Спосіб одержання виливків з регульованим співвідношенням структурних складових

Спосіб одержання виливків з регульованим 3 56780 ких зерен і вторинних дрібних. Відмінності температурно-часових умов формування великих (первинних) зерен на першій стадії кристалізації під час ізотермічної обробки і дрібних (вторинних) під час наступного швидкісного охолодження розплаву визначають не тільки відмінності в їх дисперсності, але й у хімічному складі. Останнє визначається за правилом відрізків коноди. Великі первинні зерна мають температуру плавлення вищу за температуру плавлення вторинних дрібних. Реалізація такої двостадійної кристалізації з утворенням гетерогенної структури, що складається з двох типів зерен, відкриває можливість під час наступної теплової обробки виливків в інтервалі температур твердо-рідкого стану формування регульованої кількості рідкої фази за рахунок розплавлення дрібних зерен і периферійних ділянок великих. Кількість рідкої фази регулюється температурою і тривалістю теплової обробки. Наступне швидкісне охолодження (Vox = 500-600 °С/хв) з кристалізацією об'ємів рідкої фази зумовлює утворення дисперсних зерен. Кількість дрібних зерен в структурі сплаву може бути змінено від 10 до 60 % залежно від режиму теплової обробки. Відповідно змінюються і механічні характеристики цих основних складових структури. Це відкриває перспективу створення технологій одержання природних литих композитів з регульованою кількістю і дисперсністю структурних складових і прогнозованими фізико-механічними властивостями. В умовах ФТІМС НАН України на прикладі сплаву Аl - 4,5 % Сu досліджено вплив теплової обробки на трансформацію литої підготовленої структури після ізотермічної обробки та швидкісної кристалізації. Розплав охолоджували від температури 700 °С нижче ліквідусу (610 °С) до температур ізотер Комп’ютерна верстка А. Крулевський 4 мічної витримки 580-590 °С протягом 7 хв і охолоджували з високою швидкістю (Vox = 550-600 °С/хв). Закристалізований за таких умов сплав піддавали тепловій обробці в інтервалі температур твердо-рідкого стану (530-580 °С) протягом 5 хв і наступному швидкісному охолодженню у воді. Металографічно встановлено, що вихідні зразки після ізотермічної обробки та швидкісної кристалізації мають гетерогенну структуру з розміром первинного зерна від 0,190 мм до 0,290 мм і вторинного зерна від 0,035 до 0,065 мм. Наступна теплова обробка сплаву у підліквідусній області призводить до зменшення розмірів первинного зерна на 10-15 % і зростання кількості дисперсних зерен до 30 % від загальної площі шліфа. Рідка фаза під час теплової обробки збагачується міддю, що призводить до підвищення мікротвердості дисперсних зерен у структурі сплаву від 72,5 кг/мм2 до 120,0 кг/мм2, тобто на 40 %. Суттєве підвищення їх мікротвердості може бути пов'язане зі збільшенням вмісту міді та значним зростанням дисперсності вторинних зерен після теплової обробки і повторної швидкісної кристалізації рідкої фази міждендритних ділянок литої структури. Мікротвердість же первинних (великих) зерен закономірно знижується після теплової обробки в середньому на 10 %. Таким чином, показана можливість цілеспрямованої зміни кількісного співвідношення зерен різної дисперсності та ступеня легованості за рахунок зміни температурно-часових параметрів при формуванні вихідної структури виливків та за рахунок температури та тривалості наступної теплової обробки твердого стану в інтервалі температур твердо-рідкого стану і швидкісної кристалізації рідкої фази міждендритних об'ємів сплаву. Це створює передумови розробки нових ливарних технологій. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601