Las aleaciones de aluminio fundido están reguladas por GOST 1583-93, que se aplica a las aleaciones en lingotes utilizados como carga metálica y aleaciones en piezas fundidas terminadas (39 grados en total). De acuerdo con GOST1583-93, al marcar una aleación, se utiliza una designación combinada (doble): primero, se indica el grado de aleación en lingotes, luego, entre paréntesis, el grado de aleación para piezas fundidas terminadas, por ejemplo: AK12 (AL2) , AK13 (AL13), AK5M (AL5).

Las aleaciones en lingotes están marcadas de la siguiente manera. Inicialmente se indica la letra "A", lo que indica que la aleación es de aluminio. Luego las letras indican el nombre de los elementos principales o de aleación, seguidas de un número que indica el porcentaje promedio de estos componentes. Se acepta la siguiente designación de los componentes que componen las aleaciones de fundición de aluminio: K - silicio; Su - antimonio; Mts - manganeso; M - cobre; Mg - magnesio; H - níquel; C - zinc. Por ejemplo: AK12 es una aleación de aluminio con un contenido medio de Si = 12%; AK10Su: contiene un 10% de silicio y antimonio como elemento de aleación, el resto es A1; AMg4K1, 5M: una aleación que contiene magnesio: 40%, silicio: 1,5%, cobre aproximadamente 1,0%, el resto: A1.

El grado de aleación en piezas fundidas se indica de dos formas:

El primero tiene las letras AL (A - aluminio, L - fundición), seguidas de números que muestran el número de aleación. Estas cifras son condicionales y no tienen conexión con la composición química o las propiedades mecánicas. Ejemplo de designación: AL2, AL4, AL19;

El segundo es similar a las aleaciones en lingotes.

En la documentación de diseño, al marcar piezas fundidas perfiladas, la norma permite indicar el grado de la aleación sin una designación de grado adicional entre paréntesis o solo el grado indicado entre paréntesis.

En el proceso educativo, cuando se indica la composición química del metal de la pieza fundida terminada, se permite utilizar la designación según el primer método (AL ...), cuando se trata de la carga (lingotes) utilizada para fundir. , entonces se puede indicar la marca de los lingotes según el segundo método (AK...).

3.2.1. Clasificación y propiedades de las aleaciones de aluminio.

Por finalidad, las aleaciones estructurales de fundición de aluminio se pueden dividir en los siguientes grupos:

aleaciones caracterizadas por una alta estanqueidad: AK12 (AL2), AK9ch (AL4), AK7ch (AL9), AK8MZch (VAL8), AK7pch (AL9-1), AK8l (AL34), AK8M (AL32);

aleaciones de alta resistencia y resistentes al calor: AM5 (AL 19), AK5M (AL5), AK5Mch (AL5-1), AM4,5 Kd (VAL10);

aleaciones resistentes a la corrosión: AMch11 (AL22), ATs4Mg (AL24), AMg10 (AL27), AMg10ch (AL27-1).

Las letras al final de la marca indican: h - limpio; pch - alta pureza; och - pureza especial; l - aleaciones de fundición; c - selectivo.

Las aleaciones refinadas en lingotes se indican con la letra "r", que se coloca después de la designación del grado de aleación. Las aleaciones destinadas a la fabricación de productos alimenticios se designan con la letra "P", que también se coloca después de la designación del grado de aleación.

Las aleaciones de fundición de aluminio en lingotes (carga metálica) y en piezas fundidas se producen para las necesidades de la economía nacional y para la exportación de acuerdo con GOST 1583-93.

Las marcas y la composición química de las aleaciones de fundición de aluminio deben corresponder a las que figuran en la tabla. 3.14.

Las siluminas en lingotes se producen con la siguiente composición química:

AK12ch (SIL-1): silicio 10-13%, aluminio - base; impurezas, %, no más de: hierro 0,50, manganeso 0,40, calcio 0,08, titanio 0,13, cobre 0,02, zinc 0,06;

AK12pch (SIL-0): silicio 10-13%, aluminio - base; impurezas, %, no más de: hierro 0,35, manganeso 0,08, calcio 0,08, titanio 0,08, cobre 0,02, zinc 0,06;

AK12och (SIL-00): silicio 10-13%, aluminio - base; impurezas, %, no más de: hierro 0,20, manganeso 0,03, calcio 0,04, titanio 0,03, cobre 0,02, zinc 0,04;

AK12zh (SIL-2): silicio 10-13%, aluminio - base; impurezas, %, no más de: hierro 0,7, manganeso 0,5, calcio 0,2, titanio 0,2, cobre 0,03, zinc 0,08.

Por acuerdo entre el fabricante y el consumidor, la silumina AK12zh (SIL-2) puede contener hasta un 0,9% de hierro, hasta un 0,8% de manganeso y hasta un 0,25% de titanio.

Las aleaciones AK7, AK5M2, AK9, AK12 se utilizan para la fabricación de productos alimenticios. El uso de otros grados de aleaciones para la fabricación de productos y equipos destinados al contacto con alimentos y medios, en cada caso individual, deberá ser autorizado por las autoridades sanitarias.

En las aleaciones de aluminio destinadas a la producción de productos alimenticios, la fracción masiva de plomo no debe ser superior al 0,15%, arsénico no más del 0,015%, zinc no más del 0,3% y berilio no más del 0,0005%.

En las aleaciones refinadas, el contenido de hidrógeno no debe ser superior a 0,25 cm 3 /100 g de metal para siluminas hipoeutécticas, 0,35 cm e / 100 g para siluminas hipereutécticas, 0,5 cm 3 /100 g para aleaciones de aluminio y magnesio; la porosidad no debe ser superior a tres puntos.

Según la composición química, las aleaciones de aluminio se dividen en cinco grupos (Tabla 3.14).

El primer grupo: aleaciones a base de Al-Si-Mg; Para obtener una estructura de grano fino, es necesario aplicar modificaciones.

El segundo grupo son las aleaciones basadas en el sistema A1-Si-Cu; las buenas propiedades de fundición se explican por la combinación óptima de contenido de silicio y cobre; este contenido de elementos de aleación permite el uso de tratamientos térmicos para mejorar las propiedades mecánicas de las aleaciones.

El tercer grupo son las aleaciones basadas en el sistema A1-Cu; tienen la capacidad de someterse a un tratamiento térmico, después del cual mejoran sus propiedades mecánicas, las propiedades de fundición son peores que las de las siluminas.

El cuarto grupo: aleaciones basadas en el sistema A1-Mg; tienen propiedades mecánicas mejoradas debido a la aleación con titanio, berilio y circonio; Las aleaciones de este grupo soportan elevadas cargas estáticas y de choque.

El quinto grupo: aleaciones basadas en el sistema A1-otros elementos (Ni-Ti, etc.); poseen propiedades resistentes al calor, es decir, funcionan bien a temperaturas elevadas; Lo mismo puede decirse de las presiones.

Al analizar GOST 1583-93, se puede ver que algunas aleaciones de la misma marca utilizadas para cargas metálicas y piezas fundidas perfiladas tienen diferencias en la composición química: en aleaciones para piezas fundidas, una ligera disminución en el contenido de magnesio y un aumento en el contenido de nocivos. Se permiten impurezas.

* La cantidad de impurezas que se tienen en cuenta depende del tipo de fundición.

Notas:

1. Entre paréntesis están las designaciones de grados de aleaciones según GOST 1583-89, OST 48-178 y según especificaciones.
2. En fracciones, el numerador muestra datos sobre lingotes y el denominador, sobre piezas fundidas.
3. Se permite no determinar la fracción de masa de impurezas en aleaciones en la producción de piezas fundidas a partir de una carga de composición química conocida (con la excepción de las impurezas de hierro).
4. Cuando se utilizan aleaciones de grado AK12 (AL2) y AMg3Mts (AL28) para piezas que operan en agua de mar, la fracción de masa de cobre no debe exceder: en una aleación de grado AK12 (AL2) - 0,30%, en una aleación de grado AMg5Mts ( AL28) - 0,1%.
5. Cuando se utilizan aleaciones para moldeo por inyección, se permite la ausencia de magnesio en la aleación del grado AK7Ts9 (AL 11); en la aleación del grado AMg11 (AL22), el contenido de magnesio es del 8,0-13,0%, el silicio del 0,8-1,6%, el manganeso hasta el 0,5% y la ausencia de titanio.
6. No se recomienda el uso de aleaciones de los grados AK5M7 (A5M7), AMg5K (AL13), AMg10ch (AL27), AMg10ch (AL27-1) en nuevos diseños.
7. Se permite la ausencia de boro en la aleación AK8M3ch (VAL8), siempre que se garantice el nivel de características mecánicas previsto por esta norma. En la fabricación de piezas de la aleación AK8M3ch (VAL8) mediante estampación líquida, la fracción de masa de hierro no debe exceder el 0,4%.
8. Al fundir bajo presión la aleación AK8 (AL34), se permite reducir el límite de la fracción de masa de berilio al 0,06%, aumentar la fracción de masa permitida de hierro al 0,1% con una fracción de masa total de impurezas no superior a 1,2 % y la ausencia de titanio.
9. Para modificar la estructura en las aleaciones AK9ch (AL4), AK9pch (AL4-1), AK7ch (AL9), AK7pch (AL9-1), se permite la introducción de estroncio hasta un 0,08%.
10. Las impurezas marcadas con un guión se tienen en cuenta en la cantidad total de impurezas, mientras que el contenido de cada uno de los elementos no supera el 0,020%.
11. De acuerdo con el consumidor, se permite producir lingotes, cuya composición, en términos de fracciones masivas de elementos individuales (componentes principales e impurezas), difiere de la indicada en la Tabla. 3.14.
12. Cuando se utilizan aleaciones para moldeo por inyección, en la aleación AMg7 (AL29) se permite un contenido de impurezas de berilio de hasta un 0,03% y de silicio de hasta un 1,5%.
13. En el grado de aleación AMg11 (AL22) se permite la ausencia de titanio.

Las aleaciones secundarias para la fundición de lingotes se obtienen procesando virutas, desechos y chatarra importada. La composición química de las aleaciones secundarias de fundición de aluminio en lingotes utilizados como materiales de carga debe cumplir con los requisitos de GOST 1583-93.

La posibilidad de utilizar una u otra aleación viene determinada por sus propiedades mecánicas, físicas y tecnológicas, así como por tener en cuenta las características económicas de la aleación, que en muchos casos resulta determinante.

Las propiedades mecánicas de las aleaciones de fundición de aluminio según GOST 153-93 deben corresponder a las que se indican en la tabla. 3.17.

Notas:

Símbolos de los métodos de fundición: 3 - fundición en moldes de arena; B - fundición a la cera perdida; K - fundición en molde; D - moldeo por inyección; PD - fundición con cristalización bajo presión (estampado líquido); O - fundición en un molde de concha; M: la aleación está sujeta a modificaciones.

Símbolos para tipos de tratamiento térmico: T1 - envejecimiento artificial sin endurecimiento previo; T2 - recocido; T4 - endurecimiento; T5 - endurecimiento y envejecimiento a corto plazo (incompleto); T6 - endurecimiento y envejecimiento artificial completo; T7 - templado y estabilización; T8 - endurecimiento y reblandecimiento templado.

Las propiedades mecánicas de las aleaciones AK7Ts9 y AK9Ts6 se determinan después de al menos un día de envejecimiento natural.

Las propiedades mecánicas especificadas para el método de fundición B también se aplican a la fundición en moldes tipo cascarón.

Las propiedades tecnológicas de las aleaciones de aluminio (Tabla 3.24) afectan la calidad de las piezas fundidas. Estas propiedades de las aleaciones incluyen: fluidez, contracción (volumétrica y lineal), tendencia a formar porosidad y conchas, tendencia a formar tensiones y grietas de fundición, absorción de gases y formación de inclusiones no metálicas, formación de películas y tendencia a formar una capa gruesa. Estructura granulada y columnar.

3.2.2. La influencia de los elementos químicos en las propiedades de las aleaciones de aluminio.

La influencia de los elementos químicos individuales en las propiedades de las aleaciones de aluminio fundido se muestra en la tabla. 3.25.

3.2.3. Características de las aleaciones de aluminio y sus áreas de aplicación.

Las aleaciones de aluminio fundido tienen una serie de características: mayor fluidez, lo que garantiza la producción de piezas fundidas complejas y de paredes delgadas; contracción lineal relativamente baja; Susceptibilidad reducida al craqueo en caliente. Además, las aleaciones de aluminio son muy propensas a la oxidación y la saturación de hidrógeno, lo que conduce a tipos de defectos de fundición como porosidad de gas, inclusiones de escoria e inclusiones de óxido. Por lo tanto, al desarrollar una tecnología de fusión y fabricar piezas moldeadas mediante cualquiera de los métodos de fundición, es necesario tener en cuenta las características de los grupos individuales de aleaciones de aluminio.

Las más extendidas en la industria son las aleaciones A1-Si-Mg, que se distinguen por buenas propiedades tecnológicas, determinadas por el tipo de diagrama de estado. Su estructura es una solución α-sólida de silicio en aluminio y un eutéctico que consiste en una solución α-sólida y granos de silicio. Las propiedades de fundición están garantizadas por la presencia en las aleaciones de una gran cantidad de doble eutéctico α + Si (40-75%) del tipo marco-matriz, que se basa en una solución α-sólida, lo que conduce a una alta fluidez del aleaciones, así como una baja contracción de la fundición y una tendencia reducida a formar grietas en caliente.

Con un aumento en la cantidad de eutéctico en las aleaciones, disminuye la tendencia a formar microbucles de contracción, lo que aumenta la estanqueidad de las piezas fundidas.

El proceso de cristalización de estas aleaciones se desarrolla en un estrecho rango de temperaturas y se desarrolla como un frente continuo desde la zona periférica (paredes del molde) hasta las zonas internas de las piezas fundidas, lo que provoca la formación de una capa continua de eutéctico de grano fino entre las cristales primarios. Esto evita la formación de canales de contracción entre los granos de la solución sólida.

A medida que aumenta el contenido de silicio en las aleaciones, el coeficiente de expansión térmica disminuye y se obtiene una estructura más basta, lo que conduce a la fragilización de la aleación y al deterioro de la maquinabilidad. Para moler inclusiones de silicio en el eutéctico se utiliza modificación de Na, Li, Ka, Sr, lo que aumenta las propiedades plásticas (δ = 5-8%).

Para modificar las siluminas, se utilizan mezclas de cloruro de sodio y potasio y sales de fluoruro de diversas composiciones, mientras que la aleación absorbe aproximadamente un 0,01% de Na. Durante la modificación del Na, el eutéctico se sobreenfría entre 15 y 30 °C y el punto eutéctico cambia a 13-15% de Si. El efecto de modificación es mayor cuanto mayor es el contenido de silicio en la aleación, ya que el modificador afecta sólo a esta fase. Para siluminas que contienen menos del 5-7% de Si, la modificación no afecta las propiedades mecánicas.

El hierro en las aleaciones A1-Si forma un compuesto β(A1-Fe-Si) en forma de placas frágiles, que reducen drásticamente la ductilidad. El efecto negativo del hierro se reduce eficazmente mediante la adición de 0,2-0,5% de Mn, mientras que se forma una nueva fase a (A1-Fe-Si-Mn) en forma de poliedros compactos equiaxiales, que afectan en menor medida a la plasticidad.

Aleación AL2 (eutéctica): la única aleación doble del primer grupo, pertenece a las siluminas simples. La composición eutéctica de la aleación (10-13% Si) proporciona una alta fluidez, sin tendencia a la porosidad ni al agrietamiento. De la aleación se obtienen piezas fundidas densas y herméticas con una cavidad de contracción concentrada. La aleación se utiliza en estado modificado, principalmente sin tratamiento térmico. Las piezas ligeramente cargadas se producen mediante varios métodos de fundición. Las propiedades más bajas se obtienen al colar en moldes de arena, al colar en un molde frío o bajo presión, la resistencia y las propiedades plásticas aumentan notablemente.

Las siluminas especiales hipoeutécticas (AL4, AL9, AL4-1, AL9-1) tienen propiedades mecánicas más altas, pero son inferiores en propiedades tecnológicas a la aleación eutéctica AL2. El endurecimiento se logra mediante la formación del compuesto Mg 2 Si. El contenido reducido de silicio permite que las aleaciones se utilicen en fundición a presión y a presión sin modificaciones. Al realizar coladas en moldes de arena y modelos de revestimiento, se recomienda modificar las aleaciones.

Las aleaciones AK7 y AK9 se diferencian de las aleaciones AL4 y AL9 por un mayor contenido de impurezas, pero menor ductilidad.

La ventaja de las aleaciones basadas en el sistema A1-Si-Mg es una mayor resistencia a la corrosión en atmósferas húmedas y marinas: AK12 (AL2), AK9ch (AL4), AK7ch (AL9).

Las desventajas de estas aleaciones son una mayor porosidad del gas y una menor resistencia al calor. La tecnología de fundición de estas aleaciones es más compleja y requiere el uso de operaciones de modificación y cristalización bajo presión en autoclaves. Esto es especialmente cierto para la aleación AK9ch (AL4).

Aleaciones basadas en el sistema A1-Si-Cu, que se caracterizan por una alta resistencia al calor (temperaturas de funcionamiento 250-270 ° C), pero son inferiores a las aleaciones Al-Si-Mg en propiedades de fundición, resistencia a la corrosión y estanqueidad; No requieren modificación ni cristalización bajo presión.

La resistencia al calor de las aleaciones está garantizada por el contenido de fases refractarias estables, que cristalizan en forma finamente ramificada y bloquean bien los límites de grano de la solución sólida, lo que inhibe el desarrollo de procesos de difusión.

Las aleaciones basadas en el sistema A1-Cu se caracterizan por altas propiedades mecánicas. Composición de fases en estado fundido: solución α-sólida de cobre en aluminio + СuА1 2 . En presencia de impurezas de silicio y hierro en la aleación, se pueden formar las fases А1 7 Сu 2 Fe, AlCuFeSi y un eutéctico ternario α + Si + А1Сu 2 con un punto de fusión de 525 °С. Un aumento del contenido de silicio en aleaciones hasta un 3% conduce a un aumento de la cantidad de eutéctico y a una mejora de las propiedades de fundición, pero a una disminución significativa de la resistencia. La presencia de 0,05% de Mg reduce en gran medida la soldabilidad de las aleaciones y su ductilidad.

La resistencia de las aleaciones basadas en el sistema A1-Mg aumenta con un aumento en la concentración de magnesio al 13%, pero la ductilidad comienza a disminuir con un contenido de más del 11% de Mg; la principal fase de fortalecimiento es el compuesto químico β (A1 3 Mg 2).

Para aleaciones de fundición, se utilizan aleaciones con contenido de Mg, % (fracción en peso):

4.5-7 - aleaciones de resistencia media utilizadas sin tratamiento térmico AKMg5K (AL13), AMg6l (AL23);

9.5-13: aleaciones de alta resistencia utilizadas en estado endurecido AMg10 (AL27), AMg11 (AL22).

Para mejorar las propiedades tecnológicas, en la mayoría de las aleaciones se introducen hasta un 0,15-0,2% de titanio y circonio. Los compuestos intermetálicos TiA1 3 y ZrA1 3 formados a partir de ellos son más refractarios que la base de aleación y son modificadores del primer tipo. Las propiedades mecánicas aumentan entre un 20 y un 30%.

Las aleaciones basadas en el sistema A1-Mg tienen una mayor tendencia a formar gas y porosidad por contracción del gas, y cuando interactúan con nitrógeno y vapor de agua, se forman inclusiones no metálicas y películas de óxido. La fusión de las aleaciones debe realizarse bajo una capa de fundente y, si en su composición se incluye Be, sin fundente.

Las aleaciones basadas en el sistema A1 y otros componentes (aleaciones complejas) incluyen aleaciones: ATs4Mg (AL24) multicomponente resistente al calor y resistente a la corrosión autoendurecible, pistón AK12M2MgN (AL25), así como zinc silumin AK7Ts9 (AL11).

La aleación AC4Mg (AL24) pertenece al sistema Al-Zn-Mg, la principal fase de fortalecimiento es t(A1 2 Mg 3 Zn 3). La alta estabilidad de las soluciones sólidas de zinc y magnesio en aluminio proporciona el "autoendurecimiento" de la aleación durante el enfriamiento de la pieza fundida. La aleación se puede utilizar sin endurecimiento especial, en estado fundido y envejecido natural o artificialmente. La aleación tiene propiedades satisfactorias, que se mejoran mediante la adición de titanio (0,1-0,2%). Se recomienda para fundición en arena, moldes de revestimiento, piezas soldadas y piezas con mayor estabilidad dimensional y resistencia a la corrosión.

Las siluminas especiales eutécticas AK12M2MgN (AL25), que tienen buenas propiedades de fundición, se caracterizan por una mayor resistencia al calor, ya que contienen entre 0,8 y 1,3% de Ni, que forma fases complejas en forma de un marco rígido; la adición de titanio mejora las propiedades tecnológicas. Las aleaciones tienen una baja tendencia a los cambios volumétricos durante el funcionamiento a temperaturas elevadas; utilizado para la fabricación de pistones; en este caso se utilizan piezas fundidas sin endurecer. Para aliviar las tensiones internas, los pistones se tratan térmicamente según el modo T1.

El zinc-silumin AK7Ts9 (AL11), que contiene entre 7 y 12% de Zn, que es altamente soluble en aluminio sólido, crea una solución de endurecimiento que permite el uso de la aleación en estado fundido (sin tratamiento térmico). Tiene buenas propiedades tecnológicas, la capacidad de mantener la fuerza, dureza y resistencia a la acción de cargas alternas después de un calentamiento a corto y largo plazo a temperaturas de 300-500 °C. La aleación se utiliza para piezas fundidas en la construcción de motores y otras industrias, para fundición en moldes de arena y arcilla, moldes fríos y bajo presión. Tiene baja resistencia a la corrosión y densidad relativamente alta.

Análisis químico espectral de aleaciones de aluminio. Cálculo del sistema de compuerta para la fabricación de muestras a partir de la aleación especificada. Cambio en la fluidez de la aleación a diferentes temperaturas de sobrecalentamiento. Justificación de la presencia de zonas dendríticas en la microestructura de la silumina.

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La influencia de la temperatura de calentamiento de la masa fundida en las propiedades mecánicas y de fundición de la aleación de aluminio (Alaska12)

UDC 621.74.041

Shcherbinin VIRGINIA ., Conalumno,

Apúlpito« Tecnologías de fundición»

Asesor científico: S.L. Timchenko,

ACandidato de Ciencias Físicas y Matemáticas, Profesor Asociado del Departamento« física» (FN-4)

Rusia, 105005, Moscú, MSTU im. NORDESTE. Bauman,

vova. scherbinin2014@ Yandex. es

Palabras clave: aleación (aleación), eutéctico(eutécticommm) , fluidez(Fbajabilidad) , dureza (dureza), fortaleza (perdurable calidad) , fuerza de impacto (impacto dureza) , segregación dendrítica (dendrífico segregación), segregación zonal (zonal segregación), grieta (clínico), conchas de arena (arena agujero), proyectiles de gas (explotar agujero).

Anotación: El autor estudia la influencia de la temperatura de calentamiento de la masa fundida sobre las propiedades mecánicas y de fundición de la aleación AK12. ENel trabajo describeexperimentoidentificar la composición química de esta aleación (análisis químico espectral),el cual muestrapesadoporcentaje de silicio en la aleación (10 -12 %) . El autor calcula en detalle la entrada.sistema de muestreode aleación AK12 y describe la realización adicional de experimentos sobre impacto y tensión, que también se presentan en el artículo, obtenidos en espacios en blanco.Se aborda una cuestión como el cambio en la fluidez de la aleación a diferentes temperaturas de sobrecalentamiento. El autor demuestra convincentemente la existencia.ausencia de zonas dendríticas en la microestructura de la silumin, así como su disminución al aumentar la temperatura de vertido.

Introducción

A pesar de que las tecnologías de fundición se utilizan desde hace mucho tiempo para producir productos, la idea de crear nuevos métodos de fundición sigue siendo relevante. También es relevante el uso de una gama más amplia de aleaciones de fundición para obtener productos de alta calidad.

Las tecnologías modernas, incluido el proceso de fundición, implican no sólo obtener la configuración requerida del producto, sino también la posibilidad de controlar las propiedades mecánicas y de fundición de las piezas fundidas resultantes. Esto supone un gran salto en diversos ámbitos de la sociedad (desde la producción de joyas hasta la industria militar). Es lógico concluir que el estudio de las propiedades mecánicas y de fundición del producto es necesario para el progreso tecnológico.

El estudio de las propiedades de las aleaciones es un tema bastante común en la investigación científica. Por ejemplo, en el artículo, la influencia de una corriente eléctrica con una densidad. j~ (10 5 - 10 7) A/m 2 se muestra el proceso de cristalización de la aleación de aluminio (AK12) durante la fundición en moldes de arena, y la posibilidad de controlar el proceso de cristalización con la ayuda de influencia eléctrica externa.

El artículo establece experimentalmente la dependencia de las propiedades mecánicas y de fundición de una aleación de aluminio del tratamiento térmico (calentar la masa fundida a una temperatura crítica), en el que comienza la descomposición de las microheterogeneidades en la masa fundida, heredadas de la carga, y el mantenimiento isotérmico óptimo. lo que permite aumentar significativamente el nivel de homogeneidad de la masa fundida. La cristalización de la masa fundida desde un estado casi homogéneo contribuye a la obtención de una estructura de grano fino y propiedades operativas mejoradas.

En el presente trabajo, la tarea fue estudiar el efecto del sobrecalentamiento de la masa fundida.

AK12 por sus propiedades mecánicas y de fundición.

Las aleaciones del sistema Al-Si se conocen colectivamente como siluminas. Las siluminas se caracterizan por buenas propiedades de fundición y estanqueidad, resistencia media y suficiente resistencia a la corrosión. Se utilizan para la fabricación de piezas fundidas complejas.

AK12: aleación eutéctica, cuyo componente de matriz es aluminio, contiene un 12% de silicio.

La densidad de las aleaciones de silumin está en el rango de 2,5 a 2,94 g/cm 3 . En comparación con el aluminio, las aleaciones de siluminio tienen mayor resistencia y resistencia al desgaste.

Las siluminas son resistentes a la corrosión en atmósfera húmeda y agua de mar, en ambientes ligeramente ácidos y alcalinos.

parte experimental

Para estudiar la influencia de la temperatura de sobrecalentamiento de la masa fundida en las propiedades mecánicas y de fundición, se fabricaron muestras de aleación de aluminio AK12, obtenidas a las siguientes temperaturas de sobrecalentamiento de la masa fundida: 800, 850 y 925 °C. Para recopilar estadísticas se realizaron cuatro muestras con un solo llenado. La masa fundida se vertió en moldes de arena y arcilla y en frío.

Para confirmar la composición química de la aleación utilizada, se realizaron cortes delgados y se realizó su análisis químico espectral. La imagen (Fig. 1) muestra las huellas características del láser utilizado para producir vapores de aleación (marca: LAES MATRIX). Posteriormente se realizó el análisis del espectro de estos vapores.

Arroz. 1. Secciones delgadas para análisis químicos.

Los átomos de cada elemento químico tienen frecuencias de resonancia estrictamente definidas, por lo que es a estas frecuencias que emiten o absorben luz. Esto lleva al hecho de que en el espectroscopio, las líneas (claras o oscuras) son visibles en los espectros en ciertos lugares característicos de cada sustancia. La intensidad de las líneas depende de la cantidad de materia y de su estado. En el análisis espectral cuantitativo, el contenido de la sustancia problema se determina mediante las intensidades relativas o absolutas de las líneas o bandas del espectro.

Los resultados del análisis espectral de las muestras, que se llenaron a una temperatura de 925 °C, se presentan en la Tabla 1, y a una temperatura de 800 °C, en la Tabla 2.

Tabla 1. Porcentaje de elementos químicos en una muestra a una temperatura de vertido de 925°C

Tabla 2. Porcentaje de elementos químicos en una muestra a una temperatura de vertido de 800 C°

Para explicar los resultados del análisis químico de la aleación utilizada, utilizamos el diagrama de fases del estado de las aleaciones de silumin, que se muestra en la Fig. 2.

Arroz. 2. Diagrama de estado de Al-Si

Las aleaciones con una temperatura mínima de fusión y un rango mínimo de temperatura de cristalización que contienen entre 12 y 13 % de Si tienen propiedades de fundición óptimas. El silumin convencional tiene una estructura de aleación hipereutéctica (el porcentaje de silicio en la aleación supera el 12%). La estructura de dicha aleación consiste en un eutéctico acicular grueso (b + Si) y cristales de silicio primarios (Fig. 3a). Durante la cristalización del eutéctico, el silicio precipita en forma de cristales gruesos y quebradizos en forma de aguja, que desempeñan el papel de concentradores de tensiones internos. Una aleación de este tipo tiene propiedades mecánicas bajas: y b = 120 MPa; d = 2%. Para mejorar las propiedades mecánicas, las siluminas se modifican con sodio (0,05 -0,08%) añadiendo a la masa fundida una mezcla de sales de 67% de NaF y 33% de NaCl.

Esto lo confirma el experimento "Análisis de la estructura de secciones delgadas", que se describe a continuación. En un estudio detallado de la estructura de la sección AK12 obtenida durante el trabajo, se puede observar un eutéctico rugoso acicular (b + Si) y cristales de silicio Si, que se describen anteriormente. La Figura 3b muestra la estructura de una sección AK12 a una temperatura de vertido de 800 °C.

Fig. 3. Microestructura de silumin: a) aleación hipereutéctica; b) la estructura de la sección AK12 a una temperatura de vertido de 800 C ° (aumento X 500)

Los cambios en la estructura conducen a un aumento de las propiedades mecánicas: y b =200 MPa; d = 12%. Al mismo tiempo, también se mejoran las propiedades de fundición de las aleaciones (aumenta la fluidez, aumenta la densidad de las piezas fundidas, etc.).

Del porcentaje de silicio en los vapores liberados se puede concluir que la aleación experimental es hipoeutéctica, pero sus propiedades se acercan a las eutécticas.

En el trabajo se estudió la fluidez de la aleación y las propiedades mecánicas de las muestras a distintas temperaturas de vertido. A continuación se muestra el cálculo del sistema de alimentación por compuerta para piezas fundidas.

muestraspara pruebas de impacto.

En la fig. 4 muestra un diagrama de una pieza fundida con un margen. Esta pieza fundida es una pieza en bruto para realizar una prueba de impacto estándar. El esquema del sistema de alimentación por compuerta se muestra en la fig. 5. Método de fabricación de fundición: fundición en moldes de arena.

Arroz. 4. Esquema de fundición

Arroz. 5. Esquema del sistema de alimentación por compuerta.

El cálculo del sistema de compuerta después de elegir su diseño se reduce a determinar la duración óptima del vertido del molde y el área de la sección transversal de todos los elementos del sistema. La longitud de cada canal de compuerta se toma de manera constructiva, es decir, sin cálculo, en función de la ubicación de los elementos del sistema de compuerta en las dimensiones del molde.

1. Cálculo del tiempo de cumplimentación del formulario.

El tiempo de llenado del molde depende de las propiedades tecnológicas y de fundición de la aleación, la temperatura de vertido, la capacidad de almacenamiento de calor del material del molde, las dimensiones y las características de diseño de la pieza fundida. Las leyes de continuidad del chorro no permiten tener en cuenta todos estos parámetros y, por tanto, la dependencia obtenida teóricamente determina aproximadamente el tiempo de llenado del molde.

Muy a menudo, se utiliza la fórmula G.M. para calcular el tiempo de vertido. Dubitsky, K.A. Sobolev:

donde f - tiempo de llenado, s; S - coeficiente empírico; d es el espesor de pared predominante de la pieza fundida, mm; G - contenido de metal de la pieza fundida, kg

El coeficiente empírico, según , es igual a S=1,6.

El consumo de metal de una pieza fundida se determina como la suma de las masas de la pieza fundida, bebederos y mazarotas, si se llenan a través de un sistema de compuerta común con la pieza fundida. En este caso conviene utilizar la siguiente expresión:

donde G O , G L, G P - respectivamente, la masa de la pieza fundida, bebederos y beneficios, kg;

Como no hay ganancias, G P =0.

2. Determine la velocidad de llenado.

donde f es el momento de llenar el casting con ganancia, c; Q es la altura de la pieza fundida con el tubo ascendente lleno del sistema de compuerta común, mm.

3. Determine el área de la sección transversal total de los alimentadores.

Para determinar el área de la sección transversal total de los alimentadores, es conveniente utilizar la fórmula de B. Ovann:

donde m es el caudal del sistema de compuerta; g - densidad del aluminio líquido g / cm 3; g - aceleración de caída libre, 980 cm/s 2 ; H p - presión de diseño del metal, ver

Determinemos la presión calculada del metal en el matraz, cuyo esquema se muestra en la Fig. 6;

donde H es la altura inicial, cm; P es la distancia desde el punto más alto de la pieza fundida hasta el nivel de suministro, cm; C - altura de fundición según la posición durante el vertido, ver

Con el esquema de llenado elegido utilizado, se debe suponer que P=C.

Arroz. 6. Esquema del matraz.

4. Determinación del área de la sección transversal de la puerta, contrahuella y alimentador.

Usando cálculos de acuerdo con (1)-(3), calculamos el área del pozo del alimentador F =0.98 cm 2 , luego de la relación (6) obtenemos: F l.x =1.176 cm 2 ; F c \u003d 1,64 cm 2.

Cálculo del sistema de alimentación por compuerta.muestras destinadaspara ensayos de tracción.

En la fig. 7 muestra un diagrama de una pieza fundida con un margen. Esta pieza fundida es una pieza en bruto para realizar un ensayo de tracción. El esquema del sistema de alimentación por compuerta se muestra en la fig. 8. El método de fabricación de piezas fundidas: fundición en moldes de arena.

Arroz. 7. Dimensiones de fundición (con tolerancia)

Arroz. 8. Esquema del sistema de compuerta.

El cálculo se realizó en la misma secuencia que el anterior.

Se obtienen los siguientes resultados:

F l.x \u003d 1,54 cm 2; Fc = 2,13 cm 2; F hoyo = 1,27 cm 2 .

Como resultado, se obtuvieron los valores de las áreas de la sección transversal de todos los elementos del sistema de compuerta para muestras de impacto y tracción.

Descripciones del proceso de vertido.y procesamiento de piezas de trabajo.

Según los cálculos se realizó utillaje para la obtención de moldes de fundición. El modelo del sistema de compuerta para pruebas de impacto se mecaniza a partir de barras de madera, teniendo en cuenta las dimensiones calculadas.

Los moldes (arcilla arenosa) para verter muestras de Gagarin (ensayos de tracción) se moldearon a partir de modelos estándar ya preparados.

La fusión del metal AK12 se llevó a cabo en un horno de calentamiento por inducción (modelo HFC: SP-15) calentándolo a diferentes temperaturas (Fig. 9).

Se eligieron las siguientes temperaturas de vertido en estado fundido: 925°C, 850°C, 800°C.

Arroz. 9. Fusión de metal AK12 en un horno de calentamiento por inducción.

Arroz. 10. Verter en moldes

silumin dendrítico de aleación de aluminio

La temperatura se controló mediante un termopar de cromel-alumel. Las lecturas del termopar se registraron utilizando un multímetro digital (PeakTech 2010 DMM). A continuación, se vertió la masa fundida en moldes terminados (Fig. 10) a las temperaturas indicadas. Las piezas fundidas resultantes se sometieron a un mecanizado adicional en una fresadora. Las muestras de tracción se procesaron mediante torneado (usando cortadores) en un torno CNC 16K20T1, las muestras de impacto se procesaron con una fresa de extremo en una máquina 2A430.

Medición de fluidez de la aleación AK12 a varias temperaturas.

En este trabajo se estudió la fluidez utilizando un molde frío (prueba de Samarin-Nekhendzi) (Fig. 11). Se estudiaron los resultados del vertido a diferentes temperaturas del calentamiento de metal líquido mediante un horno de resistencia. El tamaño de grano cerca de la superficie de la pieza fundida en el caso de fundición en molde y en moldes de arena y arcilla diferirá significativamente. En el molde frío, el tamaño del grano es mayor. Esto se debe a las diferentes velocidades de enfriamiento de la pieza fundida a la que se forma el grano. En la fig. 12 muestra partes de una prueba de fluidez de metal a varias temperaturas de vertido.

La Figura 12 muestra la diferencia de fluidez a diferentes temperaturas de llenado. A 925 C°, es la más alta, ya que se nota una característica “tapa” plana, que indica una disminución de la tensión superficial al aumentar la temperatura. A 850 C°, se ve claramente una superficie más convexa, lo que indica una mayor tensión superficial en comparación con la primera muestra.

Arroz. 11. Formulario para el estudio de la fluidez (test de Samarin-Nehendzi)

Arroz. 12. Extremos de muestras para fluidez a diferentes temperaturas.

Experimento de tracción.

El ensayo de tracción se realizó en una máquina Zwick/Roel Z100. La pieza de trabajo se estiró hasta su completa rotura. Se ha realizado un análisis de los valores de las características mecánicas de esta aleación. La prueba se sometió a 5 muestras: 3 a una temperatura de 850 °C y 2 a 925 °C.

Los datos obtenidos se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3 Análisis de las características mecánicas de la aleación AK12 en caso de sobrecalentamiento 925 С°

donde y 0,2 es el límite elástico condicional, que corresponde a la tensión a la que la deformación residual es del 0,2% de la longitud de la probeta; y en - resistencia a la tracción; e - alargamiento de rotura; w - estrechamiento relativo.

En la fig. La Figura 13 muestra un diagrama de tensión generalizado de piezas de trabajo, cuyos resultados de prueba se enumeran en la Tabla 3. La abscisa muestra la deformación de la pieza de trabajo en milímetros, la ordenada muestra la fuerza de tracción en megapascales.

Arroz. 13. Diagrama de estiramiento de la pieza IX No. 2 (925)

Conclusión.

Con moldeo calificado, la resistencia a la tracción de la aleación a 850 C° es significativamente mayor que a 925 C°. La contracción y el alargamiento relativos en el momento de la rotura son inversamente proporcionales a la temperatura de vertido.

Esto se explica por el hecho de que la diferencia de temperatura entre el vertido de la aleación y el medio refrigerante da un gradiente de temperatura diferente, lo que afecta a la formación de la estructura de la aleación. A una temperatura de sobrecalentamiento de 925 °C, la energía térmica de la aleación vertida en la cavidad del molde se transfiere parcialmente a la arena de moldeo, que desempeña el papel de "acumulador" durante la posterior solidificación del lingote. Así, el matraz, con la ayuda de la energía recibida, aumenta el tiempo de cristalización del lingote, lo que contribuye a la formación de granos de gran tamaño (en comparación con los granos obtenidos por cristalización del lingote con una temperatura de sobrecalentamiento de 850 ° C). ), promueve la formación de segregación dendrítica y zonal.

Según los datos de la literatura para esta aleación, están disponibles los siguientes resultados: y v = 200 MPa, y 0,2 = 140 MPa, d = 5%. La diferencia entre los datos experimentales y teóricos está asociada con la formación de defectos de fundición (grietas, depósitos de arena y gas).

Experimento de impacto.

Para el experimento utilizamos la configuración walter+ Bai ag Modelos PH450. El esquema de prueba se muestra en la fig. 14.

La esencia del experimento es que un martillo, fijado en la instalación y que tiene cierta energía potencial, destruye la pieza de trabajo, cuyas dimensiones se toman según . Al mismo tiempo, se mide la energía de fractura de la fundición y luego se determina la resistencia al impacto de la aleación AK12. Los datos experimentales se muestran en la Tabla 4. Se probaron cinco muestras: 2 a una temperatura de vertido de 800 C° y 3 a 850 C°. La resistencia al impacto fue de acuerdo con la fórmula 6.

donde KS - resistencia al impacto, J / cm 2; U es la energía necesaria para destruir la pieza de trabajo, J;

S - área de la sección transversal de la pieza de trabajo en la muesca, cm 2 ;

Arroz. 14. Esquema de la prueba de impacto.

Tabla 4 . Los valores de resistencia al impacto obtenidos durante el experimento a una temperatura de vertido de 800 °C y 850°C

	Resistencia al impacto J / cm 2
	1 muestra	2 muestra	3 muestra

Con base en los datos obtenidos, se puede concluir que la resistencia al impacto es mayor a una temperatura de vertido más baja.

Desde el punto de vista de la tecnología de fundición, según se afirma, al verter en moldes se producen tensiones internas. A medida que aumenta la temperatura de la pieza fundida, las tensiones en la pieza fundida aumentan y, debido a esto, la resistencia al impacto también disminuye. Además, la razón de la disminución de la resistencia al impacto al aumentar la temperatura de vertido es el hecho de que se forman más poros en el núcleo de la pieza fundida.

Análisis de la estructura de la sección..

La forma de los cristales que crecen en la masa fundida depende del grado de sobreenfriamiento del líquido, la dirección de eliminación del calor, el contenido de impurezas en el acero y otros parámetros. En la fig. 15 es una representación esquemática de las zonas estructurales principales que se pueden encontrar en un lingote colado continuamente. Los cristales formados durante la solidificación del metal pueden tener diferentes formas dependiendo de la velocidad de enfriamiento, la naturaleza y la cantidad de impurezas. Más a menudo, en el proceso de cristalización, se forman cristales ramificados (en forma de árbol), llamados dendritas.

Cuando el lingote se solidifica, la cristalización comienza en la superficie de un molde más frío y inicialmente ocurre predominantemente en una capa delgada de líquido altamente sobreenfriado adyacente a la superficie. Debido a la alta velocidad de enfriamiento, esto conduce a la formación de una zona 1 muy estrecha de granos equiaxiales relativamente pequeños en la superficie del lingote. Además, se forma una zona de dendritas (2), cuya dirección de propagación coincide con la dirección de eliminación de calor. La zona 3 cristaliza en último lugar y tiene una estructura frágil que contiene una gran cantidad de poros. La zona 4 se forma debido a la contracción (reducción de volumen).

Arroz. 15. Zonas estructurales

Las estructuras de secciones delgadas de la aleación AK12 se analizaron a diferentes temperaturas de vertido (850 C°, 900 C° y 925 C°). En la fig. 16-18 muestra la microestructura de esta aleación.

Arroz. 16. Estructura de la sección (800 C°): a) aumento (x200); b) aumento (x500)

Arroz. 17. Estructura de la sección (850 С°): a) aumento (x200); b) aumento (x500)

Fig18. Estructura de sección (925 C°): a) aumento (x200); b) aumento (x500)

Dado que la tasa de eliminación de calor en todos estos casos de cristalización es la misma, la probabilidad de nucleación de granos dendríticos depende de la diferencia entre la temperatura del molde y la temperatura de vertido, es decir, de la magnitud del sobreenfriamiento inicial. En la fig. 19 muestra la dependencia de la tasa de crecimiento de los cristales (c.c.) y la tasa de nucleación de los centros de cristalización en (c.c.) de la magnitud del sobreenfriamiento.

Arroz. 19. Dependencia de P.C. y s.k. de la magnitud de la hipotermia

Conclusión: De la fig. 16-18 muestra una disminución en el número de zonas dendríticas con un aumento en la temperatura de vertido, lo que significa que se mejoran las propiedades mecánicas y de fundición. También se puede observar que el eutéctico está más disperso a Тhall = 850 С°.

Conclusión

En este artículo, se presentaron experimentos con la aleación de fundición AK12 y se estudió la influencia de la temperatura de calentamiento de la masa fundida en aleaciones mecánicas y de fundición.

Se ha realizado un análisis espectral de esta aleación. Los resultados de este análisis de las muestras, que se llenaron a una temperatura de 925 C°, se presentan en la Tabla 1, y a una temperatura de 800 C°, en la Tabla 2.

La microestructura de la sección AK12 mostró la presencia de un eutéctico acicular rugoso (b + Si) y cristales de silicio Si (Fig. 3).

Según los cálculos del sistema de alimentación de compuerta, las muestras se colaron a diferentes temperaturas de vertido. Según los resultados de otros experimentos de tracción e impacto, se revelaron la resistencia a la tracción, el límite elástico condicional (y v, y 0,2) y la resistencia al impacto (CC). La contracción y el alargamiento relativos en el momento de la rotura son inversamente proporcionales a la temperatura. A medida que aumenta la temperatura de la pieza fundida, las tensiones en la pieza fundida aumentan y, debido a esto, la resistencia al impacto también disminuye.

También se puede ver en el experimento sobre fluidez que con un aumento en la temperatura de vertido de la aleación, la tensión superficial disminuye, lo que indica un aumento en la fluidez.

Bibliografía

1. Timchenko S.L. Investigación de la cristalización de aleaciones bajo la influencia de una corriente eléctrica // Rasplavy. 2011. N° 4. págs. 53-61.

2. V. B. Deev, S. V. Morin, I. F. Selyanin y R. M. Khamitov, Sobrecalentamiento de fundiciones de aleaciones de aluminio fundido, Polzunovskii Almanakh. 2004.№4. págs. 23-24.

3. GOST 1583-93. Aleaciones de aluminio fundido. Especificaciones. Introducción 1993-10-04. M.: Editorial de normas, 1996. 3s.

4. Melnikov V.P., Davydov S.V. Trabajo de laboratorio. Estudio de la estructura y propiedades de aleaciones no ferrosas // "Tecnología de los metales y ciencia de los metales" BSTU. 2008. N° 3. 14p.

5. Melnikov V.P., Davydov S.V. Trabajo de laboratorio. Estudio de la estructura y propiedades de aleaciones no ferrosas // "Tecnología de los metales y ciencia de los metales" BSTU. 2008. No. 3. S. 3-5.

6. GOST 9454-78. Rieles. Método de prueba para flexión por impacto a temperaturas bajas, ambiente y elevadas. Introducción 1979-01-01. M.: Editorial de normas, 1978. S. 3-4.

7. Virt A. E., Lavrentiev A. M. Cálculo de sistemas de compuertas de piezas de fundición de acero // 2012. P. 7-11.

8. GOST 1497-84. Rieles. Método de prueba de tracción. Ingrese 86-01-01. M.: Editorial de normas, 1984. S. 21-26.

9. Letsik V.I. Fundición de metales no ferrosos en moldes metálicos // 2003.

10. Gulyaev A.P. Metalurgia // Metalurgia. 1986. 43p.

11. Korotkikh M. T. Tecnología de materiales estructurales y ciencia de materiales: guía de estudio // Aluminio y aleaciones a su base. 2004. 23s.

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La aleación de aluminio y silicio AK12 (marca antigua - AL2), relacionada con las siluminas, tiene buena resistencia a la corrosión, así como un mayor nivel de propiedades mecánicas y de fundición. Gracias a parámetros tecnológicos tan singulares, compite con éxito con los metales ferrosos, reemplazando gradualmente sus áreas industriales tradicionales: la ingeniería automotriz y textil.

Composición química.

AK12 es una aleación fundida que, según los estándares actuales GOST 1583-93, contiene hasta un 90% de aluminio aleado con silicio. Además, contiene pequeñas adiciones de manganeso, titanio, níquel y otros elementos.

Nota: Al-base; el porcentaje de Al se da como aproximación.

Un porcentaje tan alto de silicio (10-13%) contenido en la aleación AK12 proporciona su excelente fluidez y cualidades de fundición, lo que permite reducir la temperatura de fundición y prolongar su vida útil. Pequeñas adiciones de varios metales introducidos en la composición de la aleación AK1 aumentan significativamente su rendimiento.

En particular, el manganeso no sólo aumenta la resistencia térmica, sino que también evita que las piezas fundidas se adhieran a las paredes de los moldes, además retiene las impurezas del hierro y reduce su efecto nocivo sobre la calidad del material. Las adiciones de titanio, que conducen al refinamiento del grano, también tienen un efecto positivo sobre la moldeabilidad y maquinabilidad de la aleación.

Propiedades del silumin AK12.

La marca Silumin AK12 tiene una densidad baja, ya que contiene silicio ligero: la densidad es 2,66 g / cm3. Tiene propiedades importantes que son difíciles de obtener a partir de aleaciones de aluminio más resistentes:

• alta fluidez;
• baja contracción lineal;
• excelente soldabilidad.

La aleación AK12 produce una baja contracción durante la fundición y prácticamente no forma grietas. Al mismo tiempo, las piezas fundidas, debido a su pequeño intervalo de cristalización (próximo a cero), tienen una pequeña porosidad. Pero debido a la tendencia de la aleación de aluminio y silicio a la saturación de gas, los productos pueden contener capas de gas concentradas, cerradas y abiertas o cavidades con una superficie rugosa. Es por ellos que surgen dificultades considerables en la fabricación de piezas en bruto masivas y de formas complejas de AK12.

La resistencia a la corrosión es el segundo parámetro después de las cualidades de fundición, pero no menos importante, de la aleación AK12. En general, tiene un nivel medio de anticorrosión, por lo que puede utilizarse en la industria sin capa protectora o con una capa de pintura aplicada en su superficie. La velocidad de corrosión de la silumin AK12 en el mar y el aire húmedo depende en gran medida de su composición.

La aleación AK12 se suelda excelentemente con cualquier tipo de soldadura, tanto de argón como por puntos, lo que proporciona una soldadura bastante fuerte.

modificación de la aleación.

Desafortunadamente, el endurecimiento térmico de la aleación AK12 no aumenta sus características de resistencia. En este sentido, se modifican sus propiedades mecánicas con aditivos especiales. Para ello, la aleación de aluminio y silicio se funde hasta un estado líquido y se trata con metales alcalinos (sodio, litio, potasio) o sus sales. Se necesita un pequeño modificador, literalmente centésimas de porcentaje, para unir las partículas de silicio en solución y ralentizar su crecimiento. Como resultado, la resistencia y ductilidad de la aleación AK12, así como sus propiedades de fundición, aumentan significativamente.

Recientemente, la industria ha estado utilizando activamente la aleación de aluminio y silicio AK12 modificada con compuestos de estroncio, que tienen casi el mismo efecto sobre la aleación que las sales de metales alcalinos. Se introducen en forma de una aleación maestra a base de aluminio y, a diferencia del sodio, el estroncio no tiende a desperdiciarse y no aumenta la contracción por gas ni la porosidad de contracción del material. Las piezas fundidas obtenidas con su ayuda conservan sus propiedades modificadas incluso después de la refundición.

Aplicación de la aleación de fundición AK12.

La aleación de aluminio y silicio AK12 no se corta ni se puede enrollar bien, pero se caracteriza por una mayor fluidez. En vista de esto, tiene una gran demanda en la producción de piezas fundidas que puedan funcionar a temperaturas de hasta 200 grados. Para su obtención se utilizan diversos métodos de fundición: bajo presión, en arena y en moldes metálicos. En el futuro, las piezas para las industrias de electrodomésticos, minería y metalurgia, construcción de aviones y construcción de maquinaria se fabricarán a partir de piezas fundidas:

• cárteres;
• pistones;
• bloques de cilindros;
• picadoras de carne;
• intercambiadores de calor;
• carcasas de bombas;
• accesorios para tuberías;
• adaptadores, etc

Silumin AK12, que tiene la letra "P" en la marca y contiene proporciones mínimas de plomo, zinc, berilio y arsénico, se puede utilizar en la fabricación de utensilios metálicos. Por ejemplo, de él se obtienen calderos, sartenes, patitos, fuentes para hornear y otros productos alimenticios resistentes y ligeros.

Además, la aleación AK12 se utiliza activamente en joyería. Está bien soldado, lo cual es importante a la hora de montar joyas, y además está pulido y rectificado debido a su baja porosidad, formando una superficie brillante, uniforme y sin defectos. Si es necesario, las joyas se anodizan pintando la capa de óxido que se forma en su superficie en una variedad de colores. A bajas temperaturas, la película transparente de óxidos adquiere un tono dorado (similar al color del oro natural).

Ofrecemos los siguientes grados de aleación de aluminio y silicio AK12 en lingotes y piezas fundidas:

• AK12h;
• AK12pch;
• AK12h;

La entrega del material se realiza a cualquier región de Rusia respetando las condiciones y normas de transporte.

Las puntas sirven para alimentar las piezas de fundición engrosadas y están dispuestas de manera que el metal que contienen se congele al final. La cavidad de contracción debe estar completamente

stu se ubicará en ganancias.

Los moldes de fundición se fabrican principalmente en matraces.

El matraz es un marco rígido (rectangular, cuadrado, redondo), hecho

hecho de hierro fundido, acero, aleaciones de aluminio, protege la forma de la destrucción durante su montaje, transporte y vertido con metal líquido. Normalmente, el molde se fabrica en dos matraces, que se centran con pasadores: los pasadores se instalan en las orejetas del matraz superior y, junto con el matraz, se guían hasta las orejetas del matraz inferior.

2 aleaciones fundidas

En la ingeniería mecánica moderna, para producir piezas fundidas se utilizan con mayor frecuencia hierro fundido, acero y aleaciones no ferrosas (aluminio, cobre, magnesio). EN

En este trabajo, para la obtención de piezas fundidas utilizaremos silumin marca AK12.

(AL2) El grado de silumin AK12 es una aleación de aluminio con 10-13% de silicio.

Propiedades de la silumin marca AK12:

3 Obtención de metal líquido

Los materiales de partida utilizados para la fundición de metales y aleaciones son

llamado cargar materiales(mezcla). Como carga se utilizan metales puros, aleaciones especiales, residuos de producción y fundentes.

Sirve para la formación de escoria, que protege el metal líquido de la oxidación.

Para la obtención de silumin grado AK12, en este trabajo se utilizan productos de desecho.

Dy producción con la adición de silumin fresco. Se utiliza un horno de resistencia de crisol para fundir silumin.

El dispositivo del horno de resistencia eléctrica se muestra en la Figura 4.

Figura 4 - Diagrama de un horno de resistencia eléctrica 1 - aislamiento térmico, 2 - fuego

ladrillo resistente, 3 - carcasa, 4 - tapa, 5 - crisol. 6 - Calentador El horno de resistencia eléctrica consta de un cilindro soldado

carcasa 3, revestida con ladrillo refractario 2. Entre carcasa 3 y zapata

la mecha es una pantalla de amianto termoaislante 1. Como calentador

Para el uso de una espiral de nicromo6. Dentro del horno hay un hierro fundido.

gel 5, tapado 4

Fundición de metales en moldes de fundición. producido vertiendo un cucharón. El vertido de metal debe realizarse en un flujo continuo para evitar que entre escoria y aire en la cavidad del molde.

4 Secuencia de fabricación del molde

1. Para realizar el semimolde inferior (Figura 5), ​​para lo cual:

- Instale la mitad inferior del modelo 5 y el alimentador modelo 3 en el submodelo.

placa nueva 1;

Cubra los modelos con el matraz inferior 2 de modo que la distancia desde el borde del modelo hasta el matraz sea de al menos 20 mm. Las orejas 4 del matraz deben estar en el fondo (Figura 5);

Figura 5 - Instalación de la mitad inferior del modelo y el alimentador en el matraz inferior: 1 - placa debajo del modelo, 2 - matraz inferior, 3 - alimentador, 4 - orejetas, 5 - inferior

modelo lovina

20-30 mm de espesor y comprima bien la mezcla con las manos;

- añadir una capa de arena 50-60 mm y compacto;

- llenar completamente el matraz con arena y compactar con un pisón.

En paredes del matraz, la densidad de empaquetamiento debe ser la más alta, ya que la mezcla puede

puede dormir lo suficiente al girar el matraz;

- retira el exceso de mezcla con una regla;

- pinche los conductos de ventilación con un prensaestopas (aguja). No deberían estar más cerca. 10-15 mm del modelo (Figura 6);

Figura 6 - Croquis de la sección de la mitad inferior del molde: 1 - arena de moldeo; 2 - conductos de ventilación, 3 - mitad inferior del modelo,

Placa de 4 alimentadores y 5 modelos.

2. Para realizar el semimolde superior (Figura 7), para lo cual:

- girar el matraz inferior 1 por 180 0 ;

- instale la segunda mitad del modelo 2 en los picos;

- instale el matraz superior 3 a lo largo de los pasadores guía;

- espolvorear el plano de separación con una capa separadora de arena;

- instalar los modelos de trampa de escoria 4, ascendente 5 y aguas arriba 6 (Figura 7);

Figura 7 - Realización de la mitad superior del molde: 1 - matraz inferior moldeado, 2 - mitad superior del modelo. 3 - matraz superior, 4 - modelo de trampa de escoria,

5 - modelo de elevador, 6 - modelo de elevador, 7 - pasador

El modelo de trampa de escoria y parte del modelo de elevador se muestran con líneas de puntos.

niami, ya que están detrás del modelo de pieza.

- Rellenar los modelos con una capa de arena para moldear. 20-50 mm de espesor y comprima firmemente la mezcla alrededor de los modelos con las manos;

- Moldear el matraz superior como el inferior (Figura 8).

Figura 8 - Modelo de pieza moldeada

3. Extraer del molde los elementos de la maqueta, para lo cual:

- Retire los modelos de contrahuella y contrahuella. Expanda la parte superior de la contrahuella para formar

cuenco de entrada;

Abra los matraces (retire el matraz superior del matraz inferior) y coloque el matraz plano

ma arriba;

- extraer de ambos matraces modelos de fundición, alimentador, trampa de escoria;

- reparar las zonas dañadas con una llana y soplar el molde con un chorro de aire.

4. Montar el molde, para lo cual (Figura 9):

- instale una varilla en el matraz inferior para las huellas de los letreros;

- cerrar el formulario, es decir cubrir el matraz inferior con el superior;

- Presentar cajas de moldeo para su llenado.

5. Vierta el metal en un molde.

6. Saque y limpie el molde.

Archivos: 1 archivo

Se utilizan metales puros, retornos y desechos de la misma composición que la aleación preparada como materiales de carga durante la fusión, y

también desechos de otras aleaciones. Se determina la elección de los materiales de carga,

así como toda la posibilidad de obtener a partir de ellos una aleación de una determinada composición, así como datos técnicos y económicos: disponibilidad del material, su precio, posibilidad de procesamiento en la unidad de fusión seleccionada.

Las devoluciones y residuos tienen el precio más bajo. Sin embargo, por regla general están contaminados con impurezas, por lo que es imposible compensar toda la carga con ellos, ya que la eliminación de las impurezas durante la fusión no siempre es posible y conveniente. Además, los residuos y las devoluciones suelen contener impurezas indetectables que degradan las propiedades del metal. En este sentido, la proporción de residuos y retornos en la carga a menudo se establece en función del contenido permitido de determinadas impurezas.

La cantidad de materiales de carga se determina calculando la carga. El cálculo tiene en cuenta la pérdida esperada de metal. Para calcular la carga, quizás sea necesario realizar un análisis químico más completo de todos los materiales de la carga. A continuación se muestra el cálculo aritmético de la carga.

Tecnología de fusión: Dependiendo de la escala y las características específicas de la producción, las aleaciones fundidas de aluminio se funden en hornos de crisol y de reverbero alimentados por electricidad y combustibles líquidos o gaseosos. Hornos de inducción eléctricos especialmente utilizados.

La composición química de los metales primarios, aleaciones secundarias y ligaduras debe cumplir con los requisitos de GOST o TU. Generalmente se utiliza lo siguiente como cargo:

1. Grado de silumin SIL1 (12% Si, resto Al) (GOST2685-89);
2. Ligadura Al-Cu (57,5% Al).

La carga para fundir aleaciones de aluminio no debe estar mojada ni contaminada con aceite, emulsión o tierra. Todos los componentes de la carga introducida en el metal líquido deben calentarse a 150...200°C para evitar emisiones de metal. La composición de la carga incluye lingotes de aluminio primario y aleaciones secundarias, retornos y residuos. Se introducen elementos fácilmente oxidantes en forma de ligaduras para facilitar su disolución y reducir los residuos. La fundición de ligaduras se realiza mejor en hornos de crisol de inducción.

Por conveniencia y claridad, calculamos para 100 kg de aleación.

Cálculo de la carga con el uso de aleación madre sin tener en cuenta el contenido de impurezas: se da para preparar 1000 kg de aleación AK12M2. La composición química promedio de la aleación es Si = 11-13%; Cu=1,5-3%; Fe=1% impureza 1%; Al - el resto.

1. lingotes de pasaporte marca A0 (GOST 11069-01);
2. Marca de silumin SIL00 (13% Si, resto Al) (GOST2685-89);
3. Ligadura Al-Cu (57,5Cu);

4) la fusión se realizará en un horno de crisol. Pérdida de componentes: 1% Al; 1% Si; 1% Fe; 1,5% Cu;

a) aluminio (84 × 100) / (100-1) = 84,8 kg;

b) silicio (12 × 100) / (100-1) = 12,12 kg;

c) cobre (2 × 100) / (100-1,5) = 2,03 kg;

d) hierro (1 × 100) / (100-1) = 1,01 kg;

2. Determine la cantidad requerida de AO:

82,06 / (99/100) = 82,88 kg;

b) marca de silumin SIL1. El cálculo se realiza para silicio:

(13 × 93,23) / 100 = 12,12 kg

c) Ligadura Al-Cu:

(42,5 × 4,77) / 100 = 2,02 kg

3. Determinar la cantidad de aluminio que se debe ingresar en su forma pura:

Todo el Al se introduce en forma de ligaduras. Se pueden utilizar lingotes de aluminio para ajustar la composición de la aleación.

5. Determinamos la masa de cada componente de la carga por cada fusión de la aleación (10.000 kg):

lingotes de pasaporte marca A0 8288kg

Marca silumin SIL00 93 23 kg

Ligadura Al-Cu 477 kg

5. Cálculo de la cantidad de calor necesaria para calentar, fundir y sobrecalentar 1 tonelada de aleación hasta la temperatura de fundición.

La cantidad de calor útil gastado en calentar, fundir y sobrecalentar la masa fundida a una temperatura determinada, kJ.

Qtot = Qraz + Qpl + Qper

donde Q multiplicado por la cantidad de calor necesaria para calentar la aleación a una temperatura, kJ;

Qpl es la cantidad de calor gastada en fundir el metal, kJ;

Qper es la cantidad de calor gastada para sobrecalentar la masa fundida a una temperatura determinada, kJ.

a) determinar la cantidad de calor necesaria para calentar la aleación a una temperatura:

donde M es la masa del metal,

Ctv: capacidad calorífica media de una aleación dura,

De la ley Dulong-Petit

213,125 kcal/(kg C)

Stv \u003d 213,125 × 4,18 \u003d 890,9 J / (kg × C)

tsol - punto de fusión, tsol = 560 C;

temperatura inicial de la aleación, t0 = 20 C

Qtime \u003d Ctv M (tsol - t0) \u003d 890,9 × 1000 (560 - 20) \u003d 481086 kJ

b) determinar la cantidad de calor gastado en la fusión del metal:

¿Dónde está el calor latente de fusión promedio de la aleación, kJ/kg?

Qpl \u003d q M \u003d \u003d 550,82 × 1000 \u003d 550820 kJ

c) determinar la cantidad de calor gastado en sobrecalentar la masa fundida a una temperatura determinada:

¿Dónde está la capacidad calorífica promedio de la aleación líquida?

De la ley de Dulong-Petit para el estado líquido:

\u003d (0,22 + 0,03 + 0,002) * 1000 \u003d 252 kcal / (kg × C)

Ctv = 252 kcal / (kg × C) = 4,18 × 252 = 1053,36 J / (kg C)

temperatura de sobrecalentamiento, C;

Qtrans \u003d Czh M (tli - tlik) \u003d 1053,36 × 1000 (720 - 640) \u003d 84269 kJ.

d) la cantidad total de calor necesaria para calentar, fundir y sobrecalentar 1000 kg de aleación:

Qgen = Qraz + Qpl + Qper = 481086 + 550850 + 84269 = 1116205 kJ

6. Elección de la unidad de fusión y desarrollo de la tecnología de preparación de la aleación.

6.1. La elección de la unidad fusora y sus características.

Para la producción de aleaciones de aluminio se utilizan varios hornos. La elección del horno se realiza en función de la escala de producción, los requisitos de calidad del metal fundido y otros factores.

Según el tipo de energía utilizada para fundir las aleaciones, todos los hornos de fusión se dividen en combustibles y eléctricos. Los hornos de combustible se dividen en crisol, reflectante y baño de pozo. Los hornos eléctricos se clasifican según el método de conversión de energía eléctrica en energía térmica. En las fundiciones se utilizan hornos de resistencia, de inducción, de arco eléctrico, de haz de electrones y de plasma.

En los hornos de resistencia eléctrica, el calentamiento y fusión de la carga se realiza debido a la energía térmica procedente de las resistencias eléctricas instaladas en el techo o en las paredes del horno de fusión. Estos hornos se utilizan para fundir aleaciones de aluminio, magnesio, zinc, estaño y plomo.

Según el principio de funcionamiento y diseño, los hornos de inducción se dividen en hornos de crisol y de canal. Los hornos de crisol, según la frecuencia de la corriente de suministro, se clasifican en hornos de frecuencia aumentada e industrial (50 por / s).

Independientemente de la frecuencia de la corriente de suministro, el principio de funcionamiento de todos los hornos de crisol de inducción se basa en la inducción de energía electromagnética en el metal calentado (corrientes de Foucault) y

convirtiéndolo en calor. Cuando se funde en metal u otros crisoles hechos de materiales eléctricamente conductores, la energía térmica también se transfiere al metal calentado a través de las paredes del crisol. Los hornos de crisol de inducción se utilizan para fundir aleaciones de aluminio, magnesio, cobre, níquel, así como aceros y fundiciones.

Para preparar la aleación AK12M2, elegimos un horno de crisol de inducción de la marca IAT-1.

La capacidad de los hornos de crisol varía desde fracciones de kilogramo (hornos de laboratorio) hasta varias decenas de toneladas.

Ventajas de los hornos de inducción de crisol:

1) alto rendimiento logrado gracias a los altos valores de densidad de potencia;

2) circulación intensiva de la masa fundida en el crisol, que asegura la igualación de la temperatura en todo el volumen del baño y la obtención de una composición química homogénea de las aleaciones;

3) la posibilidad de una transición rápida de la fundición de una aleación de un grado a otro;

4) uso generalizado (hasta el 100%) de materiales de baja calidad en la carga: virutas y desechos;

5) la posibilidad de fundir a cualquier presión (hornos de vacío) y en cualquier atmósfera (oxidante, reductora, neutra);

6) simplicidad y conveniencia del mantenimiento, control y regulación del proceso de fusión del horno; amplias oportunidades para la mecanización y automatización de la carga de carga y vertido de metales, buenas condiciones sanitarias e higiénicas.

Las desventajas de los hornos de crisol incluyen la baja durabilidad del revestimiento del crisol y la temperatura relativamente baja del metal en la superficie del baño líquido, lo que no permite el uso eficiente de los fundentes para el procesamiento metalúrgico de aleaciones. Sin embargo, las ventajas de los hornos de crisol son tan importantes que cada vez se utilizan más. Hay hornos abiertos (fusión en el aire) y de vacío (fusión en el vacío).

Para fundir aleaciones de aluminio, magnesio y cobre, se utilizan hornos de crisol de inducción abiertos de frecuencia industrial con una capacidad de 0,4-1,0 a 25-60 toneladas y una capacidad de 0,5-6,0 toneladas de metal líquido por hora. Independientemente del grado de aleación a fundir y de la capacidad, los hornos de crisol de inducción tienen las mismas unidades estructurales y se diferencian principalmente en el rendimiento y la potencia del equipo eléctrico.

Los crisoles de los hornos para fundir aleaciones de aluminio y cobre se fabrican mediante estampación y sinterización de masas refractarias, y los hornos para fundir aleaciones de magnesio están equipados con un crisol de acero de construcción soldada o fundida.

Los hornos de inducción de alta frecuencia se utilizan para fundir aleaciones a base de níquel y cobre, así como aceros y otras aleaciones. Capacidad del horno: desde decenas de kilogramos hasta 1-3 toneladas de metal líquido. La fuente de energía son los convertidores de corriente de tiristores.

Las principales características del horno de canal de inducción IAT-1.

Tabla 5

6.2. Desarrollo de tecnología para la obtención de la aleación AK12M2.

La fusión de la mayoría de las aleaciones de aluminio no es difícil. Los componentes de aleación, a excepción del magnesio, el zinc y, a veces, el cobre, se introducen en forma de aleaciones madre. La ligadura A1-Si se introduce en la masa fundida a 700-740 °C; El zinc se carga antes que el magnesio, que generalmente se introduce antes de drenar el metal. La carga de materiales de carga se realiza en la siguiente secuencia; lingotes de aluminio, residuos voluminosos, refundición, aleaciones maestras o metales puros. El sobrecalentamiento máximo permitido para aleaciones fundidas es de 800-830 °C. Cuando se funde en el aire, el aluminio se oxida. Los principales agentes oxidantes son el oxígeno y el vapor de agua. El contenido de humedad del aire en invierno es de 2 a 4,5 g/m 3, en verano de 18,5 a 23 g/m 3; Los productos de la combustión de combustibles líquidos o gaseosos pueden contener de 35 a 70 g/m 3 de vapor de agua. Dependiendo de la temperatura y presión del oxígeno y el vapor de agua, así como de las condiciones cinéticas de interacción, durante la oxidación se forman óxido de aluminio (A1 2 O 3) y subóxidos (A1 2 O y A1O). La probabilidad de formación de subóxidos aumenta con el aumento de la temperatura y la disminución de la presión parcial de oxígeno sobre la masa fundida. En condiciones normales de fusión, la fase termodinámicamente estable es el óxido de aluminio sólido, A1 2 O 3, que no se disuelve en aluminio y no forma con él compuestos de bajo punto de fusión. Cuando se calienta a 1200 ° C, A1 2 O 3 se recristaliza en a-Al2O3. A medida que se produce oxidación en la superficie del aluminio sólido y líquido, se forma una película de óxido densa y duradera de 0,1 a 0,3 µm de espesor. Cuando se alcanza este espesor, la oxidación prácticamente se detiene, ya que la velocidad de difusión de oxígeno a través de la película disminuye drásticamente. La velocidad de oxidación aumenta fuertemente con el aumento de la temperatura de la masa fundida.

Las aleaciones de aluminio con magnesio forman una película de óxido de composición variable. Con un bajo contenido de magnesio (hasta 0,005%), la película de óxido tiene la estructura -A1 2 O 3 y es una solución sólida de MgO en -A1 2 0 3; con un contenido de 0,01-1% de Mg, la película de óxido está formada por espinela (MgO-A1 2 O) de composición variable y óxido de magnesio; Con un contenido superior al 1,0% de Mg, la película está compuesta casi por completo de óxido de magnesio. El berilio y el lantano (hasta 0,01%) reducen la tasa de oxidación de estas aleaciones al nivel de la tasa de oxidación del aluminio. Su efecto protector se debe a la compactación de la película de óxido de las aleaciones debido al relleno de los poros formados en ella.

La mezcla de la masa fundida durante el proceso de fusión va acompañada de una violación de la integridad de la película de óxido y la mezcla de sus fragmentos con la masa fundida. El enriquecimiento de masas fundidas con inclusiones de óxido también se produce mediante reacciones de intercambio con el revestimiento de los dispositivos de fusión. La influencia más significativa sobre el grado de contaminación de las masas fundidas con películas la ejerce la oxidación superficial de los materiales de carga primaria y secundaria iniciales. El papel negativo de este factor aumenta a medida que disminuye la compacidad y aumenta la superficie específica del material.

Descripción del trabajo

El aluminio tiene una red cristalina cúbica centrada en las caras y no sufre transformaciones alotrópicas. Tiene una baja densidad (2,7 g/cm3), un bajo punto de fusión (660 °C), un alto alargamiento por tracción (hasta un 60 %), buena conductividad eléctrica y una alta resistencia específica. El aluminio tiene una gran contracción volumétrica de cristalización (6,5%) y una gran contracción lineal (1,7%); se oxida fácilmente con la formación de una densa película protectora de óxido de Al2O3. El aluminio se utiliza ampliamente en ingeniería eléctrica, aviación, industria alimentaria, industria automotriz y construcción.

1. Características generales y aplicaciones de la aleación…………………….3
2. Propiedades físicas, de fundición, mecánicas y de otro tipo de la aleación……...6
3. Cálculo de la densidad teórica de la aleación………………………………...7
4. Características de la carga y materiales auxiliares para la obtención de una aleación. Cálculo de cargos…………………………………………..…... 9
5. Cálculo de la cantidad de calor necesaria para calentar, fundir y sobrecalentar 1 tonelada de aleación hasta la temperatura de fundición………………………………...11
6. Selección de la unidad de fusión y desarrollo de la tecnología de preparación de aleaciones………………………………………………………………………………..13
6.1. La elección de la unidad fusora y sus características……………………13
6.2. Desarrollo de tecnología para la obtención de la aleación AK12M……………………16
Lista de literatura usada…………………………………………...19