Жароміцний ливарний сплав на основі магнію з підвищеними властивостями

Жароміцний ливарний сплав на основі магнію з підвищеними властивостями, що містить цирконій, неодим, цинк та магній, який відрізняється тим, що додатково містить барій і кальцій при наступному співвідношенні компонентів, мас. % : цирконій 0,4-1,0 неодим 2,2-2,8 цинк 0,1-0,7 кальцій 0,01-0,025 барій 0,005-0,01 магній решта. (19) (21) u200814218 (22) 10.12.2008 (24) 10.07.2009 (46) 10.07.2009, Бюл.№ 13, 2009 р. (72) ШАЛОМЄЄВ ВАДИМ АНАТОЛІЙОВИЧ, ЦИВІРКО ЕДУАРД ІВАНОВИЧ, ЛУКІНОВ ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЛИСЕНКО НАТАЛІЯ ОЛЕКСІЇВНА (73) ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 42428 Крім того, барій і кальцій знижають поверхневий натяг розплаву, підвищуючи тим самим його рідинотекучість. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують виявлення нових технічних властивостей - розроблено жароміцний ливарний сплав на основі магнію з підвищеною рідинотекучістю, що забезпечує його високими показниками тривалої міцності при підвищених температурах та підвищеною рідинотекучістю. Це забезпечує усій заявленій сукупності ознак відповідності критерію «новизна» та приводить до нових технічних результатів. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. Виходячи з вищевикладеного можна зробити висновок, що запропоноване технічне рішення задовольняє критерію "Винахідницький рівень". Для експериментальної перевірки сплав пропонованого составу й аналога виплавляли в індукційній тигельній печі типу ІПМ-500, рафінування розплаву флюсом ВІ-2 проводили в роздавальній печі. Готовий розплав порційно відбирали розливними ложками, у які вводили зростаючі присадки лігатур Mg-12% Ca і Mg-10% Ba. Для порівняння, окремо, в готовий розплав вводили магнійскандієву лігатуру для одержання составу аналога. Отриманий метал з різними варіантами присадок заливали в пісчано- глиністу форму для одержання литих зразків. Тривалу міцність (о) при температурі 250°С визначали на розривній машині АИМА 5-2 на зразках діаметром 5мм за ГОСТ 10145-81. Ріденотекучість досліджених варіантів вивчали на спіралеподібній пробі за ГОСТ 1643 870. Зразки для визначення механічних властивостей досліджуваних сплавів піддавали термічній обробці по режиму Т6. 4 Аналіз результатів механічних властивостей досліджуваних сплавів показав, що в запропонованому сплаві при змісті барію менш 0,005% і кальцію менш 0,01% не відбувається здрібнювання дендритів внаслідок недостатньої кількості кальцію і барію для адсорбції їх на зростаючих вісях дендритів при кристалізації. В результаті чого інтерметалідна фаза (MgZr)12Nd нерівномірно розподілена за обсягом металу, що приводить до його крихкості й погіршенню тривалої міцності при підвищених температурах. Мала кількість барію і кальцію також недостатня для зменшення поверхневого натягу розплаву і рідинотекучість його невисока. При вмісті барію в межах 0,005-0,01% і кальцію в межах 0,01-0,025%, у процесі кристалізації, барій і кальцій адсорбуються на поверхні зростаючих вісей дендритів, гальмуючи ріст твердої фази, що призводить до здрібнювання литої структури, при цьому, інтерметалідна фаза (MgZr)12Nd вичавлюється в міжвісьовий об'єм, здрібнених барієм і кальцієм дендритів. При цьому, вона стає рівномірнорозподіленою по всьому перетину металу, що забезпечує максимальну тривалу міцність при підвищених температурах, а також підвищену рідинотекучість. При змісті барію більш 0,01% і кальцію більш 0,025%, у результаті абсорбції надлишкової кількості барію і кальцію на поверхні зростаючих дендритів при кристалізації, а також внаслідок нерівномірного розподілу в структурі інтерметалідної фази (MgZr)12Nd, метал стає крихкім й погіршується тривала міцність при підвищених температурах. Рідинотекучість при цьому практично не змінюється. Отримані результати досліджень представлено в таблицях 1,2. Таблиця 1 Вміст хімічних елементів, % Zn Ca Ba 0,50 --------0,45 0,005 0,003 0,48 0,01 0,005 0,44 0,025 0,01 0,52 0,030 0,02 Сплав 1. Аналог 2. Запропонований 3. 4. 5. Zr 0,50 0,60 0,55 0,58 0,54 Nd 2,30 2,25 2,26 2,28 2,24 Mg 96,200 96,692 96,695 96,665 96,650 Sc 0,50 ----------------Таблиця 2 Сплав 1. Аналог 2. Запропонований 3. 4. 5. Тисп., °С 250 250 250 250 250 Тривала міцність s, МПа 80 80 80 80 80 Аналіз проведених досліджень показав, що використання запропонованого сплаву дозволяє одержувати магнієві виливки з високою тривалою tр, час 56 55 77 75 54 Рідинотекучість, мм 180 180 230 240 235 міцністю при підвищених температурах і рідинотекучістю. Джерела інформації: 5 42428 1. ГОСТ 2856-79. Сплавы магниевые литейные. Марки. 2. Пат. 25056 Україна, МПК8 С22С 23/00. Ливарний сплав на основі магнію / Шаломєєв В.А., Комп’ютерна верстка О. Рябко 6 Цивірко E.I., Жеманюк П.Д., Лукінов В.В., Лисенко И.О., Клочихин В.В.- №200702619; Заявл. 12.03.2007; Опубл. 25.07.2007. Підписне Тираж 28 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