Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Изучены структура и механические свойства силумина AlSi7Mg0,3, закристаллизованного под давлением (~100 МПа). Отливки типа стакана (наружный диаметр 70 мм, высота 125…135 мм, толщина стенки 15 мм) изготовляли на гидравлическом прессе PYE 250 SS M. Использовали схему пуансонного прессования [1, 2], изменяя условия формирования отливки: режим 1 — течение расплава происходит только за счет объемных изменений в процессе охлаждения и затвердевания отливки (чисто пуансонное прессование); режим 2 — интенсивность течения незатвердевшего сплава повышена за счет отвода ~10 % его объема из полости формы во время затвердевания; режим 3 — (сравнительный режим) отливку получали практически в условиях атмосферного давления (окончательное оформление контуров отливки осуществлялось только под воздействием массы пуансона.
Режимы литья: температура пресс-формы ~90 °С, температура заливки сплава ~615 °С, давление прессования — 100 МПа, время прессования — 30…32 с.
Отливки подвергали термической обработке по температурному режиму, соответствующему Т6, изменяя выдержку при заданной температуре в течение 3, 6 и 10 мин, режимы Т6 и 3, Т6 и 5, Т6 и 10 соответственно. Следует отметить, что отливки (и образцы) перед термической обработкой и испытаниями на растяжение несколько недель подвергали естественному старению.
Установлено, что скорость охлаждения в процессе затвердевания вертикальной стенки отливки (на равном расстоянии от торцов) при ЛКД составляла (6…8) 102 °С/с, что способствовало формированию первичной мелкозернистой структуры (существенному измельчению частиц эвтектического кремния).
Металлографический анализ показал дисперсность структуры ЛКД-отливок. В результате высокой скорости охлаждения в жидком состоянии можно ожидать определенную метастабильность структуры и, как следствие, — ее повышенную чувствительность к термической обработке (ТО) [3]. Процесс постепенной потери острогранности пластин эвтектического кремния (процесс сфероидизации) развивается уже на ранних стадиях выдержки при температуре нагрева под закалку. Это способствует повышению механических свойств отливок [4–6].
В таблице 1 приведены механические свойства отливок из силумина AlSi7Mg0,3, изготовленных в литом состоянии и после ТО.
Таблица 1. Механические свойства отливок из силумина
Режим литья | sв, МПа | δ, % | ||||||
Без ТО | Т6х3 | Т6х5 | Т6х10 | Без ТО | Т6х3 | Т6х5 | Т6х10 | |
1 | 315 | 374 | 379 | 371 | 11 | 18 | 18 | 21 |
2 | 314 | 367 | 386 | 381 | 12 | 16 | 20 | 15 |
3 | 234 | 298 | 297 | 324 | 4,5 | 6 | 6 | 8 |
Установлено, что исходная структура отливок для последующей сфероидизации эвтектического кремния при ТО, а также повышение временного сопротивлению разрыву и относительного удлинения (до 15 %) должна быть мелкозернистой и метастабильной [7].
Наиболее эффективным режимом ТО отливок, изготовленных ЛКД из немодифицированного силумина AlSi7Mg0,3, является следующий: нагрев в течение 2 мин до 540 °С, выдержка 5 мин, охлаждение в воде при 20 °С и старение при 160 °С, 4 ч.
Сфероидизирующая ТО способствует не только повышению механических свойств отливок, но и имеет экономические преимущества, так как позволяет уменьшить время выдержки литых заготовок при температуре нагрева под закалку.
