Закономерности связи аномалий физико-механических свойств цветных сплавов с диаграммами фазового равновесия

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Шахназаров Карэн Юрьевич

Аннотация

Существующие многочисленные экспериментально построенные диаграммы фазового равновесия цветных сплавов отражают специфику взаимодействия компонентов при их различном соотношении и при разных температурах и дают представление о так называемой «металлографической» структуре сплавов. В общем случае в литературных источниках между структурой и свойствами установлена достаточно хорошая связь, что позволяет управлять свойствами, прогнозировать их возможное изменение при варьировании концентрации компонентов и условий формирования структуры. Однако применяемые критерии, позволяющие в ряде случаев объяснить и спрогнозировать уровень получаемых свойств по виду диаграммы фазового равновесия, не дают возможности объяснить природу достаточно большого числа существующих аномалий физико-механических свойств промышленно используемых цветных сплавов. В статье на основании исследования многочисленных литературных данных определена закономерность, позволяющая установить связь аномалий физико-механических свойств цветных сплавов с диаграммами фазового равновесия. Впервые вводится представление о диаграмме фазового равновесия как о концентрационной зависимости качественных изменений интервалов кристаллизации (перекристаллизации), что позволяет связать с диаграммой фазового равновесия экстремальные значения физико-механических свойств, которые невозможно объяснить особенностями фазового состава или структуры. Разработана методика, позволяющая связать аномалии свойств сплавов с диаграммами фазового равновесия на основании впервые установленного критерия – качественного изменения (протяженности по температуре) интервала кристаллизации (перекристаллизации) (Q∆LS), а также с различием в структурной наследственности (генеалогии) атомов компонентов, составляющих двойную систему. Совместный анализ аномалий свойств двойных сплавов с диаграммами состояния (на основании установленного критерия (Q∆LS)) позволяет связать последние с наличием промежуточных фаз в системах Cu–Zn, Cu–Sn, Cu–Si, Al–Cu, Al−Si, Al−Mg, Al–Cu–Mg, Cu–Mn. На основании установленной закономерности связи аномалий физико-механических свойств сплавов с качественными изменениями интервалов кристаллизации (перекристаллизации) (QΔLS) предлагается альтернативная версия закона Курнакова.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Выпуск
Раздел
Статьи
Биография автора

Шахназаров Карэн Юрьевич, Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург (Россия)

кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и технологии художественных изделий

Литература

1. Бочвар А.А. Металловедение. М.: Металлургия, 1956. 495 с.
2. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
3. Кащенко Г.А. Основы металловедения. Л., М.: Металлургиздат, 1949. 639 с.
4. Никитин К.В., Никитин В.И. Управление качеством литых изделий из силуминов на основе явления структурной наследственности // Цветные металлы и минералы: сб. докладов 9-го междунар. конгресса. Красноярск, 2017. С. 606–613.
5. Грищенко Н.А., Сидельников С.Б., Губанов И.Ю., Лопатина Е.С., Галиев Р.И. Механические свойства алюминиевых сплавов. Красноярск: СФУ, 2012. 196 с.
6. Вол А.Я. Строение и свойства двойных металлических систем. В 4 т. Т. 1. М.: Изд-во физ.-мат. лит., 1959. 755 с.
7. Строганов Г.В., Ротенберг В.А., Гершман Г.В. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977. 272 с.
8. Мальцев М.В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1970. 364 с.
9. Курганов Ю.А., Щербаков С.П. Влияние дискретной добавки оксида алюминия на структуру и свойства алюминиевого сплава // Записки Горного института. 2017. Т. 228. С. 717–721.
10. Бажин В.Ю., Александрова Т.А., Котова Е.Л., Суслов А.П. Современный взгляд на аномалии в группах металлов Периодической системы Д.И. Менделеева // Записки Горного института. 2019. Т. 239. С. 520–527.
11. Захаров А.М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем. М.: Металлургия, 1990. 240 с.
12. Курнаков Н.С. Избранные труды. В 3 т. Т. 2. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 611 с.
13. Хансен М. Структуры бинарных сплавов. В 2 т. Т. 1. Л., М.: Металлургиздат, 1941. 640 с.
14. Меськин В.С. Ферромагнитные сплавы и их свойства. Л., М.: ОНТИ НКТП, 1937. 791 с.
15. Петров Д.А. Вопросы теории сплавов алюминия. М.: Металлургиздат, 1951. 256 с.
16. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. В 2 т. Т. 1. М.: Металлургиздат, 1962. 608 с.
17. Андрушевич А.А., Анисович А.Г. Микроструктуры черных и цветных металлов. Минск: Беларуская навука, 2015. 132 с.
18. Аубакирова Р.К. Закономерности развития эвтектоидных реакций в бинарных сплавах. Алма-Ата: Наука, 1990. 168 с.
19. Арсентьев П.П., Коледов Л.А. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976. 376 с.
20. Савицкий Е.М. Влияние температуры на механические свойства металлов и сплавов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 295 с.
21. Сидельников А.С., Лопатина Е.С., Довженко Н.Н., Дроздова Т.Н., Беляев С.В., Баранов В.Н., Константинов И.Л., Сидельников А.С., Беспалов В.М. Особенности структурообразования и свойства металла при высокоскоростной кристаллизации-деформации и модифицировании алюминиевых сплавов. Красноярск: СФУ, 2015. 180 с.
22. Логинов Ю.Н. Прессование как метод интенсивной деформации металлов и сплавов. 2-е изд. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2017. 156 с.
23. Корольков А.М. Литейные свойства металлов и сплавов. М.: Наука, 1967. 199 с.
24. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1979. 640 с.
25. Крушенко Г.Г., Шпаков В.И., Никитин В.И., Торшилова С.И. О некоторых особенностях структурно-чувствительных характеристик сплавов Al-Si // Известия АН СССР. Металлы. 1977. № 4. С. 204–207.
26. Никитин В.И., Никитин К.В. Наследственность в литых сплавах. М.: Машиностроение, 2005. 476 с.
27. Никитин В.И., Никитин К.В. Технологии генной инженерии в литых сплавах – это реальность // Труды 12-го съезда литейщиков России. Нижний Новгород, 2015. С. 244–251.
28. Пряхин Е.И., Шаронов Н.И. Основные положения и проблемы технологии ЭЛС применительно к изготовлению конструкций из алюминиево-магниевых сплавов // Записки Горного института. 2018. Т. 229. С. 84–91.
29. Аникина В.И., Гильманшина Т.Р., Баранов В.Н. Структура и свойства алюминиево-магниевых сплавов. Красноярск: СФУ, 2012. 112 с.