×
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 31-40 из 234.
10.07.2013
№216.012.53f4

Асфальтобетонная смесь

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий во всех климатических зонах. Технический результат: повышение предела прочности при 50°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487095
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.54be

Способ очистки поверхностей нагрева парогенератора

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для управления процессом очистки поверхностей нагрева. Технический результат изобретения состоит в равномерном снижении теплового сопротивления золовых отложений, образующихся на поверхности нагрева, и предупреждении ее износа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487297
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.575a

Рабочий орган для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов

Изобретение относится к машинам для очистки поверхности дорог и аэродромов в зимний период. Рабочий орган содержит раму, на которой шарнирно закреплены с возможностью поворота в вертикальной плоскости рычаги, несущие на свободных концах оси с режущими дисками с непрерывным односторонним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487970
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.5840

Микрополосковый диплексер

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для объединения или разделения сигналов на двух несущих частотах. Технический результат - повышение частотно-селективных свойств диплексера за счет как угодно близкого расположения по частоте полосы пропускания низкочастотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488200
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.5939

Способ получения нанопорошка аморфного диоксида кремния

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения нанопорошков диоксида кремния. Для упрощения способа получения нанопоршка аморфного диоксида кремния и очистки порошка от невозгоняемых примесей загрузку измельченного диоксида кремния осуществляют в верхнюю часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488462
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a21

Отбойный полок

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проходке восстающих, а именно для направления отбитой породы в перепускное отделение восстающего. Техническим результатом является обеспечение безопасности ведения работ при проходке восстающих, а также регулирования направления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488694
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a48

Соединение трубопроводов

Изобретение относится к области соединения трубопроводов и может найти применение в конструкции соединений газонефтепроводов, водоводов и канализации. Технический результат заключается в снижении трудоемкости операций при демонтаже и замене изношенных участков трубопровода. Соединение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488733
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5ca4

Контейнер для перевозки, хранения и выгрузки опрокидыванием сыпучих грузов

Настоящее изобретение относится к транспортной таре и может быть использовано для транспортировки и временного хранения сыпучих материалов. Изобретение решает задачу повышения удобства пользования контейнером при механизации процессов открывания и закрывания крышки контейнера. Контейнер для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489337
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5d22

Битумополимерная мастика

Изобретение относится к составам битумных композиций, используемых в строительстве для гидроизоляции и герметизации элементов конструкций и сооружений. Битумополимерная мастика содержит битум, полимерную добавку, этилсиликат и минеральный наполнитель. В качестве полимерной добавки используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489463
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5d5f

Способ получения связующего для электродной массы

Изобретение относится к способу получения связующего для электродной массы. Способ включает подготовку шихты из продуктов нефтепереработки, термоокисление и гомогенизацию. При подготовке шихты осуществляют предварительное термоокисление и гомогенизацию продукта нефтепереработки - тяжелой смолы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489524
Дата охранного документа: 10.08.2013
Показаны записи 31-40 из 227.
27.06.2013
№216.012.5043

Способ обработки осадков сточных вод

Изобретение относится к способам обработки осадков сточных вод, в том числе содержащих высококонцентрированные, эмульгированные нефтепродукты, и может быть использовано в промышленных предприятиях перед концентрированием осадков фильтрованием. Способ включает электрообработку асимметричным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486140
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.50c2

Способ переработки свинцово-цинковых концентратов

Изобретение относится к цветной металлургии. Предложен способ переработки свинцово-цинковых концентратов, включающий обжиг в атмосфере кислорода, подачу флюсов и углеродсодержащего восстановителя с получением шихты и последующее ее восстановление. Восстанавливают шихту, состоящую из обожженного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486267
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.50dc

Способ перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом

Изобретение относится к способу перестановки штырей на алюминиевом электролизере с верхним токоподводом. Способ включает извлечение штыря из тела анода, загрузку подштыревой массы в лунку и установку нового штыря, при этом после загрузки подштыревой массы в лунку и ее расплавления подают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486293
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5300

Защитная система спортсмена

Изобретение относится к универсальным техническим средствам по обеспечению комплексной системы безопасности в травмоопасных видах спорта, таких как, например, горные лыжи, прыжки в воду, парашютный спорт (наземные тренировки), фигурное катание, а также в травмоопасных видах искусства, например...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486851
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53f4

Асфальтобетонная смесь

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий во всех климатических зонах. Технический результат: повышение предела прочности при 50°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487095
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.54be

Способ очистки поверхностей нагрева парогенератора

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для управления процессом очистки поверхностей нагрева. Технический результат изобретения состоит в равномерном снижении теплового сопротивления золовых отложений, образующихся на поверхности нагрева, и предупреждении ее износа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487297
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.575a

Рабочий орган для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов

Изобретение относится к машинам для очистки поверхности дорог и аэродромов в зимний период. Рабочий орган содержит раму, на которой шарнирно закреплены с возможностью поворота в вертикальной плоскости рычаги, несущие на свободных концах оси с режущими дисками с непрерывным односторонним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487970
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.5840

Микрополосковый диплексер

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для объединения или разделения сигналов на двух несущих частотах. Технический результат - повышение частотно-селективных свойств диплексера за счет как угодно близкого расположения по частоте полосы пропускания низкочастотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488200
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.5939

Способ получения нанопорошка аморфного диоксида кремния

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения нанопорошков диоксида кремния. Для упрощения способа получения нанопоршка аморфного диоксида кремния и очистки порошка от невозгоняемых примесей загрузку измельченного диоксида кремния осуществляют в верхнюю часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488462
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a21

Отбойный полок

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при проходке восстающих, а именно для направления отбитой породы в перепускное отделение восстающего. Техническим результатом является обеспечение безопасности ведения работ при проходке восстающих, а также регулирования направления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488694
Дата охранного документа: 27.07.2013
+ добавить свой РИД