×
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 11-20 из 234.
27.04.2013
№216.012.3bc9

Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов на двух несущих частотах. Техническим результатом является улучшение селективных свойств двухполосного полосно-пропускающего фильтра за счет возможности расположения двух полос пропускания на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480866
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3de3

Способ разделения медно-молибденовых руд

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при разделении медно-молибденовых руд. Способ разделения медно-молибденовых руд включает рудоподготовку, коллективную флотацию в щелочной среде при рН 11-12 с получением коллективного медно-молибденового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481410
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.40bd

Способ получения алюмоникелевого пигмента

Изобретение может быть использовано в производстве термостойких пигментов для декорирования различных изделий из фарфора, фаянса, стекла, пластмасс. Способ получения алюмоникелевого пигмента включает приготовление исходных реакционных водных растворов, содержащих соль алюминия (III) и соль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482143
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41ab

Криостат

Изобретение относится к устройствам для охлаждения с применением сжиженных газов и может быть использовано при проведении низкотемпературных исследований. Криостат содержит стеклянные цилиндрические сосуды Дьюара для жидкого азота и жидкого гелия. Сосуд Дьюара для жидкого гелия размещен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482381
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.4208

Способ биотестирования токсичности вод и водных растворов

Изобретение относится к биофизическому определению токсичности вод и водных растворов. Способ включает облучение исследуемого образца растительного объекта прерывистым светом высокой интенсивности 100-250 Вт/м от синих светоизлучающих диодов с возбуждением свечения этого образца и регистрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482474
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.4437

Керамическая масса для изготовления строительных изделий

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано в производстве строительной керамики, преимущественно керамических плиток. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий и снижение водопоглощения изделий. Керамическая масса для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483040
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4731

Измельчитель

Изобретение относится к устройствам для измельчения минерально-органического сырья и может найти применение на предприятиях комбикормового производства. Измельчитель содержит корпус с цилиндрической помольной камерой 1, окнами 4 и 5 для загрузки и вывода продукта. В помольной камере установлены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483805
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4755

Способ получения наноразмерного порошка кобальта

Изобретение относится к порошковой металлургии. Предложен способ получения наноразмерного порошка кобальта, включающий термическое разложение кобальтсодержащего прекурсора в углеводородном масле, получение осадка, его отделение и промывку гексаном. В качестве кобальтсодержащего прекурсора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483841
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.480d

Способ получения синего алюмокобальтового пигмента

Изобретение относится к способу получения кобальтового пигмента и может быть использовано для производства лакокрасочных материалов, различного вида керамики, а также для проведения художественных и реставрационных работ. Техническим результатом изобретения является разработка ионообменного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484025
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.48ac

Устройство для аспирации анодных газов на электролизере с верхним токоподводом

Изобретение относится к устройству для аспирации газа электролизера с верхним токоподводом для электролитического получения алюминия. Устройство содержит секции газосборного колокола, установленного у анода. В колоколе у нижней части анода параллельно и на расстоянии не более 5 см от боковой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484184
Дата охранного документа: 10.06.2013
Показаны записи 11-20 из 227.
20.04.2013
№216.012.3712

Способ извлечения и разделения платины и родия в сульфатных растворах

Изобретение относится к способу извлечения и разделения платины и родия в сульфатных растворах. Способ включает перевод платиновых металлов в активносорбируемую сульфатно-хлоридную форму и сорбцию на сильноосновном анионите. При этом переводу платиновых металлов в активносорбируемую форму...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479651
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.3716

Сплав на основе палладия 500 пробы

Настоящее изобретение относится к области металлургии сплавов на основе палладия, предназначенных для изготовления ювелирных изделий преимущественно из сплава палладия 500 пробы. Сплав на основе палладия 500 пробы содержит, в мас.%: палладий - 50,0-50,5; серебро - 38-40; кремний - 0,1-0,2; медь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479655
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.04.2013
№216.012.3717

Литейный ювелирный сплав белого цвета на основе палладия

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к сплавам на основе палладия, используемых преимущественно для изготовления ювелирных изделий 900 и 950 проб методами литья. Сплав белого цвета содержит, мас.%: палладий - 90,0-95,5; кремний - 0,1-0,3; серебро - остальное....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479656
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3bc9

Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов на двух несущих частотах. Техническим результатом является улучшение селективных свойств двухполосного полосно-пропускающего фильтра за счет возможности расположения двух полос пропускания на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480866
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3de3

Способ разделения медно-молибденовых руд

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при разделении медно-молибденовых руд. Способ разделения медно-молибденовых руд включает рудоподготовку, коллективную флотацию в щелочной среде при рН 11-12 с получением коллективного медно-молибденового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481410
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.40bd

Способ получения алюмоникелевого пигмента

Изобретение может быть использовано в производстве термостойких пигментов для декорирования различных изделий из фарфора, фаянса, стекла, пластмасс. Способ получения алюмоникелевого пигмента включает приготовление исходных реакционных водных растворов, содержащих соль алюминия (III) и соль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482143
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41ab

Криостат

Изобретение относится к устройствам для охлаждения с применением сжиженных газов и может быть использовано при проведении низкотемпературных исследований. Криостат содержит стеклянные цилиндрические сосуды Дьюара для жидкого азота и жидкого гелия. Сосуд Дьюара для жидкого гелия размещен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482381
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.4208

Способ биотестирования токсичности вод и водных растворов

Изобретение относится к биофизическому определению токсичности вод и водных растворов. Способ включает облучение исследуемого образца растительного объекта прерывистым светом высокой интенсивности 100-250 Вт/м от синих светоизлучающих диодов с возбуждением свечения этого образца и регистрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482474
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.4437

Керамическая масса для изготовления строительных изделий

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано в производстве строительной керамики, преимущественно керамических плиток. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий и снижение водопоглощения изделий. Керамическая масса для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483040
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4731

Измельчитель

Изобретение относится к устройствам для измельчения минерально-органического сырья и может найти применение на предприятиях комбикормового производства. Измельчитель содержит корпус с цилиндрической помольной камерой 1, окнами 4 и 5 для загрузки и вывода продукта. В помольной камере установлены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483805
Дата охранного документа: 10.06.2013
+ добавить свой РИД