Научные и технологические основы управления структурой и свойствами литейных многокомпонентных сплавов системы Al-Mg.

На основе проведенных аналитических и экспериментальных исследований установлена взаимосвязь между химическим, фазовым и структурным составом, технологическими параметрами обработки и уровнем свойств литейных многокомпонентных сплавов системы Al - Mg. Показано, что: для промышленного магналия важным фактором для дополнительного повышения и стабилизации уровня их механических свойств есть оптимизация температурно-часовых параметров обработки расплава; влияя на параметры кристаллизации литейных сплавов системы Al - Mg можно целеустремленно руководить процессом их структурообразования и уровнем механических свойств; перемешивание расплава двухфазной зоне вызывает эффект механического модифицирования металла, который проявляется в уменьшении размеру зерна, дендритной ячейки и толщины включений b–фазы (Al₃Mg₂); повышение содержимого Si в данном сплаве является дополнительным резервом для повышения уровня его технологических свойств. Разработана математическая модель кристаллизации металлов и сплавов которая, на основе данных термического анализа, позволяет рассчитывать величины параметров кристаллизации исследуемых сплавов и оценивать влияние внешних факторов на процесс кристаллизации металлического расплава. Впервые установлена количественная взаимосвязь между изменением параметров кристаллизации и размером зерна алюминиевого твердого раствора промышленного магналия. Разработана схема експрес-аналізу качества расплава, что позволяет прогнозировать структуру и механические свойства исследуемых сплавов еще в процессе их изготовления Построены математические модели зависимости уровня механических свойств сплава АМг6л после литья в кокиль и после термической обработки от содержимого в нем Mg, Si, Ti, Zr. Методом многокритериальной оптимизации установлено оптимальное соотношение содержимого этих элементов. Установлено оптимальное содержимое данной лигатуры для промышленных сплавов АМг6л и АМг10 при котором уменьшается средний размер зерна алюминиевого твердого раствора на 45-50 %, значение временного сопротивления разрыва повышается на 16-38 %, а значения относительного удлинения повышаются на 38-50 %. Повышаются технологические свойства и снижается склонность сплавов к образованию горячих трещин.