DOI: https://doi.org/10.30838/J.PMHTM.2413.230419.54.294

Ефективний спосіб рафінування безоловʼяного бронзового литва від домішок ендогенного походження

K. I. Uzlov, A. V. Movchan, A. V. Dziubina, E. V. Belaya

Анотація


Постановка проблеми. Україна в рейтингу провідних постачальників виливків з мідних сплавів входить в першу десятку. В останні роки спостерігається стрімкий підйом їх виробництва. Це пояснюється розширенням попиту на мідні сплави не тільки у електротехнічній, але й у інших областях промисловості, зокрема в автомобільній галузі при виробництві електрокарів. Мета роботи. Аналіз закономірностей формування структури сплавів системи мідь − алюміній − залізо при зміні кількості легуючих компонентів для розробки технологічних рекомендацій щодо одержання стабільно високого рівня механічних властивостей ливарних бронз у промисловому виробництві та в експлуатації. Матеріал та методика. Матеріалом дослідження була ливарна бронза БрА9Ж3Л за вимогами ГОСТ 493. Мікроструктуру досліджували на металографічних шліфах виготовлених за стандартними методиками по ASTM Е3-11. Аналіз здійснювали за допомогою світлової мікроскопії на устаткуванні «Neophot-2». Растрові електронномікроскопічні дослідження та рентгеноспектральний мікроаналіз проводили на обладнанні Superprobe−733. Результати. За допомогою зіставного аналізу результатів досліджень діаграм фазових рівноваг бінарних та потрійних систем компонентів Cu, Al, Fe, методів рентгеноспектрального мікроскопічного та локального рентгенівського енергодисперсійного вирішене суперечливе питання щодо походження залізовмісної фази у структурі бронзи БрА9Ж3Л. Встановлено, що це фаза β1, тобто Fe3Al з розчиненими атомами міді (до 7,72 мас. %) та цинку від 0,0 мас. % до 0,68 мас. %, в залежності від вмісту цього компоненту в сплаві. Промисловими випробуваннями ефективних технологічних параметрів методу відцентрового лиття встановлено, що його недоліки, пов’язані з розшаруванням матеріалу виливка за лікватами, можуть бути використаними у виробництві як перевага для рафінування розплаву при наявності в ньому домішок ендогенного походження, зокрема залізовмісної фази Fe3Al. Висновки. Вирішене суперечливе питання щодо генезису залізовмісної фази у структурі бронзи БрА9Ж3Л. Встановлено, що це фаза ендогенного походження β1, тобто Fe3Al. У виробництві використані ефективні технологічні параметри методу відцентрового лиття для рафінування розплаву при наявності в ньому домішок ендогенного походження.


Ключові слова


мідні сплави; відцентрове лиття; ливарна бронза; структуроутворення; фазовий склад; легування; рентгеноспектральний мікроскопічний аналіз

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Boguslaev V.O., Repyakh S.I., Mogilatenko V.G. and oth. Livarnі vlastivostі metalіv i splavіv dlya pretsizіynogo litva [Casting Properties of Metals and Alloys for Precision Casting]. Zaporizhzhia : AT "MOTOR SICH", 2016, 474 р. (in Ukrainian). 2. Gnatush V. Mirovoy ryinok litya 2012-2014: Itogi i prognozyi [World market of castings 2012-2014: Results and prognosis]. Agentstvo Lityo++Publ. Retrieved from: http://on-v.com.ua/novosti/biznes/mirovoj-rynok-litya-2012-2014-itogi-i-prognozy/ (in Russian). 3. GOST 493-79 (1979). Bronzy bezolovyannyie liteynyie. Marki [Tin-free foundry bronzes. Grades] (in Russian). 4. Dvoynyie i mnogokomponentnyie sistemyi na osnove medi [Binary and multicomponent copper based systems]. Edited by S.V. Shuhardina. Moscow : Nauka Publ., 1979, 249 p. (in Russian). 5. Kurdyumov A.V., Pikunov M.V., Chursin V.M. and Bibikov E.L. Proizvodstvo otlivok iz splavov tsvetnyih metallov [Casting Production from Nonferrous Metals]. Moscow : Metallurgiya Publ., 1986, 416 p. (in Russian). 6. Leybenzon V.O., Pіlyushenko V.L., Kondratenko V.M. and oth. Tverdnennya metalіv i metalevih kompozitsiy [Solidification of Metals and Metallic Composites]. Kуiv : Naukova dumka Publ., 2009, 446 p. (in Ukrainian). 7. Lyakishev N.P. Diagrammyi sostoyaniya dvoynyih metallicheskih system : Spravochnik v 3-h tomah [Diagrams of double metallic systems state : Handbook in 3 Volumes]. Moscow : Mashinostroenie Publ., 1996–2000. (in Russian). 8. Maltsev M.V. Metallografiya promyishlennyih tsvetnyih metallov i splavov [Metallography of industrial non-ferrous metals and alloys]. Moscow : Metallurgiya Publ., 1970, 364 p. (in Russian). 9. Savenkov Yu.D., Dubodelov V.I., Shpakovskiy V.A., Kozhanov V.A. and Shtepan E.V. Rafinirovannaya med Ukrainyi [Refined Ukrainian Copper]. Donetsk : Izd-vo DonNTU, 2008, 176 p. (in Russian). 10. Smiryagin A.P., Smiryagina N.A. and Belova A.V. Promyishlennyie tsvetnyie metallyi i splavyi [Industrial non-ferrous metals and alloys]. Moscow : Metallurgiya Publ., 1974, 364 p. (in Russian). 11. Elektromobili protiv avto s DVS – itogi 2016 i perspektivyi 2017 [Electrical Cars against Auto with ICE – Results of 2016 and 2017 Perspectives]. EkoTehnika [EcoTechnic]. Retrieved from: https:// ecotechnica.com.ua/stati/1921-elektromobili-protiv-avto-s-dvs-itogi-2016-i-perspektivy-2017.html (in Russian). 12. ASM Metals Handbook. Volume 03: Alloy Phase Diagrams (2016) / ASM International. Retrieved from: https://www.asminternational.org/documents/10192/1849770/05442G_TOC.pdf/ecbf0e0e-cbe5-4d00-a82e-edc48bc156a4. 13. ASTM E3 – 11 (2017) Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens. Retrieved from: https://www.astm.org/Standards/E3.htm. 14. Uzlov K., Repiakh S., Mazorchuk V., Dziubina A. (2018). Phase Composition, Structure and Mechanical Properties of Industrial Bronze BrA9Zh3L Additionally Doped with Zinc. Scientific development and achievements: Monograph [Text]. LP22772, 20-22 Wenlock Road, London, N1 7GU, Vol. 5, Pp. 349−364. Retrieved from: https://www.google.com/search?q =Uzlov+K.%2C +Repiakh+S.%2C+Mazorchuk+V.%2C+Dziubina+A.+(2018).+Phase+Composition%2C+Structure+and+Mechanical+Properties+of+Industrial+Bronze+BrA9Zh3L+Additionally+Doped+with+Zinc.+Scientific+development+and+achievements%3A+Monograph&oq=Uzlov+K.%2C+Repiakh+S.%2C+Mazorchuk+V.%2C+Dziubina+A.+(2018).+Phase+Composition%2C+Structure+and+Mechanical+Properties+of+Industrial+Bronze+BrA9Zh3L+Additionally+Doped+with+Zinc.+Scientific+development+and+achievements%3A+Monograph&aqs=chrome..69i57.6182j0j8&sourceid=chrome&ie=UTF-8 (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ