Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние ультразвуковой обработки на процесс затвердевания отливок из медных сплавов

ФИО
Ковенева Алена Владимировна
Электронная почта
ba61c5c8alena.koveneva@mail.ru
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра литейных технологий и художественной обработки материалов
ФИО научного руководителя
доцент, к.т.н. Коновалов Алексей Николаевич
Академическая группа
ММЛ-14-1
Наименование тезиса
Влияние ультразвуковой обработки на процесс затвердевания отливок из медных сплавов
Тезис

В настоящее время существует большое количество научных работ, посвященных ультразвуковой обработке металлических расплавов. Ультразвуковая обработка при ведении плавки, проводимая с целью дегазации и измельчения зерна при последующем затвердевании расплава, достаточно широко изучена, хотя и имеет ряд ограничений. Существенно больший интерес для исследований представляет обработка кристаллизующегося расплава ультразвуковыми колебаниями. В ранее проведенных работах имеются данные о том, что при обработке кристаллизующегося расплава ультразвуковыми колебаниями возможен эффект модифицирования. Отличие данного типа обработки от обработки сплава в жидком состоянии заключается в меньшей степени дегазации расплава и в большей степени влияния на процессы кристаллизации. При этом процесс затвердевания в поле ультразвуковых волн представляется весьма интересным, так как на данный момент, нет точного понимания, какие сплавы могут быть подвержены ультразвуковой обработке для повышения механических свойств.

Были проведены исследования медных сплавов алюминиевой бронзы БрА9Ж3л и латуни Л63. Полученные результаты позволяют констатировать, что ультразвуковое воздействие влияет на структуру данных сплавов. В латуни Л63 доля фазы, выделившейся в ходе перитектической реакции, увеличивается при воздействии ультразвуком во время кристаллизации сплава (5,52% в контрольном образце; 6,53 в образце после обработки УЗО) (см. рисунок 1), так же было отмечено некоторое увеличение твердости обработанных образцов.

Рисунок 1 - Структура сплава Л63: а) после обработки УЗО; б) контрольный образец.

В сплаве БрА9Ж3л после ультразвуковой обработки видно, что эвтектоидное превращение β→α + γпротекает более полно, о чем свидетельствует не только изменение в структуре, но и повышение твердости (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Структура сплава БрА9Ж3л: а) после обработки УЗО; б) контрольный образец.

В настоящее время авторами проводится работа по исследованию влияния ультразвуковых волн на алюминиевые сплавы. Интерес к этим сплавам обусловлен тем, что алюминий является самым востребованным материалом, на данный момент есть тенденция к замене тяжелых металлов легкими, алюминий является именно таким материалом. Но для достижения необходимых механических свойств эти сплавы зачастую приходится подвергать модифицированию и термообработке, что занимает дополнительное время и средства. Воздействие ультразвуковых колебаний на сплавы при их кристаллизации может позволить отказаться от некоторых дополнительных технологических операций, что в значительной степени сократит затраты на получение изделий с повышенными механическими свойствами.

Научный руководитель-доц., к.т.н. Коновалов А.Н.