×
20.08.2014
216.012.eaa0

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО Al-Si СПЛАВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии, в частности к способу термообработки алюминиево-кремниевого сплава эвтектического состава. Сплав нагревают с печью до температуры на 5-7°C выше температуры эвтектического равновесия сплава, выдерживают сплав при этой температуре в течение 120-150 мин, затем проводят охлаждение с печью до температуры 420-430°C со скоростью 0,01-0,03 град/с и охлаждение в воде до комнатной температуры. В результате термообработки в сплаве формируется микроструктура, в которой отсутствуют иглообразные кристаллы кремния и состоящая из многогранных кристаллов кремния, распределенных равномерно в матрице твердого раствора на основе алюминия. 3 ил.
Основные результаты: Способ термообработки эвтектического алюминий-кремниевого сплава, включающий нагрев, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев проводят в печи до температуры на 5-7°C выше температуры эвтектического равновесия с последующей выдержкой при этой температуре в течение 120-150 мин, затем осуществляют охлаждение с печью до температуры 420-430°C со скоростью 0,01-0,03 град/с с последующим охлаждением в воде до комнатной температуры.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии. Преимущественно изобретение может быть использовано при термической обработке цветного сплава - эвтектического силумина.

Известен способ термической обработки, основой которого является термоциклическая обработка (ТЦО) (Биронт B.C., Аникина В.И., Ковалева А.А. Дилатометрический анализ структурных превращений в алюминиево-кремниевых сплавах при термоциклической обработке // Журнал СФУ; сер. Техника и технологии. 2009. Т.2. Вып.4. С.384-393).

При ТЦО наблюдается дробление хрупких фазовых составляющих эвтектического кристалла за счет деления на отдельные частицы, распределенные в пластичной матрице твердого раствора на основе алюминия.

Однако использование ТЦО не позволяет получить в эвтектическом алюминиево-кремниевом сплаве структуру, состоящую из крупных компактных кристаллов кремния равномерно распределенных в твердом растворе на основе алюминия. Кроме того отрицательной стороной ТЦО является большая трудоемкость процесса.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу изменения морфологии микроструктуры сплава и расположения в ней эвтектиктических фаз является сфероидизирующий отжиг, осуществляемый при двухступенчатом нагревании (1-я ступень - до температуры, лежащей ниже неравновесного солидуса; 2-я ступень - до температуры ниже равновесного солидуса). Для большинства литейных промышленных силуминов температура равновесного солидуса составляет 500-550°C (Золоторевский В.С., Белов П.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. - М.: Металлургия. 2005. С.346).

Основным недостатком известного способа является неполная сфероидизация при нагревании, вызванная наличием гладких поверхностей частиц кремния с пластинчатой морфологией, которую наблюдают в микроскопе в виде иглообразной формы.

Задачей изобретения является получение микроструктуры неэвтектического типа в эвтектическом силумине, которая достигается путем термообработки сплава, включающей нагрев, выдержку и охлаждение. Согласно изобретению нагрев проводят в печи на 5-7°C выше температуры эвтектического равновесия с последующей выдержкой в течение 120-150 мин, затем охлаждают до температуры 420-430°C со скоростью 0,01-0,03 град/с и последующим охлаждением в воде до комнатной температуры.

Нагревание образца на 5-7°C выше температуры эвтектического равновесия приводит к частичному межфазному оплавлению, а ниже заявленного диапазона температур, не достигается необходимый уровень диффузии для укрупнения кремниевых частиц.

Выдержка 120-150 мин обеспечивает протекание контактного плавления в сплаве на межфазных границах. Уменьшение длительности выдержки приводит к структуре игольчатой формы кремниевых кристаллов. Использование более длительного времени выдержки не приводит к значительным результатам изменения в микроструктуре образца.

Охлаждение с печью до температуры 420-430°C со скоростью 0,01-0,03 град/с приводит к полной гетерогенизации кремния в твердом растворе за счет осуществления диффузионных процессов и формирования в микроструктуре образца компактных ограненных кристаллов кремния.

Охлаждение в воде до комнатной температуры предотвращает диффузионные процессы и позволяет зафиксировать образовавшееся распределение фаз.

Способ осуществляется следующим образом:

Отливают образец из сплава Al-11,7% Si (Фиг.1 - микроструктура в литом состоянии, х320) помещают в металлический контейнер и засыпают песком для того, чтобы избежать деформирования и окисления.

Термообработку - нагревание и выдержку - осуществляют при температурах, лежащих в жидкофазной области (фиг.3-а, обозначение 1 на диаграмме равновесия Al-Si), при выдержке продолжительностью 120-150 мин, на межфазных границах происходит преимущественный рост кремниевых кристаллов, путем захвата гетерофазного комплекса атомов кремния.

Охлаждение с печью до температуры 420-430°С (фиг.3-а, обозначение 2 на диаграмме равновесия Al-Si) приводит к наиболее полной гетерогенизации кремния в твердом растворе. Последующее охлаждение в воде сохраняет в закаленном образце гетерогенную структуру, предотвращая диффузионное перераспределение компонентов.

Отличие сфероидизирующего отжига от предлагаемого способа заключается в том, что нагревание образцов и их термообработка происходят при температурах, лежащих в области твердых растворов (фиг.3-б, обозначение 1' и 2' на диаграмме равновесия Al-Si). Именно нагрев выше точки эвтектического равновесия способствует более быстрому прохождению диффузионных процессов, связанных с переносом в жидкофазной области ГФКА кремния из матрицы твердого раствора на основе алюминия.

Использование предлагаемого способа позволяет получать микроструктуру, с отсутствием в ней иглообразных кристаллов кремния.

Техническим результатом заявленного изобретения является разделение микроструктуры эвтектического сплава на отдельные составляющие и объединение этих составляющих, в частности, частиц кремния между собой. В структуре эвтектического силумина после предлагаемой термообработки образуются крупные кремниевые кристаллы, практически равномерно распределенные в алюминиевом твердом растворе (микроструктура образца после термообработки, предложенной в изобретении, фиг.2 при - х320).

Способ термообработки эвтектического алюминий-кремниевого сплава, включающий нагрев, выдержку и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев проводят в печи до температуры на 5-7°C выше температуры эвтектического равновесия с последующей выдержкой при этой температуре в течение 120-150 мин, затем осуществляют охлаждение с печью до температуры 420-430°C со скоростью 0,01-0,03 град/с с последующим охлаждением в воде до комнатной температуры.
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО Al-Si СПЛАВА
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО Al-Si СПЛАВА
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО Al-Si СПЛАВА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 234 items.
10.11.2013
№216.012.7c8b

Устройство для электротерапии

Устройство для электротерапии относится к области пироэлектрических явлений в кристаллах и может быть использовано в демонстрациях по физике поведения спонтанной поляризованности диэлектриков при изменении температуры, а также в физиотерапии и косметологии. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497556
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d43

Способ усреднения сыпучего материала

Способ усреднения может быть использован на складах металлургических, строительных и топливно-энергетических предприятий. Способ включает укладку сыпучего материала в шевронной штабель до полной загрузки рабочей площади, с последующей отгрузкой материала через дно и одновременной укладкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497740
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e1f

Способ сепарации минеральных частиц с предварительной обработкой магнитным коллоидом

Изобретение относится к способу сепарации минеральных частиц, содержащих ценный компонент. Способ включает смешивание водной пульпы исходного сырья с дисперсией, содержащей коллоидные магнитные частицы, и обработку полученной смеси в магнитном поле для извлечения концентрата ценного компонента....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497960
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e54

Установка для автоматического управления процессом очистки грунтов от нефти

Изобретение относится к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных нефтью земель, обезвреживанию почвы, грунтов, нефтешлама и автоматическому управлению процессом очистки нефтезагрязненных грунтов. Установка включает базовый автомобиль 1 с платформой и установленным на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498013
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e62

Универсальный строительный элемент для стержневых конструкций

Изобретение относится к строительству, в частности к универсальному строительному элементу, который может быть использован при изготовлении стержневых конструкций. Технический результат заключается в повышении прочностных характеристик. Универсальный строительный элемент включает деревянный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498027
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7ee2

Способ сжигания твердого топлива

Изобретение может быть использовано в области энергетики, газовой, угольной и химической отраслях промышленности. Способ сжигания твердого топлива включает подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498155
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81b4

Способ получения порошка диборида титана для материала смачиваемого катода алюминиевого электролизера

Изобретение относится к материалу смачиваемого анода алюминиевого электролизера. Порошок диборида титана получают при проведении карботермической реакции между мелкодисперсными порошковыми компонентами шихты из безводного диоксида титана, борного ангидрида или борной кислоты и углерода в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498880
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.81d6

Устройство спасения на железнодорожных путях и способ его применения

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к спасательным устройствам, установленным на локомотиве железнодорожного состава и предназначенным для спасения людей и предотвращения столкновения с животными на железнодорожных путях. На лобовой части локомотива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498914
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.828b

Цифровая адаптивная система управления процессом уплотнения асфальтобетонной смеси

Изобретение относится к технике для укладки дорожного покрытия, в частности к системам автоматического цифрового управления, и может быть использовано в процессе уплотнения асфальтобетонной смеси. Технический результат заключается в повышении точности и эффективности цифровой адаптивной системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499095
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.82b7

Способ открытой разработки вытянутых месторождений крутопадающих залежей

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом, и может быть использовано при отработке глубоких месторождений вытянутой формы в плане. Техническим результатом является повышение полноты отработки запасов месторождения и эффективности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499139
Дата охранного документа: 20.11.2013
Showing 61-70 of 227 items.
27.10.2013
№216.012.7a31

Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых грунтах

Изобретение относится к строительству фундаментов малоэтажных зданий на слабых грунтах, которые характеризуются с одной стороны небольшим весом малоэтажного здания, а с другой стороны - слабыми несущими свойствами основания. Плитно-рамный фундамент для малоэтажного строительства на слабых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496943
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a39

Узловое соединение стержней пространственного каркаса

Изобретение относится к строительству, а именно к узлам сопряжения элементов пространственных конструкций. Технический результат заключается в повышении надежности соединения. Узловое соединение включает сборно-разборный узловой элемент, выполненный из соединенных между собой четырехгранных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496951
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a3f

Способ усиления деревянных балок междуэтажных перекрытий

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу усиления деревянных балок междуэтажных перекрытий. Технический результат заключается в обеспечении эффективности усиления балочного перекрытия, снижении трудоемкости, материалоемкости и сохранении высоты перекрытия. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496957
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7c6f

Способ лечения хронического риносинусита с помощью магнитных наночастиц

Изобретение относится к медицине, а именно к отоларингологии, и может быть использовано для лечения обострения хронического риносинусита. Для этого железосодержащие наночастины ферригидрита, полученные в результате культивирования бактерий Klebsiella oxytoca, выделенных из сапропеля озера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497528
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7c8b

Устройство для электротерапии

Устройство для электротерапии относится к области пироэлектрических явлений в кристаллах и может быть использовано в демонстрациях по физике поведения спонтанной поляризованности диэлектриков при изменении температуры, а также в физиотерапии и косметологии. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497556
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7d43

Способ усреднения сыпучего материала

Способ усреднения может быть использован на складах металлургических, строительных и топливно-энергетических предприятий. Способ включает укладку сыпучего материала в шевронной штабель до полной загрузки рабочей площади, с последующей отгрузкой материала через дно и одновременной укладкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497740
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e1f

Способ сепарации минеральных частиц с предварительной обработкой магнитным коллоидом

Изобретение относится к способу сепарации минеральных частиц, содержащих ценный компонент. Способ включает смешивание водной пульпы исходного сырья с дисперсией, содержащей коллоидные магнитные частицы, и обработку полученной смеси в магнитном поле для извлечения концентрата ценного компонента....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497960
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e54

Установка для автоматического управления процессом очистки грунтов от нефти

Изобретение относится к защите окружающей среды, а именно к рекультивации загрязненных нефтью земель, обезвреживанию почвы, грунтов, нефтешлама и автоматическому управлению процессом очистки нефтезагрязненных грунтов. Установка включает базовый автомобиль 1 с платформой и установленным на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498013
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e62

Универсальный строительный элемент для стержневых конструкций

Изобретение относится к строительству, в частности к универсальному строительному элементу, который может быть использован при изготовлении стержневых конструкций. Технический результат заключается в повышении прочностных характеристик. Универсальный строительный элемент включает деревянный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498027
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7ee2

Способ сжигания твердого топлива

Изобретение может быть использовано в области энергетики, газовой, угольной и химической отраслях промышленности. Способ сжигания твердого топлива включает подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498155
Дата охранного документа: 10.11.2013
+ добавить свой РИД