PhD (Physics and Mathematics), junior researcher
кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник
postgraduate student of Chair of Materials Science and Materials Technology
аспирант кафедры материаловедения и технологии материалов
bachelor of Chair of Materials Science and Materials Technology
бакалавр кафедры материаловедения и технологии материалов
PhD (Engineering), senior researcher
кандидат технических наук, старший научный сотрудник
The development and production of new aluminum-based materials is a critical task of the up-to-date industry. Particularly, new materials are necessary to produce light, strong, and thermally-stable wires and cables for household usage, transport, and power sphere. The paper presents the results of the study of the microstructure and physical and mechanical properties of Al–0.5Fe and Al–1.7Fe alloys (wt. %), produced by continuous casting into an electromagnetic crystallizer (EMC). The authors carried out a comparative analysis of alloys under the study and commercial alloys. During this analysis, the authors produced a wire with the diameter of 3 mm from the primary cast blanks by the cold drawing method (CD). The microstructure analysis showed that as a result of casting into an electromagnetic crystallizer, the particles of metastable modification Al2Fe phase appear during the crystallization process that have sizes close to the nanometric range. The use of the cold drawing method led to the substructure formation in both alloys and the refinement of intermetallic particles, which ensured the significant hardening of alloy specimens. After cold drawing, the intermetallic particles were grinded and distributed along the boundaries of grains/sub-grains. The ultimate tensile strength of the Al–0.5Fe alloy was 204 MPa, while in the Al–1.7Fe alloy, it reached 295 MPa. The electrical conductivity level of the Al–0.5Fe and Al–1.7Fe alloys wire was 58.4 and 52.0 % IACS, respectively. The study showed that the Al–Fe alloys wire with ferrum concentration of up to 1.7 wt. % demonstrated thermal stability at the level of thermally-stable Al–Zr and Al–REM conductive alloys.
Разработка и производство новых материалов на основе алюминия является актуальной задачей современной промышленности. В частности, требуются новые материалы для производства легких, прочных и термически стабильных проводов и кабелей для бытового использования, транспортной и энергетической сферы. В работе представлены результаты исследования микроструктуры и физико-механических свойств проволоки из сплавов Al–0,5Fe и Al–1,7Fe (масс. %), полученных непрерывным литьем в электромагнитный кристаллизатор (ЭМК). Проведен сравнительный анализ свойств исследованных сплавов с коммерческими сплавами. В ходе данного исследования проволоку диаметром 3 мм изготавливали из исходных литых заготовок методом холодного волочения (ХВ). Анализ микроструктуры показал, что в результате использования метода литья в ЭМК в процессе кристаллизации образуются частицы фазы Al2Fe метастабильной модификации, имеющие близкие к нанометрическому диапазону размеры. Использование ХВ привело к формированию в обоих сплавах субструктуры и дополнительному измельчению интерметаллидных частиц, что обеспечило значительное упрочнение образцов сплавов. После ХВ интерметаллидные частицы измельчаются и распределяются по границам зерен/субзерен. Предел прочности при растяжении проволоки из сплава Al–0,5Fe составил 204 МПа, а в сплаве Al–1,7Fe он достиг 295 МПа. Уровень электропроводности проволоки сплавов Al–0,5Fe и Al–1,7Fe составил 58,4 и 52,0 % IACS соответственно. Показано, что проволока из сплавов системы Al–Fe с концентрацией железа до 1,7 масс. % демонстрирует термическую стабильность на уровне термостойких проводниковых сплавов системы Al–Zr и Al–РЗМ.