79 / 126
Актуальные проблемы в машиностроении
. Том 4. № 3. 2017
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
79
формирования структуры и свойств слитков полунепрерывного литья, изготовленных в
промышленных условиях из двойного силумина с содержанием кремния 20 %.
Материал и методика экспериментального исследования
Слитки из заэвтектического силумина изготавливали полунепрерывным способом в
промышленных условиях ОАО «СМК» (г. Ступино). Сплав Al - 20 % Si готовили в печи
сопротивления в графитошамотном тигле вместимостью 60 кг. В качестве шихтовых
материалов использовали технически чистый силумин Сил 0 и кремний Кр1. После
приготовления расплава в печи при 820÷880 °C и съема шлака с зеркала металла, его сливали
в миксер емкостью 150 кг. Слитки отливали на машине полунепрерывного литья ПН-2 с
дюралюминиевым кристаллизатором скольжения диаметром 165 мм со скоростью литья 77
мм/мин при 750÷770 °C. Макро- и микроструктуру изучали на темплетах, вырезанных из
донной части слитков на расстоянии 100 мм от их дна с использованием оптического
микроскопа ЛабоМет-1И. Для фрактографического анализа использовали эти же темплеты,
разрушенные в поперечном сечении по диаметру слитка. Для определения механических
характеристик слитков использовали цилиндрические образцы, изготовленные по ГОСТ
1497 – 84, диаметром 6 мм. Образцы вырезали из поперечных темплетов, а результаты
испытаний усредняли по всему сечению слитка. Для определения температурного
коэффициента линейного расширения (ТКЛР) образцов при различных температурах
использовали высокотемпературный дилатометр DIL 402C с цифровой обработкой данных и
погрешностью измерения 0,1·10
-6
К
-1
.
Результаты и обсуждение
В работе проведено исследование излома, а также макро- и микроструктуры слитков
полунепрерывного литья и их свойств из бинарного заэвтектического силумина с
содержанием кремния 20 %. Для слитка отмечается сочетание заэвтектической и
доэвтектической структуры во всем объеме слитка, что согласуется с данными работ В.И.
Добаткина [3], c той лишь разницей, что соотношение первичных кристаллов кремния и
дендритов первичного алюминия, равно как и строение последних, различно для разных
частей слитка. Фрактографический анализ темплетов из слитков показал, что наряду со
значительными по размеру участками вязкого разрушения по эвтектике и твердому раствору
видны крупные фасетки скола по кристаллам первичного кремния (рис. 1). Причем в
центральной части слитка наряду с большим объемом участков вязкого и квазивязкого
разрушения присутствует и большее количество участков хрупкого скола по КПК, размер
которых превышает размеры хрупких участков в периферийных слоях металла
Рис. 1.
Излом в поперечном сечении слитка полунепрерывного литья из сплава Al - 20 % Si