздействия электрического тока на образование железосодержащих фаз.

5. Реализовать результаты исследований в производственных условиях при получении отливок заданного качества из алюминиевых сплавов.

Научная новизна.

1. Проведены комплексные исследования процесса кристаллизации литейных алюминиевых сплавов с повышенным содержанием железа методами термоэдс и дифференциального термического анализа (ДТА).

2. Изучено влияние электрического тока на формирование кристаллической структуры алюминиевых сплавов. Предложена теоретическая модель процесса кристаллизации, описывающая механизм воздействия электрического тока на измельчение структурных составляющих сплавов, в том числе и железосодержащих фаз.

3. Установлено, что под влиянием электрического тока полное время кристаллизации алюминиевых сплавов увеличивается, а температурный интервал кристаллизации уменьшается.

Практическая ценность работы.

Комплексное исследование кристаллизации методами термоэдс и ДТА позволяет вскрыть процесс зародышеобразования и формирования структурных составляющих сплавов.

Предложено устройство для обработки металлических расплавов в процессе кристаллизации электрическим током, которое позволяет получить сплавы заданного качества.

Обработка электрическим током расплава при кристаллизации позволяет получить компактные включения железосодержащих фаз без изменения химического состава сплава и применения дорогостоящих лигатур.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования влияния электрического тока на механические и технологические свойства литейных алюминиевых сплавов с различным содержанием железа.

2. Результаты комплексного исследования процесса кристаллизации литейных алюминиевых сплавов методами термоэдс и ДТА.

3. Теоретическое описание механизма воздействия электрического тока на измельчение структурных составляющих, в том числе и железосодержащих фаз.

Достоверность полученных результатов.

Достоверность экспериментальных данных достигалась путем широкого использования современных методов и методик исследования металлических сплавов, применения аппарата математической статистики для обработки результатов экспериментов и их сравнительном анализе с известными литературными данными.

Личный вклад автора.

Автору принадлежит научная постановка задач исследования, проведение опытных плавок и испытаний на изучение комплекса технологических и механических свойств алюминиевых сплавов, обработка и анализ полученных результатов, формулирование выводов.

Публикации. Содержание диссертации отражено в 10 публикациях, в том числе в 3 статьях, в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Изложена на 123 страницах, содержит 7 таблиц, 29 рисунков. Список литературы составляет 113 наименований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Оптимальные режимы обработки электрическим током сплава АК7ч, определенные по критерию максимальных механических свойств, составляют (1,5 ч-1,7) • 105 А/м2.

2. Исследовано влияние электрического тока на механические свойства сплава АК7ч. При сравнении обработанного сплава с исходным выявлено повышение временного сопротивления разрыву на 5.8 %; относительного удлинения - на 30.49 %, твердости - на 5. 13 %. Показано, что повышение механических свойств является следствием измельчения составляющих микроструктуры.

3. Обработанные сплавы имеют более высокие технологические свойства, то есть обладают лучшей способностью заполнять форму и кристаллизуются с меньшей усадкой, что позволяет получать более качественные изделия. Усадка обработанных электрическим током сплавов начинается при температуре 530.570 °С, что на 20.30 °С ниже температуры начала усадки исходных сплавов. Отмечено, с увеличением содержания железа предусадочное расширение увеличивается незначительно с 0,0816 (0,52 % Fe) до 0,094 (1,05 % Fe). Пропускание электрического тока через образец резко уменьшает предусадочное расширение до 0,034 (0,52 % Fe) и 0,0246 (1,05 % Fe). Снижение содержания водорода в обработанных сплавах составляет 47.53 % по сравнению с исходными.

4. Выявлено, что оптимальные параметры обработки расплава при кристаллизации увеличивают полное время затвердевания в 1,11. 1,16 раз и уменьшают интервал кристаллизации на 10. 18 °С.

5. Отмечено, что в обработанных сплавах величина первого пика на кривых абсолютной термоэдс при температуре ликвидус (TL) уменьшается, а величина второго пика при температуре солидус (Г8) растет. В исходном сплаве наблюдается обратная зависимость, это означает, что в обработанных сплавах увеличивается доля твердой фазы выпадающей вблизи Г5, и уменьшается доля вблизи TL. Сделан вывод о целесообразности использования метода термоэдс для исследования фазовых превращений при кристаллизации сплавов.

6. Исследовано воздействие электрического тока на морфологию железосодержащих фаз, образующихся при кристаллизации. Влияние электрического тока заключается в измельчении выделений а-твердого раствора кремния в алюминии, увеличении доли выделений эвтектики и уменьшении скоплений железосодержащих фаз и кристаллизации их в более компактной форме. Предложена теоретическая модель процесса кристаллизации, описывающая механизм воздействия электрического тока на измельчение структурных составляющих сплавов, в том числе и железосодержащих фаз.

7. В промышленных условиях опробованы результаты исследований при получении стержневых отливок из сплава АК7ч. После обработки электрическим током механические свойства сплава повысились (в среднем): временное сопротивление разрыву - на 10.20 %, относительное удлинение - на 40.65%.

106

1. Экология и утилизация отходов в производстве алюминия: учеб. пособие / Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я. Минцис. 2-е изд. - М.: Флинта: Наука, 2005.-272 е.: ил.

2. Макаров Г.С. Российский рынок вторичного алюминия // рынок вторичных металлов, 2004. №5(25). - С.41-42.

3. Белов В.Д. Вторая жизнь цветных металлов // Рынок вторичных металлов, 2005. №5(31). - С. 40-42.

4. Федоров В.Н. Переработка вторичных цветных металлов // Рынок вторичных металлов, 2005. №4(30). - С. 15-16.

5. Батышев К.А. Алюминиевый лом в литейном производстве // Рынок вторичных металлов, 2005. №4(30). - С. 50-52.

6. Блейкмор Дж. Физика твердого состояния / Блейкмор Дж. М.: Металлургия, 1972.-488 с.

7. Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах / В.И. Никитин. Самара.: СамГТУ, 1995. - 249 с.

8. Никитин В.И. О влиянии качества шихтовых металлов на свойства легких сплавов / В.И. Никитин // Цветные металлы. 1982. - №1. - С. 73-75.

9. Никитин В.И. Исследование применения наследственности структуры шихты для повышения качества отливок / В.И. Никитин // Литейное производство. 1985. - №6. - С. 20-21.

10. Ершов Г.С. Строение и свойства жидких и твердых металлов / Г.С. Ершов, В.А. Черняков. М.: Металлургия, 1978. - 260 с.

11. П.Никитин В.И. Управление наследственностью структуры шихты и расплавов важнейший резерв повышения качества отливок / В.И. Никитин // Литейное производство. - 1988. - №9. - С. 5-6.

12. Фишер И.З. Статистическая теория жидкости / И.З. Фишер М.: Физ-матгиз, 1961. - 192 с.

13. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов и сплавов / Д.Р. Вилсон.

14. М.: Металлургия, 1972. 182 с.

15. Явления структурной наследственности с точки зрения коллоидной модели микронеоднородного строения металлических расплавов / П.С. Попель, О.А. Чикова, И.Г. Бродова, В.В. Макеев // Цветные металлы. 1992. - №9. - С. 54-56.

16. Ершов Г.С. Микронеоднородность металлов и сплавов / Г.С. Ершов, JI.A. Позняк. М.: Металлургия, 1985. - 215 с.

17. Никитин В.И. Использование структурной наследственности для изготовления алюминиевых сплавов ответственного назначения / В.И. Никитин, Г.С. Лукьянов // Литейное производство. 1995. - №10. - С. 14-15.

18. Никитин В.И. Специально обработанная шихта для алюминиевых отливок / В.И. Никитин, A.M. Парамонов, Г.С. Лукьянов // Литейное производство. 1995. - №4-5. - С. 24.

19. Производство отливок из сплавов цветных металлов / А.В. Курдюмов, М.В. Пикунов, В.М. Чурсин, Е.Л. Бибиков: Учебник для вузов. М. Металлургия, 1986.-416 с.

20. Цветное литье: Справочник / Н.М. Галдин, Д.Ф. Чернега, Д.Ф. Иван-чук и др.; Под общ. ред. Н.М. Галдина. М.: Машиностроение, 1989. - 528 с.

21. Воздвиженский В.М. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении / В.М. Воздвиженский. М.: Машиностроение, 1984. - 432 с.

22. Колобнев И.Ф. Справочник литейщика. Цветное литье из легких сплавов / И.Ф. Колобнев, В.В. Крымов, А.В. Мельников. М.: Машиностроение, 1974.-416 с.

23. Альтман М.Б. Плавка и литье легких сплавов / М.Б. Альтман, А.А. Лебедев, И.В. Чухров. М.: Металлургия, 1969. - 280 с.

24. Ершов Г.С. Высокопрочные алюминиевые сплавы из вторичного сырья / Г.С. Ершов, Ю.Б. Бычков. М.: Металлургия, 1979. - 192 с.

25. Курдюмов А.В. Металлические примеси в алюминиевых сплавах / А.В. Курдюмов, С.В. Инкин, B.C. Чулков, Г.Г. Шадрин. М.: Металлургия, 1988.- 143 с.

26. Строганов Г.Б. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы / Г.Б. Строганов. М.: Металлургия, 1985. - 216 с.

27. Постников Н.С., Мельников А.В., Лебедев В.М. Плавка алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия, 1971. 152 с.

28. Закономерности кристаллизации алюминиевых сплавов с различным содержанием железа и марганца / И.Ф. Селянин, В.Б. Деев, А.П. Войтков, В.В. Кожевин, Н.В. Башмакова // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2005. - №6. - С.48-50.

29. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов / Л.Ф. Мондольфо. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1979. - 640 с.

30. Силумины. Атлас микроструктур и фрактограмм промышленных сплавов: Справ, изд. / Пригунова А.Г., Белов Н.А. Таран Ю.Н. и др. М.: МИ-СиС, 1969.- 175 с.

31. Мальцев М.В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов / М.В. Мальцев. М.: Металлургия, 1970. - 364 с.

32. Bergmann H.W., Nemenjonok В.М., Kalinichenko A.S. et. al. complex grain refinining of Al-Si alloys with a high Fe content // Aluminum. 1996. - V. 72, №5.-P. 354-356.

33. Калиниченко A.C. Снижение негативного влияния повышенного содержания железа в алюминиевых сплавах / А.С. Калиниченко, Б.Н. Немененок, В.А. Калиниченко // Литейное производство. 2004. - № 3. - С. 21-22.

34. Каленик О.Н. Снижение концентрации железа во вторичных алюминиевых сплавах / О.Н. Каленик, Б.М. Немененик, Г.В. Довнар, В.Л. Трибушев-кий // Металлургия машиностроения. 2004. - №3. - С. 23-25.

35. Золоторевский B.C. Вторичные алюминиевые сплавы: состояние иперспективы / B.C. Золоторевский // Цветные металлы. 2004. - №7. - С. 76-80.

36. Альтман М.Б Неметаллические включения в алюминиевых сплавах. -М. Металлургия, 1965. 128 с.

37. Газы в цветных металлах и сплавах / Д.Ф. Чернега, О.М, Бялик, Д.Ф. Иванчук, Г.А. Ремизов. М.: Металлургия, 1982. - 176 с.

38. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах / В.И. Добат-кин, P.M. Габидуллин, Б.А. Колачев, Г.С. Макаров. М.: Металлургия, 1976. -264 с.

39. Алов А.А. Об источниках окисных включений и водорода в расплаве алюминия и его сплавов // Цветные металлы. 1974. - №3. - С. 53-56.

40. Мальцев Н.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1964. 214 с.

41. Вахобов А.В., Ганиев И.Н. Стронций эффективный модификатор силуминов // Литейное производство. - 2000. - №5. - С. 28-29.

42. Боом Е.А. Природа модифицирования сплавов типа силумин. М.: Металлургия, 1972. - 112 с.

43. Короткое В.Г. Рафинирование литейных алюминиевых сплавов. М.: Машгиз, 1963.- 126 с.

44. Чернега Д.Ф. В кн.: Основы образования литейных сплавов. - М., Наука, 1970.-С. 297-300.

45. Миненко Г.Н. Обработка электротоком модифицированного серого чугуна / Г.Н. Миненко // Литейное производство. 2001. - № 2. - С. 11.

46. Миненко Г.Н. Влияние обработки серого чугуна электрическим током в процессе модифицирования на его свойства / Г.Н. Миненко // Литейное производство. 1983. - №3. - с. 33-34.

47. Ефимов В.А., Анисович Г.А., Бабич В.Н. и др. Специальные способы литья: Справочник. М.: Машиностроение, 1991. - 436 с.

48. Килин А.Б., Дорофеев А.В., Покровская Т.С. Электротоковая обработка металлических расплавов // Сб. науч. тр. уч. Орловской обл. вып. 5. В 2-х т. Т.1. - Орел ГТУ, 1999. - 357 с.

49. Якимов В.И. Воздействие электрического тока на жидкий алюминиевый сплав / В.И. Якимов, Б.Н. Марьин, В.В. Зелинский, М.А. Заплетин и др. // Металлургия машиностроения. 2003. - №3. - С. 36-39.

50. Харунжин А.А. Электровакуумное рафинирование алюминиевых сплавов / А.А. Харунжин, В.А. Матысик, В.И. Якимов // Литейное производство, 1978. -№11. С. 4-9.

51. Крушенко Г.Г. Воздействие постоянного электрического тока на эффект модифицирования и свойства сплава Ал2 / Г.Г. Крушенко, Б.Б. Гуляев, В.М. Дутов, В.Н. непомнящих // Литейное производство, 1974. №12. - С. 1718.

52. Якимов В.И. Воздействие электрического тока на жидкий алюминиевый сплав / В.И. Якимов, Б.Н. Марьин, В.В. Зелинский, М.А. Заплетин и др. // Металлургия машиностроения. 2003. - №3. - С. 36-39.

53. Тимченко С.Л., Задорожный Н.А. Влияние электрического тока на кристаллизацию алюминиевого сплава // Литейное производство. 2005. - №9. -С. 12-13.

54. Дорофеев А.В., Килин А.Б., Тертишников А.С. Обработка алюминиевых расплавов электротоком // Литейщик России. 2002. - №2. - С. 19-21.

55. Килин А.Б. Влияние электрического тока на дегазацию и модифицирование алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2002. - №8. - С.21-22.

56. Миненко Г.Н., Коган Б.Л., Петров Н.Н. Свойства серого чугуна, обработанного при модифицировании электрическим током // Известия вузов. Черная металлургия. 1982. - №9. - С. 123-124.

57. Миненко Г.Н. Об энергетическом воздействии на металлический расплав / Металлургия машиностроения. 2006. - №3. - С. 10-12.

58. Миненко Г.Н. особенности процесса растворения модификатора в жидком чугуне // Литейщик России. 2002. - ?/8. - С. 19-20.

59. Дорофеев А.В., Килин А.Б., Тертишников А.С. Обработка алюминиевых расплавов электротоком // Литейщик России. 2002. - №2. - С. 19-21.

60. Любимов A.A., Тертишников А.С. Механизм диффузионных процессов в металлических расплавах и эффективность их электрофизической обработки // Металлургия машиностроения. 2004. - №3. - С. 6-9.

61. Рыбкин В.А., Тимченко С.Л. Кристаллизация алюминиевого сплава под действием электрического тока // Литейное производство. 2003. - №10. -С. 17-19.

62. Ри X. Свойства алюминия и силумина после облучения наносекунд-ными электромагнитными импульсами / X. Ри, Э.Х. Ри, С.В. Дорофеев, В.В. Крымский, Е.Б. Кухаренко, Н.А. Сарычева // Металлургия машиностроения. -2006.-№4.-С. 18-20.

63. Зарембо В.И. Влияние импульсов тока на процессы плавления и кристаллизации металлов / В.И. Зарембо, О.Л. Киселева, А.А. Колесников, Е.С. Подгорская, К.А. Суворов // Металлургия машиностроения. 2005. - №1. -С.11-15.

64. Ловцов Д.П. Влияние вибрации и постоянное тока на качество отливок. Сборник «Технология фасонного литья сплавов из цветных металлов». М.: Машгиз, 1960.

65. Ловцов Д.П., Спасская А.А. Кристаллизация сплава АСМ в поле постоянного электрического тока // Литье и обработка сплавов черных и цветных металлов. Доклады научно-технической конференции. Красноярск: Красноярский рабочий, 1965. С. 122-123.

66. Латаш Ю.В., Медовар Б.И. Электрошлаковый переплав. М., Металлургия, 1970.- 180 с.

67. Любимов А.А., Тертишников А.С. Электромагнитный способ получения слитков / Металлургия машиностроения. 2004. - №4. - С. 32-36.

68. Дубоделов В.И. Влияние переменного магнитного поля на диффузию в жидком алюминии / В.И. Дубоделов, С.М. Захаров, В.Ф, Мазанко, В.М. Миронов, А.В. Миронов // Материаловедение. 2003. - № 12. - с.27-29.

69. Селянин И.Ф Конусная индуктивная катушка для создания градиентного магнитного поля / И.Ф. Селянин, В.А. Скударнов, И.Ю. Кольчурина, Н.В. Башмакова // Вестник Алтайского государственного технического университета. -2005.-№3-4.-С. 160-161.

70. Эскин Г.И. Ультразвук в металлургии. М.: Металлургия, 1970. - 192 с.

71. Абрамов О.В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле. М.: Металлургия, 1972. - 256 с.

72. Рафинирование алюминиевых сплавов в вакууме / М.Б. Альтман, Е.Б. Глотов, Т.И. Смирнова, P.M. Рябинина. М.: Металлургия, 1977. - 240 с.

73. Бибиков A.M. Управление структурообразованием и свойствами литых материалов слабым акустическим воздействием / A.M. Бибиков, И.П. Халтурин, В.И. Зарембо // Литейное производство, 2007. №5. - С. 12-14.

74. Исследование наследственного влияния структуры шихты и перегрева расплава на структуру силуминов / Ли Пыцзе, В.И. Никитин, К.В. Никитин и др. // Литейное производство, 2001. №5. - С.15-16.

75. Влияние термоскоростной обработки жидкого сплава АК2 на свойства отливок / Ю.Н. Таран, И.А. Новохатский, В.И. Мазур и др. // литейное производство, 1985.-№7.-С.16.

76. Котлярский Ф.М., Белик В.И. Качество отливки после термовременной обработки алюминиево-кремниевых расплавов // Литейное производство, 1985.-№6.-С. 17-20.

77. Кисунько В.З. Влияние структурных превращений в алюминиевых расплавах на их свойства / В.З. Кисунько, И.А. Новохатский, А.И. Погорелов // Литейное производство. 1986. - №11. - С. 10-12.

78. Деев В.Б. Исследование наследственного влияния шихты на свойства силуминов и разработка ресурсосберегающей технологии получения герметичных отливок. Автор-т дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. - Новокузнецк: СибГИУ, 2001.-22 с.

79. Деев В.Б. Технология получения алюминиево-кремниевых сплавов из низкосортной шихты с термовременной обработкой расплава / В.Б. Деев, А.В. Феоктистов, Н.И. Швидков // Заготовительные производства в машиностроении, 2003.-№8.-С. 4-5.

80. Деев В.Б. Влияние структурной наследственности шихты на качество отливок из силуминов / В.Б. Деев, И.Ф. Селянин, А.В. Феоктистов, Ю.Ф. Шульгин // Заготовительные производства в машиностроении, 2003. №2. - С. 4-6.

81. Комплексное влияние термовременной обработки и флюсования на свойства сплава АК7ч / И.Ф. Селянин, В.Б. Деев, А.П. Войтков, Н.В. Башмако-ва // Литейной производство 2005. - № 11. - С. 6-7.

82. Рафинирование расплавов при использовании низкосортной шихты/ И.Ф. Селянин, В.Б. Деев, А.П. Войтков, Н.В. Башмакова // Литейщик России -2006.-№2.-С. 18-20.

83. Крушенко Г.Г. Доэвтектические сплавы системы Al-Si, приготовленные на шихте обработанной физическими методами // Литейное производство-1983.-№8.-С. 10-11.

84. ГОСТ 1583-93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2000. - 45 с.

85. Решение о выдаче патента на полезную модель «Устройство для модифицирования сплавов в литейной форме» Авт. Деев В.Б. Селянин И.Ф., Дег-тярь В.А., Приходько О.Г., Башмакова Н.В., Кольчурина И.Ю. Заявл. № 2007130318/22(033029). Приоритет от 07.08.2007.

86. Куценко А.И. Измерительный комплекс для контроля параметров производства литейных изделий / А.И. Куценко, И.Ф. Селянин, P.M. Хамитов, С.В. Морин // Вестник Алтайского государственного технического университета. -2002. № 4. - С.ЗЗЗ.

87. ГОСТ Р 50965-96 Алюминий и сплавы алюминиевые. Метод определения водорода в твердом металле. М.: Госстандарт России,

88. Куценко А.И. Метод дифференциального термического анализа в задачах технологии литейного производства / А.И. Куценко, И.Ф. Селянин, В.М. Дубровский, В.Б. Деев, И.В. Коколевский // Известия вузов. Черная металлургия. 1999. - №12. - С. 61-63.

89. Бялик О.М. определение качества металла термическим анализом /

90. О.М. Бялик, А.А. Смульский, Д.Ф. Иванчук// Литейное производство. 1981. -№ 5. - С.2-3.

91. Снигирь А.Н. Использование данных термического анализа для прогнозирования первичной структуры чугуна с помощью ЭВМ / А.Н. Снигирь // Литейное производство. 1987. - № 10. - С. 3-4.

92. Кольчурина И.Ю. Влияние модифицирования на термоэдс сплава АК9ч / И.Ю. Кольчурина, И.Ф. Селянин, В.М. Федотов, В.Б. Деев // Литейщик России. 2006. - № 10. - С. 28-31.

93. Селянин И.Ф. Влияние толщины затвердевшей корочки и прогретого слоя формы на скорость кристаллизации отливок / И.Ф. Селянин, А.И. Куцен-ко, О.Г. Приходько и др. // Приложение к журналу «Литейное производство». -2002. № 9. - С.2-4.

94. Свойства элементов. Ч. L Физические свойства. Справочник/ Под ред. В.Г. Самсонова. М.: Металлургия, 1976. - 600 с.

95. Баландин Г.Ф, Основы теории формирования отливки. Часть 1. / Г.Ф. Баландин. М.: Машиностроение, 1976. - 328 с.

96. Копченова Н.В. Вычислительная математика в примерах и задачах / Н.В. Копченова, И.А. Марон. М.: Наука, 1972. - 367 с.

97. Нехендзи Ю.А. Стальное литье / Ю.А. Нехендзи М.: Металлургия, 1948.-806 с.

98. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки / А.И. Вейник. М.: Машгиз, 1960.-435 с.

99. Фоменко B.C., Подчерняева И.А. Эмиссионные и адсорбционные свойства веществ и материалов. Справочник. Под ред. Г.В. Самсонова. М.: Атомиздат, 1975. - 320 с.

100. КунинЛЛ.// Доклад АН СССР, 1951, т. 41, С 1481.

101. Задумкин С.Н., Хоконов Х.Б. // Физика металлов и металловедение, 1966, т. 22, С. 121.

102. Демченко В.В. // Физика металлов и металловедение, 1966. т. 21. С. 634.

103. Комаров Г.В., Регель А.Р. / Коэффициент Пельтье для границы раздела твердой и жидкой фазы // ФТТ, 1964, т.9, № 10, С. 3021-3022.

104. Блатт Ф.Дж., Шредер П.А., Фойлз К.Л. и др. Термоэлектродвижущая сила металлов. М.: Металлургия, 1980. - 248 с.

105. Зельдович Я.Б., Мышкас А.Д. Элементы прикладной математики. -М.: Наука, 1972. 592 с.

106. Франк-Каменецкий А.Ф. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / А.Ф. Франк-Каменецкий. М.: Наука, 1987 - 502 с.

107. Флеминге М. Процессы затвердевания / М. Флеминге. М.: Мир, 1977.-423с.

108. Зельдович Я.Б. Высшая математика для начинающих физиков и техников / Я.Б. Зельдович, И.М. Яглом. М.: Наука, 1982. - 512 с.

109. Новиков И.И. Горячеломкость цветных металлов и сплавов / И.И. Новиков. М.: Наука, 1966. - 299 с.

110. Меджибожский М.Я Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных процессов / М.Я. Меджибодский, Киев: Выща школа, 1986.- 280 с.

111. Яворский Б.М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. М.: Наука, 1964. - 808 с.

112. Влияние электрического тока на кристаллизацию алюминиевых сплавов, содержащих железо / В.Б. Деев, И.Ф. Селянин, В.А. Скударнов, Н.В. Башмакова, К.А. Ершов // Литейщик России. 2007. - №8. - С. 12-15.

113. Исследование технологических параметров и расчет количества твердой фазы при кристаллизации литейных алюминиевых сплавов / В.Б. Деев, И.Ф. Селянин, И.Ю. Кольчурина, Н.В. Башмакова, А.П. Войтков // Литейщик России. 2007. - №8. - С. 18-23.