Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу
This work is dedicated to developing a technological basis for optimizing the chemical composition, structure, and mechanical properties of secondary aluminum alloys obtained from the recycling of various types of aluminum scrap, including military and industrial origins. The relevance of this resea...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-3 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Репозитарії
Metal Science and Treatment of Metals| _version_ | 1862768016511467520 |
|---|---|
| author | Petrychenko, S. V. Kovalenko, V. V. Byba, E. G. Minitskyi, А. V. Lukianenko, I. V. Minitska, N. V. Yamshinskij, М. М. Barabash, M. Yu. |
| author_facet | Petrychenko, S. V. Kovalenko, V. V. Byba, E. G. Minitskyi, А. V. Lukianenko, I. V. Minitska, N. V. Yamshinskij, М. М. Barabash, M. Yu. |
| author_sort | Petrychenko, S. V. |
| baseUrl_str | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-17T12:56:40Z |
| description | This work is dedicated to developing a technological basis for optimizing the chemical composition, structure, and mechanical properties of secondary aluminum alloys obtained from the recycling of various types of aluminum scrap, including military and industrial origins. The relevance of this research is driven by the necessity for rational utilization of secondary raw materials, reduced energy consumption, and minimized environmental impact in the production of high-strength structural materials for the aviation and machine-building industries.A remelting technology utilizing a binary NaCl-KCl salt flux system is proposed. This system ensures effective melt refining from non-metallic inclusions, intensifies degassing, and reduces the loss of alloying elements. An approach involving zinc (Zn) alloying is introduced to adjust the chemical composition of the secondary alloy, facilitating the formation of a high-strength Al-Zn-Mg system.It is demonstrated that zinc alloying and additional flux treatment contribute to a reduction of harmful iron (Fe) impurities to 0.36-0.38%, a transformation in the morphology of iron-containing intermetallic phases, and a decrease in residual casting stresses. Metallographic and microstructural analyses confirmed the formation of a more homogeneous, fine-grained cast structure with a reduced defect density. The mechanical properties of the alloy in the as-cast state were determined: an ultimate tensile strength of 140 MPa and an elongation of 5.42%, which corresponds to an intermediate stage of property development prior to subsequent heat treatment.The results confirm the potential of the developed technology as an effective foundation for producing secondary high-strength aluminum alloys with predictable structural and mechanical properties, suitable for practical application in critical structural components for aviation and general machine-building. |
| doi_str_mv | 10.15407/mom2025.04.024 |
| first_indexed | 2026-04-18T01:00:14Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.momjournal.org.ua:article-354 |
| institution | Metal Science and Treatment of Metals |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-04-18T01:00:14Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.momjournal.org.ua:article-3542026-04-17T12:56:40Z Formation of a finely dispersed structure of secondary aluminum alloys by refining and correcting the chemical composition Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу Petrychenko, S. V. Kovalenko, V. V. Byba, E. G. Minitskyi, А. V. Lukianenko, I. V. Minitska, N. V. Yamshinskij, М. М. Barabash, M. Yu. secondary aluminum alloys aluminum recycling flux refining mechanical properties 7xxx series alloys вторинні алюмінієві сплави рециклінг алюмінію флюсове рафінування механічні властивості сплави системи 7xxx This work is dedicated to developing a technological basis for optimizing the chemical composition, structure, and mechanical properties of secondary aluminum alloys obtained from the recycling of various types of aluminum scrap, including military and industrial origins. The relevance of this research is driven by the necessity for rational utilization of secondary raw materials, reduced energy consumption, and minimized environmental impact in the production of high-strength structural materials for the aviation and machine-building industries.A remelting technology utilizing a binary NaCl-KCl salt flux system is proposed. This system ensures effective melt refining from non-metallic inclusions, intensifies degassing, and reduces the loss of alloying elements. An approach involving zinc (Zn) alloying is introduced to adjust the chemical composition of the secondary alloy, facilitating the formation of a high-strength Al-Zn-Mg system.It is demonstrated that zinc alloying and additional flux treatment contribute to a reduction of harmful iron (Fe) impurities to 0.36-0.38%, a transformation in the morphology of iron-containing intermetallic phases, and a decrease in residual casting stresses. Metallographic and microstructural analyses confirmed the formation of a more homogeneous, fine-grained cast structure with a reduced defect density. The mechanical properties of the alloy in the as-cast state were determined: an ultimate tensile strength of 140 MPa and an elongation of 5.42%, which corresponds to an intermediate stage of property development prior to subsequent heat treatment.The results confirm the potential of the developed technology as an effective foundation for producing secondary high-strength aluminum alloys with predictable structural and mechanical properties, suitable for practical application in critical structural components for aviation and general machine-building. Робота присвячена розробленню технологічних основ оптимізації хімічного складу, структури та механічних властивостей вторинних алюмінієвих сплавів, отриманих у результаті рециклінгу різнотипного алюмінієвого брухту, у тому числі військового та промислового походження. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю раціонального використання вторинної сировини, зниження енергетичних витрат та мінімізації екологічного навантаження при виробництві високоміцних конструкційних матеріалів для авіаційної та машинобудівної галузей. У роботі запропоновано технологічну схему переплавлення з використанням бінарного сольового флюсу системи NaCl-KCl, що забезпечує ефективне рафінування розплаву від неметалевих включень, інтенсифікацію дегазації та зниження втрат легувальних елементів. Запропоновано підхід до коригування хімічного складу вторинного сплаву шляхом легування цинком з метою формування високоміцної системи типу Al–Zn–Mg. Показано, що легування цинком і додаткове флюсове оброблення сприяють зниженню вмісту шкідливих домішок заліза до 0,36-0,38 %, трансформації морфології залізовмісних інтерметалідних фаз та зменшенню залишкових напружень у виливках. За результатами металографічних і мікроструктурних досліджень встановлено формування більш однорідної дрібнодисперсної литої структури зі зниженим рівнем дефектності. Визначено механічні властивості сплаву у литому стані: тимчасовий опір розриванню становить 140 МПа, відносне подовження – 5,42 %, що відповідає проміжному етапу формування властивостей перед термічним обробленням. Отримані результати підтверджують перспективність розробленої технології як ефективної основи для створення вторинних високоміцних алюмінієвих сплавів із прогнозованими структурно-механічними властивостями та можливістю їх практичного використання у відповідальних конструкційних елементах авіаційного та загальномашинобудівного призначення. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2025-12-31 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-3 10.15407/mom2025.04.024 Scientific Technical Journal; Vol. 31 No. 4 (2025): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 24-37 Науково-технічний журнал; Том 31 № 4 (2025): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 24-37 2664-2441 2073-9583 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-3/353 Copyright (c) 2025 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | вторинні алюмінієві сплави рециклінг алюмінію флюсове рафінування механічні властивості сплави системи 7xxx Petrychenko, S. V. Kovalenko, V. V. Byba, E. G. Minitskyi, А. V. Lukianenko, I. V. Minitska, N. V. Yamshinskij, М. М. Barabash, M. Yu. Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу |
| title | Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу |
| title_alt | Formation of a finely dispersed structure of secondary aluminum alloys by refining and correcting the chemical composition |
| title_full | Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу |
| title_fullStr | Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу |
| title_full_unstemmed | Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу |
| title_short | Формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу |
| title_sort | формування дрібнодисперсної структури вторинних алюмінієвих сплавів шляхом рафінування та корекції хімічного складу |
| topic | вторинні алюмінієві сплави рециклінг алюмінію флюсове рафінування механічні властивості сплави системи 7xxx |
| topic_facet | secondary aluminum alloys aluminum recycling flux refining mechanical properties 7xxx series alloys вторинні алюмінієві сплави рециклінг алюмінію флюсове рафінування механічні властивості сплави системи 7xxx |
| url | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-3 |
| work_keys_str_mv | AT petrychenkosv formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT kovalenkovv formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT bybaeg formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT minitskyiav formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT lukianenkoiv formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT minitskanv formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT yamshinskijmm formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT barabashmyu formationofafinelydispersedstructureofsecondaryaluminumalloysbyrefiningandcorrectingthechemicalcomposition AT petrychenkosv formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu AT kovalenkovv formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu AT bybaeg formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu AT minitskyiav formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu AT lukianenkoiv formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu AT minitskanv formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu AT yamshinskijmm formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu AT barabashmyu formuvannâdríbnodispersnoístrukturivtorinnihalûmíníêvihsplavívšlâhomrafínuvannâtakorekcííhímíčnogoskladu |