Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Повышение механических свойств вторичных алюминиевых сплавов путем рационализации их составов и режимов термической обработки

Диссертация: Повышение механических свойств вторичных алюминиевых сплавов путем рационализации их составов и режимов термической обработки
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Рационализация составов, режимов термообработки и микролегирования обеспечивает изготовление качественных отливок из вторичных сплавов, приготовленных из низкосортной шихты и отходов с высоким содержанием железаобеспечивает получение механических свойств на уровне характеристик первичных сплавов, что позволяет в ряде случаев применение вторичных сплавов взамен первичных. Предложенная методика… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
    • 1. 1. Качество вторичных и первичных литейных алюминиевых сплавов

    1.2. Влияние структуры, химического и фазового состава на свойства литейных вторичных сплавов.. 10 1.2.-1. Влияние химического состава на механические свойства сплавов в литом состоянии без термообработки.

    1.2.2. Зависимость механических свойств от химического состава вторичных алюминиевых сплавов после термообработки.*

    1.3. Микролегирование вторичных литейных алюминиевых сплавов.

Повышение механических свойств вторичных алюминиевых сплавов путем рационализации их составов и режимов термической обработки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Задачи, поставленные XK7I съездом КПСС по развитию отечественной промышленности, связаны с экономией материальных ресурсовшироким использованием комплексной переработки сырья, ресурсосберегающей техники, малоотходной, безотходной и энергосберегающей технологииутилизацией вторичных ресурсов /7/.

Источники вторичного алюминиевого сырья расширяются с ростом в народном хозяйстве металлофонда в виде сплавов первичного алюминия. Мировое производство алюминия растет гораздо более высокими тешами, чем производство стали /6/. Дальнейшее увеличение производства первичного алюминия на 15−20 $ на I98I-I985 годы и на период до 1990 года, способствует созданию благоприятных условий для расширенного применения сплавов из вторичного сырья. Эта проблема приобретает все большее значение в связи с истощением мировых запасов рудного сырья, пригодного для эффективной переработки сложившимися технологическими процессами /1−4/.

Однако, качество вторичных сплавов во многих случаях уступает качеству сплавов из первичного сырья, что затрудняет их применение при изготовлении деталей ответственного назначения. В настоящее время ведутся работы по повышению механических и эксплуатационных свойств вторичных сплавов до уровня первичных, что достигается очисткой сплавов от вредных примесей, газов, неметаллических включенийиспользованием высоких скоростей охлажденияпутем разбавления их первичным сырьеммикролегированием, направленным на нейтрализацию вредных примесейприменением физических методов воздействия на шихту, расплав и литьесовершенствованием режимов термической обработки и др.

В развитие указанных направлений внесли большой вклад М. Б. Альтман, Н. А. Аристова, Н. Н. Белоусов, Б. Б. Гуляев, В.С.Золото-ревский, И. Ф. Колобнев, М. В. Мальцев, И. И. Новиков, Д. Н. Худокормов и ряд других советских ученых.

Однако, в отечественной и зарубежной литературе уделено мало внимания изменению уровня механических свойств сплавов в зависимости от взаимовлияния параметров термической обработки, химического и фазового состава конкретных сплавов в пределах марки. Недостаточно теоретически изучен вопрос выбора микродобавок и микролегирующих комплексов для вторичных силуминовмеханизм их воздействия на литую структуру в исходном и термообработанном состояниях.

Целью данной работы явилось повышение уровня механических свойств распространенных марок вторичных силуминов АК5М2 и АК5М7 путем рационализации их состава, режимов термической обработки и микроле гирования.

На защиту выносятся следующие основные положения:

— построенные номограммы, рекомендации и модели вторичных сплавов АК5М2 и АК5М7, позволяют корректировать химический состав, режимы термообработки и получать сплавы с требуемым уровнем механических свойств;

— разработанная на основе принципов «Синтеза сплавов» новая методика позволяет выбрать из периодической системы наиболее эффективные элементы для микролегирования и определить их концентрации, обеспечивающие существенное увеличение механических свойств вторичных сплавов путем устранения влияния вредных примесей;

— рационализация составов, режимов термообработки и микролегирования обеспечивает изготовление качественных отливок из вторичных сплавов, приготовленных из низкосортной шихты и отходов с высоким содержанием железаобеспечивает получение механических свойств на уровне характеристик первичных сплавов, что позволяет в ряде случаев применение вторичных сплавов взамен первичных.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

— 147 -ВЫВОДЫ.

1. Разработанные математические модели сплавов АК5М2 и АК5М7 позволяют корректировать химический состав и режимы термической обработки и обосновывают получение сплава с требуемым уровнем свойств,.

2. Оптимизация и корректировка составов сплавов АК5М2 и АК5М7 с учетом среднестатистических составов шихты, поступающей на Мценский и Ленинградский заводы «Вторцветмет», позволяет существенно превысить типичные значения уровня свойств для данных марок сплавов.

3. Установлено взаимовлияние основных компонентов во вторичных сплавах. Показано, что в сплаве АК5М2 изменение концентрации меди до нижнего или верхнего предела марочного состава сплава при оптимальном содержании марганца и железа приводит к снижению пластичности в результате перераспределения марганца между структурными составляющими, приводящими к выделению интерметаллидов железа в иглообразной форме.

4. Увеличение концентрации магния в сплаве АК5М7 до 1 $ приводит к повышению уровня прочности до 260 МПа (~ 13 $) при увеличении пластичности до 1,25 $ (примерно в два раза).

5. Разработанный единый режим термической обработки сплава АК5М7 позволяет сочетать высокий уровень прочности и пластичности сплава.

6. Предложенная методика выбора и расчета концентрации добавок и микролегирующих комплексов для вторичных силуминов на основе двойных и тройных диаграмм состояния металлических систем подтверждена прямыми экспериментами. На основе методики выбора разработаны микролегирующие комплексы, заметно повышающие уровень свойств вторичных силуминов.

7. Установлено, что из элементов, Сс1, , 5к. добавка сурьмы влияет на форму выделения железосодержащих фаз го приятные. Микролегирование сплава АК5М2 0,3 $ позволяет увеличить пластичность после термической обработки вдвое без существенного, изменения уровня прочности.

8. В промышленных условиях показана возможность изготовления качественных отливок из сплавов АК5М2 и АЕС5М7 при использовании шихты и отходов вторичных сплавов собственного производства с высоким содержанием железа.

9. Промышленное опробование показало возможность улучшения качества отливок, сокращение брака и замены в ряде случаев первичных сплавов вторичными микролегированными сплавами. Экономический эффект от результатов внедрения на Каширском заводе иЦен-тролит" составил 95 тыс. руб/год. в сплавах системы изменяя их на более бла.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.И., Резниченко В. А. Металлургия — наука, производство и перспектива дальнейшего развития. — Изв. АН СССР, Металлы, 1980, В 3, с.З.
  2. А.И. Выступление на общем собрании Академии наук СССР. Вестн. АН СССР, 1980, JS 5, с. 73.
  3. H.A., Окунев А. И., Леонтьев Л. И. Вопросы комплексной переработки сырья в черной и цветной металлургии на Урале. -В кн.: Комплексное использование сырья, 1978, $ I, с. 45.
  4. А.И., Ватолин H.A., Резниченко В. А. Решение проблемы комплексного использования сырья в металлургии, Изв. АН СССР. Металлы, 1981, В 2, с.3−13.
  5. Г. С., Бычков Ю. Б. Высокопрочные алюминиевые сплавы из вторичного сырья. М.: Металлургия, 1979. — J92 с.
  6. Г. Б., Ротенберг В. А., Гершман Г. Б. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977. — 272 с.
  7. Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года. М.: Политиздат, 1981. — 95 с.
  8. A.M. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. -М.: Металлургия, 1978. 295 с.
  9. H.A., Бычков Ю. Б. Свойства литейных алюминиевых сплавов АК7 и АК5М7. Литейное производство, 1981, № 7, с.8−9.
  10. H.A., Гудкевич В. М., Бычков Ю. Б. Исследование свой- 150 ств литейного алюминиевого сплава АК5М2. Литейное производство, 1980, ?8, с. 9.
  11. H.A., Бычков Ю. Б. Свойства литейных алюминиевых сплавов АК9 и АК4М4. Литейное цроизводство, 1982, № 7, с. 14−15.
  12. В.Н., Микуляк О. П., Ефименко В.П. В кн.: Совершенствование производства и повышение качества вторичных алюминиевых сплавов. М.: Цветметинформация, 1977, с. 10−16.
  13. Ю.Б., Городничий Н. И., Цветная Л. И. Формозаполняемость литейных алюминиевых сплавов из вторичного сырья. Литейное производство, 1981, $ 4, с.9−10.
  14. В.Г. Свойства вторичных алюминиевых литейных сплавов. В кн.: Литейные свойства металлов и сплавов. М., 1967, с.252−256.
  15. Влияние металлических примесей на свойства алюминиевых литейных сплавов /Стромская H.H., Смирнова Т. И., Климова В. А. и др. В кн.: Алюминиевые сплавы, М., 1963, вып.1. Литейные сплавы, с. 55−72.
  16. Н.С. Коррозионностойкие алюминиевые сплавы. М.: Металлургия, 1976.
  17. И.Ф., Крымов В. В., Мельников A.B. Справочник литейщика. Цветное литье из легких сплавов. М.: Машиностроение, 1974. — 415 с.
  18. Алюминиевые литейные сплавы: Проспект. Донецк: ВНИИПВтор-цветмет, 1977. — 4 с.
  19. A.A., Гребенкин B.C., Сильченко Т. В., Слюсарев Н. Т. Влияние магния на свойства вторичных алюминиевых сплавов. -Литейное производство, 1968, № II, с.29−30.
  20. М.В., Гурова Л. М. Влияние железа на структуру и механические свойства сплавов AI- St- Му .-В кн.: Вопросы технологии литейного производства. М.: Оборонгиз, 1963, с.5−18.1. Тр. МАТИ- Вып. 56).
  21. Л.П. Влияние магния на механические и литейные свойства сплавов системы алюминий-кремний-медь с высоким содержанием примесей. Бюлл. Цветная металлургия, 1968, № 13, с. 40−42.
  22. П.А., Селезнев Л. П., Лубенский М. З., Дудецкая Л. Р. Влияние цинка и магния на механические свойства сплава АЛ10В.- Цветные металлы, 1970, № 12, с.52−55.
  23. П.А., Лубенский М. З., Селезнев Л. П. Влияние цинка и магния на жаропрочные свойства сплава АЛ10В. Бюлл. Цветная металлургия, 1970, № 9, с. 40−43. ^ .
  24. В.П., Гудкевич В. М., Первиль В. И., Рудой В. А. Влияние цинка на свойства и структуру силуминов. В кн.: Прогресс технологии литейного производства в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Ростов н/Д, 1980, с.62−65.
  25. Л.П., Лейбов Ю. М., Базилевский В. М. Влияние* цинка на механические и литейные свойства сплавов АЛЗВ, АЛЭВ и АЛЮВ.'- Бюлл. Цветная металлургия, 1968, № I, с.34−38.
  26. Ю.М., Селезнев Л. П., Базилевский В. М. Влияние металлических примесей на свойства вторичных алюминиевых литейных сплавов. Бюлл. Цветная металлургия, 1967, № 22, с.48−51.
  27. В.П., Славгородский Н. Д. Оптимизация состава и микролегирование сплавов системы алюминий-кремний-медь. В кн.: Прогресс технологии литейного производства в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, Ростов нД, 1980, с.71--73.
  28. .Б., Ковалев А. С. Оптимизация составов алюминиевых сплавов. Литейное производство, 1969, & 10, с.19−20.
  29. H.A., Бычков Ю. Б., Попов А. Н. Влияние легирующих элементов на свойства сплава АК7МЦМг2. В кн.: Прогресс технологии литейного производства в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, Ростов ц/Д, 1980, с.66−70.
  30. Ю.Е., Попов А. Н., Уманская A.A. Разработка режима термообработки сплава АК7М2Мг2. В кн.: Прогресс технологии литейного производства в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Ростов н/Ц, 1980, с.74−77.
  31. H.A., Колобнев И. Ф. Термическая обработка литейных алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1977. — 144 с.
  32. Ю.М., Базилевский В. М. Влияние меди и железа на эффективность термической обработки сплава АЛ9В. Бюлл. Цветная металлургия, 1968, № 13, с.38−40.
  33. Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов.1 М.: Металлургия, 1979. — 640 с.
  34. UTilUno, V. j yiziYWti&cM, JU. j Ifftitfiywwk id. uistln. MUaJll., Ш5, м. 66., 5. т-1Ы.
  35. Л.Я., Белоусов H.H. В кн.: Модифицирование силуминов, Киев, 1970, с.131−142.
  36. А., Никлсон Р. Дисперсионное твердение сплавов. М.: Металлургия, 1966. — 288 с.
  37. SkbUcJkjf (Р., Oppouvt U., tosest. Melodik № ed., Щ.1, S. 43−8i.
  38. T.B. Механизм старения сплава AI-Jtt(j Si. — Физика металлов и металловедение, 1968, т.25, вып.2, с.246−254.
  39. Влияние малых добавок бериллия, титана и циркония на структуру и свойства сплава АЛЭ /М.Ф.Комарова, Н. Н. Буйнов, А. Я. Иоффе и др. Физика металлов и металловедение, 1973, т.36, вып. Т- с.140−148.49. tfoiwiowt И., Яиат JV. fc. JUMOIA, МЧО, 5 5ZS-555,
  40. В.С., Рафиков В. З. Электронно-микроскопическое исследование продуктов старения вторичных силуминов. В кн.: Металлургия и металловедение цветных сплавов. М., 1982, с. 128
  41. Ю.Б., Ершов Г. С., Виткалов И.О.-, Филатов Г. П. Разработка и внедрение высокопрочных литейных алюминиевых сплавов из лома и отходов. Бюлл. Цветная металлургия, 1981, № Г7, с.36−38.
  42. В.З. Закономерности старения и оптимизация режимов термообработки силуминов: Автореф. дис.. канд.техн.наук.- М., 1983. 24 с.
  43. Н.Б. Разработка и исследование высокопрочных вторичных силуминов: Автореф. дис.. канд.техн.наук. М., 1980.- 25 с.
  44. B.C., Рафиков В. З., Курдюмова Т. А. Оптимизация режимов старения вторичных медистых силуминов. В кн.: Высокопрочные цветные сплавы и прогрессивные методы производства отливок. — М.: ВДНТП, 1983, с.72−80.
  45. К.Дж. Металлы. М.: Металлургия, 1980. — 446 с.
  46. И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976.' - 390 с.
  47. Г. Н. Изв. ВУЗов. Цветная металлургия, 1980, № 5, с. 72−74.- 155
  48. Ю.М. Исследование некоторых вопросов повышения качества вторичных алюминиевых литейных сплавов: Автореф. дис.. кавд. техн. наук. М., 1971. — 20 с.
  49. С.Н. Влияние процесса микролегирования на форму включений интерметаллических фаз в алюминиевых и магниевых сплавах: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Минск, 1974.- 20 с.
  50. Г. С., Бычков Ю. Б. Физико-химические основы рационального легирования сталей и сплавов. М.: Металлургия, 1982.- 360 с.
  51. .Б. Физико-химические основы синтеза сплавов. Л.: ЛГУ, 1980. — 192 с. 64. 1^ляев Б. Б. Теория литейных процессов: Учебн. пособие для ВУЗов. Л.: Машиностроение, 1976. — 216 с.
  52. В.М. Прогноз двойных диаграмм состояния. М.: Металлургия, 1975. — 224 с.
  53. П.А. В кн.: Физический словарь. М.: СЕТИ, 1937, т.3,с.976.
  54. М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1964. 282 с.
  55. Л.К., Самсонов Г. В. 0 модифицировании алюминия и сплава АЛ7 переходными металлами. Цветные металлы, 1964, № 8, с.79−82.
  56. Г. В. Физические свойства некоторых фаз внедрения.- Докл. АН СССР, 1953, т.93, с.689−692.
  57. Л.К., Самсонов Г. В. 0 модифицировании алюминия переходными металлами. Изв. АН СССР 0ТН. Металлургия и горное дело, 1963, J& 2, с.96−98.
  58. М.Б., Строганов Г. Б., Постников Н. С. К вопросу о повышении свойств силуминов. В кн.: Сплавы цветных металлов. М.: Наука, 1972, сЛ80−186.- 156
  59. М.Б., Самсонов Г. В., Смирнова Т. И., Дудник Е. М., Сы-ромятникова М.А. К вопросу о модифицировании силуминов. В кн.: Структура и свойства легких сплавов. M., 1971, с.105--Ш.
  60. Ю.М. Теплота образования и типы химической связи в неорганических кристаллах. М.: Наука, 1968, — 196 с.
  61. И.Ф. Жаропрочность литейных алюминиевых сплавов. -- М.: Металлургия, 1973. 320 с.
  62. В.Ф. Влияние малых добавок переходных металлов на некоторые свойства литого циркония: Автореф. дис.. канд. техн.наук. Киев, 1969. — 20 с.
  63. В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. М.: Металлургия, 1975. — 248 с.
  64. И.В., Ершов Г. С., Каллиопин И. К. 0 выборе рациональных модификаторов второго рода для стали. Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 1974,? I0, c. I35-I4I.
  65. И.В., Рыжиков A.A., Ершов Г. С., Каллиопин И. К. 0 выборе рациональных модификаторов I рода для стали. Изв.ВУЗов. Черная металлургия, 1977, Л 4, с.90−94.
  66. Д.Н. Роль примесей в процессе графитизации чу Гунов. Минск: Наука и техника, 1968.
  67. М.В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1970.
  68. Е.А. Природа модифицирования сплавов типа силумин. М.: Металлургия, 1972.
  69. М.В. Процесс модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов в свете новых исследований. В кн.: Металлургия и металловедение цветных сплавов. M., 1982, с.76−82.
  70. D.H., Мазур В. И. Структура эвтектических сплавов. М.: Металлургия, 1978. — 311 с.- 157
  71. Ю.М., Базилевский В. М. Легирование вторичного алюминиевого литейного сплава АЛ9 В переходными металлами. В кн.: Металлургия вторичных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1972, с.81−86. (Тр. Гипроцветметобработка- Вып.36).
  72. A.A., Ефименко В. П. Модифицирование сплава АЛ34 добавками ванадия и циркония. Лцтейное производство, 1976, № 9, с. 18.
  73. В.П., Радзиховская В. П., Гернук H.A., Гразнов Ю. П. Промышленное опробование модифицированного сплава АЛ9В. Литейное производство, 1975, № П, с. 37.
  74. A.B., Василевская Л. Е., Ганиев И. Н., Трубникова Э. Д. Совместное влияние стронция и иттрия на структуру и свойства сплава АК9. Литейное производство, 1982, В 10, с. 32.
  75. К.К., Ганиев И. Н. Модифицирование сплава АК9 комплексной лигатурой. Литейное производство, 1982, № 4, с. 35.
  76. К.й., Гнатуш В. А., Фирстов А. Н. Влияние иттрия, лантана ж цериевого мишметалла на свойства силуминов. Литейное производство, 1982, № 2, с.22−23.
  77. Г. Н., Березянская Н. Б., Золоторевский B.C., Корнау-хов A.C., Мансуров Ю. Н. 0 влиянии малых добавок на механические свойства и структуру силуминов из лома и отходов. Цветные металлы, 1980, № I, с.99−102.
  78. E.I. Влияние титана и бериллия на свойства сплава АЛ9. В кн.: Вопросы технологии литейного производства. М.: Оборонгиз, 1963, с.19−27. (Тр.МАТИ- Вып.56).
  79. Д.Н., Галушно A.M., Леках С. Н. Влияние модифицирования на форму включений железосодержащей фазы в алюминиевых сплавах. Литейное производство, 1975, S 5, с.18−19.
  80. Д.Н., Галушко A.M., Леках С. Н. Образование силицида магния и железосодержащей фазы в алюминиевых и магниевых сплавах. Литейное производство, 1973, № 3, с.29−30.
  81. Д.Н., Галушко А. М., Тимошенко В. П., Костюкевич Э. Л., Неманенок Б. М. Литейное производство, 1980, № I, с.13.
  82. Ю.М., Селезнев Л. П., Базилевский В. М. Металлургическая компенсация железа во вторичном алкшшиевом сплаве АЛ9В. В кн.: Металлургия вторичных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1972, с.86−92. (Тр.Гипроцветметобработка- Вып.36).
  83. Х.Г., Постников Н. С. Микролегирование силуминов и повышение их свойств. В сб.: Мовременные цветные сплавы и прогрессивные методы литья. М., 1974, с, 71−78.
  84. A.M., Немененок Б. М., Тимошенко В. П. Микролегирование низкосортных материалов для получения качественных отливок из алюминиевых сплавов. Литейное производство, 1983, № 4, с.15−16.
  85. Ю.М., Нефедова H.A. Влияние некоторых тугоплавких до- 159 бавок на жаропрочность сплава АЛ9В. В кн.: Металлургия вторичных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1972, с.70−75. (Тр. Гипроцветметобработка- Вып.36).
  86. В.В., Постников И. О. Высокопрочные силумины и оптимизация их состава. В сб.: Современные цветные сплавы и прогрессивные методы литья. М., 1974, с.42−50.
  87. Лабораторные и практические занятия по металловедению. /Воробьев E.H., Дадюкина Е. Х., Попов С. Н. и др. Новочеркасск: РИОНПИ, 1961. — 100 с. 105. &.$
  88. Металловедение алюминия и его сплавов: Справ, изд. 2-е изд., перераб. и доп. /Беляев А.И., Бочвар О. С., Буйнов H.H. и др. М.: Металлургия, 1983. — 280 с.
  89. В.Г. Оптимизация состава вторичных доэвтектических силуминов: Дисс.. канд. техн. наук. М., 1983. — 215 с.
  90. А.Н. 0 некоторых планах второго порядка и их использовании при исследовании многофакторных объектов. В кн.: Проблемы планирования эксперимента. М., 1969, с.97−111.
  91. С.С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. М.: Металлургия, 1970. — 366 с.
  92. Диаграммы состояния систем на основе алюминия и магния. /Бочвар Н.Р., Каданер Э. С., Падежнова Е. М. и др.- Под ред. М. Е. Дриц. М.: Наука, 1977. — 228 с.
  93. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди /Бочвар Н. Р, Гузей Л. С., Лысова Е. В. и др.- Под ред. М. Е. Дриц.- 160 -- М.: Наука, 1979. 248 с.
  94. М., Андерко К. Структуры двойных сплавов: В 2-х т. /Под ред. И. И. Новикова, И. Л. Рогельберга. М.: Металлург-издат, 1962.
  95. Ф.А. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия, 1973. — 760 с.
  96. Строение и свойства двойных металлических систем: В 4-х т./ А. Е. Вол. Справочник. М.: Наука, 1959.
  97. Р.П. Структуры двойных сплавов, т.1. Справочник. -М.: Металлургия, 1970. 455 с.-161 -ПРШШЕНИЕ
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!