автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка составов и технологии приготовления литых сплавов Al - 30+50% Si с заданным соотношением коэффициента линейного расширения и прочности

Государственный комитет РСФСР по делам науки и вышей школы

Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе

На правах рукописи

Для служебного пользования

Экз.! и^ Г ^ : 9

СКОБЕЛША ЗИНАИДА. АЛЕКСЕЕВНА

Ш 669.715(043)

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХН0Л0Ш ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ СПЛАВОВ М- 30* 50 % ÖL С ЗАДАННЫМ СООТНСШШЕМ КОЭШЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ И ТОЧНОСТИ

Специальность 05.16.01.-Металловвдение и термическая

обработка металлов

AETOPÜiEPÄT диссертации на соискание.ученой степени кандидата технических ¡¡ayi;

Новокузнецк ISST

Работа вы пслнена в Сибирском ордена Трудового Красного Знамени металлургическом институте имени Сеpro Орджоникидзе '

Научннй"руководитель- доктор технических наук,профессор

BJC,Афанасьев

Официальные оппоненты-доктор технических наук,профессор

С.СЛерняк

кандидат технических, наук,профессор А.Н.Ростовцев

Ведущее предприятие - Всесоюзный научно-исследовательский

проектно-конструкторский и техноло-гическик институт ресурсосбережении (БНИИР)

Защита состоится " с^У " ( / ¿1сЯ issi г. в часов

на заседании специализированного совета К 063.SS.0I при Сибирском ордена Трудового Красного Знамени металлургическом институте им. Сеpro Орджоникидзе по адресу: 654047, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, 42

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского металлургического института имени Се pro Орджоникидзе

Автореферат разослан 1 C-o-vft^t c. t- 1991 г.

Ученый секретарь специахизированного совета к.т.н., доцент

i/'

/гЕ.Е.Рогов

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Последние десятилетия характеризуются ростом применения ашаиниевтс сплавов' и замены ими в конструкциях машин и приборов стали, чугуна, а также ряда других материалов. Сравнительный анализ материалов, применяемых в изделиях точного машиностроения и приборостроения показывает, что наиболее полно всем выдвигаемым требованиям отвечают сплавы системы № - 51 . Основнш преимуществом, определяющим псрспсгстискосгь их использования, является благоприятное сочетание налога удельного носа, низкого коэффициента Еппгйного-расширения с хорссгя! техно логическими свойст-сакя.

Сг_'п:! существенно недостатком сплавов системы М - с высоки содержанием премнпя является их высокая хрупкость, обусдопленная образованием грубых кристаллов первичного кремния. Существующие меяодаг модифицирования не позволяют .в достаточной мере повысить прочностные характеристики. В связи с отпц разработка составов сплавов и гзхнологии их получения, сбсспзчиващей восмо-шость повысить механические свойства сплавов 30...50 при сохранении или дальнейзеи снижения коэффициента линейного расширения, является весьма актуальной.

Настоящая работа ишоинена в соответствии с программой "Металл" ГККО СССР (Задание 14.04.04. этапы 14.04.04.02 и 14.04.04.03) и программой "Сибирь" СО АН СССР (подпрограмма 6.01.08.03).

Долью работа являлось изучение воздействия технологических факторов (легирования, кристаллизации, обработки пихты, обработки расплава и термической обработки) на физико-механические свойства литых сплавов нь основе АН- 30...ЬО и определение возможности создания сплавов с требуемым сочетанием их низкого коэффициента линейного расширения и прочности.

В соответствии 0 отки 5 работе были поставлены епедуюшие задачи:

I. Определить вогиоаюеть изменения егру»?урн и коэффициента линейного расширен«!» с поыощьо легирования.

2. Изучить влияние условий приготовления на структуру п исха-нические свойства.

3. Изучить осоиеиности влияния термической обработки ка структуру и коэффициент пинейного расширения.

4. Разработать технологию получения и составы сплавов с низким коэффициентом линейного расширения и более высокими механическими свойствами по сравнение с имеющимися.

Научная новизна

1. Определены общие положения по воздействию легирования,обработки шихты, расплава, кристаллизации и термической обработки на линейное расширение и механические свойства высококремнистых силуминов.

Установлено, что обработка расплава, предусматривающая увеличение содержания водорода, в последующем резко активизирует процессы старения, что в свою очередь црнводик к снижению коэффициента линейного расширения.

2. Цри разработке различных способов приготовления высококремнистых силуминов установлено, что совместное введение фосфора и водорода, а также фосфора и азота наряду с кислородсодержащими веществами модифицирует сплавы ■№ -

- 30...50 % & сильнее, чем введение одного фосфора. Предложен и экспериментально подтвержден механизм совместного влияния водорода, азота к кислорода на формирование свойств силуминов.

3. Установлено наличие аномалии линейного расширения в тем- • пературнсм интервале испытаний 200...300 °С и 400...450°С. Показано существенное влияние внешней среды нагрева, переплава в среде окислов, последующей термической обработки на эти аномалии.

4. Впервые установлена характерная особенность изменения коэффициента линейного расширения в связи с предварительным электролитическим наводорояиванием, что позволило получить необычное сочетание коэффициента и прочности.

Практическая ценность и реализапия результатов работы Разработана и защищена авторскими свидетельствами на изобретения серия способов по обработке расплава, модифицированию

и термической обработке, позволяющих повысить предел прочности сплавов цри сохранении низких значений коэффициента линейного расширения.

Разработанные сплавы и способы модифицирования могут быть использованы в различных областях техники и, в первую очередь, в точном машиностроении и приборостроении, где требуется низкий коэффициент линейного расширения.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы'докладывались на:

1. 1У Всесоюзной научной конференции "Физика разрушения" (Киев, 1930). -

2. П Всесоюзной научной конференции "Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа" (Днепропетровск, -1932).

3. Ш Всесоюзной научной конференции "Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа" (Днепропетровск, 1986).

4. Ш Областном научно-техническом семинаре "Наследственность в литых сплавах" (Куйбышев, 1987).

5. У республиканской научно-технической конференции "Неметаллические включения п газы в литейных сплавах" (Запорояьо, 1988).

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 30 печатных работ, в том числе получено 18 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка использованной литературы из IX наименований, 50 рисунков, 63 таблиц и приложения. Результаты исследований издояены на 126 страницах машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРНАНИЕ РАБОТЫ

Воввоцеини дапо обоснованно актуальности тслз иесдедо-гдтдя, ог-редоарну ггзлъ п задачи работа, изложены научная по-

визна и практическая ценность.

В первой главе приведен анализ имеющихся сведений о структуре и свойствах сплавов алюминия с кремнием.

• На основании анализа литературных данных сделан вывод о том, что одним из наиболее перспективных материалов космической техники и специального приборостроения являются сплавы алюминия с высоким содержанием кремния (30...50 %)■>, которые в настоящее время практически не используются в промышленности из-за высокой хрупкости. Эта хрупкость обусловлена присутствием в их структуре выделений кремнистой фазы. Количество, форма и характер распределения этих выделений контролируют все свойства сплавов. Поэтому главным вопросом в отношении прочности является вопрос о разработке различных воздействий на выделения кремнистой фазы. В связи с этим большое внимание уделяется различным приемам предварительной подготовки шихты, обработки расплава и щзисталлизации, обеспечивающих резкое уменьшение размеров кремнистой фазы и в связи с этим увеличение предела прочности. Влияние предварительной подготовки шихты пристально изучается уже на протяжении длительного времени. Во многих исследованиях показано, что различные виды подготовки шихты (пластическая деформация, термическая обработка, гальваническая обработка и совмещенные виды, а такте различные физические воздействия) оказывают существенное влияние на физико-механические свойства алюминиевых сплавов.

Применение заовтектических силуминов в качество конструкционного материала без специальной обработки расплава (модифицирования), измельчавшей ввделения кремнистой фазы, исключено. Несмотря на большое количество экспериментального материала и интенсивные исследования, существующие способы приготовления сплавов алюминия с высоким содержанием кремния не позволяют повысить прочностные свойства до уровня, необходимого для качественного и надежного изготовления и эксплуатации изделий. Однако применяемые в промышленности литейные за-эвтектические силумины имеют более высокий коэффициент по сравнению с двойными сплавами М - 30...50 %& .

Известные в отечественной и зарубежной практике литейные

силумины, содержащие до 25 % кремния, как правило, обладают низкими механическими свойствами.

На основании анализа литературных данных сделан вывод о том, что создание сплавов на основе М - 30...50 представляет большой интерес, а перспектива повышения их механических свойств заключается в различных воздействиях на шихту, расплав и кристаллизацию.

Во второй главе дана характеристика используемых материалов и описаны методики проведения исследований.

В третьей главе приведены результаты по влиянию легиро-' вания и термической обработки на свойства сплавов.

. Изучены особенности изменения коэффициента линейного расширения двойных сплавов алюминия с высоким содержанием кремния как в литом, так и термообработанном состояниях. Характерной особенностью этих сплавов являются !фупные выделения кремнистой фазы, создающие^ жесткий каркас, обеспечивающий малый коэффициент линейного расширения, и свидетельствующие о низких показателях прочности. В то время как у литого сплава М- 30 %& = 40 ЫПа, то' у сплава ЛС- 50 % Яг предел прочности определить невозможно, тан как при изготовлении образцов происходит их разрушение.

Определенное изменение коэффициента линейного расширения в зависимости от температуры нагрева, заключающееся в наличии аномалии при 200...300 °С, позволило сделать предположение о возможности цротекания диффузионных процессов в матрице, несмотря на сохранение крупных выделений кремнистой фазы. В связи с этим, серия экспериментов по изучению влияния термической обработки на линейное расширение показала, что последняя регулирует коэффициент в интервале 200...300 °С. В результате разработан способ термической обработки, снижающий значение коэффициента в указанном интервале.

Определены значения коэффициента линейного расширения сплавов М- 30 %в1 с добавками 3 % легирующего элемента. Все легирующие добавки снижают коэффициент в области испытания 50...100 °С. По эффективности действия их можно расположить в следующий ряд: Сг , 71 , Мл , М' , V , Ш ,£о , И/ , Си , Мо . Особое внимание было уделено некоторым элементам

которые могут оказать существенное влияние на линейное расширение. Это никель, кобальт, сурьма, медь, магний, бериллий. Установлено, что добавки в количестве 3 % таких элементов,как кобальт, сурьма, никель, полностью устраняют аномалию в интервале 200...300 °С, а увеличено их количества в сплаве позволяет получить необычно низкие значения коэффициента. Следует отметить, что кобальт при этом действует сильнее, чем сурьма или никель. При изучении влияния добавок меди была установлена возможность довольно резкого снижения коэффициента до 6...7.10"®град"*, но при систематическом изучении сплавов Л£ - 30 %£г с различными добавками меди нами было установлено, что медь укрупняет выделения кремнистой фазы и делает сплав еще более хрупким.

С целью более полного изучения влияния легирующих элементов на коэффициент линейного расширения были проведены исследования на четверных алюминиевых сплавах. Определено, что наиболее эффективно снижает его сочетание таких элементов, как кобальт и сурьма, свинец и сурьма, сурьма и железо, бериллий и свинец, никель и цирконий. Также представлены некоторые сведения по легированию сплавов М - 40.. .50 % «Я .

На основании полученного экспериментального материала разработана и защищена авторскими свидетельствами на изобретения серия сплавов с более низким коэффициентом линейного расширения по сравнению с известными.

В четвертой главе предложен механизм формирования свойств сплавов Ле-в1 при кристаллизации и термической обработке, который учитывает совместное действие водорода, азота и кислорода. Общую картину их влияния можно представить следующим образом. •

В расплавленном алюминии имеется содержание свободного и связанного кислорода за счет частичного разложения ¿¿¿Ръ . Поскольку приготовление сплавов с высоким содержанием кремния требует высоких температур нагрева, то содержание кислорода может быть значительным. При растворении "кремния в жидком алюминии в расплав поступают значительные количества водорода, азота и кислорода, содержащиеся в кремнии, поэтому полученный расплав двойных сплавов можно представить как .систему

М - - Н - // -О .

Из всех присутствующих в сплавах элементов наиболее подвижным является водород. Поэтому, при охлаждении жидкости самым неравномерным будет распределение водорода, активно реагирующего на незначительные перепады температур в объеме. Такие участки с повышенным содержанием водорода становятся местами зарождения и роста кремнистой фазы, т.к. именно в эти места происходит, направленная диффузия менее подвижных элементов по сравнению с водородом (кислород, азот и 1фемний). фи росте вристаляа кремнистой фады в жидкости происходит два конкурирующих цроцесса:

- вогпервых, рост кристалла 1фемнистой фазы за счет поступле-

ния из юфукащей жидкости азота н нремния;

- во-вторых, разрушение растущего кристалла по механизму

У.Эванса.

Установлено, что если в сплаве значительно содержание хфемшя, то в нем будет и наибольшее количество азота,-который, согласно литературным данным, повышает температуру плавления и диссоциации металлов'и соединений. Поэтому, чем больше в алюминии содержание кремния, тем больше в нем содержание азота и тем более устойчива кремнистая фаза. Омывающая растущий кристалл жидкость содержит кислород, который активизирует перераспределение водорода внутри этого кристалла и приводит к образованию водородных сегрегация. Температура диссоциации кремнисто^ фазы в этих участках снижается, и цро-исходит её разложение. Поскольку подавляющая часть водорода системы находится в кремнистой фазе, то процесс разложения её Пригфисталлизации будет зависеть от содержание азота и кксло-ропа. Чем больше азота в системе и меньше кислорода, тем выше будет температура диссоциации кремнистой фазы и меньше скорость её разложения. Одним из путей уменьшения содержания азота, а следовательно, уменьшения устойчивости кремнистой фазы может быть увеличение содержания водорода, т.к. действие перечисленных элементов внедрения на свойства металлов и сплавов имеет конкурирующий характер. Наиболее полно разложение кремнистой фазы при кристаллизации может быть достигнуто также за счет увеличения содержания кислорода. В этой случае

о

разложение кремнистой фазы по механизму У.Эванса вновь приведет к резкому увеличению количества водорода и числа центров кристаллизации. За оставшееся короткое время до перехода в твердое состояние вновь образовавшиеся кристаллы не успевают достигнуть больших размеров, что определит высокие показатели прочности твердого сплава с высоким содержанием 1фемния.

Дальнейшее поведение сплавов при термической обработке также будет определяться содержанием водорода и азота внутри металла и кислорода в окружающей среде. Увеличение содержания кислорода во внешней среде приводит к дополнительному или ускоренному растворению кремнистой фазы при гомогенизирующем нагреве. Установлено, что процессы при старении регулируются соотношением водорода и азота, а изменение этого соотношения возможно за счет внешней среды.

Для подтверждения предложенного механизма приведены практические разработки либо изменяющие атмосферу обычного приготовления сплава на атмосферу с повышенным содержанием кислорода или водорода (такая атмосфера оказывает влияние в последующем на гомогенизацию и старение), либо изменяющие содержание водорода и азота внешней среды при термической обработке (это влечет за собой изменение эффекта старения).

Указанное позволило разработать серию технологических способов, подтверждающих существенное влияние водорода, азота п кислорода на поведение сплавов при термической обработке.

Разработанные способы отличаются большой эффективностью по сравнению с существующими и защищены авторскими свидетельствами на изобретения.

В пятой главе рассмотрено влияние условий приготовления и термической обработки на физико-механические свойства сплавов.

Обработка шихты. Проведена серия экспериментов по изучению влияния предварительной обработки шихтового кремния на коэффициент линейного расширения и микроструктуру. Основной целью этих экспериментов (предварительный нагрев шихты и обдувка воздухом, выцержка в атмосфере водяного пара и продуктах разложения, углеводородов, кипячение в водном растворе смеси щелочей и обработка в атмосфере паров было ус-

тановление возможностей- снижения коэффициента и изменения размеров выделений Гфемнистой фазы. В результате проведенных исследований определено, что существенное влияние на результат предварительной обработки шихтового кремния оказывает внешняя среда. Нагрев кремния в средах с повышенным содержа-- нием азота и кислорода увеличивает его влияние на коэффициент линейного расширения и структуру по сравнению с обработкой в воздушной атмосфере. В качестве примера в табл. I приведено влияние предварительной обработки шихтового кремния в кислородсодержащей среде на коэффициент линейного расширения силуминов.

Таблица I

Влияние предварительной обработки шихтового кремния на коэффициент, линейного расапфения ■ • силуминов (кипячение в во,дном растворе смеси

Я ОН +Л<гОН )

Способ обработки

Сплав время концентра-

кипя- ция раст-

чения, воров, % час

^ -Ю^град"1 цри температурах,

С

250 300 350 400 450

ле -3055 & 0 0 18,90 17,90 17,40 17,00 16,80

18 0,03 ' 14,48 15,82 16,05 15,50 15,18

19 0,02 14,60 15,94 16,05 15,50 14,93

^-50$ 0 0 11,13 II,00 10,89 10,92 10,10

17 0,05 10,61 10,54 8,85 7,97 8,10

Обработка расплава. Исходя из представлений предложенного механизма о формировании свойств заэвтектических силуминов в работе проведены исследования, предусматривающие различные воздействия на расплав (раздельное влияние водорода, кислорода и совместное водорода и кислорода). Влияние водорода на линейное расширение и механические свойства сплавов изучалось с помощью различных -воздействий на расплав, обеспечивающих либо его увеличение (цродувка расплава водяным паром, водородом щелочного разложения алюминия, обработка расплава гидридом лития), либо уменьшение (выстаивание расплава при высоких

температурах). Результаты измерений коэффициента линейного расширения в указанных случаях приведены на рис. I. Цри этом следует отметить, что кратковременное выстаивание расплава в атмосфере водяного пара увеличивает содержание водорода в сплаве с I см3/100 г до 1,6 см3/Ю0 г, кратковременная цро-дувка водяным паром - до 2,66 см3/Ю0 г, продувка водородом щелочного разложения или гидридом лития до 13...16. см3/100 г металла, а выстаивание расплава при высоких температурах уменьшает до 0,4...0,5 см3/Ю0 г металла. Цричем, чем больше в сплаве водорода, тем выше значения коэффициента Линейного расширения. Отсюда следует, что коэффициент линейного расширения силуминов определяется содержанием в них водорода. Увеличение или уменьшение его по действию на коэффициент линейного расширения аналогично уменьшению или увеличению содержания кремния. Показано, что увеличивая содержание водорода в сплаве Л£- 30 , можно получить значения характерные для сплава ¿[¿- 20 , а уменьшая его количество, можно получить такие значения как в сплаве <4£- 40 обычного приготовления.

Другим элементом, который может оказать влияние на микроструктуру и линейное расширение силуминов, может быть кислород, который вводили в расплав с помощью легирующих элементов и сплава меди с фосфором.

В качестве одного из приемов способных снизить коэффициент линейного расширения, был применен способ переплава и выстаивания в кислородсодержащей среде. Такой средой послужило расплавленное стекло.

Кристаллизация. Изучено влияние условий кристаялизаг^и, изменяющих содержание водорода, на линейное расширение, структуру, микротвердость, плотность. Показано, что кристаллизация в земляную форму и жидкая штамповка, повышающие содержание водорода, существенно увеличивают коэффициент и количество эвтектической составляющей и уменьшают стойкость кремнистой фазы.

Термическая обработка рассмотрена в связи с подготовкой шихты, обработкой расплава и условиями кристаллизации, зклю-чаасая различные режимы нагрева и охлаждение. Показано, что

Влияние наводороживания w обезводороживания расплава на линейное расширение сплава М- 30 %Sí

--- обычное приготовление

t-1 выстаивание в атмосфере водяного пара, 1000 °С, 0.5 ч

0-а выстаивание в атмосфере водяного пара, IC0G Г ч

а-й выстаивание з атмосфере водяного пара, TOCO °С, 2 и

*-« выстаивание в атмосфер о воп."Кого moa, Т2С? 'Z. Г т

(-1 продувка расплава зод*нкгл ззрзм. 910 :С. Гг

г-а продувка расплава Lirl

1-s продувка эодородсм ^егсзтго -г-яяг-.е«"- •

нагрев сплавов Ж - 30...40 % А' , цретготовленных на предварительно обработанном 1фемнии, в отличие от сплава Лб-ЕО % ¿1 ■, повышает'коэффициент.

. В шестой главе проведено систематическое исследование влияния различных соотношений фосфористой меди и оксида меди,, температурных режимов выплавки, количества этой смеси от веса расплавь на мк!фоструктуру, механические свойства, коэффициент линейного расширения и поведение сплавов при термической обработке.

Установлено, что при определенном соотношении компонентов смеси может быть получен значительный эффект модифицирования кремнистой фазы. Так, например, обработка расплава при 1100 °С смесью 0,4 % фосфористой меди и 2 % оксида меди сильно модифицирует фазу в сплаве Ж - 30 (рис.2), но практически не влияет на микроструктуру сплава М - 40 % . Это можно объяснить тем, что содержание" азота, как было установлено ранее, в сплаве М ~ 40больше, чем в сплаве

££ ~ 30% , а в связи с этим устойчивость кремнистой фазы в сплаве №- 40 % & больше. Поэтому для получения модифи-гг/рованной структуры в сплавах Ж - 40...50 %31 необходимо увеличить количество смеси, содержащей кислород. Например, для сплава Л£ - 40 соотношение фосфористой меди и окси-

да меди должно быть (2 % + 5 %), см. рис. 3, а для сплава Лг - 50 (4^4 10 %), см. рис. 4.

Достижение такого эффекта модифицирования существенно повышает механические свойства сплавов.^ Например, для сплава Л£ - 30 Щ = 146.. .148 МПа, для'сплава Л£ - 40 %Бг - 13с :.:Па, а для сплава М - 50 ^Яг ^ = 80 ЫПа. Применение разработанного способа позволило создать серию сплавоЕ, в которых водород и азот выступают в качестве лсгтрую-^'х элементов совместно с фосфором. Такие сплавы отличаются повышенной прочностью " низким значением коэффициента линейного расширения по сравнению с известным™. Высокоэффективный способ и разработанные с его помощью сплавы защищены авторским:-- свидетельствами на изобретен1'«.

[¡слученные результаты был« опробованы в полупромышленных условиях. Испнтан-я опытных деталей, изготовленных из ссгздан-

Влияние обработки расплава смесью фосфористой меди '* оксда мед^ (0,4%+2,0%) при П00°С на^кроструктуру- сплава *й£-ЗС$«5г,

без обработка

с обработкой

Р"с.2

Влияние обработки расплава смесью фосфористой меди V оксида меди (.2% + г%) при ТЮ0°С на макроструктуру сплава 1^-40% «5У

х ПО

без обэаботк

Влияние обработка расплава смесью фосфористой меди и оксида меди (4%+ 10%) цри 1200°С на ммкрос.тру..адг/ сплава Ж-ЪО&Бг'

без обработки с обработкой

Рис. 4

ных сплавов по разработанной технологии, показал^, что их свойства удовлетворяют требованиям конструкторской документации .

' ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Тдсслецовано изменение коэффициента линейного расширения двойных " легированных сплавов на сснове м- 30. ..50 %5г . Остановлено, что легирование и термическая обработка могут сникать коэффициент линейного расширения.

На основании этого оыла разработана серия высококремнистых с"лум"ноь с более низким коэффициентом линейного расшире-и-р по ср£внен"ю с »мыос'ч:"с-.

2. Рас с к'.отрьни- известные механт'эуы водорода и кислорода на формирование свойств ал:даин"евих сплавов пр" крестап-лиз^ц"" и терм"чес!ссР обработке, и впервые предложен механизм совместного блирн^я водорода, азота и кислорода, Установлено существенное вг"ан"е обработк" расплава внешней среды кг. повецен"с сплавов цри термической обработке,

Тс

и, с позиции■предложенного механизма, разработаны способы термообработка, отличающееся большей эффективностью по сравнению с существующими,

3. Исследовано, влияние обработка шихты, расплава,- условий кристаллизации и термической обработка на линейное распг<ре-ние и структуру алюминиевых сплавов с 30...50 % кремния.. Установлено, что водород определяет значения коэффициента линейного расширения. Увеличение или уменьшение его по действию на коэффициент линейного расширения аналогично уменьшению или увеличению содержания кремнмя.

Показано, что различные и совместные воздействия на шихту, расплав и кристаллизацию, предусматривающие "зменент,е содержания водорода," не приводят к "змепьченню выделен'"?: 1фемн"стой фазы.

4. Исследовано влияние обработки расплава смесями вещестз, увеличивающих количество кислорода в расплаве, что приводит к наиболее полному разложению кремнистой фазы в жидкости и получению сильно модифицированной структуры. На оснрвании этого разработан высокоэффективный способ приготовления силуминов, позволяющий резко повысить их прочность. Применение предложенного механизма и этого способа

позволило создать серии сплавов систем М - «££ - Р - Н " Лх. - <5£ -Р -V с наиболее высокими ф"зетко-механнческ"-ми свойствами.

Например, прочность сплавов системы Л '- Р -л/' на

основе ^-30 составляет <а& = 146... 148. МПА.

вместо 30...40 МПа для обычного приготовлен"», сплава - 40 %вг - , 136.. .138 МПа вместо 10.. .15 МПа, сплава № - 50 %Ъг -. = 80 МПа зместо 0 "Па. Коэффициент линейного расз"рения этт,х сплавов остается ча прежнем уровне » "меет довольно нт*зк'*е значен"*: %5-'

сС = 15.. .16 • 10-6град-1, ЛС - -Ю % ¿V ^ = Г?...

с. Знецрсн"9 сезуяьтатоз работы проводите^- на ггреа."р"-т"-ту министерств оборонной отслетйюст" " мат'чосчт. з. Зяоном*'ческт'й эффект о? знедрен"? некотоскх -.

составляет двест" девяносто восемь ткс*ч дол ять сот .т^г-.г-;— рублей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

Т. Афанасьев В.К., Скобелина З.А., Кочергин D.K. Некоторые закономерности разрушения алюминиевых сплавов при .старении// Тезисы докладов 1У Всесоюзной конференции: физика разрушения/ АН УССР «нстнтут проблем материаловедения.-Киев.-1930.- С.335-336.

2. A.c. I' 1029635(СССР) Ш' C22F 1/04. Способ термической обработки алюминиевых сплавов/Афанасьев В.К., Скобелина З.А. М др.- № 3004193/22-02; Заявлено 12.11.80.- ДСП.

3. A.c. f 999651 (СССР) МКИ3 C22F 1/04. Способ термической обработки алюминиевых сплавов/Афанасьев В.К., Скобелина З.А. и .др.- № 3277695/22-02; Заявлено 16.04.81.- ДСП.

4. A.c. $ 1022512 (СССР) МКИ2 C22F 1/04. Способ термической обработки алюминиевых сплавов/Афанасьев В.К., Скобелина 3. и .др.- № 3261259/22-02; Заявлено II.03.81.- ДСП.

5. Скобелина З.А., Еловикова 1.3., Клейко Т.С. Некоторые особенности влияния нагрева на содержание водорода v азота в сплаве Л£ - II %Sz // Материалы П Всесоюзной научной конф. Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа/ ДМетТ?.- Днепропетровск.- 1982.- С.287-288.

6. A.c. № I0472I6 (СССР) МКИ2 C22F 1/04. Способ термической обработки литейных алюминиевых сплавов/Афанасьев В.К., Елов"кова Л.З, Скобелина З.А. и .др. - № 3394258/22-02; Заявлено 03.02.82,- ДСП.

7. A.c. Ж I2I2067 (СССР) МКИ4 С22С 1/06. Способ обработки расплава алюминиевых сплавов/Афанасьев В.К., Скобелина З.А и др.- № 3423410/22-02; Заявлено 16.04.82.- ДСП.

8. A.c. Г- Illf:494 (СССР), МКИ4 С22Р 1/04. Cnqco6 термической обработки литейных алюминиевых сплавов/ Афанасьев В.К., Афанасьева К.Н., Скобелина З.А. и .др.- № 3629876/22-02; Заявлено 29.07.83,- ДСП.

9. A.c. W 1285804 (СССР) МКИ4 С22С 1/06. Способ ггр"готовлени* алюминиевых сплавов/ Афанасьев В.К., Рябцев О.В., Скобелина З.А. т' ДО.-* 3796782/22-02; Заявлено 02.10.84.- ДСП.

10.A.c.JF 295763 (СССР) MKF4 С22В 9/10. Способ приготовления

алюминиевых сплавов/Афанасьев В.К., Скобетп'на З.А. др.]? 3841182/22-02; Заявлено 07.01.85.- ДСП.

11. А.С.» I3I2989 (СССР) МКИ4 С22С 1/06, С22В 9/10. Способ . модт'фт'ц^рован''я силуминов /Афанасьев В.К., Скобел"на З.А. и др.-]? 3906333/22-02; Заявлено 04.06.85.- ДСП.

12. Скобелина З.А. Об особенностях вл^ян"я лег"рован"я сурьмой на линейное расширение силуш»нов//Матер*»алк Ш Всесоюзной научн. конф. •.Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического т^па/ДМетИ.- Днепропетровск.- 1986.-

С .178. •

13. Внешняя среда т» по веден" е алюминиевых сплавов apt' тес;/''- ■ ческой обработке/ Афанасьев З.К., Скобелта З.А., Злоз'*-кова Й.З.//Про»'ззодственно-техн"ческ"й опыт.- 1956.-

& 3.- ДСП.

14. Афанасьев З.К., Скобел"на З.А. Зл-'ян^е обработка расплава на линейное раелт'рен™е высококремн^стых слум"нов.// Тез. докл. Ш областного науч.-техн^ч. семинара: Насяедствен-'

* ность в лт*тых сплавах/НТО Маппром.-Куйбьаев.- 1987,- С.65.

15. Зш'ян^е легировали фа коэфф"ту'ент линейного силуминов/Афанасьев В.К., Скобенена З.А. и .^.//Производственно-технический опыт.- 1987.- вып.17-8,- ДСП.

16. Скобелина З.А., Афанасьева М.В. Об особенностях образования первичных кристаллов кремния в сплавах Л£ - Si // Структура w свойства металлических материалов\ ¿¿егтсзузозс— КИЙ сб. науч. трудов.- Новос"бт*рск.-' 1987.- С. 118-122..

17. О связи особенностей изменения пластичности ашсы"н'-'еЕых сплавов с wx служебным" свойствами/Афанасьев З.К., Ско-белина З.А. " др.//Ц?о1'зводственно-техн1"ческ"й опыт.-1987,- Вып. 7-3.- ДСП.

18. Вл^ян^е предварительного нагрева на ф"з™ко-механ"ческ"е свойства сплавов JZd- 30...50 %Si /Скобел?*на З.А.. ."Ьо-кудина М.З. " др.//Сб. материалов к зональной «пучке Г: конференции: Структур а " свойства матер"», лоз.- МНС . ~ НГГ?Т.- Новокузнецк, 1938.- С.144.

19. -Д"нейкое рася"рен'"з сплазоз алгм'*н"я с 2?... .?С " Ci :--насьев З.К., Скс6е,т*ка З.А. » ар. Црсзвсссс^-г!»--'.'--:'': «• чесх"й опыт.- 1933,- Вып.8.- ДСП.

20. Афанасьев В.К., Скобенена З.А., Афанасьева Р.Н. Влияние газосодержания на линейное расширение силуминов//Тез.докв. пятой республиканской науч.-техн. конф.: Неметаллические включения * газы в литейных сплавах/АН УССР, ВНТО Маш-пром, ЗМЙ.-Запорожье.- 1988.- С.302.

21. Влияние обработки расплава на линейное расшмрен"е и механические свойства сплавов Л£. - 30./Афанасьев В., Скобел^на З.А. и ,цр.//Производственно-технический опыт.-1933.- Вып.12.- ДСП.

Авторские свидетельства на изобретения составов сплавов, веданные на автора (по теме диссертагрти):

1108774 (ДСП), 1156387 (ДСП), 1159343 (ДСП),

1194031 (ДСП), 1316272 (ДСП), 1331102 (ДСП),

1351144 (ДСП), 1378411 (ДСП), 1391122 (ДСП).