Анализ параметров кристаллизационного процесса - Исследование горячеломкости литейных сплавов на основе систем Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu

Для анализа кристаллизационного процесса был выполнен ДТА сплавов системы Al - Si с содержанием Si: 0.25, 0.5, 1.0, 3.0 и 5.0 %. Основные параметры кристаллизационного процесса указаны в таблице 4:

Таблица 4. Параметры кристаллизационного процесса сплавов системы Al - Si

Содержание Si,%

Теплота кристаллизации

TSol, ?C

TLiq, ?C

TКр.

1

0.25

-352.2

627.4

643.2

15.8

2

0.5

-341.6

627.0

642.8

15.8

3

1.0

-360.3

551.6

638.6

87.0

4

3.0

-347.0

550.0

625.6

75.6

5

5.0

-302.7

549.0

612.9

63.9

Дальнейший анализ приведенных данных показал:

    1. Сплавы, содержащие 0.25 и 0.5% Si, имеют узкий интервал кристаллизации (~16?C). На кривых ДТА для этих сплавов не зафиксировано эвтектическое превращение, т. е. тепловое превращение связано только с кристаллизацией ?-твердого раствора кремния в алюминии. Параметры кристаллизационного процесса этих двух сплавов практически одинаковы. 2. В сплавах с содержанием Si 1.0% и выше зафиксирована кристаллизация эвтектической составляющей, причем чем больше в сплаве кремния, тем больше эвтектики. Поэтому интервал кристаллизации этих сплавов значительно больше, так как в этом случае участвуют два превращения - кристаллизация твердого раствора и эвтектики, протекающая для этих составляющих при различных температурах. Обращает на себя внимание тот факт, что с увеличением содержания кремния с 1.0 до 5.0% интервал кристаллизации уменьшается с 87 до 64??С. Это связано с тем, что с увеличением кремния ликвидус сплавов существенно снижается, а солидус остается практически неизменным, так как кристаллизация этих сплавов завершается кристаллизацией эвтектики (? + Si) при постоянной температуре.

По кривым ДТА были рассчитаны и графически интерпретированы кривые изменения темпа кристаллизации опытных сплавов (рисунок 18). Для сплавов 0.25 и 0.5% Si темп кристаллизации увеличивается практически линейно и достигает максимальных и больших по абсолютной величине значений у температуры солидус. Аналогично должна развиваться и линейная усадка в интервале кристаллизации, что в сумме с наличием тонких прослоек жидкого металла между кристаллами, ослабляющих их связь, приводит к увеличению горячеломкости.

Характер изменения темпа кристаллизации сплавов с содержанием кремния от 1.0 до 5.0% существенно отличается. Достигнув максимума в начале кристаллизации, когда линейная усадка еще не получила своего развития, темп кристаллизации затем плавно снижается с приближением к температуре солидус. И только у сплавов, содержащих 3.0 и 5.0% Si, вблизи температуры солидус темп кристаллизации вновь несколько увеличивается. Но это происходит практически при неизменной температуре кристаллизации эвтектической составляющей, когда линейная усадка приостанавливает свое развитие и вновь начинает увеличиваться только после полного затвердевания сплава. Такой характер кристаллизации должен благоприятно сказываться на снижении горячеломкости, что подтверждается результатами исследований этого сплава с помощью кольцевой пробы.

Рис. 18 Изменение темпа кристаллизации сплавов системы Al - Si

Похожие статьи




Анализ параметров кристаллизационного процесса - Исследование горячеломкости литейных сплавов на основе систем Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu

Предыдущая | Следующая