×
20.08.2014
216.012.eaa0

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ЭВТЕКТИЧЕСКОГО Al-Si СПЛАВА

Вид РИД

Изобретение

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.

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

Показаны записи 91-100 из 234.
20.04.2014
№216.012.ba78

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является снижение трудоемкости, повышение эффективности, рациональное извлечение полезного ископаемого и безопасность ведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513464
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba7b

Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке рудных тел с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива включает формирование отверстия в рудном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513467
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba9e

Сплав белого цвета на основе серебра 925 пробы, модифицированный кремнием

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра, предназначенных для изготовления ювелирных изделий и имеющих белый цвет. Сплав белого цвета 925 пробы на основе серебра содержит, мас.%: серебро - 92,5-93,0; цинк - 2,30-2,50; индий - 0,05-0,07; олово - 0,07-0,09; кремний -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513502
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb78

Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Технический результат - увеличение протяженности полосы заграждения фильтра и уровня затухания в ней. Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513720
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.bc84

Способ ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения

Изобретение относится к области медицины, в частности к радиационной биологии, и может быть использовано для ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения. Способ ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения заключается в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513999
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd41

Способ повышения износостойкости пар трения

Настоящее изобретение относится к способу повышения износостойкости пар трения путем обработки смазочного материала, работающего в узлах трущихся деталей, при этом обработку смазочного материала осуществляют непосредственно в трибоузле, при этом на одну трущуюся поверхность детали трибоузла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514189
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bde3

Способ обогащения руд цветных металлов

Изобретение относится к процессам обогащения руд полезных ископаемых и может быть использовано для увеличения полноты извлечения ценных продуктов, в частности цинка и свинца, методом флотации. Способ обогащения руд цветных металлов включает флотацию, предварительную обработку пульпосодержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514351
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bffd

Сплав красного цвета на основе золота 585 пробы

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе золота, предназначенных для изготовления ювелирных изделий. Сплав на основе золота содержит, мас.%: золото - 58,5-59,0; серебро - 7,5-8,5; рутений - 0,4-0,5; медь - остальное. Технический результат сплава заключается в улучшении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514898
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.05.2014
№216.012.c2d8

Бетонная смесь

Изобретение относится к промышленности строительным материалов, в частности к составам бетона, используемым в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Технический результат заключается в повышении прочности бетона и в обеспечении длительной коррозионной стойкости арматуры в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515639
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c2e2

Способ комбинированной 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 формирование единого комплекса горнотехнических сооружений, параметры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515649
Дата охранного документа: 20.05.2014
Показаны записи 91-100 из 227.
20.03.2014
№216.012.ac90

Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение устойчивости и высоты отвального яруса при смешанной отсыпке пород вскрыши и пастообразных хвостов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509891
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.04.2014
№216.012.b4fa

Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения

Изобретение относится к области строительства сейсмостойких сооружений. Технический результат: обеспечение оперативного управления сейсмозащитой здания или сооружения и повышение сейсмостойкости объекта в аварийной ситуации. Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512054
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b545

Устройство для очистки верхней кромки полувагонов

Изобретение относится к устройствам для очистки транспортных средств. Устройство для очистки верхней кромки полувагонов содержит портал, цилиндрическую щетку (7), установленную с возможностью перемещения приводом подъема и опускания щетки, блок управления (10). Стойки портала снабжены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512129
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b939

Способ охлаждения циркуляционной воды в водоеме-охладителе

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых электростанций с водоемом-охладителем. Способ включает сброс теплой воды в водоем-охладитель, ее охлаждение и забор охлажденной воды. Для снижения температуры забираемой воды на дно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513145
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba78

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является снижение трудоемкости, повышение эффективности, рациональное извлечение полезного ископаемого и безопасность ведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513464
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba7b

Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке рудных тел с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива включает формирование отверстия в рудном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513467
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba9e

Сплав белого цвета на основе серебра 925 пробы, модифицированный кремнием

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе серебра, предназначенных для изготовления ювелирных изделий и имеющих белый цвет. Сплав белого цвета 925 пробы на основе серебра содержит, мас.%: серебро - 92,5-93,0; цинк - 2,30-2,50; индий - 0,05-0,07; олово - 0,07-0,09; кремний -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513502
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb78

Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Технический результат - увеличение протяженности полосы заграждения фильтра и уровня затухания в ней. Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513720
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.bc84

Способ ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения

Изобретение относится к области медицины, в частности к радиационной биологии, и может быть использовано для ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения. Способ ранней диагностики тяжести и прогнозирования исхода острого лучевого поражения заключается в том,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513999
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd41

Способ повышения износостойкости пар трения

Настоящее изобретение относится к способу повышения износостойкости пар трения путем обработки смазочного материала, работающего в узлах трущихся деталей, при этом обработку смазочного материала осуществляют непосредственно в трибоузле, при этом на одну трущуюся поверхность детали трибоузла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514189
Дата охранного документа: 27.04.2014
+ добавить свой РИД