автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Изучение механизма модифицирования алюминиевых сплавов и закономерностей структурообразования при получении лигатурных материалов методом высокоскоростной кристаллизации-деформации

На правах рукописи

ЛОПАТИНА Екатерина Сергеевна

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ЛИГАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ-ДЕФ ОРМАЦИИ

Специальность 05.16.01 — Металловедение и термическая обработка металлов

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет цветных металлов и золота»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Биронт Виталий Семенович доктор технических наук, профессор Крушенко Генрих Гаврилович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Константинов Игорь Лазаревич ОАО « Красноярский металлургический завод»

Защита состоится «27» мая 2005 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 212.095.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет цветных металлов и золота» по адресу: 660025, г. Красноярск, пр. Красноярский рабочий, 95. Тел. (3912) 345183, факс (3912) 346311.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ В ПО «ГУЦМиЗ»

Автореферат разослан « 12» апреля 2005 г. Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Структура и свойства деформированных изделий из алюминия и его сплавов во многом зависят от качества слитка, которое определяется формой, размерами зерен и внутренним строением. Тонкое внутреннее строение и мелкозернистая структура повышают пластичность при горячей деформации, улучшают механические свойства, поэтому для получения качественных изделий из алюминиевых сплавов очень важно правильно оценивать целесообразность применения способа модифицирования и найти пути преодоления его негативных сторон.

В настоящее время методы модифицирования алюминиевых сплавов все еще не совершенны. Не всегда удается получить устойчивый процесс измельчения зерна, т.к. материалом модификатора загрязняются модифицируемые слитки. Поэтому до сих пор ведутся поиски достаточно эффективных модификаторов. Наиболее широкое распространение в практике модифицирования алюминиевых сплавов находят добавки титана и бора, например, в виде сплавов системы А1-Al-Ti и другие. Практический опыт использования прутковых лигатур различных фирм производителей показал, что наиболее мелкое зерно алюминия (0,13-0,20 мм) достигается при использовании лигатуры Al-Ti-B фирмы «Кавекки», однако ее использование ведет к значительному удорожанию полуфабрикатов.

В связи с этим поиск новых модификаторов, обладающих высокой модифицирующей способностью, наряду с возможностью сохранения химического состава сплава, после его введения, и исследование структуры и свойств полученных при этом полуфабрикатов, является актуальной задачей.

Представленная работа выполнялась в рамках программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (раздел «Производственные технологии»), гранта № 03-01-96106 Российского фонда фундаментальных исследований, гранта № НШ-2212.2003.8 Президента РФ на поддержку молодых российских ученых и ведущих научных школ, краевых научно-технических программ комитета по науке и высшему образованию администрации Красноярского края «Создание мини-завода по производству длинномерных изделий (катанка и профильная продукция) из

" Диссертация выполнена при научной консультации доцента, к.т.н. А.П. Климко и доцента, к.т.н. С.Б. Сидельникова

алюминиевых и медных сплавов», а также по договорам с предприятиями ОАО «Верхне-Салдинское металлургическое производственное объединение» и ООО «ТК СЕГАЛ».

Цель работы. Целью данной работы является повышение качества алюминиевых полуфабрикатов на основе изучения процессов гомогенного модифицирования и его практической реализации с применением материалов, полученных совмещенными методами высокоскоростной кристаллизации-деформации.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- изучение структурного состояния модифицируемого металла;

- изучение эффективности модифицирования в зависимости от технологии получения прутка-модификатора;

- исследования структуры прутков и промежуточных продуктов совмещенных процессов литья и прокатки-прессования;

- изучение влияния технологических параметров модифицирования на его эффективность;

- опробование в промышленных условиях модифицирующей способности прутков, полученных совмещенным методом литья и прокатки-прессования (СЛИПП).

Научная новизна работы.

1. Предложен и научно обоснован новый механизм модифицирования алюминиевых сплавов, основанный на гомогенном образовании центров кристаллизации, возникающих на базе развитой тонкодифференцированной субзеренной структуры прутка-модификатора.

2. Экспериментально доказано, что алюминиевый пруток, изготовленный по технологии СЛИПП, является эффективным модификатором, обеспечивающим повышение качества изделий из алюминиевых сплавов за счет измельчения зеренной структуры без загрязнения их химического состава веществами прутка-модификатора.

3. Установлены оптимальные соотношения технологических параметров изготовления модифицирующих прутков с тонкодифференцированной субзеренной структурой и технологии модифицирования слитков с их использованием, на основе которых созданы способы получения качественных слитков.

4. Впервые выполнены исследования структуры металла в зонах кристаллизации-деформации при реализации совмещенного процесса литья и прокатки-прессования, позволившие определить основные требования к температурно-деформационным условиям ведения

процесса и размерным характеристикам очага деформации, положенным в основу создания установок для получения регламентированной субзеренной структуры прутка.

Практическая значимость работы.

1. Разработан технологический процесс получения прутков с устойчивой ультрамелкой субзеренной структурой и установлены технологические параметры данного процесса.

2. На основе применения метода совмещенного литья и прокатки-прессования получено новое техническое решение на устройство, защищенное патентом РФ №2200644, и создана экспериментальная лабораторная установка СЛИГШ.

3. Разработан новый способ модифицирования алюминиевых сплавов.

4. В условиях промышленного предприятия ООО «ТК СЕГАЛ» на базе запатентованного технического решения создана и внедрена установка совмещенной обработки металла для получения модифицирующего прутка.

5. Проведено промышленное опробование технологии модифицирования при получении промышленных слитков на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на ежегодных традиционных Всероссийских научно-технических конференциях Государственного университета цветных металлов и золота с 2000-2004 гг.; на научно-практической конференции « Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 1998 г.); на Всероссийских научно-технических конференциях «Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика» (Красноярск 2002-2004 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 14 опубликованных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Она изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка и 13 таблиц. Библиографический список включает 93 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, раскрыта научная новизна и практическая значимость результатов проведенных исследований.

Первая глава представляет собой обзор литературы современного состояния теории модифицирования, технологии и оборудования для получения прутковых лигатурных материалов.

В данной главе рассмотрены теоретические основы модифицирования, связанные с кристаллизацией металлов, изучению которых посвящены работы таких ученых, как Г. Тамман, М. Фольмер, Дж. Гиббс, В. И. Данилов, И. Н. Фридляндер, В. И. Добаткин, Г. Г. Крушенко и др. Большинство авторов при объяснении механизма модифицирования используют в основном понятие гетерогенного образования зародышей, при котором измельчение зерна идет за счет специально введенных в расплав частиц.

Многочисленными работами по модифицированию алюминиевых сплавов отечественных и зарубежных авторов показано, что наибольшим модифицирующим действием обладают лигатуры, вводимые в расплав в виде прутков с дисперсными интерметаллидами - модификаторами. Поэтому за рубежом для этих целей широкое распространение получил лигатурный пруток из сплава системы А1-выпускаемый фирмой "Кавекки". Несмотря на преимущества модифицирующего действия лигатурного прутка, в нашей стране при производстве слитков из алюминия и его сплавов до сих пор используется лигатурная чушка. Главным препятствием в использовании лигатурного прутка является отсутствие стабильной технологии получения прутков с дисперсными интерметаллидами -модификаторами.

Изучение методов получения лигатурных прутков показало, что наиболее прогрессивным направлением в производстве изделий из цветных металлов и сплавов является совмещение в одном технологическом потоке процессов литья и деформации, например, литья и способов непрерывного прессования (Конформ, Экстроллинг и др.) или обработки металла на литейно-прокатных агрегатах. Комплекс специальных модифицирующих свойств алюминиевых полуфабрикатов, как показали последние исследования, можно получить, применяя методы бесслитковой прокатки или совмещенного литья и прокатки-прессования (СЛИПП), когда одновременно реализуется высокоскоростная кристаллизация и деформация металла

при определенном сочетании температурно-деформационных параметров.

Вторая глава включает описание изучаемых в работе материалов, оборудования, методик исследований модифицирующих материалов и их модифицирующей способности, кроме того, в ней приведены химический состав всех используемых материалов, а также характеристика формы, размеров и режимов обработки образцов.

В работе для исследований использовали алюминий марок АВЧ, А5, А7, а также сплавы системы Л1-Т1-Б и АД31, 6082, В95пч, 2219.

В качестве основного оборудования для получения прутка-модификатора применяли лабораторную установку совмещенного литья и прокатки-прессования, созданную на основе технического решения, защищенного патентом РФ №2200644.

Для получения модифицирующих прутков использовался расплавленный алюминий или его сплав. Металл нагревали в электрической печи до заданной температуры, получали расплав и заливали его непосредственно в калибр валков. Кристаллизация металла на валках и его дальнейшая деформация осуществлялась по схеме, показанной на рисунке 1. После захвата валками закристаллизовавшийся в виде прямоугольной заготовки металл обжимался валками и, достигнув матрицы, под действием подводимых валками напряжений трения выдавливался в виде прутка заданного диаметра через калибрующее отверстие матрицы. Для предотвращения проникновения металла в зазор между валками и матрицей, последняя при помощи специального клинового устройства была плотно поджата к валкам и перекрывала калибр на выходе из валков.

J

ЛГ

Рисунок 1 - Схема движения металла по методу СЛИПП

Данная технология обеспечивала наиболее благоприятные условия высокоскоростной кристаллизации-деформации металла и получение прутка, имеющего устойчивое мелкое субзеренное строение. Для выявления результатов такой обработки металла проводили исследования полученных прутков с помощью металлографических и электронно-микроскопических методов. Изучение технологических параметров модифицирования производили с использованием методики Алкан-тест, которая заключалась в следующем. В электрическую печь загружали 2,5 кг исследуемого металла или сплава. Алюминий (сплав) при расплавлении перегревали до 720 °С, снимали шлак и вводили кусочки лигатуры, взвешенные с точностью до 0,1 г. Расплав перемешивали железным прутком, покрытым огнеупорной краской, в течение 30 с. Отбирали пробы специальной ложкой и опускали для кристаллизации в специальное приспособление для охлаждения проточной водой на строго определенном уровне. Следующие пробы брали другой ложкой через определенные промежутки времени (через 1, 2,5, 5, 10 и 20 мин от введения лигатуры). Из проб готовили шлифы для металлографических исследований.

При оценке модифицирующей способности прутков проводился количественный анализ с использованием статистических методов обработки экспериментальной информации.

Третья глава посвящена изучению механизма модифицирования алюминия и его сплавов.

Установлено, что одной из основных причин получения мелкого зерна в результате модифицирующих воздействий на расплав является процесс гомогенного зарождения центров кристаллизации основного вещества, как результат преобразования кластеров в устойчивые зародыши. Число таких зародышей в переохлажденной жидкости несоизмеримо больше, чем число любых инородных частиц, вводимых в расплав с модификаторами. Исследование структуры модифицирующих прутков, например, прутков фирмы Кавекки показало, что число частиц алюминидов и боридов титана не очень велико. Большую часть структуры составляет алюминиевый твердый раствор, который наряду с частицами интерметаллидов, также вводится при модифицировании в кристаллизующийся расплав. Поэтому роль интерметаллидных частиц в лигатурных сплавах не ограничивается своим прямым модифицирующим эффектом, а главным образом, заключается во влиянии их на состояние твердого раствора прутка-модификатора при его получении.

Проведенный теоретический анализ физико-химических процессов, происходящих при модифицировании, показал, что жидкий

кристаллизующийся металл характеризуется кластерным строением, зависящим от температуры, а формирование кластерного строения жидкости при плавлении твердого металла напрямую связано с исходным зеренным и субзеренным строением плавящихся кристаллов. Границы зерен и субзерен являются зонами преимущественного превращения в неупорядоченные прослойки атомов между кластерами, формирующимися на основе относительно бездефектных объемов зерен или субзерен, в зависимости от исходной структуры расплавляемого материала. Кластерное строение жидкости, возникающей при оплавлении модифицирующего прутка, формируется путем образования прослоек неупорядоченных атомов по субзеренным границам, следовательно, для эффективного измельчения зерна модифицирующий пруток должен обладать устойчивым субзеренным строением. Кроме того, установлено, что металл-модификатор целесообразно вводить в кристаллизующийся расплав при минимально возможной его температуре.

Результаты экспериментальных исследований по моделированию процессов растворения в алюминии модифицирующего прутка подтвердили сделанные выводы и дали наглядное представление об изучаемом механизме модифицирования. С этой целью были проведены опыты, в которых прутки, полученные по разным технологиям и имеющие различную исходную структуру, вводили в расплав алюминия. Прутки были получены по бесслитковой технологии (СЛИПП) и по технологии прокатки закристаллизованной заготовки на литейно-прокатном агрегате из алюминия марки А5.

Исследования микроструктуры показали, что в зоне оплавления прутка (рисунок 2 а, б и рисунок 3 а, б) и в примыкающих к нему зонах кристаллизующейся жидкости, воспринимающих влияние модифицирующего прутка, наблюдается мелкозернистое состояние металла. Немного дальше от зоны плавления прутка можно наблюдать присутствие как мелких, так и более крупных зерен (рисунки 2 в, 3 в). Вдали от границы, между жидкостью и вводимым прутком, наблюдается равноосная крупнозернистая структура (рисунки 2 г, Зг). В зонах, недоступных к диффузионному проникновению жидкости оплавляющегося прутка-модификатора, размер зерна остается крупным, немодифицированным. Следовательно, прутки, полученные по разным технологиям (бесслитковой и слитковой), измельчают зерно алюминия. Однако пруток, полученный по совмещенному методу литья и прокатки-прессования, обеспечивает получение более мелкого зерна по всему объему слитка, чем пруток, полученный по технологии литья - прокатки (ЛП).

в г

Рисунок 2 - Микроструктура (х100) слитка из АВЧ, модифицированного прутком из А5 (9мм), полученным по технологии ЛП

Рисунок 3 -Микроструктура (х100) слитка из АВЧ, модифицированного прутком из А5 (9мм), полученным методом СЛИПП

Это свидетельствует о том, что исходная структура прутка, полученного прокаткой из слитка (ЛП), из-за наличия рекристаллизованных объемов обеспечивает при его введении в расплав меньшее количество кластерных образований жидкости, чем устойчивая субзеренная структура прутка, полученного по бесслитковому методу совмещенного литья и прокатки-прессования.

Таким образом, при введении в расплав прутка-модификатора наличие в его структуре рекристаллизованных объемов, нежелательно, так как обеспечивает меньшее количество кластерных образований, поэтому наиболее эффективным модификатором является пруток, полученный методом высокоскоростной кристаллизации-деформации (СЛИПП), который обладает ультрамелким субзеренным строением, устойчивым к процессам рекристаллизации.

В четвертой главе представлены результаты макро- и микроструктурных исследований прутков-модификаторов, полученных методом СЛИПП, выявлены оптимальные технологические режимы, обеспечивающие эффективное модифицирование алюминия и его сплавов.

Проведены исследования структуры металла в зонах кристаллизации-деформации при реализации совмещенного процесса литья и прокатки-прессования, результаты которых показали, что высокоскоростная обработка вызывает увеличение плотности дислокаций, развитие динамических процессов возврата и рекристаллизации, вследствие чего, закристаллизовавшийся на валках металл в ходе прокатки приобретает частично рекристаллизованную структуру. Дальнейшее прессование создает благоприятные условия для протекания в металле процессов динамической полигонизации, результатом которых становится деформированная устойчивая субзеренная структура материала, предотвращающая развитие рекристаллизации в готовом прутке после окончания деформации и при последующем быстром нагреве до достаточно высоких температур.

Так как устойчивость субзеренной структуры прутка-модификатора связана с температурой начала рекристаллизации данного прутка, проведены экспериментальные исследования, в результате которых установлено, что температуры начала и конца рекристаллизации дпя прутков из алюминия марки А7, полученных методом СЛИПП, соответственно равны ТРН = 290 °С, ТРК = 350 °С. Это на 40 -70 °С выше температуры рекристаллизации алюминиевого прутка, полученного по традиционной технологии сортовой прокатки, что свидетельствует о более устойчивом субзеренном строении прутка, полученного по технологии совмещенного литья и прокатки-прессования.

Были установлены оптимальные технологические параметры модифицирования алюминиевых сплавов прутком из алюминия, полученным методом СЛИПП. Максимальный эффект модифицирования достигается при введении в жидкий алюминий 3-4 % (таблица 1) прутка-модификатора диаметром 5-9 мм (таблица 2), причем температура расплавленного алюминия в момент модифицирования должна находиться в интервале 700-720 °С. Для получения однородного мелкозернистого строения по всему сечению слитка необходимо выдерживание не менее 5 минут и перемешивание расплава (рисунок 4) после введения модифицирующего материала.

Таблица 1 - Влияние количества модифицирующего прутка на измельчение зеренной структуры слитков алюминия марки А7_

Количество Количество зерен Количество зерен Усредненный

прутка- на I см2 через 1 на 1 см2 через 5 размер зерна

модификатора мин по мин по в пробах

(% по массе) результатам результатам через 5 мин,

макроанализа, шт макроанализа, шт мкм

1 55 70 1450

2 650 750 425

3 1900 2000 225

4 1400 1600 255

5 700 800 360

Примечание: Исходный размер зерна алюминия А 7 - 4,0 мм

Таблица 2 - Количество и размеры зерен модифицированного алюминия

марки А7

Диаметр прутка- Температурные Количество Средний

модификатора, параметры зерен в размер зерна

мм отливки проб 1 см* по данным по данным

Алкан-теста, °С микроанализ, шт микроанализ, мкм

3 Тн - 720; Тк - 675 1700-1800 267

5 Тн - 700; Тк - 690 11500-12500 98

7 Тн - 700; Тк - 690 11000-12000 109

7 Тн -700; Тк - 650 11200-12000 105

7 Тн - 720; Тк -650 11500-12500 100

9 Тн -720; Тк - 650 11200-12000 105

в

Рисунок 4 - Макроструктура проб (Х1,1) Алкан-теста алюминия А7, модифицируемого прутком диаметром 9 мм из А7 а - исходный алюминий А7, б - отбор пробы через 1 минуту после введения прутка, без перемешивания, в - отбор пробы через 5 минут после введения прутка, с перемешиванием

Наряду с исследованиями технологии модифицирования слитков с помощью прутков из сплава А7, полученных методом СЛИПП и введенных по схеме «алюминиевый пруток - сплав», провели опыты по схеме «пруток из сплава - сплав» При этом модифицирующий материал в виде прутков получали по аналогичной технологической схеме литья и прокатки-прессования из сплавов АД31 и 6082 Затем вводили пруток, например, из сплава АД31, в сплав соответствующего химического состава Далее проводили оценку модифицирующей способности с помощью метода «Алкан-теста» Анализ макроструктуры проб Алкан-теста показал, что в исходном состоянии количество зерен на площади в 1 см2 составляет 5-15 шт После введении модифицирующей добавки (2,5 % на 1кг расплава) в пробах наблюдается существенное измельчение зерна до 1200-2000 шт/см (таблица 3) Полученные результаты металлографических исследований доказывают возможность использования в качестве

модифицирующей добавки для измельчения зерна в слитках алюминия и его сплавов прутков технического алюминия А7 и прутков сплавов АД31 и 6082 , изготовленных методом литья и прокатки - прессования.

Таблица 3 - Количественные параметры структуры сплавов

Исходное состояние Состояние зёренной структуры

зёренной структуры в в пробах Алкан-тест после

пробах Алкан-тест введения модифицирующей

Материал добавки

Линейный размер зерна, мкм 1 Площадь зерна мм2 Количество зёрен на 1см2, шт. Линейный размер зерна, мкм ! Площадь зерна мм2 Количество ' зёрен на 1см2, шт.

А7 4200 18 6 300 0,09 1200

АД31 2700 7 15 230 0,058 1800

6082 2400 5,8 20 220 0,05 2000

В пятой главе приведены результаты исследований модифицирующей способности прутков в условиях промышленного производства серийных слитков из различных алюминиевых сплавов, таких как В95пч, 2219 и АДЗ1.

Для оценки модифицирующей способности прутков из алюминия А7, полученных методом СЛИПП, и сравнения их эффективности с применяющимися на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО) модификаторами было проведено несколько вариантов плавок и получены экспериментальные слитки из сплавов В95пч и 2219.

Исследование макроструктуры показало, что введение в сплав В95пч нового модифицирующего материала в виде прутка из А7 совместно с лигатурой Al-Ti-B и без этой лигатуры позволило получить достаточно однородную, плотную, мелкозернистую структуру равноосного строения (рисунок 5 а, б). Макроструктура сплава 2219, модифицированного прутком А7 (рисунок 5 г), имеет аналогичную мелкозернистую структуру, что позволяет сделать вывод о перспективности применения нового модифицирующего материала при литье промышленных слитков из различных алюминиевых сплавов.

а б в г

Рисунок 5 - Макроструктура (><1) слитков 0 52 мм сплава В95пч (а, б) и сплава 2219 (в, г)

а - модифицированный А7 и лигатурой А1-Т1, А1-И -В, б, г - модифицированный А7, в - модифицированный Л1-Т1, Л1-Т1 -В

Так как при производстве прессованных полуфабрикатов широко применяется сплав АД31, были проведены исследования модифицирующей способности прутков-модификаторов при литье из этого сплава слитков диаметром ПО мм и 192 мм Анализ макроструктуры показал, что в опытном слитке, модифицированным прутком из А7, сформировалась плотная, мелкозернистая, равномерная зеренная структура Видимых невооруженным глазом дефектов в макроструктуре не обнаружено Сравнение макроструктур опытного и серийного слитков сплава АДЗ1 показало более высокую однородность и мелкозернистость по всему сечению опытного слитка Количественные параметры зеренной структуры опытных слитков сплава АД31 определяли по результатам микроструктурного анализа Полученные данные о размере зерна опытных слитков сплава АД31 представлены в таблице 4 Видно, что при введении модифицирующей добавки из А7 наблюдается измельчение зерна, при этом наименьший размер зерна 147,8 мкм получили в слитке диаметром 110 мм

В результате макро- и микроструктурных исследований установлено, что введение прутков из алюминия в расплав алюминиевого сплава, приводит к уменьшению размера зерна в слитках, поэтому данные прутки могут использоваться в качестве модифицирующих в условиях промышленного производства

Таблица 4 - Размер зерна и количество зерен на площади в 1 см2 опытных слитков из сплава АДЗ1 ___

Состояние образца Размер зерна, мкм Средняя площадь зерна, мм2 Количество зерен в 1 см2

без добавления прутка (слиток диаметром 110 мм) 192,91 0,037216 2687,05

с добавлением прутка диаметром 9 мм из А7 (слиток диаметром 110 мм) 147,81 0,021849 4576,94

без добавления прутка (слиток диаметром 192 мм) 212,12 0,044995 2222,45

с добавлением прутка диаметром 9 мм из А7 (слиток диаметром 192 мм) 197,18 0,038881 2571,94

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Изучение процессов гомогенного модифицирования и реализация данного процесса с применением материалов, полученных методом высокоскоростной кристаллизации-деформации, обеспечили возможность повышения качества алюминиевых слитков за счет измельчения их зеренной структуры без загрязнения химического состава веществами модификатора.

2. Предложен механизм модифицирования, основанный на представлениях о кластерном строении жидкого кристаллизующегося металла, при котором гомогенное образование центров кристаллизации, происходит на базе развитой тонкодифференцированной субзеренной структуры растворяющегося в модифицируемом расплаве прутка-модификатора. Формирование кластерного строения жидкости при плавлении твердого металла напрямую связано с исходным зеренным и субзеренным строением плавящихся кристаллов; субзеренное строение обеспечивает большее количество кластеров, а значит и большее количество зародышей при кристаллизации. Следовательно, необходимо, чтобы модифицирующий пруток обладал устойчивым субзеренным строением, для эффективного измельчения зерна.

3. Технология совмещенного литья и прокатки-прессования обеспечивает получение прутков-модификаторов, имеющих субзеренную тонкодифференцированную структуру, необходимую для эффективного модифицирования слитков.

4. Установлены оптимальные соотношения технологических параметров изготовления прутков-модификатров и технологии модифицирования слитков с их использованием. Для получения нерекристаллизованной структуры прутка температура расплавленного металла при литье не должна превышать 720 °С. Наибольший модифицирующий эффект достигается при введении в кристаллизующийся слиток 3-4 % прутка-модификатора, диаметром 5-9 мм, причем температура расплава в момент модифицирования должна находиться в интервале 700-720 °С. Для получения однородного мелкозернистого строения по всему сечению слитка необходимо выдерживание не менее 5 минут и перемешивание расплава, после введения модифицирующего материала.

5. На базе метода совмещенного литья и прокатки-прессования предложено новое техническое решение на устройство и создана экспериментальная лабораторная установка СЛИПП. Установлены основные требования к температурно-деформационным условиям и размерным характеристикам очага деформации, положенным в основу создания установок для получения регламентированной субзеренной структуры прутка.

6. Опробование технологии модифицирования при получении промышленных слитков на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО) показало, что модифицирование прутком из алюминия, полученного методом СЛИПП, приводит к получению однородной мелкозернистой структуры слитков из алюминиевых сплавов.

7. В условиях промышленного предприятия ООО «ТК СЕТ АЛ» на базе запатентованного технического решения разработана и внедрена установка совмещенной обработки металла для получения модифицирующего прутка.

Основные положение диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Исследование новых технологических схем получения прутков для модифицирования алюминиевых сплавов совмещенными методами [Текст] / Е. С. Сидельникова, О. А. Баев, Ю. М. Новиков, О. Н. Гаврилов // Молодежь и наука - третье тысячелетие: сборник тезисов I. - ККО Фонда НТИ и ТДМ. -Красноярск, 1998. Ч. П. - С. 187-188.

2. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Комплексное исследование методов получения лигатурных прутков [Текст] / Е.С. Сидельникова, Е. Ю. Сырямкина, И. П. Савченко, С. В. Яковлев // Экологические проблемы горно-металлургического комплекса: сборник материалов Всероссийской научно-технической

конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; КГАЦМиЗ. -Красноярск, 2000. - С. 226-227.

3. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Исследование микроструктуры и модифицирующего эффекта прутков, полученного совмещенным методом литья - прокатки - прессования [Текст] / Е. С. Сидельникова, И. П. Савченко, А. В. Кукарцев // Новые материалы: получение и технологии обработки: сборник тезисов докладов научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; КГАЦМиЗ. -Красноярск, 2001. Ч. II. - С. 183-185.

4. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Исследование температуры начала рекристаллизации алюминиевого прутка, полученного методом СЛИПП [Текст] / Е. С. Сидельникова, А. П. Климко, В. С. Биронт, С. Б. С ид ельников, А. И. Гришечкин // Материаловедение и современные технологии: сб. науч. тр. / под ред. Ю. А. Баландина. - Магнитогорск, 2002. Ч. П. - С. 15-18.

5. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Исследование модифицирующей способности прутковой лигатуры, полученной методом СЛИПП, на промышленных слитках [Текст] / Е. С. Сидельникова, А. П. Климко, В. С. Биронт, С. Б. Сидельников, А. И. Гришечкин, Н. Н. Загиров // Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика: сб. науч. тр. / под ред. В. В.Стацуры; ГАЦМИЗ, Красноярск, 2002. - С. 157-159.

6. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Исследование структуры новых модифицирующих материалов [Текст] / Е. С. Сидельникова // Совершенствование технологий производства цветных металлов. Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. КГАЦМиЗ. -Красноярск, 2002. -С. 87-88.

7. Пат. 2200644 Российская Федерация, МПК7 В 22 Б 11/06, В 21 С 23/08. Устройство для непрерывного литья и прессования полых профилей [Текст] / Сидельников С. Б., Довженко Н. Н., Гришечкин А. И., Сидельникова Е. С; заявитель и патентообладатель Красноярская государственная академия цветных металлов и золота - № 2001110206/02; заявл. 13.04.2001; опубл. 20.03.03., Бюл. №8. - 12 с.

8. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Моделирование процесса растворения в алюминии лигатурного прутка, полученного совмещенным методом литья и прокатки-прессования [Текст] / Е. С. Сидельникова, А. П. Климко, В. С. Биронт, С. Б. Сидельников // Современные технологии и материаловедение: сб. науч. тр. / под ред. Ю. А. Баландина. - Магнитогорск: МГТУ, 2003.- С.231-234.

9. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Экспериментальные исследования модифицирующей способности алюминиевых прутков, полученных методом совмещенного литья и прокатки-прессования [Текст] / Е. С. Сидельникова, Р. И. Галиев // Совершенствование технологий поиска и разведки, добычи и переработки полезных ископаемых: сборник тезисов докладов научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; КГАЦМиЗ. -Красноярск, 2003. - С. 233 - 234.

10. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) О развитии превращений в неорганических веществах с точки зрения кинетической энергии атомов [Текст] / Е.С. Сидельникова, А П. Климко, B.C. Биронт // Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика: сб. науч. тр. / под ред. В. В.Стацуры; КГАЦМиЗ, Красноярск, 2003. - С. 62-69.

11. Лопатина, Е. С. Исследования возможности применения в качестве модификатора прутка из алюминия и его сплавов, полученного по методу СЛИПП [Текст] / Е. С. Лопатина, А. П. Климко, В. С. Биронт, С. Б. Сидельников, // Современные технологии и материаловедение: сб. науч. тр. / под ред. Ю. А. Баландина. -Магнитогорск: МГТУ, 2004.- С.32-37.

12. Галиев, Р. И. Разработка конструкции опытно-промышленной установки СПП-400 и ее промышленное освоение [Текст] / Р. И. Галиев, Е. С. Лопатина, Н. Н. Довженко // Перспективные материалы: получение и технологии обработки: сборник материалов научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых; ГОУ ВПО «ГУЦМиЗ». - Красноярск, 2004. - С. 59-61.

13. Лопатина, Е. С. Моделирование механизма модифицирования [Текст] / Е. С. Лопатина, А. П. Климко, В. С. Биронт, // Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика: сб. науч. тр. / под ред. В. В.Стацуры; ГУЦМиЗ, Красноярск, 2004. - С. 53-55.

14. Заявка 2004102027/02 Российская Федерация, МПК7 С 22 С 1/03, 21/00. Способ получения модифицирующих материалов для алюминия и его сплавов [Текст] / Климко А. П., Биронт В. С, Сидельников С. Б., Загиров Н.Н., Лопатина Е.С; заявитель Красноярская государственная академия цветных металлов и золота; заявл. 22.01.2004.

Подписано в печать 04.04.05 Формат 60*84. Печать офсетная. Бумага типографская. Усл. печ. л. 1,25. Уч.- изд. л. 1,2.

Тираж 100 экз. Отпечатано на участке множительной техники ГУЦМиЗ 660025, г. Красноярск, ул. Вавилова, 66 а

oó:/Ó

465

ВВЕДЕНИЕ

1 Современное состояние теории, технологии и оборудования для получения прутковых лигатурных материалов

1.1 Теоретические основы модифицирования

1.2 Модифицирование алюминиевых сплавов

1.3 Способы производства лигатур

1.4 Оценка модифицирующей способности лигатуры

1.5 Методы и оборудование для получения прутковых лигатурных материалов из алюминия и его сплавов

1.6 Влияние структуры лигатурных материалов на модифицирующий эффект при литье слитков алюминиевых сплавов

1.7 Выводы и постановка задач исследований

2 Материалы, методики исследований и оборудование

2.1 План экспериментальных исследований

2.2 Материалы для изготовления модификаторов

2.3 Технология и оборудование для получения модифицирующих материалов

2.4 Методы обработки модифицирующих материалов

2.5 Методики исследования модифицирующих материалов

2.6 Материалы и методики исследования для изучения модифицирующей способности прутков, полученных методом СЛИПП

3 Моделирование механизма модифицирования и получение на его основе технологии изготовления лигатурных материалов

3.1 Процессы плавления и кристаллизации с позиции кинетической энергии атомов и кластерного строения жидкости

3.2 О роли кластерного строения жидкости в процессах модифицирования

3.3 Моделирование процесса растворения в алюминии модифицирующего прутка

3.4 Выводы

4 Структурные исследования модифицирующих материалов, получаемых методом СЛИПП

4.1 Макро- и микроструктурные исследования полуфабрикатов и промежуточных продуктов совмещенных процессов литья-прокатки- 89 прессования

4.2 Исследование температуры начала рекристаллизации прутка из 93 алюминия, полученного методом СЛИПП

4.3 Изучение влияния количества вводимого модифицирующего прутка и технологических режимов модифицирования на размер зерна в слитках 96 алюминия

4.4 Выводы

5 Исследование модифицирующей способности прутков в промышленных условиях

5.1 Исследование модифицирующей способности прутков при литье серийных слитков из сплавов В95пч и

5.2 Исследование модифицирующей способности прутков при литье серийных слитков из сплава АДЗ

Актуальность работы. Структура и свойства деформированных полуфабрикатов из алюминия и его сплавов во многом зависят от качества слитка, которое определяется формой, размерами зерен и внутренним строением. Тонкое внутреннее строение и мелкозернистая структура повышают пластичность при горячей деформации, улучшают свойства, поэтому для получения качественных изделий из алюминиевых сплавов очень важно правильно оценивать целесообразность применения способа модифицирования и найти пути преодоления его негативных сторон.

В настоящее время методы модифицирования алюминиевых сплавов все еще не совершенны. Не всегда удается получить устойчивый процесс измельчения зерна, кроме того, материалом модификатора загрязняются модифицируемые слитки. Поэтому до сих пор ведутся поиски достаточно эффективных модификаторов. Наиболее широкое распространение в практике модифицирования алюминиевых сплавов находят добавки титана и бора, например, в виде сплавов системы AI-Ti-B, Al-Ti и другие. Практический опыт использования прутковых лигатур различных фирм производителей показал, что наиболее мелкое зерно алюминия (0,13-0,20 мм) достигается при использовании лигатуры Al-Ti-B фирмы «Кавекки», однако ее использование ведет к удорожанию полуфабрикатов. В связи с этим поиск новых модификаторов, обладающих высокой модифицирующей способностью наряду с возможностью сохранения химического состава сплава, после его введения, исследование структуры и свойств, полученных при этом полуфабрикатов, является актуальной задачей.

Цель работы. Целью данной работы является повышение качества алюминиевых полуфабрикатов на основе изучения процессов гомогенного модифицирования и его практической реализации с применением материалов, полученных совмещенными методами высокоскоростной кристаллизации-деформации.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- изучение структурного состояния модифицируемого металла;

- исследование влияния полноты протекания рекристаллизации в прутке-модификаторе на процессы модифицирования;

- изучение эффективности модифицирования в зависимости от технологии получения прутка-модификатора;

- исследования структуры прутков и промежуточных продуктов совмещенных процессов литья и прокатки-прессования;

- изучение влияния технологических параметров модифицирования на его эффективность;

- опробование в промышленных условиях модифицирующей способности прутков, полученных совмещенным методом литья и прокатки-прессования (СЛИПП).

На защиту выносятся:

- научное обоснование механизма гомогенного модифицирования;

- комплекс технических и технологических решений, обеспечивающих создание новой технологии модифицирования для производства слитков из алюминия и его сплавов;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению основных требований к температурно-деформационным условиям процесса получения прутков и размерных характеристик очага деформации;

- закономерности структурообразования при получении лигатурных материалов методом высокоскоростной кристаллизации-деформации;

- способ получения модифицирующих материалов.

Научная новизна работы.

1. Предложен и научно обоснован новый механизм модифицирования алюминиевых сплавов, основанный на гомогенном образовании центров кристаллизации, возникающих на базе развитой тонкодифференцированной субзеренной структуры прутка-модификатора.

2. Экспериментально доказано, что алюминиевый пруток, изготовленный по технологии СЛИПП, является эффективным модификатором, обеспечивающим повышение качества изделий из алюминиевых сплавов за счет измельчения зеренной структуры без загрязнения их химического состава веществами прутка-модификатора.

3. Установлены оптимальные соотношения технологических параметров изготовления модифицирующих прутков с тонкодифференцированной субзеренной структурой и технологии модифицирования слитков с их использованием, на основе которых созданы способы получения качественных слитков.

4. Впервые выполнены исследования структуры металла в зонах кристаллизации-деформации при реализации совмещенного процесса литья и прокатки-прессования, позволившие определить основные требования к температурно-деформационным условиям ведения процесса и размерным характеристикам очага деформации, положенным в основу создания установок для получения регламентированной субзеренной структуры прутка.

Практическая значимость работы.

1. Разработан технологический процесс получения прутков с устойчивой ультрамелкой субзеренной структурой и установлены технологические параметры данного процесса.

2. На основе применения метода совмещенного литья и прокатки-прессования получено новое техническое решение на устройство, защищенное патентом РФ №2200644, и создана экспериментальная лабораторная установка СЛИПП.

3. Разработан новый способ модифицирования алюминиевых сплавов.

4. В условиях промышленного предприятия ООО «ТК СЕГАЛ» на базе запатентованного технического решения создана и внедрена установка совмещенной обработки металла для получения модифицирующего прутка.

5. Проведено промышленное опробование технологии модифицирования при получении промышленных слитков на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО).

Представленная работа выполнялась в рамках программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (раздел «Производственные технологии»), гранта № 03-01-96106 Российского фонда фундаментальных исследований, гранта № НШ-2212.2003.8 Президента РФ на поддержку молодых российских ученых и ведущих научных школ, краевых научно-технических программ комитета по науке и высшему образованию администрации Красноярского края «Создание мини-завода по производству длинномерных изделий (катанка и профильная продукция) из алюминиевых и медных сплавов», а также по договорам с предприятиями ОАО «Верхне-Салдинское металлургическое производственное объединение» и ООО «ТК СЕГАЛ».

4.4 Выводы

Экспериментальные исследования структуры модифицирующих материалов, полученных методом СЛИПП, а также их модифицирующей способности позволили сделать следующие выводы.

1. Высокоскоростная кристаллизация-деформация вызывает увеличение плотности дислокаций, развитие динамических процессов возврата и рекристаллизации, вследствие чего, закристаллизовавшийся на валках металл в ходе прокатки приобретает частично рекристаллизованную структуру. Дальнейшее прессование создает благоприятные условия для протекания в металле процессов динамической полигонизации, результатом которых становится деформированная устойчивая субзеренная структура материала, предотвращающая развитие рекристаллизации в готовом прутке после окончания деформации и при последующем быстром нагреве до достаточно высоких температур.

2. Температуры начала и конца рекристаллизации для прутков из алюминия марки А7, полученных методом СЛИПП, соответственно равны ТрН = 290 °С, ТрК = 350 °С. Это на 40-70 °С выше температуры рекристаллизации алюминиевого прутка, полученного по традиционной технологии сортовой прокатки, что свидетельствует о более устойчивом субзеренном строении прутка, полученного методом СЛИПП.

3. Максимальный эффект модифицирования достигается при введении в жидкий алюминий 3-4 % прутка-модификатора, диаметром 5-9 мм, причем температура расплавленного алюминия в момент модифицирования должна находиться в интервале 700-720 °С. Для получения однородного мелкозернистого строения по всему сечению слитка необходимо выдерживание не менее 5 минут и перемешивание расплава, после введения модифицирующего материала.

5 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ПРУТКОВ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ

СПОСОБНОСТИ

Научный интерес представляло поведение нового модифицирующего материала в условиях промышленного производства при литье серийных слитков заданного алюминиевого сплава. С этой целью по вышеуказанной технологии с использованием оптимальных температурно-силовых параметров была изготовлена партия прутков диаметром 9 мм из алюминия А7.

Опытно-промышленную проверку проводили на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении (приложение В).

5.1 Исследование модифицирующей способности прутков при литье серийных слитков из сплавов В95пч и 2219

Для оценки модифицирующей способности прутков из алюминия А7, полученного методом СЛИПП и сравнения его с применяющимися на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО) модификаторами было отлито несколько вариантов плавок каждого из сплавов В95пчи 2219.

1 вариант - модифицирование лигатурой Al-Ti, Al-5Ti-lB;

2 вариант - лигатура Al-Ti, Al-5Ti-lB; модификатор А7;

3 вариант - модификатор А7; лигатура Al-Ti;

4 вариант - модификатор А7.

Модифицирующие добавки вводились в расплав непосредственно перед переливом в изложницы. Исследовали макроструктуру и механические свойства.

Исследование макроструктуры показало, что введение в сплав В95пч нового модифицирующего материала в виде прутка из А7, приготовленного методом СЛИПП, совместно с лигатурой Al-Ti (рисунок 5.1 а, г); Al-Ti-B (рисунок 5.1 б, д) и без лигатур (рисунок 5.1 в, е) позволила получить достаточно однородную плотную, мелкозернистую, субзеренную структуру, равноосного строения. При этом видно, что использование в качестве модификатора только прутка из А7 предпочтительнее, с точки зрения качества полученной макроструктуры.

Макроструктуры ый анализ показал, что сплав 2219 модифицированный прутком А7 имеет однородную мелкозернистую структуру (рисунок 5.2 б, г). Концентрические темно серые полосы на продольном сечении слитка возникли из-за некачественной торцовки темплета.

Рисунок 5.1 - Макроструктура (xl) слитков диаметром 52 мм сплава В95пч: а, б, в - продольное сечение, г ,д, е - поперечное сечение; а, г - модифицированный А 7 и Al-Ti; б, д - модифицированный А7, Al-Ti и AI-Ti -В; в, е - модифицированный А7.

На рисунке 5.2 а, в показана структура сплава 2219. Макроструктура слитка, имеет равномерное мелкозернистое строение. Сравнительная характеристика макроструктур темплетов модифицированных только прутком А 7 (рисунок 5.2 б, г) и лигатурами Al-Ti и Al-Ti-B (рисунок 5.2 а, в) показывает идентичность их зеренного строения, что позволяет судить о перспективности нового модифицирующего материала - прутка из алюминия А7, изготовленного методом совмещенного литья и прокатки - прессования. в г

Рисунок 5.2 - Макроструктура (xl) слитков диаметром 52 мм сплава 2219 а, б продольное сечение; в, г поперечное сечение; а, в - модифицированный Al-Ti и Al-Ti -В; б, г - модифицированный А7.

Определение уровня механических свойств проводили при комнатной температуре (20 °С) на образцах, выточенных из макротемплетов сплавов В95пч и 2219. Результаты испытаний приведены в таблице 5.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изучение процессов гомогенного модифицирования и реализация данного процесса с применением материалов, полученных методом высокоскоростной кристаллизации-деформации, обеспечили возможность повышения качества алюминиевых слитков, за счет измельчения зеренной структуры без загрязнения их химического состава веществами модификатора.

2. Предложен механизм модифицирования, основанный на представлениях о кластерном строении жидкого кристаллизующегося металла, при котором гомогенное образование центров кристаллизации, происходит на базе развитой тонкодифференцированной субзеренной структуры растворяющегося в модифицируемом расплаве прутка-модификатора. Формирование кластерного строения жидкости при плавлении твердого металла напрямую связано с исходным зеренным и субзеренным строением плавящихся кристаллов; субзеренное строение обеспечивает большее количество кластеров, а значит и большее количество зародышей при кристаллизации. Следовательно, необходимо, чтобы модифицирующий пруток обладал устойчивым субзеренным строением, для эффективного измельчения зерна.

3. Технология совмещенного литья и прокатки-прессования обеспечивает получение прутков-модификаторов, имеющих субзеренную тонкодифференцированную структуру, необходимую для эффективного модифицирования слитков.

4. Установлены оптимальные соотношения технологических параметров изготовления прутков-модификатров и технологии модифицирования слитков с их использованием. Для получения нерекристаллизованной структуры прутка температура расплавленного металла при литье не должна превышать 720 °С. Наибольший модифицирующий эффект достигается при введении в кристаллизующийся слиток 3-4 % прутка-модификатора, диаметром 5-9 мм, причем температура расплава в момент модифицирования должна находиться в интервале 700-720 °С. Для получения однородного мелкозернистого строения по всему сечению слитка необходимо выдерживание не менее 5 минут и перемешивание расплава, после введения модифицирующего материала.

5. На базе метода совмещенного литья и прокатки-прессования предложено новое техническое решение на устройство и создана экспериментальная лабораторная установка СЛИПП. Установлены основные требования к температурно-деформационным условиям и размерным характеристикам очага деформации, положенным в основу создания установок для получения регламентированной субзеренной структуры прутка.

6. Опробование технологии модифицирования при получении промышленных слитков на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении (ВСМПО) показало, что модифицирование прутком из алюминия, полученного методом СЛИПП, приводит к получению однородной мелкозернистой структуры слитков из алюминиевых сплавов.

7. В условиях промышленного предприятия ООО «ТК СЕГАЛ» на базе запатентованного технического решения разработана и внедрена установка совмещенной обработки металла для получения модифицирующего прутка.

1. Бондарев, Б. И. Модифицирование деформируемых алюминиевых сплавов Текст. / Б.И. Бондарев, В. И. Напалков, В. И. Тарарышкин. — М.: Металлургия, 1979. —224с.

2. Грачев, С. В. Физическое металловедение Текст.: Учебник для вузов / В.Р. Бараз, А.А. Богатов, В.П. Швейкин ; Екатеринбург: Изд-во Уральского государственного технического университета УПИ, 2001. — 534 с.

3. Физическое металловедение. Фазовые превращения. Металлография Текст. / Под редакцией Р. Кана, вып. II. М.: Мир 1968. - 490 с.

4. Данилов, В. И. Некоторые вопросы кинетики кристаллизации жидкостей Текст. / В.И. Данилов // Проблемы металловедения и физики металлов: сб. науч. тр. /М.: Металлургиздат, 1949. С. 10-43.

5. Фридляндер, И. Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы Текст. / И. Н. Фридляндер. М.: Металлургия, 1979. - 208 с.

6. Добаткин, В. И. Слитки алюминиевых сплавов Текст. / В.И. Добаткин. М.: Металлургиздат, I960. - с. 175.

7. Гуляев, Б. Б. Литейные процессы Текст. / Б.Б. Гуляев. М.: Машгиз, I960. - с. 416.

8. Winegard W., Chalmers В. "Trans. Amer. Soc. Metals", 1945, v. 46,p. 1214-1220, il.

9. Kanenko H. " J. Japan Inst. Metals", 1965, v. 29, №11, p. 1032-1035Д1.

10. Turnbull D., Vonnegut B. "Industr. and End. Chem". 1925, v. 46,p. 1292-1298, il.

11. Корольков, A. M. Литейные свойства металлов и сплавов Текст. / A.M. Корольков. М.: Наука, 1967. - с. 199.

12. Елагин, В. И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами Текст. /В.И. Елагин. -М.: Металлургия, 1975.

13. Напалков, В. И. Легирование и модифицирование алюминия и магния Текст. / В. И. Напалков, С.В. Махов ; Москва, «МИСИС», 2002.

14. Kissling R., Wallace J. "Foundry", 1963, №6, p. 78-82, il.

15. Cibula A. "J. Inst. Metals", 1951/52, v. 80, p. 1-16, il.

16. Reeve M. "Indian Const. News", 1961, v.10, №9, p. 69-72, il.

17. Новиков, И. И. Горячеломкость цветных металлов и сплавов Текст. / И.И. Новиков. М.: Наука, 1966. - с. 229.

18. Мальцев, М. В. Современные методы улучшения структуры и физико-механических свойств цветных металлов Текст. / М.В. Мальцев. М.: ВИНИТИ, 1957.-с. 28.

19. Мальцев, М. В. Модифицирование структуры металлов и сплавов Текст. / М. В. Мальцев. М.: Металлургия, 1964. - с. 213.

20. Cibula A. "Foundry Trade I.", 1952, v. 93, p. 695-703, il.

21. Sundguist В., Mondolfo L. "Trans. Met. Soc. AIME", 1960, v. 221, p. 607-611,il.

22. Davies I., Dennis I., Hellawell A. "Metallurg. Trans", 1970, №1,p. 275-279, il.

23. Marcantonio J., Mondolfo L.- "Metallurg. Trans." 1971, v. 2, №2, p. 465-471, il.

24. Collins D.- "Metallurg. Trans." 1972, v. 3, №8, p. 2290-2292, il.

25. Moriceau I. "Metallurgia ital.", 1970, v.62, №8, p. 295-301, il.

26. Naess S.,Berg O. "Z. MetallKunde", 1974, Bd 65, №9, s. 599-602, il.

27. Cisse J., Kerr H., Boiling G.- "Metallurg. Trans." 1974, v. 5, №3, p.633-641, il.

28. Данилов, В. И. Избранные труды Текст. / В.И. Данилов. Киев, Наукова думка, 1971.-е. 453.

29. Ohno A.-"Trans. Iron and Steel Inst. Jap.", 1970, v. 10, №6, p. 459-463, il.

30. Рыжиков, А. А. Текст. / А. А. Рыжиков, P. А. Микрюков // Литейное производство, 1968. №6. - С. 12-14.

31. Scheil E.-"GieBerei, tech. n. wies. Beihefte", 1951, Hf. 5, S. 201-210, il.

32. Неймарк, В. E. Текст. / В. E. Неймарк // Физико химические основы производства стали: кн. / М.: изд-во АН СССР, 1957. - С. 609-703.

33. Пат. 4576791 США Лигатура Al-Sr-Ti-B Текст. / по кл. с 22с 21/00 от 27.02.84.

34. А. с. 1272734 СССР, МКИ С 22 С 21/00. Способ получения лигатуры А1-В Текст., опубл. 22.02.83.

35. А. с. 1302721 СССР, МКИ С 22 С 1/02. Способ получения лигатуры А1-В Текст., опубл. 20.05.85.

36. А. с. 618435 СССР, МКИ С 22 С 1/03. Состав для легирования алюминия бором Текст., опубл. 09.04.80.

37. Белько, С. Ю. О взаимодействии кислородосодержащих соединений бора с алюминием и фтористыми солями Текст. / С. Ю. Белько, Напалков В. И // ТЛС (ВИЛС), 1982. -№8. С. 20-23.

38. Прутиков, Д. Е. Кинетика легирования алюминия бором из криолит -оксидного флюса Текст. / Д. Е. Прутиков, В. С. Коцур // Изв. ВУЗов Цветная металлургия, 1978. №2. - С. 32 - 36

39. Крушенко, Г. Г. Модификатор для алюминиевых сплавов Текст. / Г. Г. Крушенко, А. Ю. Шустров // Изв. ВУЗов Цветная металлургия, 1983. -№10.-С. 20-22.

40. А. с. 908936 СССР, МКИ С 25 С 3/36. Способ получения лигатуры А1-В в алюминиевом электролизере Текст., опубл. 18.03.80.

41. Шпаков, В. И. Опыт получения лигатуры А1-В в алюминиевом электролизере Текст. / В. И. Шпаков, А. А. Абрамов // Изв. ВУЗов Цветная металлургия, 1979. №14. - С. 36 - 38.

42. Абрамов, А. А. Совершенствование технологии производства лигатуры А1-В в электролизере Текст. / А. А. Абрамов, В. И. Шпаков // Изв. ВУЗов Цветная металлургия, 1978. №14. - С. 22 - 23.

43. Альтман, М. В. Металлургия литейных алюминиевых сплавов Текст. / М. В. Альтман. М.: Металлургия, 1972. - с. 287.

44. Заявка 55-51499 Япония Способ получения сплава Al-Ti для измельчения зерна Текст. / по кл. с22с 1/02 от 28.01.78.

45. Нерубащенко, В. В., Получение алюминиевых лигатур в электролизных ваннах Текст. / В. В. Нерубащенко, А. П. Крымов // Цветные металлы, 1980.-№12.-С. 47-48.

46. Нерубащенко, В. В. Влияние совместного введения титана и бора на структуру слитков и полуфабрикатов Текст. / В. В. Нерубащенко, В. И. Напалков // ТЛС (ВИЛС), 1974. №11. - С. 33-35.

47. Напалков, В. И, Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов Текст. / В. И. Напалков, Е. И. Бондарев. — М.: Металлурги я, 1983.

48. Напалков, В. И. Приготовление лигатур А1-В и Al-Ti-B Текст. / В. И. Напалков // ТЛС (ВИЛС), 1974. №1. - С. 12-14.

49. Заявка 55-36256 Японии Способ получения сплава содержащего Ti и В Текст. / по кл. с 22 с 1/02 от 19.09.80.

50. Пат. 4298408 США Лигатура Al-Ti-B Текст. / по кл. с 22 с 21/00 от 07.01.80.

51. Никитин, В. И. Исследование качества лигатур алюминиевых сплавов Текст. / В. И. Никитин, М. Н. Нонин // ТЛС (ВИЛС), 1982. №6. - С. 15-17.

52. Кадышева, Г. И. Исследование модифицирующего действия жидкой лигатуры Al-Ti из электролизеров при приготовлении алюминиевых сплавов Текст. / Г. И. Кадышева, М. П. Боргояков // ТЛС (ВИЛС), 1981. №6. - С. 13-17.

53. Малиновский, Р. Р. Модифицирование структуры слитков алюминиевых сплавов Текст. / P. Р. Малиновский // Цветные металлы №8, 1984.-С. 91-94.

54. Силаев, П. Н., Измельчение структуры алюминиевых сплавов лигатурным прутком в процессе литья Текст. / П. Н. Силаев, Е. И. Бондарев // ТЛС (ВИЛС), 1977. №5. - С. 3-6.

55. Колесов, М. С. О растворимости лигатуры Al-Ti-B в алюминии Текст. / М. С. Колесов, В. А. Дегтярев //Металлы, 1990. -№5. С. 28-30.

56. Шнайдер, А. Качественные требования предъявляемые к лигатуре Al-Ti-В для модифицирования алюминия Текст. / А. Шнайдер // Aluminium -1988-64.- №1.- С. 70-75.

57. Напалков, В. И. Влияние совместных добавок Ti и В на измельчение зерна в алюминиевых сплавах. Модифицирование силуминов Текст. / В. И. Напалков, П. Е. Ходаков. Киев, 1970.

58. Современные методы применения лигатур в алюминиевой промышленности Текст. // ТЛС (ВИЛС), 1972. №11-12. - С. 69-70.

59. Iones G. P., Pearson I. Metallurgical Transactions, 1976, 7В, №6,p. 23-234.

60. Бондарев Е. И. Перспективы развития производства лигатур для алюминиевых сплавов Текст. / Е. И. Бондарев, В. И. Напалков // Цветные металлы, 1977. №5. - С. 56.

61. Тепляков, Ф. К. О механизме образования интерметаллидов и их превращения в процессе приготовления и использования лигатур Al-Ti-B и Al-Ti Текст. / Ф. К. Тепляков, А. П. Оскольских // Цветные металлы, 1991.-№9.-С. 54-55.

62. Научно-исследовательская работа №000270. Разработка промышленной технологии производства модифицирующей лигатуры и лигатурного прутка из сплава Al-Ti-B Текст. / КраМЗ, 1983.

63. Канцельсон, М. П. Литейно-прокатные агрегаты для производства катанки из цветных металлов Текст. / М. П. Канцельсон. М. : ЦНИИТЭИтяжмаш, 1990.

64. Королев, А. А. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии Текст. / А. А. Королев. — М.: Металлургия, 1976.

65. Черняк, С. Н. Бесслитковая прокатка алюминиевой ленты Текст. / С. Н. Черняк, П. А. Коваленко. М.: Металлургия, 1976.

66. Гильденгорн, М. С., Непрерывное прессование труб, профилей и проволоки способом Конформ Текст. / М. С. Гильденгорн, В. В.Селиванов // Технология легких сплавов, 1987. № 4

67. Корнилов В. Н. Непрерывное прессование со сваркой алюминиевых сплавов Текст. / В. Н. Корнилов. — Красноярское изд-во педагогического института, 1993.

68. Пат. 3934446 США, В 21 В 21/00. Methods of and apparatus for production of wire Текст. / С. W. Lanham. R. M. Rogers; 27.01.1976.

69. Климко, А.П. Влияние структуры лигатурных материалов на модифицирующий эффект при литье слитков алюминиевых сплавов Текст. / А. П. Климко, А.И. Гришечкин, B.C. Биронт, С.Б. Сидельников, Н.Н. Загиров // Технология легких сплавов. — 2001. № 2. - С.14-19.

70. Пшеничное, Ю. П. Выявление тонкой структуры кристаллов Текст. / Ю. П. Пшеничное: Справочник. М.: Металлургия, 1974. - 528 с.

71. Панченко Е. В. Лаборатория металлографии Текст. / Е. В. Панченко, Ю. А. Скаков, Б. И. Кример, П. П. Арсентьев, К. В. Попов, М. Я. Цвилинг / под ред. д.т.н., проф. Б. Г. Лившица. М.: Металлургия 1965. - 440 с.

72. Крушенко Г. Г. О механизме влияния упругих колебаний на алюминиево-кремниевые сплавы Текст. / Г. Г. Крушенко, А. А. Иванов // «Литейное производство», Москва, 2003. №2. - С. 12-14.

73. Лопатина, Е. С. Моделирование механизма модифицирования Текст. / Е. С. Лопатина, А. П. Климко, В. С. Биронт, //Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика: сб. науч. тр. / под ред. В.

74. B.Стацуры; ГУЦМиЗ, Красноярск, 2004. С. 53-55.

75. Арчакова, 3. Н. Структура и свойства полуфабрикатов из алюминиевых сплавов Текст. / 3. Н. Арчакова, Г. А. Балахонцев, И. Г. Басова. М.: Металлургия, 1984. - 408 с.

76. Сидельникова, Е. С. (Лопатина Е. С.) Исследование модифицирующей способности прутковой лигатуры, полученной методом СЛИПП, на промышленных слитках Текст. / Е. С. Сидельникова, А. П. Климко, В.

77. C. Биронт, С. Б. Сидельников, А. И. Гришечкин, Н. Н. Загиров // Перспективные материалы, технологии, конструкции, экономика: сб. науч. тр. / под ред. В. В.Стацуры; ГАЦМиЗ, Красноярск, 2002. С. 157159.

78. Крушенко, Г. Г. Влияние перегрева на физико-механические свойства алюминия Текст. / Г.Г. Крушенко, В.И. Шпаков // ТЛС (ВИЛС), 1973. №4.- С. 59-62.

79. Крушенко, Г. Г. Непрерывное литье слитков с применением жидкого алюминия и лигатур Текст. / Г. Г. Крушенко, В. Н. Терехов, А. Н. Кузнецов // Цветные металлы №11, 1975. С. 49-51.

80. Крушенко, Г. Г. Приготовление деформируемых сплавов на жидких компонентах при полунепрерывном литье слитков Текст. / Г.Г. Крушенко // Расплавы №2, 2003. С. 87-89.

81. Акт внедрения опытно-промышленной установки СПП-400

82. Расчет экономической эффективности опытно-промышленной установки1. СПП-4001. УТВЕРЖДАЮ:

83. На^а?шти^;финансового управления1. И.С.Бурдин 2003 г.

84. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИот внедрения установки совмещенной обработки алюминиевых сплавов

85. В результате внедрения установки совмещенной обработки алюминиевых сплавов получен следующий экономический эффект.

86. Общий годовой экономический эффект тогда составит 15108000 + 277092000 = 292200000 руб.

87. Таким образом, наиболее экономически выгодно применение установки совмещенной обработки для сплавов типа Амгб, при этом себестоимость продукции снижается практически в 2 раза.

88. Ведущий экономист ООО «Ш СЕГАЛ» ^Го^^оу.Розенбаум В.В.

89. Программа работы по оценке модифицирующих прутков полученных по технологии совмещенного литья и прокаткипрессования

90. УТВЕРЖДАЮ Зам, генерального директора1. И. ГРИИЕЧКИН•t?^ ~7002г. •1. ПРОГРАММАработы по оценке модифицирующей способности прутков полученных СЛ и Ш1 при отливке слитков сплава В95 пч и 2219

91. NN 1Ш * Наименование работ > Исполнитель Отметка о выполнении

92. Приготовление шихтовых материалов для получения сплавов В95 пч и 2219 в лабораторных условиях • ВЭ5 пч - 3 плавки ■ - 2219 - 3 плавки АО ВСМПО цех 1 нтц июнь 2002 Г.

93. N: п/п Содержание работ Исполнитель Отметка о выполнении

94. Исследование отлитых плавок в объеме: макроструктура (поперечная) - микроструктура (общий вид, размер зерна); - механические свойства при t° комн. (Gb,Go2,6,i|I) - АО ВСМПО ^НТЦ Красноярск июнь 2002 г.

95. Анализ и обобщение полученнных результатов исследований АО.ВСМПО НТЦ Красноярск ИЮЛЬ 2002 г.

96. Оформление заключения АО ВСМПО ' Красноярск июль 2002 Г.