Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується
On the example of an isotropic cast composite material on base of [Al – FeCr] system, obtained with using of cast aluminum alloy (type AK12 DSTU 2839:1994), the effectiveness of its composite hardening in the “cavity” of a casting mold during casting according to gasified models. For this the micros...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/53 |
| 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_ | 1859471917625376768 |
|---|---|
| author | Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. |
| author_facet | Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. |
| author_sort | Небожак, І. А. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-05-24T13:15:14Z |
| description | On the example of an isotropic cast composite material on base of [Al – FeCr] system, obtained with using of cast aluminum alloy (type AK12 DSTU 2839:1994), the effectiveness of its composite hardening in the “cavity” of a casting mold during casting according to gasified models. For this the microstructure of cast specimens was investigated uniformly at 6 horizons and the parameters of the tribostructure of composite olives in height were determined also. The results of metallographic analysis of the experimental castings showed that the structure of zero-dimensional cast composite material of the system [Al – FeCr] changes along of height in the cast samples. In particular, it was found that the morphology of eutectic and other precipitates and inclusions of this structural components in obtained material, that is, the metal matrix (cast aluminum alloy AK12) and the reinforcing phase (intermetallic FeCr – σ-phase), is practically the same along the height of the cast sample. The basis of the eutectic, which prevails in the structure, is a solid solution of the alloy components in Al, against which there are needle-shaped Si crystals of various dispersion. Sometimes primary Si crystals are encountered. The dominant place in the microstructure is occupied by inclusions of intermetallic compound FeCr, which are located in the form of cloud-like crystals clusters with irregular shape of various sizes. The topography of eutectic and other precipitates and inclusions in each of the templates is the same height of the experimental casting. The analysis of the results of the studies showed that between the specific number of inclusions of the reinforcing phase in the structure of the test composite and their dispersion there is a pronounced functional relationship, that is, the average dispersion and the specific number of inclusions of the reinforcing phase change depending along of height in the composite casting – the dispersity of the σ-phase from below the top gradually rises, but the specific number of its inclusions is systematically increasing. For comparison, a metallographic analysis of the control casting material was carried out, which made it possible to find out that the morphology of eutectic and other precipitates and inclusions along the height of the cast sample in all templates is almost the same. The experimental results showed that dendrites of an a-solid solution on Al based and needle-shaped crystals of double siliceous eutectic (a + Si), as well as skeletal precipitates of light gray color of a complex ferromanganese phase AlCuMnFe are observed in the field of metallographic sections (it is also possible to form such a phase as AlSiMnFe). Mathematical processing of an array of numerical experimental data made it possible to derive empirical equations that analytically describe functional dependencies, discussed above. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:09Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-53 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:09Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-532023-05-24T13:15:14Z Structure of the cast composite material for system [Al – FeCr], obtained by application of dispersonally filled gasifying model Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. reinforcement reinforcing phase gasifiable model hydro- and gasdynamics of the CGM-process intermetallic FeCr composite casting compositional hardening CGM-process casting composition materials (CKM) of the [Al – FeCr] system casting shape casting Al-alloy of AK12 brand cast sample mathematical processing matrix melt microstructure zero-dimensional tribostructural parameters армування армуюча фаза газмодель гідро- та газодинаміка ЛГМ-процесу інтерметалід FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] ливарна форма ливарний Al-сплав марки АК12 литий зразок математична обробка матричний розплав мікроструктура нульмірний параметри трибоструктури On the example of an isotropic cast composite material on base of [Al – FeCr] system, obtained with using of cast aluminum alloy (type AK12 DSTU 2839:1994), the effectiveness of its composite hardening in the “cavity” of a casting mold during casting according to gasified models. For this the microstructure of cast specimens was investigated uniformly at 6 horizons and the parameters of the tribostructure of composite olives in height were determined also. The results of metallographic analysis of the experimental castings showed that the structure of zero-dimensional cast composite material of the system [Al – FeCr] changes along of height in the cast samples. In particular, it was found that the morphology of eutectic and other precipitates and inclusions of this structural components in obtained material, that is, the metal matrix (cast aluminum alloy AK12) and the reinforcing phase (intermetallic FeCr – σ-phase), is practically the same along the height of the cast sample. The basis of the eutectic, which prevails in the structure, is a solid solution of the alloy components in Al, against which there are needle-shaped Si crystals of various dispersion. Sometimes primary Si crystals are encountered. The dominant place in the microstructure is occupied by inclusions of intermetallic compound FeCr, which are located in the form of cloud-like crystals clusters with irregular shape of various sizes. The topography of eutectic and other precipitates and inclusions in each of the templates is the same height of the experimental casting. The analysis of the results of the studies showed that between the specific number of inclusions of the reinforcing phase in the structure of the test composite and their dispersion there is a pronounced functional relationship, that is, the average dispersion and the specific number of inclusions of the reinforcing phase change depending along of height in the composite casting – the dispersity of the σ-phase from below the top gradually rises, but the specific number of its inclusions is systematically increasing. For comparison, a metallographic analysis of the control casting material was carried out, which made it possible to find out that the morphology of eutectic and other precipitates and inclusions along the height of the cast sample in all templates is almost the same. The experimental results showed that dendrites of an a-solid solution on Al based and needle-shaped crystals of double siliceous eutectic (a + Si), as well as skeletal precipitates of light gray color of a complex ferromanganese phase AlCuMnFe are observed in the field of metallographic sections (it is also possible to form such a phase as AlSiMnFe). Mathematical processing of an array of numerical experimental data made it possible to derive empirical equations that analytically describe functional dependencies, discussed above. На прикладі ізотропного литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], одержаного на основі ливарного алюмінієвого сплаву марки АК12 ДСТУ 2839:1994, доведено ефективність його композиційного зміцнення у «порожнині» ливарної форми при литті за моделями, що газифікуються. Для цього рівномірно на 6-ти горизонтах, досліджено мікроструктуру литих зразків, а також визначено параметри трибоструктури композитних виливків по висоті. Результати металографічного аналізу досліджуваних виливків показали, що структура нульмірного литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr] змінюється по висоті литих зразків. Зокрема, встановлено, що морфологія евтектичних та інших виділень і включень структурних складових отриманого матеріалу, тобто металічної матриці (ливарного алюмінієвого сплаву марки АК12) та армуючої фази (інтерметаліду FeCr – σ-фази), практично однакова по висоті литого зразка. Основою евтектики, яка переважає в структурі, є твердий розчин компонентів сплаву в Al, на фоні якого знаходяться голкоподібні кристали Si різноманітної дисперсності. Іноді зустрічаються первинні кристали Si. Домінуюче місце в мікроструктурі посідають включення інтерметаліду FeCr, які розташовані у вигляді хмароподібних скупчень кристалів неправильної форми різної величини. Топографія евтектичних та інших виділень і включень у кожному із темплетів є однаковою по висоті досліджуваного виливка. Аналіз результатів проведених досліджень показав, що між питомою кількістю включень армуючої фази в структурі досліджуваного композиту та їх дисперсністю існує яскраво виражений функціональний зв’язок, тобто середня дисперсність й питома кількість включень армуючої фази змінюються залежно від висоти композитного виливка – дисперсність σ-фази знизу догори поступово підвищується, натомість питома кількість її включень планомірно збільшується. Для порівняння проведено металографічний аналіз матеріалу контрольного виливка, який дозволив з’ясувати, що морфологія евтектичних та інших виділень і включень по висоті литого зразка в усіх темплетах майже однакова. Результати експерименту показали, що у полі металографічних шліфів спостерігаються дендрити a-твердого розчину на основі Al та голкоподібні кристали подвійної кременистої евтектики (a + Si), а також скелетоподібні виділення світло-сірого кольору складної залізомарганцевої фази AlCuMnFe (можливе також утворення фази AlSiMnFe). Математична обробка масиву числових експериментальних даних дозволила вивести емпіричні рівняння, які аналітично описують функціональні залежності, розглянуті вище. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-05-24 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/53 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 29 No. 1 (2021): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 29 № 1 (2021): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/53/53 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | армування армуюча фаза газмодель гідро- та газодинаміка ЛГМ-процесу інтерметалід FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] ливарна форма ливарний Al-сплав марки АК12 литий зразок математична обробка матричний розплав мікроструктура нульмірний параметри трибоструктури Небожак, І. А. Дерев’янко, О. В. Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується |
| title | Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується |
| title_alt | Structure of the cast composite material for system [Al – FeCr], obtained by application of dispersonally filled gasifying model |
| title_full | Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується |
| title_fullStr | Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується |
| title_full_unstemmed | Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується |
| title_short | Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується |
| title_sort | структура литого композиційного матеріалу системи [al – fecr], отриманого з використанням дисперснонаповненої моделі, що газифікується |
| topic | армування армуюча фаза газмодель гідро- та газодинаміка ЛГМ-процесу інтерметалід FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] ливарна форма ливарний Al-сплав марки АК12 литий зразок математична обробка матричний розплав мікроструктура нульмірний параметри трибоструктури |
| topic_facet | reinforcement reinforcing phase gasifiable model hydro- and gasdynamics of the CGM-process intermetallic FeCr composite casting compositional hardening CGM-process casting composition materials (CKM) of the [Al – FeCr] system casting shape casting Al-alloy of AK12 brand cast sample mathematical processing matrix melt microstructure zero-dimensional tribostructural parameters армування армуюча фаза газмодель гідро- та газодинаміка ЛГМ-процесу інтерметалід FeCr композитний виливок композиційне зміцнення ЛГМ-процес ЛКМ системи [Al – FeCr] ливарна форма ливарний Al-сплав марки АК12 литий зразок математична обробка матричний розплав мікроструктура нульмірний параметри трибоструктури |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/53 |
| work_keys_str_mv | AT nebožakía structureofthecastcompositematerialforsystemalfecrobtainedbyapplicationofdispersonallyfilledgasifyingmodel AT derevânkoov structureofthecastcompositematerialforsystemalfecrobtainedbyapplicationofdispersonallyfilledgasifyingmodel AT nebožakía strukturalitogokompozicíjnogomateríalusistemialfecrotrimanogozvikoristannâmdispersnonapovnenoímodelíŝogazifíkuêtʹsâ AT derevânkoov strukturalitogokompozicíjnogomateríalusistemialfecrotrimanogozvikoristannâmdispersnonapovnenoímodelíŝogazifíkuêtʹsâ |