Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29
Received 25.09.2019 UDK 669.715:669.788 The presented literature review chronologically describes the development of the double influence of hydrogen on the formation and quality of castings of aluminum alloys and, accordingly, the ambiguous treatment of it by scientists and foundry men. Until the m...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/112 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Institution
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-112 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-06-22T09:59:37Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
алюмінієві сплави лиття водень подвійний вплив модифікатор рафінування економіка |
| spellingShingle |
алюмінієві сплави лиття водень подвійний вплив модифікатор рафінування економіка Котлярський, Ф. М. Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 |
| topic_facet |
алюмінієві сплави лиття водень подвійний вплив модифікатор рафінування економіка aluminum alloys casting hydrogen dual influence modifier refining economy |
| format |
Article |
| author |
Котлярський, Ф. М. |
| author_facet |
Котлярський, Ф. М. |
| author_sort |
Котлярський, Ф. М. |
| title |
Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 |
| title_short |
Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 |
| title_full |
Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 |
| title_fullStr |
Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 |
| title_full_unstemmed |
Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 |
| title_sort |
існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. повідомлення 1: processy litʹâ, 2019, tom 138, №6, p.17-29 |
| title_alt |
Existing Ideals about the Influence of Hydrogen on the Properties of Aluminum Alloys. Report 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 |
| description |
Received 25.09.2019
UDK 669.715:669.788
The presented literature review chronologically describes the development of the double influence of hydrogen on the formation and quality of castings of aluminum alloys and, accordingly, the ambiguous treatment of it by scientists and foundry men. Until the middle of the last century, there was a unanimous opinion that hydrogen is a very harmful impurity, the cause of various types of defect, a decrease in the yield of suitable and worsening economic indicators of production, so it is necessary to minimize its content in ingots and shaped castings. However, studies carried out in the following years have shown that the use of dissolved hydrogen in aluminum alloys as an alloying or modifying element can significantly strengthen a number of alloys in the deformed state while maintaining a satisfactory plasticity, for the first time to provide the possibility of cold plastic deformation of eutectic silumin. Hydrogen plays a particularly important role in the formation of complex shaped castings with metal nodes, the feeding of which, in order to eliminate concentrated shells and weights, requires an increase in the number of overlaps, technological overlaps and slopes with high unproductive costs of liquid metal, which is not economically profitable. At the same time, increasing the content of hydrogen in the melt allows you to replace the malignant shrinkage defects with a permissible dispersed gas microporosity, keeping the configuration of the casting close to the parts drawing and improving the tightness of metal-intensive units. In addition, the generally recognized positive effect of hydrogen porosity on increasing fracture toughness and reducing heat brittleness. The mechanical properties remain at the level of operational requirements. In practical terms, hydrogen refining of aluminum alloys deserves attention as the cheapest environmentally friendly refining method which, unlike other methods, provides for the selective removal of the largest fraction of solid inclusions, leaving small ones to play the role of embryo crystals. In this method, the melting of pre-flooded charge materials is transformed from a traditionally polluting melt into a refinery. The review includes the latest developments of the PTIMA of the NAS of Ukraine, which first answered the question: if in some organizations (VILS, MATI) bubbling melt water treatment is used for contamination (for research purposes) by Al2O3 inclusions, and in others (PTIMA of the NAS of Ukraine) using the same operation selectively remove the largest fraction of the same inclusions, so what really happens?; mechanism for replacement of gas porosity by shrinkage at autoclave and low-pressure casting is disclosed; the properties of porous metal are studied, which is important for the evaluation of the operational state of metal capacitive nodes of castings with a porous structure; cases of local leakage in the gas porosity zone; hydrogen porosity - an indicator of the content in the melt of Al2O3 inclusions with the possibility of using the results of the analysis in the course of melting; hydrogen as part of the liquid state structure; combining flooding with other types of melt treatment. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/112 |
| work_keys_str_mv |
AT kotlârsʹkijfm existingidealsabouttheinfluenceofhydrogenonthepropertiesofaluminumalloysreport1processylitʹa2019tom1386p1729 AT kotlârsʹkijfm ísnuûčíuâvlennâprovplivvodnûnavlastivostíalûmíníêvihsplavívpovídomlennâ1processylitʹa2019tom1386p1729 |
| first_indexed |
2025-09-24T17:40:54Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:40:54Z |
| _version_ |
1844168115391299584 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-1122023-06-22T09:59:37Z Existing Ideals about the Influence of Hydrogen on the Properties of Aluminum Alloys. Report 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 Існуючі уявлення про вплив водню на властивості алюмінієвих сплавів. Повідомлення 1: Processy litʹâ, 2019, Tom 138, №6, p.17-29 Котлярський, Ф. М. алюмінієві сплави лиття водень подвійний вплив модифікатор рафінування економіка aluminum alloys casting hydrogen dual influence modifier refining economy Received 25.09.2019 UDK 669.715:669.788 The presented literature review chronologically describes the development of the double influence of hydrogen on the formation and quality of castings of aluminum alloys and, accordingly, the ambiguous treatment of it by scientists and foundry men. Until the middle of the last century, there was a unanimous opinion that hydrogen is a very harmful impurity, the cause of various types of defect, a decrease in the yield of suitable and worsening economic indicators of production, so it is necessary to minimize its content in ingots and shaped castings. However, studies carried out in the following years have shown that the use of dissolved hydrogen in aluminum alloys as an alloying or modifying element can significantly strengthen a number of alloys in the deformed state while maintaining a satisfactory plasticity, for the first time to provide the possibility of cold plastic deformation of eutectic silumin. Hydrogen plays a particularly important role in the formation of complex shaped castings with metal nodes, the feeding of which, in order to eliminate concentrated shells and weights, requires an increase in the number of overlaps, technological overlaps and slopes with high unproductive costs of liquid metal, which is not economically profitable. At the same time, increasing the content of hydrogen in the melt allows you to replace the malignant shrinkage defects with a permissible dispersed gas microporosity, keeping the configuration of the casting close to the parts drawing and improving the tightness of metal-intensive units. In addition, the generally recognized positive effect of hydrogen porosity on increasing fracture toughness and reducing heat brittleness. The mechanical properties remain at the level of operational requirements. In practical terms, hydrogen refining of aluminum alloys deserves attention as the cheapest environmentally friendly refining method which, unlike other methods, provides for the selective removal of the largest fraction of solid inclusions, leaving small ones to play the role of embryo crystals. In this method, the melting of pre-flooded charge materials is transformed from a traditionally polluting melt into a refinery. The review includes the latest developments of the PTIMA of the NAS of Ukraine, which first answered the question: if in some organizations (VILS, MATI) bubbling melt water treatment is used for contamination (for research purposes) by Al2O3 inclusions, and in others (PTIMA of the NAS of Ukraine) using the same operation selectively remove the largest fraction of the same inclusions, so what really happens?; mechanism for replacement of gas porosity by shrinkage at autoclave and low-pressure casting is disclosed; the properties of porous metal are studied, which is important for the evaluation of the operational state of metal capacitive nodes of castings with a porous structure; cases of local leakage in the gas porosity zone; hydrogen porosity - an indicator of the content in the melt of Al2O3 inclusions with the possibility of using the results of the analysis in the course of melting; hydrogen as part of the liquid state structure; combining flooding with other types of melt treatment. Поступила 25.09.2019 УДК 669.715:669.788 У поданому літературному огляді в хронологічному порядку описано розвиток подвійного впливу водню на формування та якість виливків з алюмінієвих сплавів і, відповідно, неоднозначне відношення до нього з боку вчених і практиків ливарників. До середини минулого століття існувала одностайна думка, що водень дуже шкідлива домішка, причина різних видів браку, зниження виходу придатного та погіршення економічних показників виробництва, тому необхідно максимально зменшувати його вміст у зливках і фасонних виливках. Однак дослідженнями, виконаними в наступні роки, доказано, що використання розчиненого в алюмінієвих сплавах водню в якості легуючого або модифікуючого елемента дозволяє значно зміцнити низку сплавів у деформованому стані при збереженні задовільної пластичності, вперше забезпечити можливість холодної пластичної деформації заевтектичних силумінів. Особливо важливу роль відіграє водень у формуванні складних фасонних виливків з металоємними вузлами, живлення яких з метою усунення концентрованих раковин та утяжин вимагає збільшення кількості надливів, технологічних напусків та схилів з великими непродуктивними затратами рідкого металу, що економічно не вигідно. В той же час, підвищення вмісту водню в розплаві дозволяє замінити браконосні усадочні дефекти допустимою розсередженою газовою мікропористістю, зберігаючи конфігурацію виливка близькою до рисунка деталі і покращуючи герметичність металоємних вузлів. Крім того, загальновизнаний позитивний вплив водневої пористості на підвищення тріщиностійкості та зниження гарячеламкості. При цьому механічні властивості залишаються на рівні експлуатаційних вимог. У практичному плані заслуговує уваги водневе рафінування алюмінієвих сплавів, як найдешевший екологічно чистий метод рафінування, який на відміну від інших методів забезпечує вибіркове видалення найбільш крупної фракції твердих включень, залишаючи дрібні для виконання ролі зародків кристалів. При цьому методі плавка попередньо наводнених шихтових матеріалів перетворюється з традиційно забруднюючої розплав у рафінуючу. В огляд включено останні розробки ФТІМС НАН України, в яких вперше дана відповідь на питання: якщо в одних організаціях (ВІЛС, МАТІ) барботажна обробка розплаву водяною парою використовується для забруднення (в дослідних цілях) включеннями Al2O3, а в інших (ФТІМС НАН України) за допомогою тієї ж операції видаляють вибірково найбільш крупну фракцію тих же включень, то що ж відбувається в дійсності?; розкрито механізм заміни газової пористості усадочною раковиною при автоклавному литті і литті під низьким тиском; вивчено властивості пористого металу, що важливо для оцінки експлуатаційного стану металоємних вузлів виливків з пористою будовою; випадки локального порушення герметичності в зоні газової пористості; воднева пористість – індикатор вмісту в розплаві включень Al2O3 з можливістю використання результатів аналізу по ходу плавки; водень як складова частина структури рідкого стану; суміщення наводнення з іншими видами обробки розплаву. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2019-12-09 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/112 10.15407/plit2019.06.017 Casting processes; Casting processes №6 (138) 2019; 17-29 Процеси лиття; Процеси лиття №6 (138) 2019; 17-29 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/112/118 Авторське право (c) 2019 Ф. М. Котлярський https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |