Влияние РЗЭ на процесс кристаллизации силумина заэвтектического типа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены теории и механизмы, объясняющие процессы модифицирования первичного кремния в заэвтектических силуминах. Проведены исследования процессов кристаллизации силумина заэвтектического типа, обработанного редкоземельными элементами (РЗЭ): иттрием, иттербием, самарием, эрбием, лантаном и неодимом. Получены значения температур фазовых превращений и параметры, учитывающие выделение твердой фазы в интервале температур кристаллизации. Показаны различия в параметрах кристаллизации и характере выделения твердой фазы у сплавов, модифицированных иттрием, иттербием, самарием, эрбием, церием и неодимом. Сделан вывод о необходимости проведения дальнейших исследований по уточнению механизма модифицирования использованными РЗМ первичного кремния в заэвтектических силуминах.

Об авторах

И. А Петров

ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

Email: petrovia2@mai.ru
Moscow, Russia

Д. В Бережной

ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»

Автор, ответственный за переписку.
Email: petrovia2@mai.ru
Moscow, Russia

Список литературы

  1. Shlyaptseva, A.D.Complex structure modification and improvement of properties of aluminium casting alloys with various silicon content / A.D. Shlyaptseva, I.A. Petrov, A.P. Ryakhovsky, E.V. Medvedeva, V.V. Tcherdyntsev // Metals. 2021. V.11(12). P.1946.
  2. Белов, Н.А. Фазовый состав промышленных и перспективных алюминиевых сплавов: монография / Н.А. Белов. - М.: Изд. Дом МИСиС, 2010. 511 с.
  3. Вейник, А.И. Теория затвердения отливки / А.И. Вейник - М.: Машгиз, 1960. 435 с.
  4. Петров, И.А. Влияние РЗЭ на процесс кристаллизации силумина эвтектического типа / И.А. Петров, А.Д. Шляпцева // Металлы. 2022. №2. С.19-27.
  5. Petrov, I.A. Effect of REE on the solidification of eutectic silumin / I.A. Petrov, A.D. Shlyaptseva // Russian Metallurgy (Metally). 2022. P.204-210.
  6. Никитин, К.В. Модифицирование и комплексная обработка силуминов: учеб. пособ. / К.В. Никитин; 2-е изд., перераб. и доп. - Самара: Изд. Самар. гос. техн. ун-та, 2016. 92 с.
  7. Ghosh, S. [S. title] / S. Ghosh, W. Mott // Modern Casting. 1964. V.46. №6. P.721-732.
  8. Модифицирование силуминов. - Киев: Изд. АН УССР, 1970.
  9. Строганов, Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием / Г.Б. Строганов, В.А. Ротенберг, Г.Б. Гершман. - М.: Металлургия, 1977. 272 c.
  10. Day, M.G. The microstructure and crystallography of aluminium-silicon eutectic alloys / M.G. Day, A. Hellawell // Proceed. Royal Soc. London. Ser. A: Mathematical and Physical Sciences. 1968. V.305. №1483. Jul. 23. P.473-491.
  11. Lu, S.Z. The mechanism of silicon modification in aluminum-silicon alloys: Impurity induced twinning / S.Z. Lu, A. Hellawell // Metall Mater. Trans. A. 1987. V.18. P.1721-1733.
  12. Qinglin Li. Effect of rare earth cerium addition on the microstructure and tensile properties of hypereutectic Al-20%Si alloy / Qinglin Li, Tiandong Xia, Yefeng Lan, Wenjun Zhao, Lu Fan, Pengfei Li //j. Alloys Compounds. 2013. V.562. P.25-32.
  13. Qinglin Li. Effect of yttrium addition on the microstructures and mechanical properties of hypereutectic Al-20Si alloy / Qinglin Li, Tiandong Xia, Yefeng Lan, Wenjun Zhao, Lu Fan, Pengfei Li // Mater. Sci. Eng. A. 2018. V.722. P.47-57.
  14. Shi, W.X. Effect of Nd on microstructure and wear resistance of hypereutectic Al-20%Si alloy / W.X. Shi, B. Gao, G.F. Tu, S.W. Li //j. Alloys Compounds. 2010. V.508. P.480-485.
  15. Qinglin Li. Effects of rare earth Er addition on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-20% Si alloy / Qinglin Li, Tiandong Xia, Yefeng Lan, Pengfei Li, Lu Fan // Mater. Sci. Eng. A. 2013. V.588. P.97-102.
  16. Qinglin Li. Mechanical properties and microstructural evolution of Yb-modified Al-20%Si alloy / Qinglin Li, Jinbao Li, Binqiang Li, Yuqian Zhu, Dexue Liu, Yefeng Lan, Shu Wang //j. Mater. Eng. Performance. 2018. V.27(7). P. 3499.
  17. Qinglin Li. Effect of samarium (Sm) addition on the microstructure and tensile properties of Al-20%Si casting alloy / Qinglin Li, Jinbao Li, Binqiang Li, Yefeng Lan, Tiandong Xia // Intern. J. Metalcasting. 2018. V.12. Is.3. P.554-564.
  18. Hongkun Yi. Morphologies of Si phase and La-rich phase in as-cast hypereutectic Al-Si-xLa alloys / Hongkun Yi, Di Zhang // Mater. Letters. 2003. V.57. Is.16-17. P.2523-2529.
  19. Kim, M. Electron back scattering diffraction (EBSD) analysis of hypereutectic Al-Si alloys modified by Sr and Sc / M. Kim // Met. Mater.Intern. 2007. V.13. P.103-107.
  20. Петров, И.А. Исследование влияния некоторых редкоземельных элементов на свойства силумина эвтектического типа / И.А. Петров, О.В Телицына // Технология легких сплавов. 2021. №1. С.54-59.
  21. Chong Chen. Influences of complex modification of P and RE on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-20Si alloy / Chong Chen, Zhong-Xia Liu, Bo Ren, Ming-Xing Wang, Yong-Gang Weng, Zhi-Yong Liu // Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 2007. V.17. Is.2. P.301-306.
  22. Chang, J.Y. Refinement of cast microstructure of hypereutectic A1-Si alloys through the addition of rare earth metals /j.Y. Chang, I.G. Moon, C.S. Choi //j. Mater. Sci. 1998. V.33(20). P.5015-5023.
  23. Chang, J.Y. Rare earth concentration in the primary Si crystal in rare earth added Al-21wt. %Si alloy /j.Y. Chang, G.H. Kim, I.G. Moon, C.S. Choi // Scripta Materialia. 1998. V.39 (3). P.307-314.
  24. Волочко, А.Т. Модифицирование эвтектических и первичных частиц кремния в силуминах. Перспективы развития / А.Т. Волочко // Литье и металлургия. 2015. №4 С.38-45.
  25. Мондольфо, Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов / Л.Ф. Мондольфо; пер с англ. - М.: Металлургия, 1979. 640 c.
  26. Song-Mao Liang. Thermodynamic assessment of the Al-P system based on original experimental data / Song-Mao Liang, Rainer Schmid-Fetzer // Calphad. 2013. V.42. P.76-85.
  27. Song-Mao Liang. Phosphorus in Al-Si cast alloys: Thermodynamic prediction of the AlP and eutectic (Si) solidification sequence validated by microstructure and nucleation undercooling data / Song-Mao Liang, Rainer Schmid-Fetzer // Acta Materialia. 2014. V.72. P.41-56.
  28. Xu Yijiang. Revealing the nucleation kinetics of primary Si particles in hypereutectic Al-Si alloys under the influence of P inoculation / Xu Yijiang, Deng Yun, Casari D., Mathiesen R.H., Liu Xiangfa, Li Yanjun //j. Mater. Sci. 2020. V.55. Is.32. P.15621-15635.
  29. Yijiang Xu. Growth kinetics of primary Si particles in hypereutectic Al-Si alloys under the influence of P inoculation: Experiments and modeling / Yijiang Xu, Yun Deng, D. Casari, R.H. Mathiesen, Xiangfa Liu, Yanjun Li //j. Alloys Comp. 2021. V.854. Art.155323.
  30. Zhang, Z.-H. Refinement and thermal analysis of hypereutectic Al-25% Si alloy / Z.-H. Zhang, X.-F. Bian, Y. Wang, X. Liu // Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 2001. V.11 (3). P.374-377.
  31. Eskin, G.I. Some control mechanisms of spatial solidification in light alloys / G.I. Eskin, D.G. Eskin // Intern. J. Mater. Res. (Z. Metallkd). 2004. V.95 (8). P.682-690.
  32. Okamoto, H. ASM Handbook. V.3: Alloy Phase Diagrams / H. Okamoto, M.E. Schlesinger, E.M. Mueller. - [s.l.]: ASM Intern. Mater. Park. 2016. 800 p.
  33. Ozen Gursoy. Lanthanides: a focused review of eutectic modification in hypoeutectic Al-Si alloys / Ozen Gursoy, Giulio Timelli //j. Mater. Res. Technol. 2020. V.9. Is.4. P.8652-8666.
  34. Петров И.А. Исследование процессов кристаллизации литейных алюминиевых сплавов, модифицированных рубидием / И.А. Петров, А.Д. Шляпцева, В.М. Квашнин // Металлы. 2021. №2. С.24-30.
  35. Petrov, I.A. Solidification of rubidium-modified cast aluminum alloys / I.A. Petrov, A.D. Shlyaptseva, V.M. Kvashnin // Russian Metallurgy (Metally). 2021. Is.3. P.272-277.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023