Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики
The authors conducted an in-depth analysis of domestic and foreign literary data, as well as formulated and set the goal of this scientific work. The inoculation of cast Al-based alloy of the AK12 DSTU 2839:1994 with dispersed intermetallic FeCr in the “volume” of the casting mold (CM) during castin...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/220 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471984191078400 |
|---|---|
| author | Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. Верховлюк, А. М. Каніболоцький, Д. С. Новицький, В. Г. |
| author_facet | Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. Верховлюк, А. М. Каніболоцький, Д. С. Новицький, В. Г. |
| author_sort | Небожак, І. А. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-10-06T17:47:18Z |
| description | The authors conducted an in-depth analysis of domestic and foreign literary data, as well as formulated and set the goal of this scientific work. The inoculation of cast Al-based alloy of the AK12 DSTU 2839:1994 with dispersed intermetallic FeCr in the “volume” of the casting mold (CM) during casting by using of Lost-foam casting (LFC-process) allowed to get samples of zero-dimensional cast composite material (CCM) of the system [Al – FeCr]. Metallographic analysis (MGA) showed that the parameters of the microstructure, such as the specific number of σ-phase inclusions and its dispersion, can vary not only along the height of the cast samples, but are also dependent on each other. Mechanical tests of the obtained material showed that not only the height of the composite casting, but also the parameters of its microstructure affect the temporary resistance to rupture, relative elongation and hardness on the Brinell scale. The application of MGA and mechanical tests for the zero-dimensional CCM of the system [Al – FeCr] and, accordingly, for the control casting showed experimentally what a decrease in the average dispersion of σ-phase inclusions from 26.6 μm to 57.1 μm leads to the fact that the temporary resistance to rupture and the relative elongation of the investigated composite decrease from 135 MPa and 2.5 % to 60 MPa and 0.5 %, respectively. At the same time, the increase in the hardness of samples of the zero-dimensional CCM system [Al – FeCr] from 6.923×10-1 GPa to 7.885×10-1 GPa on the Brinell scale is a consequence of the fact that the average dispersion of σ-phase inclusions in the structure of the studied composite decreases from 26.6 μm to 57.1 μm. The results of the conducted research also made it possible to find out that the increase in the specific number of σ-phase inclusions from 63 mm-2 to 263 mm-2 is the reason for the increase in the temporary resistance to rupture and the relative elongation of the zero-dimensional CCM of the system [Al – FeCr] from 60 MPa and 0.5 % up to 135 MPa and 2.5 %, respectively. However, the hardness of the composite casting, which was determined according to the Brinell scale, and under the condition that the specific number of σ-phase inclusions in the structure of the zero-dimensional CCM of the system [Al – FeCr] is in the range given above, as a result decreases from 7.885×10-1 GPa to 6.923×10-1 GPa. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:13Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-220 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:13Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2202023-10-06T17:47:18Z Influence of microstructure parameters of [Al – FeCr] cast composite material, obtained in the “volume” of foundry mold using lost-foam casting process, on its mechanical characteristics Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. Верховлюк, А. М. Каніболоцький, Д. С. Новицький, В. Г. Al-matrix FeCr σ-phase reinforcement dispersed-filled gasmodel intermetallic reinforcing phase composite casting composite strengthening lost-foam casting (LFC-process) cast composite material of [Al – FeCr] system metallographic analysis mechanical trials mechanical properties microstructure Al-матриця FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] σ-фаза армування дисперсно-наповнена газмодель інтерметалідна армуюча фаза металографічний аналіз механічні випробування механічні властивості мікроструктура The authors conducted an in-depth analysis of domestic and foreign literary data, as well as formulated and set the goal of this scientific work. The inoculation of cast Al-based alloy of the AK12 DSTU 2839:1994 with dispersed intermetallic FeCr in the “volume” of the casting mold (CM) during casting by using of Lost-foam casting (LFC-process) allowed to get samples of zero-dimensional cast composite material (CCM) of the system [Al – FeCr]. Metallographic analysis (MGA) showed that the parameters of the microstructure, such as the specific number of σ-phase inclusions and its dispersion, can vary not only along the height of the cast samples, but are also dependent on each other. Mechanical tests of the obtained material showed that not only the height of the composite casting, but also the parameters of its microstructure affect the temporary resistance to rupture, relative elongation and hardness on the Brinell scale. The application of MGA and mechanical tests for the zero-dimensional CCM of the system [Al – FeCr] and, accordingly, for the control casting showed experimentally what a decrease in the average dispersion of σ-phase inclusions from 26.6 μm to 57.1 μm leads to the fact that the temporary resistance to rupture and the relative elongation of the investigated composite decrease from 135 MPa and 2.5 % to 60 MPa and 0.5 %, respectively. At the same time, the increase in the hardness of samples of the zero-dimensional CCM system [Al – FeCr] from 6.923×10-1 GPa to 7.885×10-1 GPa on the Brinell scale is a consequence of the fact that the average dispersion of σ-phase inclusions in the structure of the studied composite decreases from 26.6 μm to 57.1 μm. The results of the conducted research also made it possible to find out that the increase in the specific number of σ-phase inclusions from 63 mm-2 to 263 mm-2 is the reason for the increase in the temporary resistance to rupture and the relative elongation of the zero-dimensional CCM of the system [Al – FeCr] from 60 MPa and 0.5 % up to 135 MPa and 2.5 %, respectively. However, the hardness of the composite casting, which was determined according to the Brinell scale, and under the condition that the specific number of σ-phase inclusions in the structure of the zero-dimensional CCM of the system [Al – FeCr] is in the range given above, as a result decreases from 7.885×10-1 GPa to 6.923×10-1 GPa. Авторами проведено глибокий аналіз вітчизняних та зарубіжних літературних даних, а також сформульовано й поставлено ними мету цієї науково-дослідної роботи (НДР). Шляхом інокулювання ливарного Al-сплаву марки АК12 ДСТУ 2839:1994 дисперсним інтерметалідом FeCr у “порожнині” ливарної форми (ЛФ) при литті за моделями, що газифікуються, (за ЛГМ-процесом) одержали зразки нульмірного литого композиційного матеріалу (ЛКМ) системи [Al – FeCr]. За допомогою металографічного аналізу (МГА) було доведено, що параметри мікроструктури (питома кількість включень σ-фази та її дисперсність) залежать один від одного. Результати механічних випробувань досліджуваного матеріалу показали, що на механічні характеристики (тимчасовий опір розриву, відносне видовження і твердість за шкалою Брінелля) впливають не лише висота композитного виливка, що було доведено раніше, а й параметри його мікроструктури. Із застосуванням МГА та в результаті механічних випробувань зразків нульмірного ЛКМ системи [Al – FeCr] було експериментально доведено, що зниження середньої дисперсності включень σ-фази від 26,6 мкм до 57,1 мкм призводить до того, що тимчасовий опір розриву й відносне видовження досліджуваного композиту зменшуються від 135 МПА й 2,5 % до 60 МПА й 0,5 %, відповідно. Разом із цим, підвищення твердості зразків нульмірного ЛКМ системи [Al – FeCr] від 6,923×10-1 ГПа до 7,885×10-1 ГПа за шкалою Брінелля є наслідком того, що середня дисперсність включень σ-фази в структурі досліджуваного композиту знижується від 26,6 мкм до 57,1 мкм. Результати проведених досліджень дозволили також з’ясувати, що збільшення питомої кількості включень σ-фази від 63 мм-2 до 263 мм-2 є причиною зростання тимчасового опору розриву та відносного видовження нульмірного ЛКМ системи [Al – FeCr] від 60 МПа та 0,5 % до 135 МПа та 2,5 %, відповідно. Проте, твердість композитного виливка, яка була визначена за шкалою Брінелля, і за умови, що питома кількість включень σ-фази в структурі нульмірного ЛКМ системи [Al – FeCr] знаходиться у діапазоні, наведеному вище, в результаті знижується від 7,885×10-1 ГПа до 6,923×101 ГПа. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-07-30 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/220 10.15407/steelcast2023.02.051 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 31 No. 2 (2023): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 31 № 2 (2023): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 10.15407/steelcast2023.02 en https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/220/218 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | Al-матриця FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] σ-фаза армування дисперсно-наповнена газмодель інтерметалідна армуюча фаза металографічний аналіз механічні випробування механічні властивості мікроструктура Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. Верховлюк, А. М. Каніболоцький, Д. С. Новицький, В. Г. Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики |
| title | Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики |
| title_alt | Influence of microstructure parameters of [Al – FeCr] cast composite material, obtained in the “volume” of foundry mold using lost-foam casting process, on its mechanical characteristics |
| title_full | Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики |
| title_fullStr | Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики |
| title_full_unstemmed | Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики |
| title_short | Вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за ЛГМ-процесом, на його механічні характеристики |
| title_sort | вплив параметрів мікроструктури литого композиційного матеріалу системи [al – fecr], отриманого у «порожнині» ливарної форми за лгм-процесом, на його механічні характеристики |
| topic | Al-матриця FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] σ-фаза армування дисперсно-наповнена газмодель інтерметалідна армуюча фаза металографічний аналіз механічні випробування механічні властивості мікроструктура |
| topic_facet | Al-matrix FeCr σ-phase reinforcement dispersed-filled gasmodel intermetallic reinforcing phase composite casting composite strengthening lost-foam casting (LFC-process) cast composite material of [Al – FeCr] system metallographic analysis mechanical trials mechanical properties microstructure Al-матриця FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] σ-фаза армування дисперсно-наповнена газмодель інтерметалідна армуюча фаза металографічний аналіз механічні випробування механічні властивості мікроструктура |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/220 |
| work_keys_str_mv | AT nebožakía influenceofmicrostructureparametersofalfecrcastcompositematerialobtainedinthevolumeoffoundrymoldusinglostfoamcastingprocessonitsmechanicalcharacteristics AT derevânkoov influenceofmicrostructureparametersofalfecrcastcompositematerialobtainedinthevolumeoffoundrymoldusinglostfoamcastingprocessonitsmechanicalcharacteristics AT verhovlûkam influenceofmicrostructureparametersofalfecrcastcompositematerialobtainedinthevolumeoffoundrymoldusinglostfoamcastingprocessonitsmechanicalcharacteristics AT kaníbolocʹkijds influenceofmicrostructureparametersofalfecrcastcompositematerialobtainedinthevolumeoffoundrymoldusinglostfoamcastingprocessonitsmechanicalcharacteristics AT novicʹkijvg influenceofmicrostructureparametersofalfecrcastcompositematerialobtainedinthevolumeoffoundrymoldusinglostfoamcastingprocessonitsmechanicalcharacteristics AT nebožakía vplivparametrívmíkrostrukturilitogokompozicíjnogomateríalusistemialfecrotrimanogouporožninílivarnoíformizalgmprocesomnajogomehaníčníharakteristiki AT derevânkoov vplivparametrívmíkrostrukturilitogokompozicíjnogomateríalusistemialfecrotrimanogouporožninílivarnoíformizalgmprocesomnajogomehaníčníharakteristiki AT verhovlûkam vplivparametrívmíkrostrukturilitogokompozicíjnogomateríalusistemialfecrotrimanogouporožninílivarnoíformizalgmprocesomnajogomehaníčníharakteristiki AT kaníbolocʹkijds vplivparametrívmíkrostrukturilitogokompozicíjnogomateríalusistemialfecrotrimanogouporožninílivarnoíformizalgmprocesomnajogomehaníčníharakteristiki AT novicʹkijvg vplivparametrívmíkrostrukturilitogokompozicíjnogomateríalusistemialfecrotrimanogouporožninílivarnoíformizalgmprocesomnajogomehaníčníharakteristiki |