автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка технологических основ подготовки сплавов системы Al-Si-Mg к получению отливок методом твердожидкой формовки

на правах рукописи

Колесов Сергей Сергеевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ПОДГОТОВКИ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ АЬЭьМё К ПОЛУЧЕНИЮ ОТЛИВОК МЕТОДОМ ТВЕРДОЖИДКОЙ ФОРМОВКИ

Специальность: 05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2007

003057036

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор,

заслуженный работник ВШ РФ Косников Геннадий Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Абрамов Алексей Александрович

кандидат технических наук,

доцент Савельев Константин Дмитриевич

Ведущая организация: ОАО «ПТИЛитпром»

Защита состоится ма?\__ 2007 г. в Ор часов на заседании

диссертационного совета Д 212.229.14 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, химический корпус, ауд. 51.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Автореферат разослан "_"_2007 г.

Ученый секретарь

доктор технических наук, профессор

Кондратьев С. Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Новые технологии получения фасонных отливок из сплавов, находящихся в твердожидком состоянии, заняли в последнее десятилетие приоритетные позиции в заготовительном производстве зарубежных стран. В последний годы большое внимание уделяется изучению проблем связанных с тиксопроцессами. Однако до сих пор существуют нерешенные вопросы, в частности, проблема химической и структурной неоднородности слитков по сечению, что приводит к браку литых заготовок.

Тиксотехнологии основаны на эффекте резкого снижения вязкости суспензии под влиянием сдвиговых деформаций, возникающих при формовке изделий (тиксоэффект). Тиксопроцесс по классической схеме осуществляется в три этапа: 1. получение слитка с частично вырожденной дендритной (глобуляризированной) структурой; 2. нагрев и выдержка мерной заготовки в твердожидком состоянии для получения глобулярной (вырожденной дендритной) структуры твердой фазы и необходимого соотношения твердой и жидкой фаз; 3. подача заготовки в рабочий орган формообразующего агрегата и реализация процесса твердожидкой формовки.

Разновидностью процесса твердожидкой формовки являются различные методы порционной обработки расплава в жидкотвердом состоянии для обеспечения требуемых реологических свойств суспензии.

В настоящее время, наиболее широко применяется одноплоскостное (горизонтальное или вертикальное) МГД перемешивание. Проблема расширения сортамента производимых отливок решается за счет применения двухплоскостных (комбинированных) МГД перемешивателей. Однако математические модели, описывающие тепловые и гидродинамические процессы, происходящие в расплаве, практически отсутствуют, что не позволяет обеспечивать рациональные режимы процесса литья.

Наиболее широкое применение формовка в твердожидком состоянии получила в автомобильной промышленности при использовании литейных алюминиевых сплавов типа А357(А356). Однако эти сплавы по комплексу механических и эксплуатационных свойств в ряде случаев не удовлетворяют требованиям предъявляемым к фасонным отливкам ответственного назначения. Кроме того, процесс подготовки этих сплавов достаточно сложен, энергоемок и требует усовершенствования. Поэтому чрезвычайно актуальным является как упрощение процесса подготовки сплава к тиксоформовке, так и расширение номенклатуры используемых сплавов.

Целью работы является усовершенствование технологии подготовки сплавов А357(А356) для получения фасонных отливок и расширение номенклатуры сплавов, применяемых для тиксопроцессов литья.

Научная новизна работы:

- разработана математическая модель воздействия двухплоскостного МГД перемешивателя на расплав в кристаллизаторе при процессе полунепрерывного литья слитков;

- разработан комплекс критериев отбора сплавов для технологии формовки в твердожидком состоянии, включающий термодинамические, структурные и технологические критерии;

-на примере сплавов А357 и АДЗЗ выявлены закономерности влияния технологических параметров тиксопроцесса на структуру и реологические свойства литой заготовки из Al-Si сплавов эвтектического и твердорастворного типа.

Практическая ценность:

- определены режимы термовременной обработки мерной заготовки, полученной из слитка сплавов А357 и АДЗЗ, обеспечивающие получение в ней тиксотропной структуры;

- определены технологические режимы процесса полунепрерывного литья при двухплоскостном перемешивании в кристаллизаторе, обеспечивающие расширение сортамента выпускаемых слитков;

- в производственных условиях на машинах литья под давлением вертикального типа с холодной камерой прессования изготовлена опытная партия отливок тиксолитьем с использованием разработанных технологических режимов.

На защиту выносится.

1. Математическая модель воздействия двухплоскостного МГД перемешивателя на расплав в кристаллизаторе, на ее основе реализовано моделирование тепловых и гидродинамических процессов.

2. Комплекс критериев выбора сплавов для их формовки в твердожидком состоянии.

3. Режимы подготовки сплавов эвтектического и твердорастворного типов для твердожидкой формовки литых заготовок.

4. Обоснование расширения сортамента слитков и номенклатуры сплавов для твердожидкой формовки.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на VI (Екатеринбург, 2003 г.) и VII (Новосибирск, 2005 г.) съездах литейщиков России; 3, 4 и 6 всероссийских научно-практических конференциях «Литейное производство сегодня и завтра» (С.-Петербург, 2002, 2003, 2006г.г.); на 7 Всероссийской конференции по проблемам науки высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах» (С.-Петербург, 2003 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Материалы работы изложены на 137 страницах машинописного текста, содержат 19 таблиц, иллюстрированы 82 рисунками. Список литературы содержит 102 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагается обоснование актуальности темы диссертационной работы, формулируются основные проблемы, стоящие в области разработки и реализации тиксопроцессов получения литых заготовок и цель работы.

Первая глава посвящена аналитическому обзору современного состояния, раскрывает сущность и проблемы тиксотехнологий. Описываются современные тиксотехнологии, структура и свойства применяемых сплавов. Одной из важнейших проблем процесса получения слитков полунепрерывным литьем с МГД перемешиванием расплава является структурная и химическая неоднородность по сечению. Выполнен анализ существующих термодинамических, структурных и технологических критериев оценки сплавов. Показана необходимость расширения номенклатуры применяемых сплавов. На основании проведенного анализа сформулированы задачи исследования, позволяющие обеспечить выполнение ранее сформулированной цели.

Во второй главе описывается методика проведения исследований и экспериментов, используемые материалы, приборы и оборудование. В качестве исследуемых материалов использовались литейные и деформируемые алюминиевые сплавы, описание которых будет дано в последующих разделах. Расплав получали в печи сопротивления емкостью 3 т. Исходные слитки получали на установке полунепрерывного литья с комбинированым МГД перемешиванием расплава, позволяющей получать слитки от 50 до 200 мм, при скорости литья от 20 до 1000 мм/мин, при силе тока 0-40А в катушках МГД перемешивателя. Использовались литейная оснастка МахСаБ! фирмы \Vagstaff 0150 и 200 мм и

традиционные кристаллизаторы скольжения 070 и 150мм. Химический состав сплавов по сечению слитков определялся двумя методами:

- рентгеновским микрозопдовым анализом на растровом электронном микроскопе модели "АВТ-55" (Япония) с ренгеновским спектральным микроанализатором "LINK" (Англия);

- лазерным масспектрометре типа "VIG PLASMA QUAD". Химический состав определялся с шагом 15мм.

Термодинамические расчеты выполнены с использованием пакета ChemSage и баз термодинамических данных SGTE.

Образцы для металлографических исследований изготавливались на оборудовании пробоподготовки фирмы "Buehler". Количественная оценка структуры проводилась на анализаторе изображения Thixomet.

Термовременная обработка сплавов проводилась в печах сопротивления и в ванне с расплавом АК7. При нагреве в ванне с расплавом алюминиевого сплава заготовка помещалась в контейнер из тонколистовой (0,5 мм) стали 4X13. Температура измерялась термопарой (хромель-алюмель), зачеканенной в заготовку, и контролировалась с помощью компьютерного комплекса на базе платы фирмы Advantech.

При разработанном методе вязкость в двухфазном состоянии определялась двумя способами:

1 . пересчитывалась по известной формуле по усилию необходимому приложить к индентору для проникновения в образец при постоянной скорости (1.5x10 м/сек) внедрения индентора (03 мм). В качестве образцов использовались цилиндрические образцы 040 мм и высотой 20 мм.

2 . пересчитывалась по известной формуле по усилию необходимому для осадки образца между двумя плоскопараллельными пластинами при постоянной скорости нагружения (1.5x10"5 м/сек). В качестве образцов использовались цилиндрические образцы 015 мм и высотой 10 мм.

В третьей главе разработана аналитическая модель воздействия бегущего магнитного поля, генерируемого двухплоскостным МГД перемешивателем, на расплав, на базе коммерческого программного комплекса "ANSYS", реализующего метод конечных элементов («МКЭ»). Разработка и реализация модели выполнена совместно с к.т.н. Кацманом Я.М. и к.ф.м.н. Игнатьевым С.Н. Выведена математическая зависимость, позволяющая определить усредненную силу, действующую при взаимодействии двух полей.

Для моделирования процесса литья рассматривается гидродинамическая задача турбулентного перемешивания расплава алюминия в цилиндрической емкости под воздействием вращающих его относительно оси симметрии электромагнитных сил и силы тяжести. Одна поверхность является свободной и ее форма определяется при решении гидродинамической задачи, вторая - поверхность кристаллизации - определяется тепловыми процессами.

Вследствие ограниченной мощности вычислительной техники решение задачи осуществлялось по следующему алгоритму:

1. Решалась задача теплопроводности без учета передачи тепла за счет гидродинамических эффектов. Для определения границы раздела фаз использовалась нелинейная зависимость теплопроводности от температуры со скачком при температуре кристаллизации. В результате определялась форма «лунки» - поверхности кристаллизации.

Специфической особенностью данной задачи является необходимость определения в процессе решения задачи неизвестной границы раздела фаз -формы фронта кристаллизации (задача Стефана), что потребовало записи соответствующего условия.

2. Методом VOF (Volume Of Fluid) для осесимметричной задачи определялась форма свободной поверхности для ньютоновской несжимаемой жидкости под действием силы тяжести и электромагнитных сил с использованием ранее полученной аналитической модели. В расчетах принята k-е модель турбулентности.

3. Выполнялся повторный гидродинамический расчет при заданной форме границ области в осесимметричной постановке при заданных скоростях вращения расплава вокруг оси симметрии.

Необходимость 3 этапа связана с тем, что скорости вторичных течений (вихрей типа Тэйлора) существенно ниже окружных, и точность их определения на этапе 2 недостаточна.

Разработан интерфейс программы, который имеет интуитивно понятный вид и состоит из одной управляющей формы. В качестве исходных данных вводятся основные параметры литейной оснастки (диаметр кристаллизатора, высота тепловой насадки), токовые и конструктивные параметры одно- и двухплоскостного МГД перемешивателей, магнитная проницаемость и критические температуры сплава.

I поверхностная дендритная юна (ПДЗ), состоящая из компактной, пол носи,io дендритной структуры; 2 - область, где встречаются дендриты, окруженные мелкими округлыми зернами (переходная зона); 3 - область, где наблюдается равномерное распределение эвтектики и округлых зерен (равноосная зона); 4 -область, где пичкая скорость вращения расплава маленькие зерна агломерируют в большие зерна (центральная зона).

Протяженность ПДЗ составляет до несколько миллиметров. Переходная зона имеет толщину равную толщине ПДЗ или может быть в 3 раз шире. Именно В переходной зоне встречаются скопления эвтектики и полосы сегрегации.

Псрсшдийм

ПДЗ юна Равнооаия юна Центральная iiiua

^-^TJuRi'jmjniMi. сипкя ......О.^мч 11см I р слитка -

Рис I Микроструктура слитка сплава Д357 (слиток 070мм. расчетные параметры: скорость литья 700 мм/мин, ток МГД 45Л).

.Ы *

;'гда

| ■ ,!

Персией«! л

30М£

Раеиоо-ная

юна I

VT

. v^V'VA4v' ^.v.w

'V'

Цвптрй^ЫДО ;

10 1!; Ж » Ж

Р^ггт^яния и' ':-:■(.(. Mil

Рис 2 Структурные критерии по радиусу слитка (слиток 070мм, расчетные параметры: скорость литья 700мм/мпп. ток МГД - 45А). Неоднородность структуры в этой области заключается в том. что полосы

сегрегации состоят из крупных дендритов и колоний эвтектики, а между ними

расположены области с более мелкими дендритами и мелкие первичные зерна. Так,

например в равноосной и центральной зонах слитка (070мм, скорость литья

250мм/мин, ток МГД 45А) наблюдаются крупные образования, возникшие в

результате коагуляции мелких зерен, что вызвано невысокой скоростью литья.

При использовании расчетных параметров литья резко возрастает структурная Однородность слитка (рис.1 и 2). В качестве характеристик структуры использовались параметры Г (фактор формы), х (фактор удлиненности) и I) (эквивалентный диаметр зерна).

На основании проведенных экспериментов можно сделать заключение об адекватности выполненных расчетов н возможности подбора технологических параметров литья для слитков малого диаметра (до 0100мм), позволяющие значительно снизить структурную неоднородность.

11ри больших диаметрах слитков и М ГД перемешивании только в горизонтальной плоскости невозможно обеспечить необходимую структурную однородность по сечению слитка только за счет подбора скорости вращения расплава и скорости литья. В связи с этим в центре зоне, практически всегда, первичные зерна более крупные. Повышения однородности можно добиться применением двух плоскостного МГД нсрсмешиватсля. Проведенные эксперименты показали, что однородность структуры слитков большого диаметра можно обеспечить только за счет двухпл ос костного МГД перемешивания {рис.3). При этом обеспечивается также повышение химической однородность слитка, в частности по содержанию кремния (рис.4).

а б иг

Рис.3 Структура различных зон слитка 0150мм сплава А357 (МГД перемешивание 1Кр[=40А; 1„>р1| =20А; скорость литья 150мм/шш): а - ПДЗ; б переходная зона; в -равноосная зона; г - центральная зона. х50.

li результате реализации расчетных параметров процесса литья слитка при классическом варианте процесса тикеолитья получается слиток, который разрезается на заготовки. Структура заготовок является недендритной, но не глобулярной.

На втором этапе (нагрева и выдержки в двухфазном состоянии) происходит формирование

—. f j Г : «*- ! ос--, t. ♦JC.'i :

-,................■*....<■••-> :-■-. г-

Рис.4 Распределение кремния по радиусу слитка 0150мм сплава А357 (МГД Перемешивание 1иф1=40А; 1!Ори!=20А; скорость литья 150мм/мнн)

тиксотропной, глобулярной структуры, что обеспечивает эффект тиксотропии при формовке. При этом должна быть точно выдержана заданная температура, а температурное поле должно быть однородным.

Для определения критических температур кристаллизации и рабочего интервала тиксоформовки выполнен дифференциальный термический анализ (ДТА) сплава А357. Рабочий интервал температур тиксоформовки (40-60% жидкой фазы) соответствует 580-590°С. Такое соотношение жидкое/твердое обеспечивает проявление эффекта тиксотропии (при соблюдении глобулярноети твердой фазы) и позволяет сохранить форму заготовки, которая при большем количестве жидкой фазы может разрушиться под собственным весом.

Исследовано влияние термовременной обработки нп структуру сплава А357, полученного полунепрерывным литьем с МГД перемешиванием расплава. Целью исследований являлась разработка альтернативного индукционному нагреву Метода порционной обработки сплава для подготовки структуры заготовки к тиксоформовке. 11агрев образцов производился в печи сопротивления СШОЛ,

температура нагрева составляла 577-595°С, время выдержки - 1-20 минут. Заготовки после выдержки закаливались в воду.

Металлографи-ческй ми исследованиями фиксировалось среднее значение фактора формы и среднее значение

Эквивалентного диаметра зерна в различных зонах слитка. С точки Зрения подготовки структуры к тиксоформовке критическими являются центральная (по размеру зерна, О) и переходная (по фактору формы, Г) зоны. Поэтому, как видно из рис.5. Представляющего плоскую проекцию (Т-т) систем (Т-т-0 для центральной зоны; Т-т-Р для переходной зоны), при нагреве в расплаве необходимые параметры термовременной обработки находятся в пределах, соответственно. Теб85-590°С, т=] 0-20мин. При использовании для нагрева печи сопротивления границы областей несколько смещаются из-за более медленного нагрева в области меньшего времени

11

...... и пяти г ;». i < i " I к<м АК7

т. с

Рис.5. Рекомендованный диапазон термовременной обработки заготовки сплава А357 при на i реве в расплаве.

выдержки, однако необходимые параметры термо временной обработки не изменяются по сравнению с нагревом в расплаве.

На рис.6 представлены эволюция структуры образцов в процессе термовременной обработки.

Рис.6 Структура переходной зоны в литом состоянии и после выдержки мри различных температурах

После нагрева до 585°С н

I [осле нагрева до 590°С и выдержки 1мин.,х50

После нагрева до 590 С и выдержки 5мин., х50

11оелс нагрева до 5&50С в

После нагрева до 59(гС и выдержки 15мии., х50

После нагрева до 585°С в

Рекомендуемыми режимами термовременной обработки заготовок из сплава А357 является выдержка 10 мин при температуре 590°С при нагреве в печи

сопротивления и 14 мин при 590°С при нагреве в расплаве.

Для опробования разработанной технологии тиксолите.я в

производственных условия* была ■ выбрана деталь «Стакан» массой 200 г,

fS^^^^Tjt1» изготовляемая из сплава АК5М2 на

w ОАО «Красный Октябрь» методом

Рис.7. Внешний вид (а) и структура лтъя Делением. Данный метод

(б) детали «Стакан» изготовления и используемый сплав

рабочий участок кривой кристаллизации:

Т50 - температура, при которой соотношение жидкой и твердой фаз 50/50;

dF/dT(T50) - угол наклона термической кривой при этой температуре;

Т40- Тбо - рабочий интервал температур в интервале 40-60% жидкой фазы, который обеспечивает возможность доставки заготовки к формующему агрегату и эффект тиксотропного течения материала при формовке.

2. структурные критерии:

- предложенный в данной работе структурный критерий —, где

х

F = - фактор формы; х = — - фактор удлиненности (Р- периметр; S — Р~ h

площадь; In h- ширина и высота прямоугольника минимальной площади

очерчивающего объект).

Î4S

- используемые структурные критерии: D ( D = J—, где S — площадь зерна) и Csfs (Csfs=Csxfs , где Cs - коэффициент примыкания; fs - доля твердой

.....I „^7=

фазы, Cs =—с"1срс" ——— , где А зсрна -, - площадь поверхности зерна i;

А контактов криа i - площадь поверхности контактов зерна i со всеми соседними зернами одной фазы; i - число зерен одной фазы.

3. технологический критерий - вязкость материала в двухфазном состоянии.

Параметр — можно рассматривать как критерий оценки развитости

х

поверхности и вытянутости структурного объекта. Установлены граничные р

значения параметра —: для дендритной структуры - не более 0,06; для

-V

недендритной структуры - от 0,065 до 0,5; для глобулярной (тиксотропной) структуры - более 0,6.

Основным технологическим критерием процесса твердожидкой формовки с использованием эффекта тиксотропии является вязкость двухфазной суспензии в момент формования, так как эффект тиксотропии и заключается в снижении вязкости двухфазной суспензии. Однако традиционные литейные пробы для

оценки жидкотекучеетн не годятся для оценки технологических свойств твердожидкой суспензии.

Понижение динамической вязкости связано с морфологией твердых частиц (степени сферичности), их размером и соотношением жидкое/твердое. Кроме того, значение вязкости необходимо для описания движения твердожидкой суспензии при заполнении формы и, следовательно, является необходимым параметром при проектировании оснастки для данной технологии. На рис.9 показаны закономерности изменения вязкости сплава А357 в двухфазном состоянии от F/x (а) и D (б). Замеры вязкости проводились по предложенной методике.

8лгуде.т« гяпаьа A.5S71> д^фазкйн сктойкий сллзеэ A3S? г ¿^лФ3'1*'*« состоянии щ

зг зг:> ¡ти темтеритуре £££с

диаметра jep«a О при теыператер? isoc if

Рис.9 Вязкость сплава А357 в двухфазном состоянии в зависимости от БР/х (а) и от эквивалентного размера зерна (б).

Из представленных рисунков видно, что вязкость изменяется существенно в зависимости от доли жидкого, фактора формы и дисперсности зерен твердой фазы. Вязкость в материала в дендритном состоянии более чем на порядок отличается от вязкости сплава с глобулярной структурой. При факторе формы более 0,6 вязкость практически не зависит от размера твердой фазы в исследованных диапазонах размеров зерен, что объясняется снижением эффективного количества жидкой фазы для случая с дендритной структурой.

На основании проведенных исследований, можно сделать заключение, что вязкость является структурно чувствительным параметром.

На этапе формовки заготовка должна состоять из глобулярных включений твердой фазы, окруженных расплавом. Предварительный отбор сплавов для тиксотехнологии можно сделать непосредственно по фазовой диаграмме. Чистые металлы и эвтектические сплавы не подходят для тиксоформовки из-за отсутствия интервала кристаллизации. В доэвтектических сплавах жидкая фаза появляется за счет расплавления эвтектики.

Для сплавов, которые находятся левее точки предельной растворимости, жидкая фаза в области технологических температур может появиться -за счет избирательного оплавления периферийных областей зерен твердой фазы, вызванных неравномерным распределением элементов по сечению зерна (микроликвацией). Например (рис.10), при полунепрерывном литье сплава А1-5%Мё наблюдается чрезвычайно высокая неоднородность состава по зерну.

Мея кр|ч|:|,ги

Рис. 10 Микросегрегация ло телу зерна сплава ЛМг5.

С этой точки зрения чрезвычайно интересным является изучение возможности применения сплавов с низким количеством эвтектики (деформируемых сплавов).

Н таблице 5 приведены значения выбранных т/д критериев большинства типичных деформируемых сплавов.

Таблица I

Термодинамические характеристики деформируемых сплавов

Сплав Т,п. "С (1Г/<1Т(ири Т^й) х т 140" 1(>0(

АМг1 648 0.076 4

1915 634 0.043 6

АД31 644 0.041 7

ЛДЗЗ 632 0.030 8

АД35 633 0.024 9

АК4-1 624 0.022 10

1365 632 0.021 10

АМгЗ 624 0.020 11

А Кб 627 0.019 11

Д20 618 0.016 14

ш 620 0,015 14

АМгб 605 0.014 15

АК8 615 0.014 15

Д16 614 0.014 16

В95 603 0.012 17

Для расчетов взяты средние значения количества основных легирующих компонентов в пределах ГОСТа. Из представленных

результатов видно, что самым удобным (по т/д критериям) являются сплавы Д16 и В95. Они обладают достаточным рабочим интервалом температур (Тэд- Т«п~16- 17°С), обеспечивающим от 40 до 60% жидкой фазы и самым пологим наклоном кривой кристаллизации на середине рабочего участка (dF/dT"0.012-0.014). Самыми неудобными являются сплавы А М г 1 и 1915, которые имеют самый малый рабочий интервал температур (Тад- Т(,ц=4-60С) и самый крутой наклон кривой кристаллизации (dF/dT=0.043-0,076) при температуре, обеспечивающей 50% жидкой фазы (ТЛ,}-Эти сплавы практически чрезвычайно сложно использовать для твксбформовки.

Сплавы АДЗ I и АД 33 являются более удобны ми для этих целей, однако необходимо доказать возможность их практического

использования для

тиксоформовки. Эти сплавы имеют некоторые

преимущества по комплексу механических свойств по сравнению со сплавом А357 (рис.11), обладает лучшей коррозионной стойкостью в ряде агрессивных сред и позволяет наносить на поверхность изделий

химические покрытия, в частности анодировать.

Для экспериментов был выбран сплав АДЗЗ, т.к. он обладает большей

прочностью (на ~70МПа), по сравнению е АДЗ 1, и при этом достаточно высокой коррозионной стойкостью. Чрезвычайно важно, что микрострукту-ра слитка сплава АДЗЗ, полученного полунеттре-рывным литьем, носит, в отличие от сплава А357, ячеистый характер (рис.12). Это позволяет предполагать; что значительно упростится процесс подготовки структуры сплава к тиксоформовкс по сравнению со сплавом А357.

Рис. I I Механические свойства еплаиов Л357 и АДЗЗ

По структурным критериям проведена оценка пригодности к тиксоформовке заготовок из сплава АДЗЗ, полученного различными способами:

1. Заготовка из синтетического сплава АДЗЗ. Сплав расплавляли в индукционной печи с перегревом Ю0°С, затем разливали в металлическую

форму для получения цилиндрических образцов 050 и длиной 100 мм. р

Среднее значение — составляет 0,05, что соответствует полностью

х

дендритной структуре. Выдержка заготовки в двухфазном состоянии не приводит к формированию глобулярной структуры.

2. Заготовка их сплав АДЗЗ, полученная полунепрерывным литьем без

р

МГД перемешивания расплава. Среднее значение — составляет 0,43, что

х

соответствует структуре, которая для сплава АЗ 5 7 достигается обработкой в твердожидком состоянии. Средний эквивалентный размер зерна (Б) составляет 140мкм. Заготовку необходимо выдержать в двухфазном состоянии очень короткое время для более полной сфероидизации зерен при ограничении роста зерна, при этом обеспечивается снижение вязкости расплава. При выдержке образцов в двухфазном состоянии в печи сопротивления средний размер эквивалентного диаметра зерна центральной зоны слитка увеличивается до 230мкм (при 20 мин выдержке), а при использовании ванны с расплавом АК7 - до 215мкм. Данный факт можно объяснить более длительным нагревом от ликвидуса до технологической температуры при использовании печи сопротивления, что приводит к увеличению времени нахождения образца в твердожидком состоянии по

Р

сравнению с нагревом в ванне с расплавом АК7. Параметр —уже через 3-5

х

минут выдержки при температурах 543 и 537°С соответственно становится равным 0,6, что удовлетворяет требованиям технологии. Таким образом, термовременную обработку в твердожидком состоянии необходимо проводить по режиму: выдержка 3 минуты при температуре 543 °С или 5 минут при температуре 537°С независимо от способа нагрева.

3. Заготовка из сплав АДЗЗ, полученная полунепрерывным литьем с МГД

перемешиванием расплава в кристаллизаторе. Структура сплава носит

р

ячеистый характер. Среднее значение — составляет 0,55, средний

х

эквивалентный размер зерна (Г)) составляет 50 мкм. Данный способ получения заготовки является приемлемым для подготовки ее к

тиксоформовке. В литом состоянии структура заготовки практически готова к формовке и заготовку необходимо просто нагреть до технологической температуры.

4. Заготовка из сплава АДЗЗ, полученная порционной обработкой расплава. Расплав перегревали на 100°С над температурой ликвидуса и выдерживали 10 мин., затем охлаждали до температуры 662°С (Н)°С

перегрева над ликвидусом) и

выдерживали 10 мин,, затем быстро охлаждали до температуры 643СС и выдерживали при ней, отбирая пробы через различные промежутки времени. Пробы закаливали в воде.

Среднее значение — составляет 0,51,

.v

средний эквивалентный размер зерна (О) составляет 80мкм. Данный способ получения заготовки является приемлемым для подготовки се к тиксоформовке. Структура заготовки показана на рис.! 3. При исследовании влияния различных факторов на вязкость сплава АДЗЗ и, для сравнения, А357 в твердожидком состоянии варьировались способы воздействия (!-4). На рис.14 приведены режимы обработки заготовок и их влияние на вязкость сплавов.

прямого нагружения были получены

Рис. 13 Структура заготовки, полученной порционной обработкой расплава, х 100

При определении вязкости путем аналогичные результаты.

!5.«С*К

ЬЖЯ\к:

4.ОДК'

.1 •УХ.ТГУ

«ХКЖкГ/

С 5 (С

л заде* (С*

^ ^•йХг.К

а

{Г

2.«С» К-'

1 А

i

АОЮ ургакчвд оьтвчюкм Ни

1

« .. Й .

Рис, 14 Сравнение вязкости сплава АДЗЗ полученною различными способами.

Таким образом, вязкость образцов сплава АДЗЗ, полученных по 3 и 4 вариантам обработки,

приблизительно одинакова. Ото связано с тем, что при данных условиях сплавы имеют

глобулярную структуру и одинаковое соотношение

жидкое/твердое. Вязкость образцов сплава АДЗЗ с дендритной структурой значительно выше.

Вязкость сплава АДЗЗ, полученного по 2 варианту обработки, несколько выше, чем у сплава, полученного по варианту 3 без термовременной обработки в двухфазном состоянии. Вероятно, это связано с наличием в структуре слитков крупных образований неправильной формы. При этом можно ожидать повышение вязкости за счет снижения эффективного количества жидкой фазы в результате ее захвата этими крупными конгломератами.

После кратковременной термовременной обработки вязкость сплава АДЗЗ, полученного по варианту 2, приближается к вязкости сплава, полученного по варианту 3.

Испытания образцов, полученных из сплава АДЗЗ методом твердожидкой формовки по варианту 3 с последующей закалкой с температуры 530°С и старением при температуре 175°С 8 часов, показали следующий уровень механических свойств: с0,2=282МПа, ав=315МПа.

Таким образом, сплав АДЗЗ при использовании его для твердожидкой формовки не уступает по механическим свойствам сплаву А357. В то же время подготовка сплава АДЗЗ менее трудоемка и технологически приемлема, чем подготовка сплава А357. Общие выводы работы:

1. Разработана математическая модель поведения расплава в кристаллизаторе в условиях различных режимов МГД перемешивания расплава и доказана высокая достоверность расчетных данных, полученных при се использовании.

2. Предложен комплекс критериев отбора сплавов для тиксопроцессов, включающий термодинамические, структурные и технологические критерии.

3. С использованием разработанного комплекса критериев за счет деформируемых сплавов расширена их номенклатура для использования при тиксоформовке.

4. Разработаны рекомендации по использованию сплава АДЗЗ для получения фасонных отливок с использованием тиксотехнологий.

5. Подобраны технологические параметры процесса полунепрерывного литья слитков с МГД перемешиванием для сплава А357 с целью повышения их структурной и химической однородности.

6. Разработан и реализован в производственных условиях процесс подготовки заготовок и получения отливок из сплава А357 тиксолитьем с использованием имеющихся в цехе машин литья под давление и раздаточных печей.

7. Расширен сортамент слитков (до 0200 мм) из сплава А357 за счет использования двухплоскостного МГД перемешивания при расчетных режимах.

Список опубликованных работ:

1. Коспиков Г.А., Романов A.B., Колесов С.С. Получение опытной отливки с использованием тиксотехнологии в производственных условиях. В сб.: Литейное производство сегодня и завтра. Тез. докл. всерос. науч.-практ. конф. СПб.: СПбГПУ. - 2002 г. - С. 36-39.

2. Косников Г.А., Романов A.B., Чижиков В.В., Колесов С.С. Получение опытной отливки с использованием тиксотехнологии в производственных условиях. В сб.: Литейное производство сегодня и завтра. Тез. докл. всерос. науч.-практ. конф. СПб.: СПбГПУ - 2003 г. - С. 97-98.

3. Косников Г.А., Чижиков В.В., Колесов С.С. Получение заготовок из сплавов в твердожидком состоянии. В сб.: Труды VI съезда литейщиков России. Екатеринбург : УГТУ-УПИ. - 2003 г. - С. 111-120.

4. Косников Г.А., Чижиков В.В., Колесов С.С. Получение фасонных отливок из сплавов в твердожидком состоянии. В сб.: Фундаментальные исследования в технических университетах Тез. докл. всерос. науч.-практ. конф. СПб.: СПбГПУ. - 2003 г. - Изд.СПбГТУ. - С. 241-242.

5. Косников Г.А., Колесов С.С. Влияние МГД-псремешивания на структуру сплавов, обрабатываемых в твердожидком состоянии. В сб.: Труды VII съезда литейщиков России. Новосибирск: 2005 г. —Т.1. - С. 298-303.

6. Косников Г.А., Колесов С.С. Применение деформируемых сплавов для формовки в твердожидком состоянии. В сб.: Литейное производство сегодня и завтра. Тез. докл. всерос. науч.-практ. конф. СПб.: СПбГПУ - 2006 г. - С. 228-235.

7. Косников Г.А., Колесов С.С. О возможности расширения номенклатуры алюминиевых сплавов для тиксоформовки // Литейщик России. -2007. - №4. - С17-21.

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать 04.04.2007. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 1467Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: 550-40-14 Тел./факс: 297-57-76

Введение

1 Состояние вопроса (аналитический обзор)

1 1 Современные тиксопроцессы

1 2 Критерии оценки пригодности сплавов к тиксоформовке

1 3 Сплавы, используемые для тиксоформовки

1 4 Выводы, постановка цели и задач работы

2 Методика проведения исследований и экспериментов

2.1 Материалы, плавка и обработка сплавов в жидком состоянии

2.2 Приборы и оборудование

2.3 Выявление и оценка структуры, определение механических 31 свойств сплавов

2.4 Термодинамический анализ

2 5 Определение вязкости

3 Усовершенствование технологии подготовки сплава A357 к 35 тиксоформовке

3 1 Моделирование процесса полунепрерывного литья цилиндрических 36 слитков с МГД перемешиванием расплава в кристаллизаторе

3 2 Повышение структурной и химической однородности 53 цилиндрических слитков сплава A3 5 7 за счет одно- и двухплоскостного МГД перемешивания расплава в кристаллизаторе

3 3 Разработка технологических режимов подготовки сплава A357 к 68 тиксолитью

3 4 Реализация разработанной технологии тиксолитья в 86 производственных условиях

4. Расширение номенклатуры сплавов для твердожидкой формовки

4 1 Разработка критериев оценки пригодности сплавов для 89 твердожидкой формовки

4.1.1. Выбор и совершенствование термодинамических критериев

4.1 2. Разработка структурных критериев

4 1.3 Разработка технологических критериев

4.2 Применение деформируемых алюминиевых сплавов для 100 твердожидкой формовки

4.2.1 Обоснование применимости сплава АДЗЗ для твердожидкой 100 формовки

4.2.2 Влияния режимов полунепрерывного литья на структуру 112 сплава АДЗЗ

4.2.3 Влияние темовременной обработки в двухфазном состоянии 118 на структуру сплава АДЗЗ

4 2 4 Технологические и механические свойства сплава АДЗЗ

Новые технологии получения фасонных отливок из сплавов, находящихся в твердожидком состоянии, заняли в последнее десятилетие приоритетные позиции в заготовительном производстве зарубежных стран. В последний годы большое внимание уделяется изучению вопросов получения металлических суспензий, их реологические и технологические свойства; улучшаются характеристики продукции, получаемой этими способами; совершенствуются конструкции применяемых машин и оснастки; много внимания уделяется моделированию и математическому описанию гидродинамических и тепловых процессов формообразования в твердожидком состоянии; проектированию техпроцесса и методам контроля. Однако до сих пор существуют нерешенные вопросы, в частности, проблема химической и структурной неоднородности слитков по сечению, что приводит к браку литых заготовок по несоответствию свойств предъявляемым к ним требованиям.

Тиксотехнологии основаны на эффекте резкого снижения вязкости суспензии, в частности металлической, под влиянием сдвиговых деформаций, возникающих при формовке изделий (тиксоэффект). Тиксопроцесс по классической схеме осуществляется в три этапа: 1. получение слитка, как правило полунепрерывным литьем с МГД перемешивание расплава в кристаллизаторе, с частично вырожденной дендритной (глобуляризированной) структурой; 2. нагрев и выдержка мерной заготовки в твердожидком состоянии для получения глобулярной (вырожденной дендритной) структуры твердой фазы и необходимого соотношения твердой и жидкой фаз; 3. подача заготовки в рабочий орган формообразующего агрегата и реализация процесса твердожидкой формовки.

Разновидностью процесса твердожидкой формовки являются различные методы порционной обработки расплава в жидкотвердом состоянии для обеспечения требуемых реологических свойств суспензии как и в случае классического тиксолитья.

В настоящее время, наиболее широко применяется одноплоскостное (горизонтальное или вертикальное) МГД перемешивание. Для расширения сортамента производимых отливок, в сторону увеличения их габаритов, необходимо увеличивать габариты слитков, а это приводит к усугублению проблем структурной и химической однородности слитка при применении классических, одноплоскостных МГД перемешивателей. Данная проблема решается за счет применения двухплоскостных (комбинированных) МГД перемешивателей. Однако математические модели, описывающие тепловые и гидродинамические процессы, происходящие в расплаве, практически отсутствуют, что не позволяет обеспечивать рациональные режимы процесса литья.

Наиболее широкое применение формовка в твердожидком состоянии получила в автомобильной промышленности при использовании литейных алюминиевых сплавов типа А357(А356). Однако эти сплавы по комплексу механических и эксплуатационных свойств в ряде случаев не удовлетворяют требованиям предъявляемым к фасонным отливкам ответственного назначения Кроме того, процесс подготовки этих сплавов достаточно сложен, энергоемок и требует усовершенствования. Поэтому чрезвычайно актуальным является как упрощение процесса подготовки сплава к тиксоформовке, так и расширение номенклатуры используемых сплавов. С этой точки зрения представляют интерес сплавы, в частности деформируемые, в которых наблюдается исходная ячеистая структура твердого раствора, что, можно предполагать, сделает менее трудоемким процесс ее дальнейшей глобуляризации. Деформируемые сплавы представляют интерес также и с той точки зрения, что твердожидкая формовка практически нивелирует требования к сплавам по литейным свойствам.

В литературных источниках не удалось обнаружить универсальных критериев для отбора сплавов для тиксопроцессов формовки, что делает также актуальной задачу разработки такого универсального комплекса критериев.

Основные выводы работы:

1 Разработана математическая модель поведения расплава в кристаллизаторе в условиях различных режимов МГД перемешивания расплава и доказана высокая достоверность расчетных данных, полученных при ее использовании.

2 Предложен комплекс критериев отбора сплавов для тиксопроцессов, включающий термодинамические, структурные и технологические критерии.

3 С использованием разработанного комплекса критериев за счет деформируемых сплавов расширена их номенклатура для использования при тиксоформовке.

4 Разработаны рекомендации по использованию сплава АДЗЗ для получения фасонных отливок с использованием тиксотехнологий.

5 Подобраны технологические параметры процесса полунепрерывного литья слитков с МГД перемешиванием для сплава A357 с целью повышения их структурной и химической однородности.

6 Разработан и реализован в производственных условиях процесс подготовки заготовок и получения отливок из сплава A3 5 7 тиксолитьем с использованием имеющихся в цехе машин литья под давление и раздаточных печей.

7 Расширен сортамент слитков (до 0200 мм) из сплава A357 за счет использования двухплоскостного МГД перемешивания при расчетных режимах.

1. Eisen P., Young K. Diecasting system for semiliquid and semisolid metalcasting application // Proceedings 6th international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 2000. - Edimet Spa. -Turin. - pp. 41-46.

2. Kazakov A.A Alloy compositions for semisolid forming // Advanced materials & processes. 157, 3, March 2000, pp 31-34.

3. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. -M.: Металлургия, 1970. -С.ЗЗЗ.

4. Loue W.R., Brimont М., Pluchon С., Menet P., Garat V. Metallurgical aspects of thixoforming of A356.0 and A357.0 alloys // Trans. 18th Int. die casting congress and exhibition. Indianapolis. - 1995.

5. Loue W.R., Suery M. Microstructural evolution during partial remelting of Al-Si7Mg alloys // Elsever Science S.A. Materials science and engineering A. -1995.

6. Neupaver A J., Witsberger J.C. Particle shape analysis // Metals Handbook, Vol.7, 9th Edition. ASM International. - Ohio. - pp.233-245.

7. Underwood E.E. Quantitative stereololgy // Addisson-Wasley. Reading. -1970. -pp.174.

8. Gullo G., Steinhoff K., Uggowetzer P. Microstructural changes during reheating of semisolid alloy // Proceedings 6th international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 2000. - Edimet Spa. -Turin. - pp. 367372.

9. Laxmanan V., Flemings M.C. Deformation of semi-solid Sn-15Pct Pb alloy// Metallurgical Transactions А/ 1980. - Vol. 11. - pp. 1927-1937.

10. D.Altenpohl, Aluminum viewed from within, 1st edition. Dusseldorf.: Aluminium-Verlag. - 1982. - p.223.

11. Тамир Самир Махмуд Абд Ал-Маджид. Прогнозирование составов сплавов для обработки в полутвердом состоянии // Материалы диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук/ 2003.

12. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы.- М.: Металлургия, 1979. С. 201.

13. Мальцев М.В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов.- М.: Металлургия, 1970. С.351.

14. Колачев Б. А. Промышленные алюминиевые сплавы. М. : Металлургия, 1984. - С. 438.

15. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М. : Металлургия, 1970.-С. 147.

16. Flemings M.C. Semi-solid processing Proceedings 3 international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1994. - Colorado school of mines. - pp. 3-6.

17. Partinen J., Szekely J., Vives C. and Holappa L. Fluid Flow and Free Surface Phenomena in Rotary Electromagnetic Stirring of a Metallic Melt // ISIJ International. 1995. -Vol.35. -N3. -pp.292-301.

18. Повх И.JI., Капуста А.Б., Чекин Б.В. Магнитная гидродинамика в металлургии. -1974. М.: Металлургия. - С. 245.

19. Fang Z., Patterson K.V. Experimental investigation of particle size distribution inflience on diffusion controlled coarsening // Acta Metall. Mater. V.41. - pp. 2017-2024.

20. Mortensen A. On the influence of coarsening on microsegregation // Met. Trans. A. 1989. -V.20A. - pp. 247-253.

21. Voorhees P.W. The theory of Ostwald ripening // Jorn. Of Stat. Phys. 1985. -V.38. - pp. 231-252.

22. Seyhan I., Ratke L., Bender W. Ostwald ripening of solid-liquid Pb-Sn dispersions // Met. and Mat. Trans. A. -1996. -V.17A. -pp. 2470-2478/

23. Spencer D., Mehrabian R., Flemings M.C. Rheological behavior of Sn-15 pet. Pb in the crystallization range // Metall. Trans. 1972. -N3. - pp.1925-1932.

24. Kirkwood D. Semisolid metal processing // International Matrials Reviews. -1994. -V.39. -N.5. pp. 174-189.

25. Flemings M.C. Behavior of metal alloys in the semisolid state // Met. Trans.A. -1991.-V.22.-pp. 957-981/

26. Jabrane S. Evolution of primary particle morphology during rheocasting of Al-5.2%Si alloy // Proceedings 2nd international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1992. - Colorado school of mines. - pp. 223-236.

27. Loue W.R. Microstructure and rheology of partially remelted Al-Si alloys // Proceedings 2nd international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1992. - Colorado school of mines. - pp. 266-275.

28. Young К., Fitze R. Semi-solid metal cast aluminum automotive components // Proceedings 3rd international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1994. - Colorado school of mines. - pp. 155-177.

29. Flemings M.C., Reik R.G., Youg K.P. Rheocasting // Materials science and engineering. 1976.-N.25. - pp. 103-117.

30. Brais S., Loue W., Pluchon C. Structure control by electromagnetic stirring and reheating at semi-solid state // Proceedings 4th international conference on semisolid processing of alloys and composites. 1996. - Colorado school of mines. -pp. 60-65.

31. Loue W., Brimont M., Pluchon C. Metallurgical aspects of thixoforming of A356.0 and 357.0 alloys // Proceedings 18 international die casting conference. -1995. Indianapolis. - pp. 389-396.

32. Joly P., Mehrabian R. The rheology of a partially solid alloy // Jornal of Materials Science. 1976.-V. 11.-pp. 1393-1418.

33. McLelland A.R.A., Henderson N.G., Atkinson H.V., Kirkwood D.H. Anomalous rheological behavior of semi-solid slurries at low shear rates // Materials Science and Engineering. 1997. - V. A232. - pp. 110-118.

34. Loue W., Landkroon S., Kool W/ Rheology of partially solidified AlSi7Mg0,3 and the influence of SiC additions // Materials Science and Engineering. 1992. -V. A151.-pp. 255-262.

35. Diewwanit I., Flemings M.C. Semi-solid forming of hypereutectic Al-Si alloys // Proceedings 4th international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1996. - Colorado school of mines. - pp. 30-34.

36. Loue W., Suery M. Microstructural evolution during partial remelting of Al-Si7Mg alloys // Materials Science and Engineering. 1995. - V. A203. - pp. 113.

37. Laxmanan V., Flemings M.C. Deformation of semi-solid Sn-15pstPb alloy // Metall. Trans. 1980. - V. 11 A. - pp. 1927-1937.

38. Flemings M.C. Behavior of metal alloys in semi-solid state // Metall. Trans. -1991.-V. 22A. pp. 957-981.

39. Suery M., Flemings M.C. Effect of strain rate on deformation behaviour of semisolid dendritic alloys // Met. Trans. A. 1982. - V. 13A. - pp. 1809- 1819.

40. Zavallingos A., Lawely A. Numerical simulation of thixoforming // J. of Mat. Eng. And Perf. 1995. - V.4(l). - pp. 40-47.

41. Inoue Т., Ju D. Simulation of solidification and viscoplastic stresses during semicontinuous direct chill casting of aluminum alloy // International Journal of Plasticity. 1992.-N.8.-pp. 161-193.

42. Рыжиков А. А. Теоретические основы литейного производства.- М. С.:МАШГИЗ, 1954-ЗЗОс.

43. Бидуля П. Н. //Литейное производство. -М.: Металлургиздат,- 1953-427с.

44. Бочвар А.А., Жадаева О.С. Юбилейный сборник трудов Моск. Ин-та цветных металлов, вып.9, Металлургиздат, 1976.

45. Трубицин Н.А. Литейное производство. -1962.-N 4.- С. 34-37

46. Голод В.М. и др. Интегрированная САПР литейной технологии POLYCAST литейного завода КамАЗ. //Литейное производство.- 1994.-№ 10-11.-С. 4447.

47. Голод В.М. Численный анализ литейной технологии: вчера, сегодня и завтра. //Сб. Литейное производство сегодня и завтра. СПб.: ЛенАЛ.-2000.-с. 68-72.

48. Иванов М.П. Точное литье. М.: Машгиз.-1960.

49. Ван Эгем Э., Де Си А. О механизме образования горячих трещин в стальном литье. Практический образец для изучения склонности к трещинообразованию. - М.: Машиностроение, 1969. - С. 14 - 32. - (32ой Международный конгресс литейщиков).

50. Лупрев И.И, Гуляев Б.Б. Исследование процесса образования горячих трещин в стальных отливках // Новое в теории и практике литейного производства. М.: Машгиз, 1956. - С. 117-126

51. Лясс A.M., Яо-хо Чжоу О некоторых факторах, влияющих на образование горячих трещин в сальных отливках // Литейное производство. 1958. - №3-4.-С. 19-24.

52. Мак Лин Д. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1965. -431 с.

53. Оболенцев Ф.Д. Некоторые условия формирования качественной литой поверхности // Точность и качество поверхности отливок. М.: Машгиз, 1962.-С. 64-78.

54. Трубицын Н.А. Исследование влияния некоторых литейных и технологических факторов на образование горячих трещин усадочного происхождения в стальных отливках: Дис. канд. техн. наук . 1958. - 178с.

55. Трубицын Н.А., Справник В.И., Ларионов В.А. Исследование образования горячих трещин при затвердевании металла в отливках арматуры // Новое в процессах литья. Киев : Наукова Думка, 1974. - С. 158-166.

56. Гуляев Б.Б. Литейные процессы. М.: Машгиз, 1960. - 416 с.

57. Рейнер М. Реология. М.: Наука, 1965. - 224с.

58. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. Часть 2.-М.Машиностроение, 1979.-336 с.

59. Пресняков А.А. Пластичность металлических сплавов. М.: Изв. АН КССР.- 1959

60. Агеев Н.П., Каратушин С.И. Механические испытания металлов при высоких температурах и кратковременном нагружении. М.: Металлургия, 1968. - 280 с.

61. Берг П.П., Иванов П.П. О размерной точности // Точность и качество поверхности отливок / Под. ред. Оболенцева Ф.Д. М.: Машгиз, 1962.-С 2125.

62. Голод В.М. Моделирование литейной технологии: модели, проблемы, приложения. Сб. Современные металлические материалы и технологии и их использование в технике. СПб, 2001.-С. 172-175.

63. Medson S., Rudnev V., Gallic R. Semi-solid processing of aluminum alloys // Industrial Heating. 1999. - pp.37-41.

64. Dular P., Geuzaine C., Henrotte F., Legros W. A general environment for the treatment of discrete problems and its application to the finite element method // IEEE Trans. Magn. 1998. -N34(5). -pp.3395-3398.

65. Zinkiewicz О. C., Taylor R. The finite element method // McGraw-Hill. fourth edition. - 1994.

66. McLelland A. R. A., Henderson N., Atkinson H. Kirkwood D. Anomalous rheological behaviour of semisolid slurries // Materials science and engineering. -1997.-V.A232.-pp. 110-118.

67. Cross M. Rheological equations from molecular network theories // Journal of colloid science. 1965. - V.20. - pp.417-437.

68. Laxmanan V., Flemings M,C. Deformation of semisolid Sn-15%Pb alloy // Metallurgical Transactions A. 1980. - V.l 1A. - pp. 1927-1937.

69. Alexandrou A.N., Burgos G.R., Entov V. Two-phase model for processing in semisolid state // Light metals. 1998. - pp. 1081-1086.

70. Binet B. Multiphase modeling of thixocasting part I: theory // Industrial materials institute. 2000.

71. Tayoshima S. A numerical simulation of forming processes for semisolid materials // ISIJ International. 1991. -N31-6. - pp. 577-583.

72. Kiuchi M., Yanagimoto J., Yokobayashi H. A new mathematical model for deformation analysis of mushy alloy // Proc. JSTP Spring Conf. 2000. - pp. 234-243.

73. Kaufmann H., Wagusseg H., Uggowitzer P. Metallurgical and processing aspects of the NRC semisolid casting technology // Aluminium. 2000. - N76. - pp. 6975.

74. Yang Y.S., Tsao A. Thixotropic behaviour and structure evolution of A357 alloy in semisolid state // Scripta Met. Et. Materialia. 1994. - V.30. - N12. - pp. 1541-1546.

75. Ito Y., Flemings M.C., Cornie J. Rheological behaviour and microstructure of Al-6.5%Si alloy // The minerals, metals and materials society. 1991. - pp. 76-85/

76. Kapranos P., Kirkwood D., Sellar C. Semisolid forging of high temperature alloys // J. of engineering manufacture 1993. - V.207. - pp. 1-8.

77. Garat M., Blais S., Loue W. Aluminum semisolid processing: from the billet to the finished part // Proceedings 5th international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1998. - pp. xvii-xxxi.

78. Bakerud L., Krol E., Tamminien J. Solidification characteristics of aluminium alloys // Wrought alloys. Scanaluminium. - 1986. - V. 1. - pp. 36-37.

79. Joly P., Mehrabian R. The rheology of a partially solid alloy // Journal of materials science. 1976. -N.l 1. - pp. 1393-1418.

80. Flemings M.C. Behavior of metal alloys in the semisolid state // Metallurgical Transactions A. 1991. - V.22A. - pp. 957-980.

81. Young K. Recent advances in semisolid metal cast aluminum and magnesium components // Proceedings 4th international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1996. - pp. 229-233.

82. Kumar P., Martin C., Brown S. Shear thickening flow behavior of semisolid slurries // Metallurgical Transactions A. 1993. - V.24A. - pp. 1107-1116.

83. Lalli L. A model for deformation and segregation of solid-liquid mixture // Metallurgical Transactions A. 1985. - V.16A. - pp. 1392-1403.

84. Nguyen Т., Favier D., Suer M. Theoretical and experimental studies of the isothermal mechanical behavior of alloys in the semisolid state // International Journal of Plasticity. 1994. -N10. - pp. 693-703.

85. Zavaliangos Т., Lawley A. Numerical simulation of thixoforming // Journal of Mat. Eng. Performance. 1995. - N4. - pp. 40-47.

86. Michel J., Suquet P. The constitutive law for non-linear viscous materials // J. Mech. Phys. Solids. 1992. -N40. - pp. 783-981.

87. Harlow F., Welch J. Numerical calculation of time dependent viscous incompressible flow of fluid with free surface // Physics of fluids. 1965. - V.8. -pp. 2182-2189.

88. Kirkwood D., Kapranos P. Semisolid processing of advanced materials // Casting Technology. 1989. - N. 12. - pp. 16-19.

89. Kattamis Т., Lalor P., Piccone T. Formation and evolution of a duplex dendritic microstructure // Microstructure design by solidification processing. A pub. Of TMS. 1992. - pp. 33-56.

90. Lee H. Structure and segregation of stir-cast aluminum alloys // Solidification technology in the foundry and cast house. The metal society, Londone. - 1980. -pp. 119-125.

91. Sannes S., Arnberg L., Flemings M.C. Rheological behavior and microstructure of Al-6.5%Si // Light metals. 1996. - pp. 795-798.

92. Kiuchi M., Sugiyama S. Application of mushy state extrusion // Journal of materials shaping technology. 1990. - N.8. - pp.39-51.

93. Suery M., Flemings M.C. Effect of strain rate on deformation behavior of semisolid dendritic alloy // Metallurgical Transactions A. 1982. - V.13A. -N.10.-pp. 1809-1819.

94. Zillgen M., Hirt G. Microstructural effects of electromagnetic stirring in continuous casting of various aluminum alloys // Proceedings 4th international conference on semi-solid processing of alloys and composites. 1996. - pp. 180186.

95. Nussbaum A. Semisolid forming of aluminum and magnesium // Light metal age. 1996. -N.6. - pp. 6-22.

96. Vives C. Elaboration of semisolid alloys by means of new electromagnetic rheocasting processes // Metallurgical Transactions B. 1992. - V.23B. - pp. 189-206.