Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі
The work is devoted to the review of master alloys, used for the preparation of aluminum alloys. It is noted that the master alloys market in the world is represented by a small number of companies that specialize in their production. It is important that large aluminum casting manufacturers, such a...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/134 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal and Casting of Ukraine |
| Download file: |  |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1871465348891410432 |
|---|---|
| author | Ліхацький, І.Ф. Ворон, М.М. Михалєнков, К.В. |
| author_facet | Ліхацький, І.Ф. Ворон, М.М. Михалєнков, К.В. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "І.Ф. Ліхацький",
"institution": "Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України"
},
{
"author": "М.М. Ворон",
"institution": "Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України"
},
{
"author": "К.В. Михалєнков",
"institution": "Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського»"
}
] |
| author_sort | Ліхацький, І.Ф. |
| baseUrl_str | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T13:37:39Z |
| description | The work is devoted to the review of master alloys, used for the preparation of aluminum alloys. It is noted that the master alloys market in the world is represented by a small number of companies that specialize in their production. It is important that large aluminum casting manufacturers, such as the German company VAW, the French Pechiney, the Norwegian corporation Norsk Hydro and others also produce or have a production base and advanced technologies for the production of master alloys of their own production and are able to meet their own demand. The classification of master alloys for aluminum alloys according to their purpose is also considered. Depending on the master alloy type, the type in which it is supplied and the features of its introduction into the melt are determined. A comparison and assessment of the state of domestic production and the master alloy market is carried out, which shows that most companies in Ukraine do not enter the market with their proposals and mainly use foreign master alloys, or small volumes of their own production. The issue of attracting innovative experience and technologies for the production of aluminum master alloys at enterprises also remains unresolved. On the example of work carried out at the Physico-technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine, the existing scientific and technical potential to increase the competitiveness of Ukrainian ligatures is noted. Thanks to the unique technologies and approach implemented at the Institute, it is possible to obtain master alloys of Al-Zr and Al-V systems with quality and structure indicators better than foreign analogues. Especially important is the ability to create complex and unique ligatures with a high content of modifier components at the level of 5–20 %wt. These include Al-Mo, Al-Hf, Al-Ti-Zr, Al-Fe-Mn and some others. Existing technological solutions for obtaining these and many other master alloys have a huge potential and economic feasibility not only to meet the needs of domestic industries, but also to enter the international world market. |
| doi_str_mv | 10.15407/steelcast2020.04.063 |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
63ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 28, 2020. № 4 (323)
носяться лігатури, які впливають, наприклад, на мор-
фологію евтектичного кремнію і до них відносяться
Al-Sr і комплексні лігатури Al-Ti-B-Sr [1].
Європейський ринок лігатур переважно пред-
ставлений продукцією двох провідних виробників:
LSM (London & Scandinavian Metallurgical Co. Ltd.,
Rotherham, Англія) і KBM (Kawecki-Billiton Master Alloys
B.V., Delfzijl, Нідерланди), а також більш малих компа-
ній, що постачають окремі регіони. Необхідно врахо-
вувати, що практично кожен великий виробник алю-
мінієвого лиття, такий як німецька фірма VAW, фран-
цузька Pechiney, норвезька корпорація Norsk Hydro та
інші, також виробляють або мають виробничу базу і
відпрацьовані технології для випуску лігатур. Остан-
ні, імовірніше всього, виготовляються не для продажу,
а для внутрішнього споживання. Не зважати на цей
чинник не можна, так як перераховані вище компанії
мають дуже широкий сортамент продукції, що випус-
кається і дуже потужний дослідницький потенціал і в
будь-який момент можуть зайти на ринок лігатур.
Розглядувані лігатури можна розділити на три гру-
пи: загального призначення, зерноподрібнювачі, а та-
кож модифікуючі лігатури і флюси.
В
ступ. Приготування алюмінієвих сплавів із за-
даним хімічним складом, структурою і, відповід-
но, властивостями неможливе без використання
лігатур. В найбільш загальному випадку велика
кількість компонентів алюмінієвих сплавів вводиться
у розплав як в чистому вигляді, так і у вигляді ліга-
тур, які корегують хімічний склад сплавів. Введення
елементів, які мають температуру плавлення більшу
за алюміній, передбачає їх додавання у вигляді по-
двійних або більш складних лігатур. Прикладами мо-
жуть бути введення цирконію, титану або міді, які в
практиці металургії вводяться у вигляді відповідних
подвійних сплавів.
За призначенням всі лігатурні додатки поділяють-
ся на зміцнювачі (hardners), зерноподрібнювачі (grain
refiners), модифікатори (modifiers). Головним завдан-
ням зміцнюючих лігатур є введення легуючого еле-
мента з максимальним ступенем його засвоєння. До
таких додатків відносяться: подвійні лігатури Al-Mg,
Al-Cu, Al-Si, Al-Li, Al-Mn; інколи можуть використову-
ватися Al-Sc, Al-Ag, Al-Fe, Al-Ni і Al-Cr. До зернопо-
дрібнювачів відносяться подвійні лігатури Al-Ti і Al-B,
а також потрійні Al-Ti-B, Al-Ti-C. До модифікаторів від-
ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 28, 2020, № 4 (323), хх-хх
УДК 621.791.3
І.Ф. Ліхацький1, студент, е-mail: likhatskyi@outlook.com
М.М. Ворон1, канд. техн. наук, ст. наук. співр., е-mail: mihail.voron@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0804-9496
К.В. Михалєнков2, д-р техн. наук, проф., е-mail: kvmykhalenkov@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-2150-8837
1Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)
2Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)
Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові
українські розробки в цій галузі
Роботу присвячено огляду лігатур, які використовуються для приготування алюмінієвих сплавів. Відзначається,
що лігатурний ринок у світі представлено невеликою кількістю компаній, які спеціалізуються на їх виробництві.
Важливо, що великі виробники алюмінієвого лиття, такі як німецька фірма VAW, французька Pechiney, норвезька
корпорація Norsk Hydro та інші, також виробляють або мають виробничу базу і відпрацьовані технології для випус-
ку лігатур власного виробництва і здатні задовольнити власний попит в них. Також розглядається класифікація лі-
гатур для алюмінієвих сплавів, відповідно до їх призначення. Залежно від типу лігатури визначається вид, в якому
вона поставляється та особливості її введення у розплав. Проводиться порівняння та оцінка стану вітчизняного
виробництва та ринку лігатур, яка показує, що більшість підприємств в Україні не виходять на ринок лігатур зі сво-
їми пропозиціями і переважно використовують закордонні лігатури, або невеликі об’єми власного виробництва.
Також залишається невирішеним питання залучення інноваційного досвіду і технологій виробництва алюмінієвих
лігатур на підприємствах. На прикладі робіт, проведених у Фізико-технологічному інституті металів та сплавів
НАН України, відзначається існуючий науково-технічний потенціал підвищення конкурентоспроможності лігатур
українського виробництва. Завдяки унікальним технологіям та підходу, які реалізовано в Інституті, вдається одер-
жувати лігатури систем Al-Zr та Al-V з показниками якості та структури кращими за зарубіжні аналоги. Особливо
важливим є можливість створення складних та унікальних лігатур з підвищеним вмістом компонентів-модифіка-
торів на рівні 5–20 %мас. До їх числа відносяться Al-Mo, Al-Hf, Al-Ti-Zr, Al-Fe-Mn та деякі інші. Існуючі технологічні
рішення для одержання цих та багатьох інших лігатур мають величезний потенціал та економічну доцільність не
лише для задоволення потреб вітчизняних виробництв, але й для виходу на міжнародний ринок.
Ключові слова: лігатури, алюмінієві сплави, Al-Zr, Al-Mo, Al-Hf, нові технології.
https://doi.org/10.15407/scin15.04.005
64 ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 28, 2020. № 4 (323)
СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ЛИТТЯ
впливів. У цьому випадку такі сполуки, як диборид
титану (TiB2) або карбід титану (TiC) знаходяться в
кращому становищі. Вони зберігають здатність до
зерноподрібнення алюмінію практично на необмеже-
ний час. Це не означає, що ці частинки не схильні до
гравітаційного осідання, однак, просте механічне або
електромагнітне перемішування відновлює ефект на
92–95 %.
Необхідно виділити поняття ефективності зер-
ноподрібнення, інакше кажучи, «к.к.д.» лігатури. Під
цим мається на увазі – яка кількість введених в метал
потенційних центрів кристалізації візьме участь в за-
твердінні металу. Наочним прикладом оцінки «к.к.д.»
лігатури може бути розрахунок, проведений для ви-
падку використання в якості подрібнювача зерна по-
двійного сплаву Al-Ti. Розрахунок показує, що якщо
частинки Al3Ti мають середній розмір близько 5 мкм,
то кількість таких частинок в одиниці об'єму стано-
витиме порядок 106 1/см3. Високим ступенем подріб-
нення зерна алюмінію можна вважати абсолютний
показник на рівні 200–215 мкм, що відповідає кількос-
ті зерен 105 1/см3. Таким чином, тільки кожна десята
частка алюмініду титану з введених була задіяна в
процесі кристалізації як підкладка для зростання ден-
дритів алюмінію. Інакше кажучи, «к.к.д.» даної ліга-
тури не перевищує 10 %. Всі інші частинки або захо-
плені зростаючими дендритами, або просто відсунуті
на межі зерен, тобто виявилися надлишковими. Для
лігатур, що містять більш дрібні частинки, ефектив-
ність оцінюється 2–3 %. Настільки низькі показники
призводять фактично до марної втрати елементів і
знижують економічність застосування лігатур.
На сьогоднішній день в промислово розвинених
країнах Європи технологічні проблеми зерноподріб-
нення алюмінію переважно успішно вирішені. Досить
чітко визначено коло елементів чи сполук, що сприя-
ють кристалізації алюмінію в дрібнозернистій формі,
визначена витрата лігатур для досягнення найкра-
щого ступеня подрібнення зерна, встановлено опти-
мальний склад цих лігатур і способи їх введення в
рідкий метал. Це твердження, на жаль, не може бути
повною мірою застосовано до українських виробників
алюмінієвих виробів. Пояснення цьому знаходиться
не тільки у відсутності попиту на зерноподрібнюючі
лігатури на внутрішньому ринку, але і в тому, що не-
має конкретних технологічних розробок, які при міні-
мальних капіталовкладеннях дозволили б розпочати
хоча б дрібносерійне виробництво цих матеріалів.
Найбільш популярним на сьогоднішній день зер-
ноподрібнюючим додатком до алюмінієвих сплавів є
потрійна лігатура – Al-Ti-B при співвідношенні Ti/B, як
правило – 5/1. Типова мікроструктура пруткової ліга-
тури з торговою маркою TiBOR® виробництва KBM
являє собою великі кристали тетрагональної форми –
алюмінід титану (Al3Ti) і конгломерати дрібних части-
нок дибориду титану (TiB2). Середній розмір останніх
знаходиться в межах 1–2 мкм. Витрата такої лігатури
становить в середньому 0,25–3,0 кг на 1 тонну сплаву.
Лігатури TiBOR® 5/1 виробництва KBM постача-
ються у вигляді прутків діаметром 9,5 мм, намота-
них в котушки масою 180–450 кг, прутків діаметром
Лігатури загального призначення. Вони пови-
нні відповідати наступним вимогам. По-перше, мати
температуру плавлення нижче алюмінію, по-друге,
містити максимальну кількість другого елемента, по-
третє, мати однорідний хімічний склад і гомогенний
розподіл фаз в об’ємі. До лігатур загального призна-
чення відносяться, як правило, подвійні сплави, Al-Si,
Al-Mg, Al-Cu та Al-Zn.
Експорт цих матеріалів LSM здійснює у вигляді
злитків вафельного типу, а такі лігатури, як Al-Ti, Al-B
і Al-Zr, доступні і у вигляді прутків або нарізаних прут-
ків. Подібні за складом лігатури пропонуються і нідер-
ландською компанією КВМ.
Стан українського ринку лігатур загального при-
значення такий, що крім сплавів Al-Si (Запорізький
виробничий алюмінієвий комбінат) більше ніяких ре-
альних пропозицій немає. Винятком може бути алю-
міній-ніобієва лігатура Донецького хіміко-металургій-
ного заводу, яка, на жаль, не має достатньо широкого
поширення в технології плавки алюмінієвих сплавів.
Зерноподрібнюючі лігатури. Лігатури що вико-
ристовуються для подрібнення зерна алюмінію або
його сплавів. У загальному випадку необхідність за-
стосування зерноподрібнювачів при литті деформів-
них алюмінієвих сплавів визначається наступним:
– введення заздалегідь сформованих зародків
дозволяє підвищити швидкість кристалізації металу,
що в свою чергу дає можливість збільшити швидкість
лиття і продуктивність процесу;
– дрібнозерниста структура сплаву, що сформува-
лася завдяки присутності в розплаві великої кількості
зародків, забезпечує більш високу міцність сплавів в
гарячому стані, що дозволяє уникнути утворення га-
рячих тріщин при витяжці злитка, тобто знизити кіль-
кість браку;
– затвердіння в дрібнозернистій формі запобігає
розвитку лікваційних процесів і дає змогу отримання
гомогенного розподілу легуючих елементів в зливку,
що відбивається в більш рівномірному розподілі ме-
ханічних характеристик по перетину заготовки;
– введення зерноподрібнювачів сприяє отриман-
ню більш якісної поверхні злитків, що дещо спрощує
їх подальшу обробку.
Перераховані положення не зачіпають впливу
введення зерноподрібнювачів на механічні характе-
ристики готового злитка. Ситуація така, що введення
нерозчинних в металі матриці частинок в дуже незна-
чних кількостях, з урахуванням процесів їх конгломе-
рації, не може викликати відчутного ефекту зміцнен-
ня. Особливо при високих ступенях обтиску власти-
вості міцності металу без добавки зерноподрібнювача
практично не відрізняються від обробленого.
На поширену ще до теперішнього часу думку, ти-
тан вважається найбільш ефективним зерноподріб-
нювачем алюмінію. Утворені в металі частинки інтер-
металідів Al3Ti виступають зародками для дендритно-
го зростання алюмінію. Однак, як відомо, всі подвійні
інтерметаліди типу Al3Ti, Al3Zr, Al3Ta і т. д. згодом
схильні до укрупнення і зростання, що призводить до
втрати зародкоутворюючої здатності без можливості
відновлення ефекту за рахунок будь-яких зовнішніх
65ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 28, 2020. № 4 (323)
СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ЛИТТЯ
9,5 мм, порізаних на шматки, найпоширеніші до-
вжини: 50 см (100 г) і 100 см (200 г), круглих брусків,
отриманих безперервним литтям, шматочками 100
або 200 г чи будь-якої іншої маси; злитків вафельного
типу вагою близько 7 кг; шматків вафельного злитка.
Приклади показано на рис. 1.
Приготування потрійний лігатури TiBAl 5/1 не має
особливих технологічних складнощів і крім індукцій-
ної печі з графітовим або карбідкремнієвим тиглем не
потребує іншого додаткового обладнання. Для отри-
мання лігатури, яка містить, наприклад, 5 % Ti і 1% B
необхідно до рідкого алюмінію (як правило, технічної
чистоти, сумарний вміст домішок не більше 0,3 %)
при температурі не нижче 730 °С додати фтортітанат
і фторборат калію в пропорції 6.87/1 з подальшою
витримкою при температурі на рівні 800 °С протягом
4–5 годин при безперервному перемішуванні.
Здатність таких частинок, як карбід титану (TiC),
до зародкоутворення алюмінію відома дуже давно,
починаючи з робіт Кібули [2]. Промислова лігатура Al-
Ti-C була запатентована [3] і в структурі містить вели-
кі кристали алюмініду титану і частки TiC із середнім
розміром близьким до 1 мкм. При порівняні з AlTiB
лігатура з TiC володіє двома істотними перевагами:
ще більшою простотою і екологічністю процесу при-
готування, відсутністю ефекту укрупнення зерна при
введенні її в сплави, що містять хром або цирконій,
що спостерігається, якщо лігатура містить TiB2.
У специфікації LSM лігатура, що містить частинки
карбіду титану, має торгову марку TiCAl™ 315 і по-
ставляється на ринок в тих же видах, що і лігатура
TiBAl. KBM також серійно виготовляє зерноподрібню-
ючу лігатуру з карбідом титану.
Модифікуючі лігатури. Добре відомо, що 95 %
всього фасонного лиття виготовляється зі сплавів
на основі системи Al-Si (силумінів), іноді з добавка-
ми магнію або міді. Це однозначно визначає те, що
споживчі властивості сплавів переважно залежать не
від розміру зерна твердого розчину, а від морфології
кремнієвої евтектики і, отже, використання вищеопи-
саних зерноподрібнюючих лігатур не завжди виправ-
дано. При цьому необхідно зазначити, що формуван-
ня структури металу і, як наслідок, його властивос-
тей відбувається безпосередньо в процесі заливки і
кристалізації в ливарній формі, що не дає можливості
будь-яким іншим чином вплинути на них. Тому ливар-
ні сплави є більш вибагливим матеріалом при виборі
способів зміни їх структури.
Найбільш популярним модифікатором сплавів Al-
Si на сьогоднішній день можна вважати стронцій (вво-
диться в розплав у вигляді подвійних Al-Sr або потрій-
них Al-Si-Sr лігатур), який витіснив натрій, що вико-
ристовувався раніше. Використання стронцію замість
натрію має дві основні переваги. По-перше, ефект
модифікування стронцієм зберігається набагато до-
вше, ніж після введення натрію. По-друге, екологічно
застосування лігатурних матеріалів завжди краще,
ніж різних флюсових сумішей, що використовуються
для введення натрію [4, 5].
LSM пропонує модифікуючі лігатури Al-Sr при
вмісті останнього від 3 до 10 %, причому сплави з
3–5 % Sr можуть бути поставлені у вигляді прутків,
нарізаних прутків і зливків вафельного типу. Компанія
рекомендує вводити стронцієвмісні лігатури з розра-
хунку 0,01–0,04 % Sr в металі. На думку авторів даної
статті, також заслуговує на увагу сплав типу TiBAl, що
містить до 10 % стронцію (поставляється в усіх фор-
мах). Його можна віднести до лігатур комплексного
впливу, тобто одночасно з зерноподрібненням твер-
дого розчину він здатний до модифікації евтектичного
кремнію. І хоча досягнутий ефект після введення та-
кої лігатури не є найкращим, її використовують вели-
ка кількість європейських фірм, що спеціалізуються
на випуску алюмінієвого лиття.
KBM також пропонує своїм покупцям різноманітні
лігатури, що містять від 3 до 10 % Sr або лігатуру Al-
Si-10 % Sr.
Класичні та спеціальні лігатури для алюмініє-
вих сплавів, що одержані в Україні. Вивчений спектр
пропозицій лігатур на українському ринку, на жаль, не
дозволив виявити або продавців, або виробників мате-
ріалів, схожих з вищевказаними. Тим не менш, існують
сучасні вітчизняні розробки, які здатні забезпечувати
одержання якісних лігатур, які навіть мають певні пе-
реваги по відношенню до зарубіжних аналогів.
На рис. 2 показано порівняння промислової лігату-
ри Al-10Zr, одержаної закордоном, та зразку виробни-
цтва ФТІМС НАН України. На рис. 3 представлено лі-
гатури інших систем, які було також одержано в Укра-
їні. Характерною ознакою зразків вітчизняних лігатур
є надзвичайно дрібні включення модифікуючої фази,
можливість одержання композицій з високим вмістом
тугоплавких компонентів на рівні 5–20 %мас., що ро-
бить застосування таких лігатур як більш ефектив-
ним, так і більш економічно вигідним для кінцевого
споживача.
Форми постачання лігатури виробництва KBMРис. 1.
66 ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 28, 2020. № 4 (323)
СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ЛИТТЯ
Лігатура Al-10Zr, що отримана закордоном (а), та зразок виробництва ФТІМС НАН України (б)Рис. 2.
Приклади лігатур, виготовлених в УкраїніРис. 3.
67ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 28, 2020. № 4 (323)
СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ЛИТТЯ
Висновки
Всі технологічні аспекти плавки і лиття алюмінію
та сплавів на його основі, звичайно ж, не можуть бути
зведені тільки до використання тих чи інших лігатур.
На окремо взятому прикладі можна зробити висновок,
що рівень оснащеності української алюмінієвої галузі
не завжди відповідає аналогічному рівню в європей-
ських країнах, що негативно позначається на якості
готової продукції. Як уже згадувалося, виробництво
зерноподрібнюючих лігатур, таких як AlTiB або AlTiC
не є серйозною технологічною проблемою, а налаго-
дження дрібносерійного виробництва цих матеріалів
не потребуватиме багато часу та ресурсів. Освоєння
випуску таких лігатур дало б можливість виробникам
алюмінію повністю відмовитися від необхідності їх за-
купівлі за кордоном з одночасним підвищенням якості
продукції та продуктивності роботи.
В Україні існують підприємства, які могли б бути
включені в коло потенційних виробників лігатурних
матеріалів на основі алюмінію. Крім того, проявлений
науковий підхід, дієвість якого доведена прикладами
виробництва як відомих, так і специфічних лігатур,
підвищує інтерес до подібної продукції та робить її
конкурентоспроможною на світовому ринку.
1. Михаленков К.В. Лигатурные материалы для плавки алюминиевых сплавов на рынке Украины. Металл. 2000. № 5.
С. 72–78.
2. Cibula A. The mechanism of grain refinement of sand castings in aluminium alloys. J. Inst. Metals. 1949. Vol. 76. № 4.
P. 321–360.
3. A. Banerji, W. Reif, and London & Scandinavian Metallurgical Co. Ltd.: “Producing Titanium Carbide”, U.K. patent specification
No. 2171723A dt. 3.9. 1986, Canadian patent appl. No. 502438-2 dt. 21.2. 1986, U.S. patent appl. No. 835747 dt. 3.3. 1986,
International patent appl. No. PCT/GB 86/00108 dt. 28.2. 1986.
4. Таран Ю.Н., Мазур В.И. Эвтектическая кристаллизация. М.: Наука,1981. 256 с.
5. Hanna M.D., Shu-Zu Lu and A. Hellawell. Modification in the aluminum silicon system. Met. Transact. 1984. Vol. 15A. № 3.
P. 459–469.
6. Косов Я.И. Перспективные композиции алюминиевых сплавов и лигатур. Международный научно-исследовательский
журнал. 2016. № 11 (53). Часть 4. С. 73–77.
ЛІТЕРАТУРА
Надійшла 02.09.2020
1. Mikhalenkov, К.V. (2000). Alloy materials for melting aluminum alloys on the Ukrainian market. Мetal, no. 5, pp. 72–78
[in Russian].
2. Cibula, A. (1949). The mechanism of grain refinement of sand castings in aluminium alloys. J. Inst. Metals, vol. 76, no. 4,
pp. 321–360.
3. A. Banerji, W. Reif, and London & Scandinavian Metallurgical Co. Ltd.: “Producing Titanium Carbide”, U.K. patent specification
No. 2171723A dt. 3.9. 1986, Canadian patent appl. No. 502438-2 dt. 21.2. 1986, U.S. patent appl. No. 835747 dt. 3.3. 1986,
International patent appl. No. PCT/GB 86/00108 dt. 28.2. 1986.
4. Taran, Yu.N., Mazur, V.I. (1981). Eutectic crystallization. Moscow: Nauka, 256 p. [in Russian].
5. Hanna, M.D., Shu-Zu Lu and A. Hellawell (1984). Modification in the aluminum silicon system. Met. Transact., vol. 15A,
no. 3, pp. 459–469.
6. Kosov, Ya.I. (2016). Promising compositions of aluminum alloys and ligatures. International research journal, no. 11 (53),
pt. 4, pp. 73–77 [in Russian].
REFERENCES
Received 02.09.2020
68 ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 28, 2020. № 4 (323)
СПЕЦІАЛЬНІ МЕТОДИ ЛИТТЯ
Summary
The work is devoted to the review of master alloys, used for the preparation of aluminum alloys. It is noted that the master al-
loys market in the world is represented by a small number of companies that specialize in their production. It is important that
large aluminum casting manufacturers, such as the German company VAW, the French Pechiney, the Norwegian corporation
Norsk Hydro and others also produce or have a production base and advanced technologies for the production of master al-
loys of their own production and are able to meet their own demand. The classification of master alloys for aluminum alloys
according to their purpose is also considered. Depending on the master alloy type, the type in which it is supplied and the fea-
tures of its introduction into the melt are determined. A comparison and assessment of the state of domestic production and
the master alloy market is carried out, which shows that most companies in Ukraine do not enter the market with their propos-
als and mainly use foreign master alloys, or small volumes of their own production. The issue of attracting innovative experi-
ence and technologies for the production of aluminum master alloys at enterprises also remains unresolved. On the example
of work carried out at the Physico-technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine, the existing scientific and
technical potential to increase the competitiveness of Ukrainian ligatures is noted. Thanks to the unique technologies and ap-
proach implemented at the Institute, it is possible to obtain master alloys of Al-Zr and Al-V systems with quality and structure
indicators better than foreign analogues. Especially important is the ability to create complex and unique ligatures with a high
content of modifier components at the level of 5–20 %wt. These include Al-Mo, Al-Hf, Al-Ti-Zr, Al-Fe-Mn and some others. Ex-
isting technological solutions for obtaining these and many other master alloys have a huge potential and economic feasibility
not only to meet the needs of domestic industries, but also to enter the international world market.
Master alloys, aluminum alloys, Al-Zr, Al-Mo, Al-Hf, new technologies.
Keywords
I.F. Likhatskyі1, student, e-mail: likhatskyi@outlook.com
M.M. Voron1, PhD (Engin.), Senior Researcher,
e-mail: mihail.voron@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0804-9496
К.V. Mikhalenkov2, Dr. Sci. (Engin.), Professor,
e-mail: kvmykhalenkov@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-2150-8837
1Physico-technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
(Kyiv, Ukraine)
2National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic
Institute (Kyiv, Ukraine)
World experience of aluminum master alloys application and advanced Ukrainian
developments in this field
|
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-134 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-23T01:00:37Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwmetalsandcastingcom/38/3461de4cfaa8787209ce581803a85638.pdf |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1342026-07-22T13:37:39Z World experience of aluminum master alloys application and advanced Ukrainian developments in this field Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі Ліхацький, І.Ф. Ворон, М.М. Михалєнков, К.В. master alloys aluminum alloys Al-Zr Al-Mo Al-Hf new technologies лігатури алюмінієві сплави Al-Zr Al-Mo Al-Hf нові технології The work is devoted to the review of master alloys, used for the preparation of aluminum alloys. It is noted that the master alloys market in the world is represented by a small number of companies that specialize in their production. It is important that large aluminum casting manufacturers, such as the German company VAW, the French Pechiney, the Norwegian corporation Norsk Hydro and others also produce or have a production base and advanced technologies for the production of master alloys of their own production and are able to meet their own demand. The classification of master alloys for aluminum alloys according to their purpose is also considered. Depending on the master alloy type, the type in which it is supplied and the features of its introduction into the melt are determined. A comparison and assessment of the state of domestic production and the master alloy market is carried out, which shows that most companies in Ukraine do not enter the market with their proposals and mainly use foreign master alloys, or small volumes of their own production. The issue of attracting innovative experience and technologies for the production of aluminum master alloys at enterprises also remains unresolved. On the example of work carried out at the Physico-technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine, the existing scientific and technical potential to increase the competitiveness of Ukrainian ligatures is noted. Thanks to the unique technologies and approach implemented at the Institute, it is possible to obtain master alloys of Al-Zr and Al-V systems with quality and structure indicators better than foreign analogues. Especially important is the ability to create complex and unique ligatures with a high content of modifier components at the level of 5–20 %wt. These include Al-Mo, Al-Hf, Al-Ti-Zr, Al-Fe-Mn and some others. Existing technological solutions for obtaining these and many other master alloys have a huge potential and economic feasibility not only to meet the needs of domestic industries, but also to enter the international world market. Роботу присвячено огляду лігатур, які використовуються для приготування алюмінієвих сплавів. Відзначається, що лігатурний ринок у світі представлено невеликою кількістю компаній, які спеціалізуються на їх виробництві. Важливо, що великі виробники алюмінієвого лиття, такі як німецька фірма VAW, французька Pechiney, норвезька корпорація Norsk Hydro та інші, також виробляють або мають виробничу базу і відпрацьовані технології для випуску лігатур власного виробництва і здатні задовольнити власний попит в них. Також розглядається класифікація лігатур для алюмінієвих сплавів, відповідно до їх призначення. Залежно від типу лігатури визначається вид, в якому вона поставляється та особливості її введення у розплав. Проводиться порівняння та оцінка стану вітчизняного виробництва та ринку лігатур, яка показує, що більшість підприємств в Україні не виходять на ринок лігатур зі своїми пропозиціями і переважно використовують закордонні лігатури, або невеликі об’єми власного виробництва. Також залишається невирішеним питання залучення інноваційного досвіду і технологій виробництва алюмінієвих лігатур на підприємствах. На прикладі робіт, проведених у Фізико-технологічному інституті металів та сплавів НАН України, відзначається існуючий науково-технічний потенціал підвищення конкурентоспроможності лігатур українського виробництва. Завдяки унікальним технологіям та підходу, які реалізовано в Інституті, вдається одержувати лігатури систем Al-Zr та Al-V з показниками якості та структури кращими за зарубіжні аналоги. Особливо важливим є можливість створення складних та унікальних лігатур з підвищеним вмістом компонентів-модифікаторів на рівні 5–20 %мас. До їх числа відносяться Al-Mo, Al-Hf, Al-Ti-Zr, Al-Fe-Mn та деякі інші. Існуючі технологічні рішення для одержання цих та багатьох інших лігатур мають величезний потенціал та економічну доцільність не лише для задоволення потреб вітчизняних виробництв, але й для виходу на міжнародний ринок. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-15 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/134 10.15407/steelcast2020.04.063 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 28 No. 4 (2020): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 28 № 4 (2020): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/134/135 Авторське право (c) 2023 І.Ф. Ліхацький, М.М. Ворон, К.В. Михалєнков https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | лігатури алюмінієві сплави Al-Zr Al-Mo Al-Hf нові технології Ліхацький, І.Ф. Ворон, М.М. Михалєнков, К.В. Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі |
| title | Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі |
| title_alt | World experience of aluminum master alloys application and advanced Ukrainian developments in this field |
| title_full | Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі |
| title_fullStr | Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі |
| title_full_unstemmed | Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі |
| title_short | Світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі |
| title_sort | світовий досвід застосування алюмінієвих лігатур та передові українські розробки в цій галузі |
| topic | лігатури алюмінієві сплави Al-Zr Al-Mo Al-Hf нові технології |
| topic_facet | master alloys aluminum alloys Al-Zr Al-Mo Al-Hf new technologies лігатури алюмінієві сплави Al-Zr Al-Mo Al-Hf нові технології |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/134 |
| work_keys_str_mv | AT líhacʹkijíf worldexperienceofaluminummasteralloysapplicationandadvancedukrainiandevelopmentsinthisfield AT voronmm worldexperienceofaluminummasteralloysapplicationandadvancedukrainiandevelopmentsinthisfield AT mihalênkovkv worldexperienceofaluminummasteralloysapplicationandadvancedukrainiandevelopmentsinthisfield AT líhacʹkijíf svítovijdosvídzastosuvannâalûmíníêvihlígaturtaperedovíukraínsʹkírozrobkivcíjgaluzí AT voronmm svítovijdosvídzastosuvannâalûmíníêvihlígaturtaperedovíukraínsʹkírozrobkivcíjgaluzí AT mihalênkovkv svítovijdosvídzastosuvannâalûmíníêvihlígaturtaperedovíukraínsʹkírozrobkivcíjgaluzí |