×
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 101-110 из 234.
20.05.2014
№216.012.c320

Устройство для правки проволоки малых диаметров

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве и переработке проволоки малого диаметра для изготовления стержневых деталей, используемых в изделиях приборостроения и радиоэлектроники. Устройство содержит размоточный механизм, механизм правки проволоки путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515711
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c52d

Способ изготовления порошкового композита сu-cd/nb для электроконтактного применения

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлокерамических электроконтактных материалов Cu-Cd/Nb. Из порошков меди и ниобия готовят шихту, проводят холодное прессование и спекание. Введение кадмия в заготовку осуществляют диффузионным насыщением путем ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516236
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c6e8

Литой композиционный материал на основе алюминия и способ его получения

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литого композиционного материала (ЛКМ) на основе алюминия для изготовления отливок и деформируемых изделий электротехнического назначения. ЛКМ содержит в качестве матричного компонента алюминий технической чистоты, а в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516679
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.ca1b

Способ конверсии метана

Изобретение относится к области химии. Метан подвергают конверсии с водяным паром на катализаторе, в качестве которого используют жидкий шлак медного производства, через который продувают парогазовую смесь в течение 1-1,5 с и температуре расплава 1250-1400°С с последующей регенерацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517505
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.cc25

Композиция для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера

Изобретение относится к композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера для производства алюминия из криолит-глиноземных расплавов. В составе порошковой композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера, содержащей функциональный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518032
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cdae

Способ определения параметров технических воздействий при установке колес автомобиля

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для работ по техническому обслуживанию ходовой части автомобиля. Способ определения параметров технических воздействий при установке колес автомобиля заключается в том, что до регулировки заданные числовые значения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518425
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cfcc

Способ определения цинка (ii)

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для концентрирования и определения микроколичеств металлов в питьевой воде с использованием твердых сорбентов, содержащих органический материал. Техническим результатом изобретения является снижение предела...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518967
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d16c

Способ очистки воды и водных растворов от анионов и катионов

Изобретение относится к очистке воды и водных растворов от анионов и катионов и может быть использовано для очистки природных вод, стоков металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности. Очистку воды и водных растворов от анионов и катионов проводят электролизом переменным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519383
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d631

Способ отвалообразания на наклонное основание

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является отсыпка ярусов отвала в одну очередь и возможность складирования пастообразных хвостов после обогатительного передела руды на наклонное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520611
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d639

Способ открытой разработки месторождений

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных пологопадающих месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является увеличение производительности и снижение затрат на отвалообразование. Способ включает проходку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520619
Дата охранного документа: 27.06.2014
Показаны записи 101-110 из 227.
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
20.05.2014
№216.012.c320

Устройство для правки проволоки малых диаметров

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве и переработке проволоки малого диаметра для изготовления стержневых деталей, используемых в изделиях приборостроения и радиоэлектроники. Устройство содержит размоточный механизм, механизм правки проволоки путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515711
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c52d

Способ изготовления порошкового композита сu-cd/nb для электроконтактного применения

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлокерамических электроконтактных материалов Cu-Cd/Nb. Из порошков меди и ниобия готовят шихту, проводят холодное прессование и спекание. Введение кадмия в заготовку осуществляют диффузионным насыщением путем ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516236
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c6e8

Литой композиционный материал на основе алюминия и способ его получения

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литого композиционного материала (ЛКМ) на основе алюминия для изготовления отливок и деформируемых изделий электротехнического назначения. ЛКМ содержит в качестве матричного компонента алюминий технической чистоты, а в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516679
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.ca1b

Способ конверсии метана

Изобретение относится к области химии. Метан подвергают конверсии с водяным паром на катализаторе, в качестве которого используют жидкий шлак медного производства, через который продувают парогазовую смесь в течение 1-1,5 с и температуре расплава 1250-1400°С с последующей регенерацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517505
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.cc25

Композиция для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера

Изобретение относится к композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера для производства алюминия из криолит-глиноземных расплавов. В составе порошковой композиции для материала смачиваемого покрытия катода алюминиевого электролизера, содержащей функциональный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518032
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cdae

Способ определения параметров технических воздействий при установке колес автомобиля

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для работ по техническому обслуживанию ходовой части автомобиля. Способ определения параметров технических воздействий при установке колес автомобиля заключается в том, что до регулировки заданные числовые значения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518425
Дата охранного документа: 10.06.2014
+ добавить свой РИД