автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Управление структурой и свойствами литых алюминиевых сплавов и разработка технологии их модифицирования мелкокристаллическими добавками

Пронь Елена Борисовна

Управление структурой и свойствами литых алюминиевых сплавов и разработка технологии их модифицирования мелкокристаллическими добавками

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пронь Елена Борисовна

Управление структурой и свойствами литых алюминиевых сплавов и разработка технологии их модифицирования мелкокристаллическими добавками

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре "Физико-химия литейных сплавов и процессов" С-Петербургского государственного технического университета и кафедре "Технология литейных процессов" Самарского государственного технического университета

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Б.Б.Гуляев доктор технических наук, профессор В.И.Никитин.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор СЗПИ О.Н.Магницкий

кандидат технических наук, директор НТК «Металлургия» ЦНИИМ А. А. Абрамов

Ведущая организация: ОАО «Моторостроитель» , г.Самара

Защита состоится " •/ " О^^Л^р^ 1998 года в 46 часов на заседании диссертационного совета Д 063.38.08 при С-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, С-Петербург, Политехническая ул.,29, химический корпус, ауд.51.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах , заверенные печатью организации, просим направлять по указанному выше адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 063.38.08.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке СПбГТУ. Автореферат разослан «ло " а&гисгпо^. 1998г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 063.38.08 доктор технических наук, проф.:

Г.С. Казакевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время расширяется область применения алюминиевых сплавов за счет отливок для автомобильной промышленности, благодяря их легкости, рециклируемости, коррозионостойкосги. В условиях рыночной экономики основной задачей в производстве отливок из алюминиевых сплавов является экономия материалов вследствие применения прогрессивных норм расхода компонентов шихты, разработки, внедрения малоотходных энергосберегающих технологий и повышения качества литейных сплавов. Резервом улучшения структуры, литейных и физико-механических свойств литых алюминиевых сплавов служат методы управления структурой и свойствами, основанные на явлении наследственности. Одно из перспективных направлений в использовании закономерностей структурной наследственности состоит в модифицирующей обработке алюминиевых расплавов добавками быстрозакристаллизованных мелкокристаллических переплавов (МКП) и лигатур, в применении деформированных отходов и т.п. Важно также получение вторичных сплавов с улучшенными свойствами из отходов машиностроительной и электротехнической отраслей. Цель работы заключалась в исследовании возможностей управления структурой и свойствами литых сплавов систем Ai-Cu, Al-Si и Al-Si-Cu за счет взаимосвязи иерархических структурных уровней, явления наследственности и разработке на этой основе экологически чистой технологии модифицирования алюминиевых сплавов добавками быстрозакристаллизованных мелкокристаллических переплавов и титаносодержащих лигатур для достижения повышенного уровня технологических и физико-механических свойств, снижения брака отливок при сокращенном расходе модифицирующих добавок.

Для этого решались следующие задачи:

1.Разработка графической трехкомпонентной модели основ литейных сплавов систем Al-Si, Al-Cu и Fe-C, предназначенной для анализа уровня свойств и структуры сплавов в зависимости от химического состава, дополнение систематизирующей таблицы структурно-иерархических уровней элементами строения сплавов, формулами корреляции их структурных параметров со свойствами по литературным данным.

2.Исследование влияния химического состава, вида шихты, степени деформированное™ ее структуры, скорости плавки и охлаждения сплава на структурные и физико-механические характеристики модельных бинарных композиций системы Ai-Cu.

3.Исследование влияния скорости охлаждения на особенности структурообразования сплавов систем Al-Cu, Al-Si и адаптация программного метода определения параметров микроструктурного иерархического уровня - удельной поверхности и объемной доли фазовых составляющих .

4.Разработка технологии синтезирования автомобильного сплава АК6М2 с улучшенными свойствами и структурой на основе применения деформированных промышленных отходов для сплавов систем Al-Cu и Al-Si-Cu.

5.Получение из синтезированного сплава АК6М2 мелкокристаллических переплавов кристаллизацией в валках при повышенной скорости охлаждения.

6.Оптимизация и корректировка промышленной технологии модифицирования сплава АК6М2 малыми добавками быстрозакрисгталлизованных переплавов и лигатур. Научная новизна работы состоит в следующем:

1.Предложена методика систематизации сведений о химических составах, структурах всех уровней и ряде свойств в виде графической трехкомпонентной модели, осуществляющей новый подход к решению задачи выбора оптимального состава, получения качественной структуры и требуемых свойств литых сплавов.

2. Развита и дополнена концептуальная идея представления структур литых сплава в виде совокупности структурно-иерархических уровней с указанием содержащихся структурных элементов, их размеров и корреляции со свойствами.

3.Показано влияние скорости охлаждения в диапазоне 10-Ю3 °С/с на изменение структурных параметров в бинарных модельных сплавах систем Al-Cu и Al-Si и влияние скорости плавки в сплавах системы Al-Cu.

4.Выявлены взаимосвязи химического состава, твердости, прочности и электропроводности в сплавах Al-Cu, а также твердости и электропроводности в сплавах Al-Si-Cu, приготовленных из шихты, содержащей деформированные материалы.

5.Выполнен сравнительный анализ эффективности модифицирования медистого силумина АК6М2 несколькими типами мелкокристаллических модификаторов: переплавом сплава АК6М2, центробежной лигатурой (Ц-лигатурой) состава Al-Ti, лигатурой, полученной самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС-лигатурой) состава AI-5%TM%B.

6.Предложено объяснение механизма модифицирования медистого силумина АК6М2 добавками мелкокристаллического переплава.

На защиту выносятся:

1 .Трехкомпонентная графическая модель бинарных сплавов на основе алюминия и железа, базирующаяся на принципе существования зависимости химического состава, структуры и свойств.

2. Классификация, описание структур литых сплавов с применением обобщенных визуализирующих и некоторых численных методов и корреляция между значениями свойств (концентрация и твердость, прочность и твердость сплавов системы Al-Cu), электропроводность и твердость сплавов системы Al-Si-Cu.

3.Результаты экспериментов по применению методов наследственного управления структурой и свойствами сплавов систем Al-Cu, Al-Si-Cu путем изменения строения и состава шихты, скорости плавки и охлаждения.

4.0птимальные технологические параметры получения

быстрозакристаллизованного мелкокристаллического переплава в валковом кристализаторе.

5.Результаты исследований по модифицированию конструкционного сплава АК6М2 мелкокристаллическим переплавом , Ц-, СВС-титаносодержащими лигатурами на алюминиевой основе.

6.Результаты опытно-промышленных испытаний отливки "Головка блока цилиндров", проведенных в цехе алюминиевого литья АО "АвтоВАЗ". Практическая ценность работы заключается в том, что разработан рациональный режим получения экономичных высококачественных медистых силуминов из отходов деформируемых сплавов, позволяющий сохранить положительное наследственное влияние шихты, составлены технологические рекомендации. Из отходов металлургической и электротехнической промышленности, обладающих измельченной структурой, при быстрой кристаллизации в валках получен экономичный переплав с мелкокристаллической структурой, обладающий высоким модифицирующим действием. Определены оптимальные технологические параметры для достижения мелкодисперсной и равномерной структуры переплава в валковом кристаллизаторе. Установлено оптимальное количество МКП для достижения наибольшего модифицирующего эффекта, выразившегося в повышении литейных и механических свойств конструкционного сплава АК6М2, предназначенного для производства отливок "Головка блока цилиндров".

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей в центральной печати, 7 тезисов докладов на научно-технических конференциях .

Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены на V научно-технической конференции "Наследственность в литых сплавах" (г. Куйбышев,1993), научно-технической конференции "Управление процессами формирования структуры и свойств литых сплавов в отливках" (г. Санкг - Петербург, 1996), юбилейной научно-технической конференции "Совершенствование литейных процессов" (г. Екатеринбург,1997), конференции "Актуальные проблемы переработки лома и отходов цветных сплавов" (г. Владимир,1997), VI международной научно-практической конференции "Генная инженерия в сплавах"(г.Самара, 1998г). Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов по работе, списка литературы и приложений. Материалы работы изложены на 196 страницах, содержат 33 таблицы, иллюстрированы 50 рисунками. Список литературы содержит 140 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении раскрыта актуальность темы диссертационной работы, представлена научная новизна, практическая ценность работы, сформулированы задачи исследования и приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основании литературных источников рассмотрены современные научные представления о строении сплавов в твердом и жидком состоянии, о влиянии основных технологических факторов, состояния шихтовых материалов и их подготовки на структуру и свойства сплавов, свидетельствующие о перспективности методов, основанных на явлении наследственности. Проанализированы структурные параметры, изучаемые при исследовании сплавов.

Во второй главе изложена методика проведения работы. В качестве объектов исследования выбраны модельные сплавы на основе алюминия систем AI-S¡, Al-Cu и сплав АК6М2 системы Al-Si-Cu, широко используемый в промышленности, в том числе в автомобилестроении. Для приготовления бинарных модельных сплавов были использованы алюминий марки А99, кремний Кр1, медь катодная М1, магний Мг90. Конструкционный сплав АК6М2 синтезирован из отходов металлургической и электротехнической промышленности, состоящих из дюралюмина Д16, ковочного сплава АК6; магналиев АМг2 и АМгб; отходов силуминов АК7, АК9, АК9ч, электротехнических алюминия марок А5Е-А7Е и меди МЗ с разной степенью деформации и содержанием примесей. Сплавы приготовляли в лабораторных условиях в закрытой печи сопротивления типа СШОЛ. Бинарные сплавы выплавляли в графитовых, сплав АК6М2 - в стальных

окрашенных тиглях. Для обработки расплава использовался покровный флюс и рафинирующий флюс "препарат МХЗ". Размер структурных элементов сплавов определяли методом случайных секущих на микроскопе (х400), с последующей обработкой программным методом. Изображения микроструктур получали на цветном копирующем видеопроцессоре "Mitsubishi electric-100", содержащем установку анализатора изображений (х200, хЮОО). Плотность определяли методом гидростатического взвешивания. Удельную электропроводность - с помощью вихревого структуроскопа ВС-ЗОН. Микротвердость по Кнуппу сх-твердого раствора и фаз определяли на приборе "Leitz" при нагрузке 50 г. Литейные свойства (жидкотекучесть, линейную и открытую усадку, горячеломкость) сплава АК6М2 определяли по U-образной малой комплексной пробе Нехендзи-Купцова. Механические свойства определяли стандартным методом испытаний на образцах, выточенных из кокильной отливки по ГОСТ 1497-84. Твердость по Бринеллю определяли по ГОСТ 9012-59 при диаметре шарика 5 мм, нагрузке 250 кГ с выдержкой 30 с.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается достаточно большим объемом проведенных экспериментов, применением современных методов исследования структуры и свойств материалов и подтверждается опробованием результатов работы в условиях реального производства АО "АвтоВАЗ" и НПП "Интермет-Синтез".

Третья глава посвящена дополнению концептуальной структурно-иерархической таблицы, предложенной Б.Б.Гуляевым, параметрами структурных единиц и формулами, связывающими указанные структурные параметры, присущие определенному иерархическому уровню со свойствами литых сплавов. В соответствии с концепциями И. Пригожина принято условие, что отливка как синергетическая система вовлекает в процесс ее формирования все возможные структурные уровни. Возникает необходимость в классификации структурных уровней с учетом вклада каждого из них. С точки зрения синергетики стремление неравновесной системы, к которой относится отливка, к вовлечению наиболее эффективных каналов диссипации энергии приводит к конвективному протеканию процессов с формированием диссипативных структур: дислокационных ячеистых, фрагментированных, зерен, их конгломератов, блоков и др. В качестве теоретического отражения взаимосвязи и управления структурой и свойствами через химический состав предлагается методологическая трехкомпонентная модель, представляющая информацию о сплавах данной системы с

использованием сведений из литературных источников и собственных результатов.

В четвертой главе приведены результаты исследований влияния скорости охлаждения, равной » 3-5 0 С/с и 10 30 С/с, на структуру сплавов системы Al-Cu, Показано, что увеличение скорости охлаждения с 3-5 °С/с до 103оС/с выражается в изменении размеров структурных элементов, их морфологии, соотношения фазовых составляющих, а при достаточно высоких скоростях охлаждения - в трансформации структурных типов. Металлографическое изучение полученных валковой кристаллизацией сплавов концентраций твердого раствора показало уменьшение размеров параметров структурных единиц с повышением скорости охлаждения, а при кристаллизации сплава эвтектической концентрации - трансформацию эвтектики пластинчатого типа в колониально-сферолитный; дендритной формы твердого раствора, образовавшегося из-за смещения предела растворимости вследствие возросшего переохлаждения, - в сферолитную.

При последующем переплаве или введении в расплав определенного количества переплава при условии быстрого переохлаждения возможно модифицирование структуры и получение повышенных свойств. Выявлено, что сплавы формируются с унаследованной диспергированной структурой, большим количеством избыточных фаз, равномерно распределенных в объеме отливки. В материалах, полученных путем быстрого охлаждения из расплава, особенно заметно проявляется взаимосвязь структуры сплавов в жидком и твердом состояниях.

Проведено исследование по изучению влияния различных видов отходов, использованных в качестве шихтовых материалов, для получения сплавов системы Al-Cu. Высокие прочностные свойства сплавов в литом состоянии определяются деформированностью шихты, нейтрализующей действие вредных примесей (Fe, Si и др.) вследствие изменения их распределения в структуре. Применение деформированного алюминия сказывается на повышении прочностных свойств, а меди - на пластичности и электропроводности. Отмечено, что холодная деформация катодной меди марки М1 на 50 % позволяет получить значительный прирост пластических характеристик ( 5 - на 33 %, ср- на 69 %), а также электропроводности и плотности литого сплава AI-4,7 % Си по сравнению с использованием традиционной катодной шихты.

Комбинированное применение деформированных шихтовых металлов обеспечивает улучшение прочностных и пластических свойств и не требует дополнительных мер по обработке расплава. Полученные значения свойств соответствуют литературным данным. Таким образом, показана

возможность применения различных видов электротехнических отходов алюминия и меди для повышения свойств сплавов на основе явления наследственности.

Применение деформированной шихты приводит к понижению значений такого структурно-чувствительного свойства, как электропроводности, что вызвано более диспергированной структурой получаемых сплавов и возрастанием зернограничной поверхности. Установлено, что в результате естественного старения в течение 1 года наиболее значительно возросла электропроводность сплавов системы Al-Cu, полученных из первичной шихты, по сравнению со сплавами, изготовленными из отходов.

Исследовали влияние скорости плавки (v ) на формирование свойств и структуры сплавов системы Al-Cu. Повышение v nn с 0,18 до 0,26 0 С/с для сплава Al-6,84 % Cu (мае.) привело к некоторому снижению прочностных свойств, повышению пластичности на 15 % и электропроводности на 11 %. При ускорении плавки четко выраженная дендритная структура сплава сменяется менее проявленной со сниженной объемной долей фазы CuAI2. Таким образом, скорость плавки можно отнести к температурно-временным факторам, влияющим на структурную наследственность гетерофазных сплавов.

Применена программа статистической обработки результатов металлографического анализа по определению удельной поверхности, объемной доли фазовых составляющих, что позволяет без проведения испытаний заранее установить степень легированности и уровень свойств сплава. Распределение объемной доли фазы СиА!2 в исследованных сплавах подчиняется логарифмически нормальному закону, удельной поверхности фазы - нормальному закону.

На основе обработки результатов испытаний свойств доэвтектических литых сплавов из первичных материалов определена линейная зависимость твердости НВ от концентрации меди (%, мае.):

НВ= 384,15+27,65 • С (4,15 + 6,84 % Си) НВ= 362,32+30,96 • С ( 6,84 +15,00 % Си), где НВ- величина твердости, ед; С - концентрация меди, в %.

Выявлена устойчивая линейная зависимость прочности <та от твердости НВ и от электропроводности у методом наименьших квадратов в виде следующих уравнений:

ов= 0,38'НВ -19,71, ов = 503,25- 11,84 у, где ств - предел прочности, МПа; у - электропроводность , МСм/м, для сплавов из отходов - прочности ав от электропроводности у:

ов = 9,75 у - 86,67.

Корреляция предела прочности с твердостью и электропроводностью позволяет упростить испытания сплавов, сократить время подготовки образцов, производить большее количество замеров на одном образце, что обеспечивает более точные показания. Исследование влияния химического состава, вида шихтовых материалов, степень деформированное™ их структуры, скорости плавки и охлаждения на структурные и физико-механические характеристики модельных бинарных сплавов системы Al-Cu показало, что перечисленные методы являются факторами управления структурой и свойствами и могут быть применены при получении сложнолегированных промышленных сплавов.

В пятой главе приведены результаты исследований по изучению влияния скорости охлаждения, равной » 3-5 ° С/с и 10 3 ° С/с, на струкгурообразование сплавов системы Al-Si с содержанием кремния 7, 12,5 и 17 % (мае.). В результате повышения voxjn расплава при его затвердевании происходит резкое диспергирование зерен а-твердого раствора, увеличение их легированности вторым компонентом из-за повышения степени его растворимости и уменьшения объемной доли эвтектической составляющей (a +Si) вследствие переохлаждения и возникновения большого количества зародышевых центров кристаллизации. При скорости охлаждения 103 0 С/с достигается однородная и равномерная структура. Отмечено, что морфология сплавов Al-Si в большей степени зависит от скорости охлаждения, чем от концентрации кремния. Быстрое охлаждение способствует образованию первичного кремния, медленное - увеличивает количество эвтектики.

Влияние повышения скорости охлаждения на микроструктуру и процесс кристаллизации заэвтектического сплава AI-17 % Si (мае.) проявляется в измельчении кристаллов первичного кремния в 4-5 раз и увеличении их количества. Увеличение градиента температур не позволяет кремнию достичь больших размеров, смещая эвтектическую точку. Эвтектическая фаза измельчается, приобретая дисперсную форму, соответствующую модифицированной. Оценка физических свойств - плотности и электропроводности позволила заключить, что существует их зависимость от морфологии сплавов. Повышение электропроводности объясняется диспергированием структуры, а отсутствие отклонений значений от среднего - ее однородностью.

Высокоскоростная кристаллизация в валках характеризуется образованием большого количества поверхностей раздела быстрозакристаллизованных структурных составляющих и обеспечивает

их значительное измельчение, более равномерное распределение и увеличение их числа в единице объема. Этот принцип можно использовать и для повышения качества обычных лигатурных сплавов.

На основании результатов предварительных исследований получали из отходов деформируемых сплавов силумин АК6М2, соответствующий по химическому составу ГОСТ1583-93, но обладающий повышенными свойствами, мелкодисперсной структурой и более экономичный вследствие низкой стоимости шихтовых компонентов по сравнению с первичным.

Разработана программа определения химического состава шихты, в которую заносили фактический химический состав всех шихтовых компонентов. С помощью этой программы определяли их процентное содержание, количество от принятой массы плавки и расчетный химический состав варианта сплава, а также его ориентировочную стоимость.

Особенность сплава АК6М2 заключается в ограничении содержания примесей(Мп, Ре, гп), что усложняет задачу его приготовления из отходов и делает ее особенно важной. Учитывали долю деформированной шихты.

Установлено, что с повышением доли деформированной шихты жидкотекучесть, линейная усадка, объем концентрированной усадочной раковины и электропроводность синтезированных силуминов понизились, а прочность и твердость - возросли. Пористость сплавов составляла 1 балл по шкале ВИАМ. По мере возрастания количества деформированной шихты измельчалось макрозерно, что способствует понижению горячеломкости. Изменения микроструктуры выразились в увеличении степени дисперсности структурных составляющих, мелкодисперсном строении твердого раствора без ликвации кремния. Размеры дендритных ячеек и выделений интерметаллидных фаз уменьшились в среднем в 2 раза по сравнению с микроструктурой первичного сплава, изменился характер усадочной раковины в прибыльной части пробы Нехендзи-Купцова с конусообразного на пологий. Результаты подтверждают сделанные ранее выводы о более быстром протекании кристаллизационных процессов вследствие модифицирующего действия шихтовых материалов с деформированной структурой.

В результате изучения различных видов шихтовых отходов сделаны следующие рекомендации: деформируемые сплавы Д16, Д19 дюралюминиевой группы; АК6; АМг2, АМгб магналиевой группы являются эффективными модификаторами при получении сплава АК6М2. Для наибольшего проявления эффекта следует осуществлять их ввод за 10-15 минут до окончания плавки по методу позднего модифицирования. При

длительной выдержке сплава модифицирующая способность добавок будет снижаться. При синтезировании сплавов из отходов следует ограничивать ввод лигатур, ориентируя содержание легирующих компонентов на нижний предел, т.к. из-за массового использования вторичных материалов возможно попадание в расплав дополнительного количества модификатора, что может привести к перемодифицированию и ухудшению качества металлопродукции. В образцах нескольких плавок отмечалось превышение допустимого содержания цинка, регламентируемого ГОСТ, что не привело к ухудшению свойств. При невысоких скоростях охлаждения цинк переходит в твердый раствор алюминия, уменьшая параметр его кристаллической решетки и повышая микротвердость. Микролегирование влияет на формирование благоприятной структуры литейных сплавов, особенно вторичных, обладающих микрогетерогенной структурой. Таким образом, возможно получение качественного литейного сплава АК6М2 с улучшенными свойствами из деформированных отходов.

Управление структурой и свойствами сплавов, получаемых из деформированных отходов, обеспечивается в результате проявления структурной наследственности, заключающейся в существовании в расплаве областей с повышенной микронеоднородностью, чье строение, размеры и время существования в расплаве зависят от структурного состояния исходной шихты.

На основе обработки экспериментальных данных установлена устойчивая линейная зависимость между твердостью НВ и электропроводностью у для синтезированных доэвтектических медистых силуминов в виде следующего уравнения:

НВ = 208,44 - 6,59 .у Синтезированный сплав можно рекомендовать в качестве предварительного сплава, а также как базовый сплав для получения мелкокристаллического переплава.

Достижение равномерной и мелкозернистой структуры и удовлетворительных свойств в отливках во многом зависит от строения модификаторов, которое, в свою очередь, определяется их составом и способом получения. Из синтезированного сплава АК6М2 получали мелкокристаллический переплав высокоскоростной кристаллизацией в валках при средней скорости охлаждения ~103 0 С/с. Варьировали технологическими параметрами - температурой перегрева расплава, температурой заливки, скоростью оборота валков, диаметром литникового отверстия.

Толщина закристаллизованной ленты составляла 1-2 мм, ширина - 3080 мм. Получаемый в валковом кристаллизаторе сплав характеризуется большой степенью измельченное™ и однородности структуры. Валковая кристаллизация ускоряет интенсивность теплоотдачи кристаллизующегося сплава и скорость его затвердевания. С ее возрастанием степень концентрационной неоднородности уменьшается, поскольку отсутствуют кинетические условия для ее реализации. В результате повышаются плотность и равномерность распределения фазовых структурных составляющих, изменяется их морфология, уменьшаются размеры. Изменение технологических условий получения переплава отражается на степени его однородности и дисперсности. Получали МК- переплавы при различающихся технологических параметрах, использованные в дальнейшем для модифицирования первичного сплава АК6М2. Переплав оценивали по измельченности и равномерности распределения твердого раствора и эвтектики. Сравнение микроструктур переплавов и анализ технологических условий их получения показали, что наилучшими условиями для получения переплава в данной установке является: температура заливки - 700 0 С, скорость вращения валков - 14 об/мин, диаметр литникового отверстия - 3 мм, атмосферное давление воды в валках-1 атм.

В лабораторных условиях без применения флюсового модификатора изучали влияние МКП, Ц- и СВС-лигатур на изменение структуры и свойств сплава АК6М2. С целью моделирования технологического процесса изготовления отливок в условиях промышленного производства АО "АвтоВАЗ" в лабораторных условиях использовали шихту следующего состава : 40 % первичного чушкового сплава АК6М2 + 60 % возврата собственного производства (ВСП) За основу брали технологические условия литья отливки "Головка блока цилиндров". Не допускали перегрев расплава выше 750 0 С. Ввод модификатора осуществляли за 10-15 мин до разливки при температуре 715 + 5°С. Заливку производили при температуре 710 +5° С.

При изучении действия МКП варьируемым фактором являлось его процентное содержание в шихте. Лигатурами варьировали содержание титана в расплаве от 0,12 до 0,20 % (мае.).

На первом этапе исследовали влияние МКП на сплав, приготовленный на основе шихты из 100 % первичного сплава АК6М2; на втором этапе -изучали действие МКП на сплав, содержащий в составе шихты 40 % первичного чушкового сплава и 60 % ВСП. Расчет количества вводимого переплава производили за счет уменьшения доли ВСП. Далее изучали

модифицирующее действие вышеуказанных модификаторов и сравнивали степень их эффективности.

Установлено положительное влияние МКП на литейные свойства: жидкотекучесть повысилась с 360 до 400 мм(10 %). Это объясняется тем, что МКП понижает вязкость расплава из-за сходства природы модификатора и модифицируемого сплава, обеспечивает наличие большего количества центров кристаллизации, уменьшает разветвленность дендритов. Модифицирующее влияние МКП более ощутимо проявляется на шихте, содержащей 60 % ВСП, что связано с ее гетерофазностью. Изменения линейной усадки (б,) незначительны. Линейная усадка исходного первичного сплава АК6М2 составляет 0,73-0,79 %. Объем концентрированной усадочной раковины (\/кур) исходного сплава, полученного из шихты с 60 % возврата и с добавками МКП, составляет 2,4 %; максимум Ук.у.р. составляет 3,75 %. С вводом МКП свыше 3 % в зоне затрудненной усадки возникали горячие трещины шириной до 0,5 мм. Во избежание перемодифицирования необходимо ограничивать ввод переплава до 3 %. Характер усадочной раковины не изменился. Пористость понижается до 2 балла по шкале ВИАМ. Электропроводность возрастает с 18,4 до 18,9 МСм/м (3,3%). Плотность возросла с 2,7290 до 2,7345 г/см3. Прочность возросла на 22 %, твердость - на 4-6 единиц.

Установлено, что оптимальная концентрация МКП составляет 1,5-2 % и обеспечивает повышение жидкотекучести, прочности, твердости электропроводности, плотности сплава. Рост электропроводности связан с изменением микроструктурных составляющих- уменьшением ширины эвтектической прослойки и доли зерен а-твердого раствора, а также отсутствием измельчения макрозерна. Ввод в расплав повышенного количества МКП приводит к перемодифицированию - образуются крупные и разветвленные дендриты.

Улучшение свойств доэвтектического силумина вызывает переплав, имеющий благоприятную морфологию, зависящую в данном случае от состава шихты и технологических условий его получения. Для объяснения эффектов, происходящих в сплаве при модифицировании быстрозакристаллизованными добавками, использована модель микронеоднородного строения А1-Зьрасплавов. С вводом в расплав добавок быстрозакристаллизованного сплава в нем меняется характер взаимодействия компонентов. Это проявляется в измельчении и увеличении количества элементов структуры расплава и активизированных примесей. Действуя по механизму затравки, МКП обеспечивает увеличение их количества, они базируются на примесных атомах, частицах включений

с более высокой температурой плавления. Наличие в переплаве мелкодисперсных частиц приводит к измельчению зерна, формированию литой структуры с оптимальным, более равномерным распределением упрочняющих фаз по сечению отливки, в результате чего возрастают прочностные характеристики материалов. Выявлено, что уменьшается количество а-фазы и, соответственно, увеличивается количество эвтектики, морфология становится более благоприятной. Границы зерен становятся тоньше, грубые включения с границ переходят в твердый раствор, что также обеспечивает улучшение механических свойств. Эвтектическая и дендритная фазы обладают повышенной дисперсностью. С технологической точки зрения ввод МКП является поздним модифицированием.

С позиций наследственности и существующих представлений о строении расплавов, модифицирование рассматривается как процесс, направленный на стабилизацию микрогруппировок в расплаве. На основе их метастабильного коллоидного состояния в работе объяснена природа модифицирующего влияния МК-добавок. При вводе их в расплав с понижением температуры унаследованные коллоидные частицы служат подложками для гетерогенной кристаллизации с меньшим переохлаждением. Дисперсность, повышенное число и равномерность распределения частиц обеспечивают ускоренное зарождение кристаллов по всему объему расплава. Это способствует кооперированному росту кристаллов системы и формированию измельченной микроструктуры силумина. Внося в метастабильную, неравновесную систему добавки, содержащие большее число интерметаллидных фаз, можно управлять расплавами, изменяя количество, размеры, форму и распределение частиц.

Повторный переплав модифицированного сплава не изменяет равномерного распределения фаз и незначительно увеличивает количество эвтектики.

Проведены исследования модифицирующего влияния титаносодержащих лигатур на алюминиевой основе, полученных центробежным (Ц-лигатура) и СВС (СВС-лигатура) способами. Оценку качества лигатур определяли по характеру распределения и размерам интерметаллидных включений. Размеры интерметаллидов Ц-лигатуры, равномерно расположенных в структуре, составляют ~12-15 мкм,. Толщина лигатурной заготовки составляла 4,0-4,4 мм. Добавки лигатур понижают жидкотекучесть на 44,5 %. Это происходит в результате повышения вязкости из-за возникновения большого количества зародышевых центров

кристаллизации типа А13И Во всем интервале варьирования содержания титана жид ко текучесть и электропроводность падают, что связано с особенностями механизма модифицирования (I рода), направленного на измельчение макрозерен, увеличение доли межзеренной поверхности, препятствующей прохождению токов Фуко. Ликвидируется разнозернистость по сечению отливки, структура становится более однородной. Открытая усадочная раковина увеличивается, ее характер изменяется с конусообразного на пологий, что также связано с уменьшением времени кристаллизационных процессов. Пористость образцов снижается с 3 до 1 балла по шкале ВИАМ, что повышает герметичность отливок. Добавка титаносодержащих лигатур полностью ликвидирует горячие трещины в исследованном интервале содержания титана. На микроуровне происходит обеднение эвтектической составляющей легирующими элементами вследствие дополнительного легирования зерен твердого раствора.

Таким образом, применение лигатур в качестве модификатора для сплава АК6М2 позволит повысить его герметичность, твердость и прочность, получить модифицированную макроструктуру.

В результате экспериментальных исследований был осуществлен выбор рационального режима модифицирования сплава АК6М2 добавками МКП и лигатур. Составлены эколого-технологический паспорт на мелкокристаллическую лигатуру марки АТЗ для модифицирования алюминиевых сплавов, а также временные технические условия и технологические рекомендации по применению модификаторов. При проведении испытаний в производственных условиях цеха алюминиевого литья АО "АвтоВАЗ" установлено повышение при обработке расплава сплава АК6М2 МКП- жидкотекучести, прочности с 21 до 23-24 кг/ мм2, твердости с 80,4 до 85-86 ед., пористости до 2 балла по шкале ВИАМ без существенного изменения пластичности; лигатурой - прочности - с 23 до 2425 кг/мм2, твердости с 83 до 85-89 ед., пористости до 1 балла, пластичности с 3,4 до 3,6-4,0 %, модифицирования макроструктуры. В шестой главе изложены рекомендации и опыт практического использования результатов работы. Рассчитано, что внедрение в производство АО "АвтоВАЗ" технологии модифицирования сплава мелкокристаллическим переплавом АК6М2 для получения "Головки блока цилиндров" позволит получить экономический эффект, составляющий 540 т.р.(от 1 т МКП); титаносодержащей лигатурой - 728 т.р. (от 1 т Ц-лигатуры) в ценах 1998 года. Получение вторичного сплава АК6М2 с улучшенными свойствами из отходов металлургического и электротехнического

производств обеспечивает экономический эффект, составляющий 2,5-3 т.р. в ценах 1998 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Методологически обосновано разбиение структуры отливки на взаимосвязанные иерархические уровни с целью последующего изучения свойств. Дополнена система иерархических уровней классификацией структурных параметров. Предложена методологическая трехкомпонентная модель, состоящая из диаграммы состояния, графиков физико-механических и литейных свойств и структур. Модель базируется на концентрационной, температурной и технологической зависимости и предназначена для оценки влияния концентрации на свойства, структуру, сравнения данных с литературными с учетом технологических условий.

2.В работе адаптирован оригинальный программный метод количественной оценки структурных параметров микроуровня - объемной доли и удельной поверхности фазы. Установлено, что объемная доля фазы CuAI2 литых бинарных сплавов Al-Cu доэвтектических концентраций распределяется по логарифмически нормальному закону; удельная поверхность - по нормальному.

3.Микроструктурные исследования подтверждают факт наследственности сильнодеформированной шихты в виде уменьшения объемной доли фазы в 2,3 раза, возрастания пластичности и электропроводности в сплаве AI-4,7 % Си. Отмечено избирательное влияние деформированной шихты: алюминия - на повышение прочностных свойств исследуемых сплавов; меди - на повышение пластичности. Установлено влияние скорости плавки на увеличение пластических свойств и электропроводности, снижение прочностных свойств и плотности сплава AI-7 % Си. Установлено, что повышение скорости охлаждения (~ 103оС/с) является достаточным для образования сферолитных форм кристаллов в сплаве AI-33 % Си, тогда как в сплаве AI-12,5 % S¡ происходит только диспергирование структурных составляющих.

4.Получены линейные зависимости прочности о0 с твердостью НВ и электропроводностью у для сплавов системы AI-(4,2+6,8) % Си из первичных материалов в виде следующих уравнений:

св = 0,37 НВ - 19,71, сг, = 503,25- 11,84 у; для сплавов из отходов - прочности от электропроводности: сга = 9,75 у - 86,67,

где ав - предел прочности, МПа; НВ- твердость по Бринеллю, ед; у-удельная электропроводность, МСм/м.

Определена зависимость твердости НВ от концентрации меди (%, мае.) в доэвтекгических сплавах из первичной шихты:

НВ= 384,15+27,65 С ( 4,15 6,84 % Си);

НВ= 362,32+30,96 С ( 6,84+15,00 % Си), где С - концентрация меди.

б.Определена возможность в производственных условиях НПП "Интермет-Синтез" получения качественного сплава АК6М2 системы М-ЭьСи с повышенной твердостью НВ 90-109 единиц, на основе промышленных отходов металлургической, машиностроительной и электротехнической отраслей, обладающих определенной структурно-наследственной информацией. Выявлена линейная зависимость между твердостью НВ и электропроводностью у для синтезированных доэвтекгических медистых силуминов в виде следующего уравнения: НВ = 208,44 - 6,59 у. Определение твердости по удельной электропроводности является экспрессным методом, позволяющим с минимальными затратами оценить уровень свойств сплавов.

6.Получен мелкокристаллический переплав методом высокоскоростной кристаллизации в валках из синтезированного сплава АК6М2. Установлены оптимальные технологические параметры для достижения мелкодисперсной и равномерной структуры переплава в валковом кристаллизаторе: Тзал =700 +10 0 С; скорость оборота валков -14 об/мин; диаметр литникового отверстия - 3 мм; давление воды в валках - 1 атм.

7.Установлено, что модифицирование сплава АК6М2 малыми добавками быстрозакристаллизованного мелкокристаллического переплава уменьшает величину максимального переохлаждения и способствует за счет снижения работы зародышеобразования и устойчивого увеличения числа унаследованных центров кристаллизации, вводимых в расплав быстрозакристаллизованной шихтой, формированию измельченной структуры и повышению уровня литйеных и механических свойств.

8.Методом металлографического анализа микроструктуры сплава АК6М2 определено, что введение в расплав быстрозакристаллизованного переплава обеспечивает измельчение кристаллов а-твердого раствора в 45 раз и увеличение количества междендритной фазы, состоящей из сложных эвтектик. Это способствует повышению предела прочности, твердости, жидкотекучести и позволяет отнести такие добавки к зародышеобразующим модификаторам-инокуляторам. Подобные результаты могут быть получены и для других сплавов системы А1-31-Си.

Э.Впервые выполнен сравнительный анализ эффективности модифицирования литого сплава АК6М2 несколькими видами мелкокристаллических модификаторов. При проведении экспериментов в лабораторных условиях прочность сплава АК6М2 возросла за счет применения МКП на 22 %, твердость - на 7 %, жидкотекучесть - на 10%, электропроводность - на 3,3 %; за счет применения титаносодержащих лигатур прочность сплава АК6М2 возросла на 17,4 %(Ц) и 19,4 % (СВС); жидкотекучесть понизилась на 6% (Ц) и 4,7 % (СВС); электропроводность понизилась на 3,3 %. Выявлено, что оптимальным является содержание МКП 1,5 -2 %, а содержание титана в сплаве 0,16+0,18 % (мае.). Ю.Промышленное опробование показало возможность улучшения качества отливки "Головка блока цилиндров", требуемых механических и эксплуатационных свойств, сокращения брака сплава АК6М2 за счет применения специально подготовленной шихты, центробежных лигатур А1-"П и мелкокристаллического переплава. Результаты исследований данной работы использованы при составлении отчета по инновационному проекту № 41 96 "Синтезирование качественных алюминиевых сплавов из промышленных отходов различных производств". Экономический эффект по данному проекту достигает 2,5-3 т.р./1т в ценах 1998 года. Получено положительное заключение о результатах проведенных предварительных испытаний мелкокристаллических модификаторов для сплава АК6М2 при получении отливки "Головка блока цилиндров" в цехе алюминиевого литья металлургического производства АО "АвтоВАЗ". Предполагаемый экономический эффект от результатов внедрения на АО "АвтоВАЗ" модифицирования сплава АК6М2 мелкокристаллическим переплавом составит 540 т.р.; титаносодержащей лигатурой - 728 т.р. в ценах 1998 года. Разработана необходимая для внедрения техническая и технологическая документация. Предлагаемый процесс модифицирования может быть применен в существующем производстве без значительных технологических изменений.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Никитин В.И., Пронь Е.Б. , Пурыгин П.П. О возможностях переработки и использования алюминиевых шлаков металлургического завода II Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. V науч.-техн. конф. Самара: СамГТУ, 1993. с.199-201.

2. Гуляев Б.Б., Пронь Е.Б. Связь диаграмм состояния литейных сплавов с формированием их структур.// Литейное производство. 1994. №5.

3.Никитин В.И.,Исмагилов В.С, Пронь Е.Б. Явления структурной наследственности литейных сплавов.//Литейное производство. 1996.№8,-с.16-18.

4. Никитин В.И., Пронь Е.Б., Стульников В.В.Влияние состава и качества шихтовых материалов на свойства сплавов А1-Си.//Литейное производство. 1996. №9, с.9-10.

5. Гуляев Б.Б., Ткаченко С.С., Пронь Е.Б. Литейный треугольник для сталей и серого чугуна. //Литейное производство. 1996. №10, с. 8-9.

6.Пронь Е.Б., Никитин В.И. Влияние шихтовых металлов на свойства алюминиево-медных сплавов // Совершенствование литейных процессов : Тез.докл.науч.-техн,конф.Екатеринбург:УГТУ-УПИ, 1997. с.156-160.

7. Гуляев Б.Б., Пронь Е.Б. "Литейные треугольники" систем Al-Mg, Fe-C.// Литейное производство. 1997, №3.с.6.

8. Пронь Е.Б., Никитин В.И., Исмагилов B.C., Ивашкевич А.Г. Управление структурой и свойствами синтезированного сплава АК6М2 // Актуальные проблемы переработки лома и отходов цветных сплавов: Тез. докл.науч.-техн.конф., Владимир.-1997.с.38-40.

9. Никитин В.И., Пронь Е.Б., Лесницкий А.Н. Модифицирование сплава АК6М2 добавками мелкокристаллического переплава // Актуальные проблемы переработки лома и отходов цветных сплавов: Тез. докл.науч.-техн.конф., Владимир.-1997. с. 41.

10. Пронь Е.Б., Волков B.C., Никитин В.И. Взаимосвязь структуры и прочностных свойств с электропроводностью сплавов систем Al-Cu и Al-Si-Cu// Генная инженерия в сплавах: Тез. VI междунар. науч.-практ. конф. Самара:1998.с.109-110.

11. Никитин В.И., Ивлев В.А., Пронь Е.Б..Лесницкий А.Н., Ивашкевич А.Г. Исследование структуры и свойств сплава АК6М2, модифицированного мелкокристаллическим переплавом// Генная инженерия в сплавах: Тез. VI междунар. науч.-пракг.конф. Самара:1998.с.58-59.

12. Никитин В.И., Ивлев В.А., Лесницкий А.Н., Пронь Е.Б., Скрипников И.М.. Повышение качества отливки "Головка блока цилиндров" за счет технологии генной инженерии в условиях АО "АвтоВАЗ" Н Генная инженерия в сплавах: Тез. VI междунар. науч,-пракг.конф.Самара: 1998.С.61 -63.

Подписано к печати 10.08.98. Печ.л.1,0. Тираж 100 Ризография. Заказ № 354 Отпечатано в СамГТУ 443010, Самара, ул. Галактионовская, 141

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Структурные элементы и свойства расплавов.

1.2. Строение твердых литых сплавов и существующие методы изучения.

1.3. Влияние фазового состава, структурных элементов и дефектов на изменение физико-механических свойств алюминиевых сплавов.

1.4. Основные факторы, влияющие на структурообразование и свойства литых сплавов.

1.5. Современные представления о наследственности в литых сплавах.

Среди задач, которые предстоит решать в области литейного производства, Б.Б.Гуляев [ 1 ] отмечает расширение возможностей управления структурой сплавов для достижения требуемых свойств. На III съезде литейщиков России (г.Владимир, 1997г.) отмечалось, что важной задачей современного литейного производства остается получение отливок с оптимально высокими свойствами, минимальными затратами при соблюдении экологичности [ 2]. Алюминий и сплавы на его основе в настоящее время находят все более широкое применение в промышленности в результате наметившейся тенденции в автомобилестроении замены деталей из чугуна алюминиевыми вследствие их малого удельного веса и способности к рециклируемости.

Одним из резервов оптимизации структуры и улучшения литейных и физико-механических свойств литых алюминиевых сплавов является эффект металлургической наследственности. Решающий этап в его осуществлении заключается в передаче заложенной в шихте информации через жидкую фазу и ее реализации при затвердевании. Поэтому развитие концепции наследственности и ее подтверждение для литейных сплавов остается актуальной задачей. На параметры структуры жидкого и кристаллизующегося сплава оказывают влияние состояние исходной шихты и условия плавки: степень чистоты и измельченности структуры, добавки модификаторов, скорость плавки, величина перегрева, и другие факторы. Одновременное наложение нескольких факторов затрудняет установление наследственного эффекта.

На первом этапе в качестве объекта-были исследованы модельные бинарные сплавы нескольких систем на основе алюминия из первичных материалов, а затем готовили сплавы из металлов и отходов, прошедших специальную обработку. Степень эффективности применения мелкокристаллических отходов повышали за счет управления технологическими факторами, влияющими на наследственную передачу информации. Направленное изменение структур и свойств металлических расплавов с помощью внешних воздействий или заранее предусмотренных факторов и улучшение за счет этого физико-механических характеристик сплава -это важное техническое решение, открывающее новые возможности в литейном производстве.

Для углубления исследований и реализации их результатов был выбран литейный сплав АК6М2, предназначенный для производства детали "Головка блока цилиндров" автомобиля "АвтоВАЗ". Такой выбор объекта практического использования результатов исследований соответствует современным ресурсосберегающим тенденциям, сложившимся в промышленности, а также отвечает требованиям реального производства АО "АвтоВАЗ" по снижению общего брака выпускаемой продукции.

Совершенствование технологии современного изготовления отливок требует развития теоретических направлений. Теория литейных сплавов непрерывно дополняется; литейщикам приходится одновременно решать теплофизические, гидравлические, металловедческие, механические, химические и другие задачи.

В развитие указанных направлений внесли большой вклад отечественные ученые М.Б.Альтман, Н.Н.Белоусов, ААБочвар, А.Е.Вол, С.М.Воронов, Н.Г.Гиршович, Б.Б.Гуляев, В.И.Добаткин, М.Е.Дриц, В.С.Золоторевский, И.Ф.Колобнев, Г.А.Косников, О.Н. Магницкий, М.В.Мальцев, В.И.Никитин, И.И.Новиков, Н.С.Постников, И.Н.Фридляндер и ряд других ученых.

Усложнение технологических процессов, вызванное повышением требований к литым изделиям, обуславливает ужесточение контроля структуры сплавов и вызывает необходимость в углубленных исследованиях взаимосвязи их строения со свойствами. Структуры промышленных литейных сплавов достаточно изучены, однако многие вопросы продолжают оставаться открытыми или же, еще не поставлены. Проблема представления взаимосвязи структуры и свойств литых сплавов в единой форме является • также недостаточно исследованной. В литературе встречаются разрозненные сведения о взаимосвязи как структуры со свойствами, так и самих свойств, например, прочности с твердостью, электропроводностью для групп сплавов; некоторые группы сплавов остаются неизученными. К тому же интерпретация результатов наблюдения структуры разными исследователями не всегда однозначна и требует дополнительного рассмотрения.

Учитывая возрастающее применение алюминиевых сплавов, необходимы обобщение и систематизация имеющегося материала по свойствам и структуре сплавов в твердом и жидком состояниях, в выявлении их взаимосвязи и общих закономерностей. Средством систематизации может быть модель, включающая набор графиков. Существует вероятность выявления в результате экспериментальных исследований новых методов воздействия на свойства через конкретные элементы строения сплавов. Сведения о структуре указывают на существование ее взаимосвязи со свойствами, как функцией от нее.

Принятый в данной работе подход позволяет объединить и выявить особенности рассмотренных типов литейных сплавов и связать воедино наиболее важные их параметры, а также производить сравнение свойств и структур литых сплавов по единой методике.

Целью предлагаемой работы являлось исследование возможностей управления структурой и свойствами литых сплавов систем Al-Cu, Al-Si и Al-Si-Cu за счет явления наследственности и разработки на этой основе технологии модифицирования первичного сплава АК6М2 добавками быстрозакристаллизованных мелкокристаллического переплава и титаносодержащих лигатур на алюминиевой основе для достижения повышенного уровня технологических и механических свойств, снижения брака отливок, улучшения морфологии их строения при сокращенном расходе модифицирующих добавок.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена методика систематизации сведений о химических составах, структурах всех уровней и ряде свойств в виде методологической модели "литейного треугольника", осуществляющего новый подход к решению задачи выбора оптимального состава, получения качественной структуры и необходимых свойств.

2. Развита и дополнена идея представления структуры сплава в виде совокупности структурно-иерархических уровней с указанием содержащихся структурных элементов, их размеров и корреляции со свойствами.

3. Показано влияние скорости кристаллизации в диапазоне 10-103оС/с на изменение структурных параметров в бинарных модельных сплавах систем Al-Cu и Al-Si и влияние скорости плавки в сплавах системы Al-Cu.

4. Установлено повышение свойств сплавов системы Al-Cu при использовании в качестве шихты отходов с деформированной структурой.

5. Впервые выполнен сравнительный анализ эффективности модифицирования медистого силумина АК6М2 несколькими типами мелкокристаллических модификаторов: переплавом сплава АК6М2, Ц-лигатурой состава Al-Ti, СВС-лигатурой состава AI-5%Ti-1%B.

6. Предложено объяснение механизма процесса модифицирования силумина АК6М2 добавками мелкокристаллического переплава (МКП).

Практическая ценность работы заключается в том, что из отходов металлургической и электротехнической промышленности, обладающих измельченной структурой, получали сплав, затем подвергали его кристаллизации в валках. В результате получен экономичный переплав с мелкокристаллической структурой, обладающий высоким модифицирующим действием. Установлено оптимальное количество МКП для достижения наибольшего модифицирующего эффекта, выразившегося в повышении литейных свойств и механических свойств конструкционного сплава АК6М2, предназначенного для производства отливок "Головка блока цилиндров" . Разработан рациональный режим синтезирования экономичных высококачественных вторичных сплавов АК6М2, АК7МЗ из отходов, позволяющий сохранить положительное наследственное влияние шихты. На защиту выносятся:

1. Трехкомпонентная модель бинарных сплавов на основе алюминия и железа, базирующиеся на принципе существования прямой и обратной зависимости химического состава, структуры и свойств.

2. Классификация, описание структур литых сплавов с применением обобщенных визуализирующих и некоторых численных методов и корреляция между значениями свойств (концентрация и твердость, прочность и твердость сплавов системы Al-Cu).

3. Результаты экспериментов по применению методов наследственного управления структурой и свойствами сплавов системы Al-Cu путем изменения строения и состава шихты, скорости плавки и охлаждения.

4. Результаты исследований по модифицированию конструкционного сплава АК6М2 мелкокристаллическим переплавом , Ц-, СВС-титаносодержащими лигатурами на алюминиевой основе.

5. Результаты опытно-промышленных испытаний отливки "Головка блока цилиндров", полученных

Во введении раскрыта актуальность темы диссертационной работы, представлена научная новизна, практическая ценность работы и положения, выносимые на защиту. В первой главе на основании литературных источников рассмотрены современные научные представления о строении сплавов в твердом и жидком состоянии, о влиянии основных технологических факторов, состояния шихтовых материалов и их подготовки на структуру и свойства сплавов. Проанализированы структурные параметры, изучаемые при исследовании сплавов. Во второй главе изложена методика проведения работы. Третья глава посвящена дополнению концептуальной структурно-иерархической таблицы для сплавов, предложенной Б. Б. Гуляевым, параметрами структурных единиц и формулами, связывающими указанные структурные параметры со свойствами, присущими данному иерархическому уровню. Предложена трехкомпонентная модель, отражающая влияние химического состава на свойства и структуру литых сплавов и имеющая значение для решения задачи представления их взаимосвязи. В четвертой главе приведены результаты исследований влияния скорости кристаллизации, скорости плавки на структуру сплавов системы Al-Cu. Было выполнено исследование влияния различных видов деформированных отходов, использованных в качестве шихтовых материалов для получения сплавов системы Al-Cu с повышенными свойствами. В пятой главе отражены результаты исследований возможности синтезирования из отходов сплавов типа силумин с улучшенными свойствами; получения быстрозакристаллизованного мелкокристаллического переплава; модифицирования сплава АК6М2 лигатурами AI-Ti и МКП. В шестой главе изложены рекомендации и опыт практического использования результатов работы. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением современных методов исследования структуры и свойств материалов и подтверждается опробованием результатов исследований в условиях реального производства АО "АвтоВАЗ".

Результаты работы доложены и обсуждены на V научно-технической конференции "Наследственность в литых сплавах" (г. Куйбышев, 1993), научно-технической конференции "Управление процессами формирования структуры и свойств литых сплавов в отливках" (г. Санкт - Петербург, 1996), юбилейной научно-технической конференции "Совершенствование литейных процессов" (г. Екатеринбург, 1997), конференции "Актуальные проблемы переработки лома и отходов цветных сплавов" (г. Владимир,J 997), конференции "Генная инженерия в сплавах"(г. Самара, 1998), научных семинарах кафедр "Физико-химия литейных сплавов" СПбГТУ и "Технология литейных процессов" СамГТУ.

Внедрение результатов диссертационной работы, проводимое в условиях АО "АвтоВАЗ" и НПП "Интермет-Синтез", подтверждает их эффективность. Планируемый годовой экономический эффект от внедрения результатов работы по модифицированию сплава АК6М2 мелкокристаллическими добавками составит 721 тыс. руб. для 1 т переплава, 540 тыс. руб для 1 т лигатуры ; по синтезированию из отходов ~ 4,3+5,1 тыс. руб. на 1 т в ценах на 1998 г. Работа выполнена на кафедрах "Физико-химия литейных сплавов и процессов" Санкт-Петербургского государственного технического университета и "Технология литейных процессов" Самарского государственного технического университета

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Методологически обосновано разбиение структуры отливки на взаимосвязанные иерархические уровни с целью последующего изучения свойств. Дполнена система иерархических уровней классификацией структурных параметров с поуровневым указанием процессов. Предложена методологическая трехкомпонентная модель, состоящая из диаграммы состояния, графиков физико- механических и литейных свойств и структур. Модель базируется на концентрационной, температурной и технологической зависимости и предназначена для оценки влияния концентрации, технологических параметров на свойства структуры, сравнения данных с литературными с учетом технологических условий.

2. В работе адаптирован оригинальный программный метод количественной оценки структурных параметров микроуровня - объемной доли и удельной поверхности фазы. Установлено, что объемная доля фазы СиАЬ распределяется для литых бинарных сплавов Al-Cu доэвтектических концентраций по логарифмически нормальному закону; удельная поверхность - по нормальному. Микроструктурные исследования подтверждают факт наследственности сильнодеформированной шихты в виде уменьшения объемной доли фазы в 2,3 раза, возрастания пластичности и электропроводности в сплаве А1-4,7 % Си. Отмечено избирательное влияние деформированной шихты: алюминия - на повышение прочностных свойств исследуемых сплавов; меди - на повышение пластичности. Установлено влияние скорости плавки на увеличение пластических свойств и электропроводности, снижение прочностных свойств и плотности сплава А1-7 % Си. 3. Установлено, что повышение скорости охлаждения 10 30 С/с) являются достаточными для образования сферолитных форм кристаллов в сплаве системы А1-33 % Си, тогда как в эвтектическом сплаве системы Al-12,5 % Si происходит только диспергирование структурных составляющих.

4. Получены линейные зависимости прочности ств с твердостью НВ и электропроводностью у для сплавов системы А1-(4,2ч-6,8) % Си из первичных материалов в виде следующих уравнений: ств = 0,37 НВ -19,71, ств = 503,25 - 11,84 у; для сплавов из отходов - прочности от электропроводности: ств = 9,75 у - 86,67, где ств - предел прочности, МПа; НВ- твердость по Бринеллю, ед; у- удельная электропроводность, МСм/м.

Определена зависимость твердости НВ от концентрации меди (%, мае.) в доэвтектических сплавах из первичной шихты:

НВ= 384,15+27,65 С ( 4,15 - 6,84 % Си);

НВ= 362,32+30,96 С( 6,84 - 15,00 % Си), где С - концентрация меди.

5. Определена возможность в производственных условиях НПП "Интермет-Синтез" синтезирования качественного сплава АК6М2 системы Al-Si-Cu с повышенной твердостью НВ 90-109 единиц, на основе промышленных отходов металлургической, машиностроительной и электротехнической отраслей, обладающих определенной структурно-наследственной информацией. Выявлена линейная зависимость между твердостью НВ и электропроводностью у для синтезированных доэвтектических медистых силуминов в виде следующего уравнения: НВ = 208,44 - 6,59 у. Определение твердости по удельной электропроводности является экспрессным методом, позволяющим с минимальными затратами оценить уровень свойств сплавов.

6. Получен мелкокристаллический переплав методом высокоскоростной кристаллизации в валках из синтезированного сплава АК6М2. Установлены оптимальные технологические параметры для достижения мелкодисперсной и равномерной структуры переплава в валковом кристаллизаторе: Ти:1 =700 +10 ° С; скорость оборота валков - 10 об/мин; диаметр литникового отверстия - 3 мм; давление воды в валках -1 атм.

7. Установлено, что модифицирование сплава АК6М2 малыми добавками быстрозакристаллизованного мелкокристаллического переплава уменьшает величину максимального переохлаждения и способствует за счет снижения работы зародышеобразования и устойчивого увеличения числа унаследованных центров кристаллизации, вводимых в расплав быстрозакристаллизованной шихтой, формированию измельченной структуры и повышению уровня механических свойств отливок.

8. Методом количественного металлографического анализа микроструктуры сплава АК6М2 определено, что введение в расплав быстрозакристаллизованного переплава обеспечивает измельчение кристаллов а-твердого раствора и эвтектических составляющих. Это способствует повышению предела прочности, твердости, жидкотекучести и позволяет отнести такие добавки к зародышеобразующим модификаторам-инокуляторам. Показано, что модифицирование способствует измельчению зерен твердого раствора в 4-5 раз, увеличению количества междендритной фазы, состоящей из сложных эвтектик. Подобные результаты могут быть получены и для других сплавов системы Al-Si-Cu.

9. Впервые выполнен сравнительный анализ эффективности модифицирования сплава АК6М2 несколькими видами мелкокристаллических модификаторов. При проведении экспериментов в лабораторных условиях прочность сплава АК6М2 возросла за счет применения МКП на 22 %, жидкотекучесть - на 10%, электропроводность - на 3,3 %; за счет применения титаносодержащих лигатур прочность сплава АК6М2 возросла на 17,4 %(Ц) и 19,4 % (СВС); жидкотекучесть понизилась на 6% (Ц) и 4,7 % (СВС); электропроводность понизилась на 3,3 %. Выявлено, что оптимальным является содержание МКП 1,5 -2 %, а содержание лигатур % от массы плавки.

10. Промышленное опробование показало возможность улучшения качества отливки "Головка блока цилиндров", требуемых механических и эксплуатационных свойств, сокращения брака сплава АК6М2 за счет применения специально подготовленной шихты, центробежных, лигатур Al-Ti и мелкокристаллического переплава. Результаты исследований данной работы использованы при составлении отчета по инновационному проекту № 4/ 96 "Синтезирование качественных алюминиевых сплавов из промышленных отходов различных производств". Экономический эффект по данному проекту достигает 2,5-3 т.р./1т в ценах 1998 года. Получено положительное заключение о результатах проведенных предварительных испытаний мелкокристаллических модификаторов для сплава АК6М2 при получении отливки "Головка блока цилиндров" в цехе алюминиевого литья металлургического производства АО "АвтоВАЗ". Предполагаемый экономический эффект от результатов внедрения на АО "АвтоВАЗ" модифицирования сплава АК6М2 мелкокристаллическим переплавом составит 540 т.р.; титаносодержащей лигатурой - 728 т.р. в ценах 1998 года.

1. Гуляев Б. Б. Решенные и нерешенные задачи теории литейных процессов.// Литейное производство.-1990,№9,с.2-3.

2. Никитин В.И. Новые литейные технологии с использованием явления наследственности.//Литейное производство.- 1997, № 5, с.12.

3. Баум Б.А. Металлические жидкости. М.: Наука, 1979. 120с.

4. Ватолин Н.А., Пастухов Э.А. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов. М.:Наука,1980. 189с.

5. ВертманА.А., Самарин А.М. Строение расплавов железа.М.:Наука, 1969.-280с.

6. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов и сплавов.-М.:Наука, 1972.-247с.

7. Оно А. Затвердевание металлов.М.:Металлургия, 1980.-152с.

8. Кан Р., Хаазен. Физическое металловедение. Вып. 2. Фазовые превращения. Металлография . / Под ред. Р.Кана. М.: Мир, 1968. 490 с.

9. Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах. Самара:СамГТУ,-1995.-179с.

10. Ю.Парамонов А.М. Разработка методов и технологии модифицированияалюминиевых сплавов малыми добавками шихты, полученной с повышенной скоростью охлаждения при кристаллизации: Дисс. канд техн. наук.-Москва, 1987.-203с. ДСП.

11. Ватолин И.А., Пастухов Э.А., Сермягин В.Н. Влияние ближнего порядка жидких сплавов Al-Mg и Al-Si на структуру и свойства в кристаллическом состоянии.// Легкие и жаропрочные сплавы и их обработка. М.: Металлургия, 1986.-е. 134142.

12. Структура и свойства внутренних поверхностей раздела в металлах/ Б.С.Бокштейн, Ч.В.Колецкий, Швиндлерман Л.С.М.: Наука, 1988.-272С.

13. Белащенко Д. К. Структура жидких и аморфных металлов. М.:Металлургия, 1985.-192с.

14. Физико-химические исследования металлургических процессов. // П.С. Попель, Свердловск, 1989.-157с.

15. Корольков А.М. Литейные свойства металлов и сплавов.-М.: Наука, 1967.-199с.

16. Алюминий./ Под ред. Туманова А.Т., М.: Металлургия, 1972.-664с.

17. Баум Б. А., Тягунов Г. В. О неравновесных состояниях металлических расплавов.-В кн.: Электрохимия и расплавы. М.:Наука, 1974.-е. 188-190.

18. Еланский Г.Н. Строение и свойства металлических расплавов. М.:Металлургия,-160с.

19. Никитин В.И., Крушенко Г.Г.Влияние происхождения шихты на структуру и свойства алюминиевых сплавов.-В кн.: Свойства расплавленных металлов. М.:Наука, 1974.-с.53-56.

20. Ершов Г.С., Бычков Ю.Б. Высокопрочные алюминиевые сплавы на основе вторичного сырья.М.:Металлургия, 1979.-192с.

21. Крушенко Г.Г. О природе наследственности металлических материалов.-В кн.: Материалы II Всесоюзной конф. "Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа".-Днепропетровск: ДМетИ, 1982.-е.23-26.

22. Вайнгард У. Введение в физику кристаллизации металлов.-М.:Мир,1967,- 159с.

23. Голиков И.Н., Масленков С.Б. Дендритная ликвация в сталях и сплавах.: Металлургия, 1977.-222С.

24. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки.М.Машиностроение, 1976.-328с.

25. ВейникА.И.Теория затвердевания отливок.-М.:Машгиз,1960.-435с.

26. Соколовская Е.М., Гузей J1.С. Металлохимия.М.:МГУ, 1986.-263с.

27. Калашников Е.В. Влияние состояния жидкостей на рост кристаллов, Цахкодзор, 1985. с.124-125.

28. Металлография железа.// под ред. Тавадзе, I том, М.: Металлургия , 1972. 127с.

29. Болховитинов Н.Ф., Болховитинова Е.Н. Атлас макро- и микроструктур металлов и сплавов.-М.:Машгиз,1959.-88с.

30. Гардин А.И., Добрынина Л.А. Электронные микрофотографии структур технического железа и стали. М.: Машгиз, 1954. 45с.

31. Электронно-микроскопические исследования структуры жаропрочных сплавов и сталей./ под ред. Кишкина С.Т., Поляк Э.В. М.: Металлургия, 1969. 182с.

32. Апюминиевые сплавы. Металловедение алюминия и его сплавов.Справ. изд. Беляев А.И., Романова О.А., Бочвар О.С. и др.; Под ред. И.Н.Фридляндера. -М.: Металлургия, 1971. 352с.

33. Мальцев М.В., Металлография промышленных металлов и сплавов.- М.: Металлургия, 1970,- 367с.

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

35. Атлас по металлографии цветных металлов.-М.:МВТУ, 1930.

36. Туркин В. Д., Румянцев М.В. Структура и свойства цветных металлов. М.: М еталлургиздат, 1947. -439с.

37. Schumann Н. Metallographi der Gusslegierungen. Leipzig veb Dt. Verl. fuer Grundstoffindustrie, 1990. -764s.

38. Janig W. Metallographi der Gusslegierungen. Leipzig veb Dt. Verl. fuer Grundstoffindustrie, 1971. 132s.

39. Smith C.S., Metallurg. Rev., (lnst.Metals, London) 9, 33, 1964.

40. Шуберт К. Кристаллические структуры двухкомпонентных фаз. М.: Металлургия, 1971,-536с.

41. Курс физической химии. // Под ред. Герасимова Я.И.-М.:Химия, 1969.-592 с.

42. Гуляев Б.Б., Пряхин Е.И.,Колокольцев В.М. Иерархия структур и механические свойства литой стали.//Литейное производство.-1986.-№8. с.9-11.

43. Гуляев Б.Б. О классификации структур литейных сплавов. // Тез.докл. V науч.-техн.конф. "Наследственность в литых сплавах".:Самара, 1993. с.3-6.

44. Григорович В.К. Металлическая связь и структура металлов.-М.:Наука,1988,-296с.

45. Мовчан Б.А. Границы кристаллитов в литых металлах и сплавах. -Киев:Техника, 1970.-212

46. Каур И., Густ В. Диффузия по границам зерен и фаз./под ред.Л.С.Швиндлермана.: Машиностроение, 1991.-446с.

47. Кайбышев О.А., Валиев Р.З. Границы зерен и свойства металлов. М.: Металлургия, 1987.-213 с.

48. Грабский М.В. Структура границ зерен в металлах.М.: Металлургия,1972.-160 с.

49. Глейтер Г., Чалмерс Б. Большеугловые границы зерен. М.:Мир,1975.-375 с.

50. Хаютин С.Г., Шпичинецкий Е.С. К вопросу о "наследственности" строения границ зерен.// Изв. АН СССР. Металлы.-1968.-№ 2.-C.165-166.

51. Апесковский В.Б. Химия твердых веществ.М.: Высшая школа.-1978.-256 с.

52. Постников Н.С. Упрочнение алюминиевых сплавов и отливок. М.:Металлургия.-118 с.

53. Богачев И.Н. П.П.Аносов и секрет булатной стали,- 1952.-М.: Машгиз.-91с.

54. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография.-М.: Металлургия, 1976.-276с.

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

56. Циммерман Р., ГюнтерК. Металлургия и металловедение. Справ, изд. Пер. с нем. М.: Металлургия.-1982.-480с.

57. Металлография сплавов железа:спр./ под ред. М.Л.Бернштейна.М.:Металлургия, 1985.-248с.

58. Rhines Frederik N. Microstructology.// Praktische Metallographi. 1985, 22, № 10, с.469-488.бО.Чернявский K.C. Стереология в металловедении.М.:Металлургия,1977.-279с.

59. Underwood Е.К. The Mathematical Foundations of Quantitative Stereologi.-ASTM.-STF-505.-1972.

60. Соколов B.H., Юрковец Д.И., Разгулина O.B., Мельник В.Н. Метод количественного анализа микроструктуры твердых тел по РЭМ изображениям.// Заводская лаборатория, 1997, №9, с.31-35.

61. Пигрова Г.Д. Процессы выделения фаз в жаропрочных сталях и сплавах для энергетического машиностроения :автореф. .дисс. докт. техн.наук.-СПб, 1993.-38с.

62. Рыбакова Л.М. Характеристики механических свойств и субструктура металла. // МиТОМ.-1994.-№Ю.с.12-17.

63. Юм-Розери, В.Рейнор. Структура металлов и сплавов./Под ред. Селисского,-М.: Металлургиздат, 1959.-391 с.

64. Агдо D., Drew R.A.L., Gruzleski J.E. Einfaches Leitfaehigkeitsmessverfahren zur Bestimmung der Veredelung und des Dendritenarmabstandes in Aluminium-Silicium-Legirungen. 1988.-№7. s.87-97.

65. Кулиничев Г.П., Никитин В.И. Особенности макроструктуры алюминиевых сплавов. // МиТОМ.-1989.-№1.с.62-64.

66. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. // Золоторевский B.C. М.: Металлургия, 1983.-352 с.

67. Гуляев Б.Б. Физико-химические основы синтеза сплавов.Л.:

68. Марковец М.П. Определение механических свойств металлов по твердости.М. Машиностроение, 1979.-191с.

69. Головачев М.Г., Голосов О.А. К определению зависимостей между твердостью и характеристиками прочности алюминиевых сплавов// Заводская лаборатория, 1991, №4, с. 67.

70. Гуляев А.П. Трещиноведение// МиТОМ.-1994.-№10 с.

71. Гиршович Н.Г., Иоффе А.Я., Косников Г.А. Первичная структура фактор, определяющий механические свойства серого чугуна./В кн.: Новые технологические процессы литейного производства. М.:Машгиз, 1967с.72-79.

72. Косников Г. А. Получение трещиностойких чугунов. //Литейное производство. 1985. №8.с.13-15.

73. Бочвар А.А.Металловедение.М.:Металлургиздат, 1956.-496с.

74. ЛахтинЮ.М.Металловедение и термообработка сплавов.М.:Металлургия,1977.-407с.

75. Липчин Т.Н. Структура и свойства цветных сплавов, затвердевших под давлением. М.:Металлургия, 1994.-128с.

76. Бродова И.Г. Особенности кристаллизации алюминиевых сплавов в зависимости от состояния их расплавов: Автореферат дис. д-ра техн. наук-Екатеринбург, Институт физики металлов УрО РАН,1995.-39с.

77. Есин В.О., Сазонова В.А., Заболоцкая И.А. Сферолитные формы кристаллизации в металлах// Металлы,- 1989.-№2. с.73-77.

78. Телешов В.В., Снеткова Ю.И. Движение расплава и формирование структуры алюминиевых сплавов./ЛДветные металлы, 1982, №8.-с.75.

79. Гаврилин И.В., Что дают исследования строения жидких сплавов для практики литья? //Литейное производство.-1988. №9. с.3-4.

80. Базилевский В.М. Пути повышения качества и свойств вторичных алюминиевых сплавов.// Цветные металлы, 1970, №12.-с. 65-68.

81. Селезнев Л.П. Пути повышения качества и свойств вторичных алюминиевых литейных сплавов.// Цветные металлы, 1970,№12.-с.68-71.

82. Агеева Г.Н., Березянская Н.Б., Золоторевский B.C. О влиянии малых добавок на механические свойства и структуру силуминов из лома и отходов.-Цветные металлы, 1980, №1 .-с.99-102.

83. Галушко А.М., Немененок Б.М. Микролегирование низкосортных материалов для получения качественных отливок из алюминиевых сплавов.// Литейное производство, 1983, №4.-с.15-16.

84. Бастраков В.К., Журавлев А.И., Новикова И.А.Исследование литейных свойств вторичных медистых силуминов.//Литейное производство, 1995, №1.-с.16-17.

85. Саушкин Б.П., Петров Ю.Н., Нистрян А.З., Маслов А.В. Электрохимическая обработка изделий из титановых сплавов. Кишинев ."Штиинца", 1988,- 198с.

86. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов.-М.:Металлургия, 1964.-228с.

87. Напалков В.И., Бондарев Б.И., Тарарышкин В.И., Чухров М.В. Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов. М.: Металлургия, 1983.-160с.

88. Плавка и литье алюминиевых сплавов:Справ.изд./ Альтман М.Б.и др. М.: Металлургия, 1983.-278с.

89. Мариенбах Л.М., Соколовский Л.О. Плавка сплавов цветных металлов для фасонного литья.М.: Высшая школа, 1967.-248с.

90. ЭЗ.Хмелевских А.И., Голованов А.Ю. Структурная проба для оценки качества алюминиевых лигатур.Тез.докп. IV межобл. науч.-техн. сем.:Самара, 1990.C.24-25.

91. Беккерт М., Клемм X. Справочник по металлографическому травлению. М.: Металлургия, 1979. -336с.

92. Бунин К.П., Малиночка Я.И. Введение в металлографию.М.:Металлургиздат, 1954.-192с.

93. Волков В.Г. Определение структуры и механических свойств изделий из алюминиевых сплавов по удельной электрической проводимости.Тез. докл.\/ науч.-техн.конф.Самара, 1993, с. 194-195.

94. Металловедение и термическая обработка металлов. Справ, изд. Методы испытаний и иследований. т.1./Под ред. Бернштейна М.Л. , Рахштадта А.Г.-М.: Металлургия, 1991.-765с.

95. Краткий химический справочник/ Под ред. Рабиновича В.А., Хавина З.Я. Л.:Химия, 1977,- 376с.

96. Томас Г., Гориндс М. Просвечивающая электронная микроскопия материалов. М.: Наука, 1983. - с.

97. ЮО.Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций.-М.:Мир, 1973.-280с.

98. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах,-М. .Мир, 156с.

99. Иванова B.C., Баланкин А.С., Банных О.А. Синергизм механических свойств и экстремальных технологий управления структурой материала.// Металлы.-№2.

100. ЮЗ.Елсукова Т.Ф., Панин В.Е. Эволюция структурных уровней деформации и самоорганизация мезоскопической субструктуры в поликристаллах.// Металлы.-1992.-№2.

101. Гуляев Б. Б. Корнюшкин О.А., Кузин А. В. Формовочные процессы. М. Машиностроение, 1987.-264с.

102. Философский словарь./Под ред.И.Т.Фролова.М.Политиздат, 1991.-559с.

103. Юб.Тоффоли Т., Маргалус Н. Машины клеточных автоматов.М.:Мир, 1991.-298с.

104. Анастасиади // Литейное производство.

105. Косников Г.А. Количественная оценка структуры графитных включений в чугуне на шлифе //Литейное производство.-1996,- № 10, с. 13-15.

106. H.F. Fischmeister, Н.Е. Exner, M.H.Poech, S.Kollhoff, P.Gumbsch, S.Schmauder, L.S.Sigl, R.Spiegler. Modelling Fracture Processes in Metals and Composite Materials. Z. fuer Metallkunde, 80,(1989) 839.

107. Ю.Корсунская И.А., Каменецкая Д.С., Ершова Т.П. Общие закономерности встроении диаграмм состояния металлических систем.-М.:Наука,1977.-271с.или с. 66-75.

108. Ш.Питман Н.Г. Исследование зависимостей "механические свойства-химический состав-микроструктура" для магниевого чугуна.// Литейное производство.-1969.-№12.

109. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках.М,-Л.Машиностроение, 1966.-552с.

110. З.Гуляев Б.Б., Пронь Е.Б. Связь диаграмм состояния литейных сплавов с формированием их структур.// Литейное производство. 1994, №5.-с.

111. Гуляев Б.Б., Пронь Е.Б. "Литейные треугольники" систем Al-Mg, Fe-C. // Литейное производство. 1997, № З.-с.б.

112. Гуляев Б.Б., Ткаченко С.С., Пронь Е.Б. "Литейный треугольник" для стали и чугуна. //Литейное производство. 1996, №10, с.8-9.

113. Никитин В.И., Исмагилов B.C., Ри Хосен. Наследственность алюминиевых сплавов в зависимости от концентрации легирующих элементов./ В сб.: Наследственность в литых сплавах: Тез.докп. V науч.-техн. конф.-Самара, 1993, с. 30-32.

114. Варга И.И., Никитин К.В. Особенности структуры и свойств литых полос из алюминиевых деформируемых сплавов./ В сб.: Наследственность в литых сплавах: Тез.докл.\/ науч.-техн.конф.-Самара, 1993,- с. 167-168.

115. Кандалова Е.Г., Никитин В.И. Оценка микроструктурных характеристик модифицирующих лигатур на основе алюминия.// Литейное производство. 1996, №9. с. 16-18.

116. Хоникомб Р. Пластическая деформация металлов. М.: Мир, 1972.-408 с.

117. Глазов В.М.,Вигдорович В.Н.Микротвердость металлов.М.:Металлургия,1969.-248с.

118. Степнов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний.М.: Машиностроение, 1972.-232с.

119. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978.-832с.

120. Гордиенко Л.К.Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.:Наука, 1973.-223с.124. Золоторевский

121. Соболев В.И. Теоретические основы управления процессом формирования химической неоднородности литейных сплавов для повышения их свойств: Дисс.докт.техн.наук.-Минск, 1990.-305с.

122. Никитин В.И., Пронь Е.Б., Стульников В.В.Влияние состава и качества шихтовых материалов на свойства сплавов Al-Cu.//Литейное производство, 1996,№9, с.9-10.

123. Никитин В.И., Исмагилов В.С, Пронь Е.Б. Явления структурной наследственности литейных сплавов.//Литейное производство. 1996, №8.-с 1618.

124. Пронь Е.Б., Никитин В.И. Влияние шихтовых металлов на свойства алюминиево-медных сплавов./ В сб.: Совершенствование литейных процессов: Тез. докл.науч.-техн.конф.УГТУ-УПИ, Свердловск, 1997. с. 156-160.

125. Поленц И.В. Формирование литой структуры алюминиевых сплавов в различных условиях неравновесной кристаллизации. Автореферат канд.дис. Екатеринбург, 1992.-27с.

126. Куманин И. Б. Некоторые проблемы металловедения в литейном производстве.//Литейное производство.-1983, №3.с.2-4.

127. Кисунько В.З. Технология шихтоподготовки, плавки и литья вторичных алюминиевых сплавов с учетом генетических факторов./ В сб.: Наследственность в литых сплавах:Тез.докл.\/ науч.-техн.конф.-Самара,1993,-с.59-64.

128. Макарин B.C. Средства неразрушающего контроля отливок.М.:Высшая школа, 1988.-72с.

129. Пронь Е.Б., Никитин В.И., Исмагилов B.C., Ивашкевич А.Г. Управление структурой и свойствами синтезированного сплава АК6М2./В сб.: Тез.докл.научн.-техн. конф.Владимир, 1997.-е. 38-40.

130. Пригунова А.Г., Петров С.С., Гайворонская Т.З., Жалкин О.А. Наследственное влияние расплава на кристаллизацию цинковистых силуминов./ В сб.: Наследственность в литых сплавах: Тез. докл. V науч.-техн. конф.- Самара, 1993.- с.104-105.

131. Рабинович A.M. Повышение механических свойств вторичных алюминиевых сплавов путем рационализации их составов и режимов термической обработки.: Дисс.канд.техн.наук.-Ленинград, 1984.-213с.

132. Никитин В.И., Пронь Е.Б., Лесницкий А.Н. Модифицирование сплава АК6М2 добавками мелкокристаллического переплава./ В сб.: Тез.докл.научн.-техн. конф. Владимир, 1997.-с.41.

133. Справочник по алюминиевым сплавам/ под ред. Елагина В.И.-М.:ВИЛС, 1978

134. Строганов Г.Б., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием.-М.:Наука, 1977.-271 с.

135. Строганов Г.Б. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1985.-156с.