Actual Problems in Machine Building Vol.5 N1-2 2018

Actual Problems in Machine Building. Vol. 5. N 1-2. 2018 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 132 УДК 669.715.017.16 ВОЗДЕЙСТВИЕ МОДИФИЦИРОВАНИЯ НА МИКРОСТРУКТУРУ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ Al-(20  40)% Si М.В. ПОПОВА, доктор техн. наук, профессор М.А. МАЛЮХ, соискатель (СибГИУ, г. Новокузнецк) Попова М.В. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42 Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail: m.popova@rdtc.ru Представлены результаты исследований влияния модифицирования сульфатом меди на микроструктуру, тепловое расширение и плотность сплавов алюминия с 20÷40% кремния. Проводили продувку расплава парами 3-7%-ного водного раствора CuSO 4 в течение 5–15 минут при температуре 800–1100ºС. Кристаллизацию осуществляли в алюминиевый кокиль и с имитацией жидкой штамповки. Модифицирование сплавов предложенным способом способствует формированию мелкодисперсной структуры сплавов Al–(20÷40)%Si, особенно после высокоскоростной кристаллизации. Установлено, что обработка расплава парами водного раствора сульфата меди влияет на величину температурного коэффициента линейного расширения, микротвердость и плотность сплавов Al–(20÷40) % Si. ТКЛР в интервале испытаний 50–250ºС снижается на 3– 16%, тогда как в интервале 300–450 ºС наблюдается его увеличение. После модифицирования повышается микротвердость и снижается плотность сплавов на 3-6%. Указанные изменения свойств более заметно проявляются с увеличением содержания кремния. Ключевые слова: алюминий, кремний, модифицирование, кристаллизация, структура, температурный коэффициент линейного расширения, плотность. Введение Тепловое расширение и плотность являются важными свойствами для изделий таких отраслей промышленности, как специальное приборостроение и двигателестроение. Основой легких сплавов с низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР, α) традиционно является система алюминий – кремний, причем кремния необходимо вводить не менее 20 % [1–4]. Обязательной технологической операцией при выплавке силуминов является модифицирование, основной целью которого является повышение механических свойств сплавов за счет изменения параметров структуры: диспергирования и изменения морфологии структурных составляющих, а также более равномерного распределения их по объему слитка [5–8]. Однако результаты ранее проведенных нами исследований показывают, что модифицирование можно использовать для улучшения не только механических, но и физических свойств силуминов [9–11]. С целью измельчения кристаллов первичного кремния (КПК) и эвтектики, а также обеспечения необходимого комплекса физико- механических свойств разработаны многочисленные способы модифицирования высококремнистых алюминиевых сплавов. Известны способы получения сплавов системы Al-Si, в которых с целью улучшения механических и технологических свойств их расплавы подвергают обработке газообразными веществами, солями, легкоразлагающимися твердыми