Актуальные проблемы в машиностроении Том 4 №3 2017

78 / 126

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 3. 2017 Materials Science
in Machine Building
____________________________________________________________________
78
УДК 669.715: 621.74.047
ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКОГО СИЛУМИНА ПРИ ЛИТЬЕ
СЛИТКОВ ПОЛУНЕПРЕРЫВНЫМ СПОСОБОМ
А.Н. ПРУДНИКОВ, доктор техн. наук, профессор
В.А. ПРУДНИКОВ, аспирант
(СибГИУ, г. Новокузнецк)
Прудников А.Н. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42,
Сибирский государственный индустриальный университет,
e-mail:
Исследованы поверхность разрушения, макро- и микроструктура слитков
полунепрерывного литья диаметром 165 мм из бинарного заэвтектического силумина с
содержанием кремния 20 %. Установлено, что излом слитка в поперечном сечении
характеризуется значительными участками вязкого и квазивязкого разрушения по эвтектике
и твердому раствору, чередующимися с фасетками хрупкого скола по кристаллам
первичного кремния (КПК). Макроструктура отличается неоднородностью распределения
эвтектических колоний (Al+Si), участков и дендритов α-твердого раствора. Показано, что в
поперечном сечении слитка полунепрерывного литья из заэвтектического силумина
формируются периферийная, промежуточная и центральная зоны, отличающиеся между
собой по количеству, размерам и распределению КПК, а также строению эвтектики.
Приведены усредненные механические свойства слитков.
Ключевые слова: силумин, слиток, полунепрерывное литье, структура, кристаллы
первичного кремния, эвтектика.
Введение
Для изготовления поршней тяжелонагруженных двигателей внутреннего сгорания
(ДВС), используемых для большегрузных автомобилей, тракторов, тепловозов и другой
техники, наиболее часто используют деформируемые алюминиевые сплавы [1]. Данная
технология их производства, обычно, включает производство слитков полунепрерывным
способом, их прессование на пруток и последующую штамповку деталей на гидравлических
прессах. Полунепрерывный способ изготовления слитков является наиболее
производительным и экономичным в заготовительном литье алюминиевых сплавов [2]. Еще
в 70-80 годы ХХ века в области непрерывного литья алюминиевых сплавов появились
работы, посвященные металлургии жидкого металла, технологии литья слитков различной
формы, улучшению их качества, формированию структуры слитка и образованию дефектов и
др. для сплавов различных систем (АМг2 – АМг-5; Д16, Д20, АК4, АК8, В95, АМц ) [3-4].
Позднее количество работ в этой области значительно увеличилось[5-7]. В настоящее время,
преимущественно, для тяжелонагруженных ДВС используют легированные заэвтектические
силумины. Работ, выполненных в области технологии производства, формирования
структуры и свойств слитков из заэвтектических силуминов выполнено недостаточно.
Несмотря на это, можно отметить некоторые из них в области исследования структуры
слитков из силуминов эвтектического и заэвтектического состава, механических и
физических свойств, оптимизации технологических параметров литья, разработки новых
технологических решений при литье слитков [8-15]. Получение же высококачественной
деформированной поршневой заготовки зависит от структуры слитка, а для заэвтектических
силуминов – в первую очередь от количества, распределения, размеров и формы кристаллов
первичного кремния (КПК). В связи с этим целью настоящей работы являлось изучение