limЛитье и металлургияLitiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY)1683-60652414-0406BNTU10.21122/1683-6065-2022-4-41-46lim-3506Research ArticleЛитейное производствоFoundryО модифицировании силуминовOn modification of siluminsМаруковичЕ. И.MarukovichE. I.

г. Минск, ул. Я. Коласа, 24

СтеценкоВ. Ю.StetsenkoV. .Yu.

г. Минск, ул. Я. Коласа, 24

stetsenko.52@bk.ruСтеценкоА. В.StetsenkoA. V.

г.Могилев, пр. Мира, 43

Ассоциация литейщиков и металлурговБеларусьAssociation of Foundrymen and Metallurgists of BelarusBelarusБелорусско‑Российский университетБеларусьBelarusian‑Russian UniversityBelarus202219012023044146Copyright © Марукович Е.И., Стеценко В.Ю., Стеценко А.В., 20232023Марукович Е.И., Стеценко В.Ю., Стеценко А.В.Marukovich E.I., Stetsenko V..., Stetsenko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://lim.bntu.by/jour/article/view/3506

Показано, что элементарные кристаллические ячейки основных продуктов модифицирования силуминов, алюминия и кремния не соответствуют принципу структурного и размерного соответствия Данкова – Конобеевского. Модифицирующие элементы B, Sr, P существенно повышают поверхностную энергию жидких силуминов, а Zr и Ti на нее практически не влияют. Модифицирование силуминов является наноструктурным процессом. Ti, Zr, B образуют интерметаллиды, которые рафинируют нанокристаллы алюминия от демодифицирующих адсорбированных атомов водорода. Фосфор, атомарно растворяясь в силумине, рафинирует нанокристаллы кремния от адсорбированного кислорода. Na и Sr образуют в жидком силумине эмульсию и коллоид, которые защищают эвтектические микрокристаллы αи βSiфазы от демодифицирующего молекулярного водорода. Все эти процессы увеличивают концентрации центров кристаллизации дендритных микрокристаллов α‑и βSi‑фазы, делают их более разветвленными и компактными.

It has been shown that the elementary crystal cells of the basic products of modification of silumins, aluminum and silicon do not correspond to the principle of structural and dimensional correspondence of Dankov – Konobeevsky. Modifying elements B, Sr, P significantly increase the surface energy of liquid silumins, and Zr and Ti practically do not affect it. Modification of silumins is a nanostructured process. Ti, Zr, B form intermetallides that refine aluminum nanocrystals from demodifying adsorbed hydrogen atoms. Phosphorus, atomically dissolving in silumin, refiners silicon nanocrystals from adsorbed oxygen. Na and Sr form an emulsion and colloid in liquid silumin, which protect eutectic microcrystals of α‑and βSi‑phases from demodifying molecular hydrogen. All these processes increase the concentration of crystallization centers of dendritic microcrystals α‑and βSi‑phase, make them more branched and compact.

модифицированиесилуминнанокристаллыадсорбциярафинированиекислородводороддендритыалюминийкремнийmodificationsiluminnanocrystalsadsorptionrefiningoxygenhydrogendendritesaluminumsiliconReferencesНикитин В. И., Никитин К. В. Наследственность в литых сплавах. М.: Машиностроение‑1, 2005. 476 с.Nikitin V. I., Nikitin K. V. Nasledstvennost’ v lityh splavah [Heredity in cast alloys]. Moscow, Mashinostroenie‑1 Publ., 2005, 476 p.Бродова И. Г., Попель П. С., Барбин Н. М. и др. Исходные расплавы как основа формирования структуры и свойств алюминиевых сплавов. Екатеринбург: УРО РАН, 2005. 370 с.Brodova I. G., Popel’ P.S., Barbin N. M. et al. Iskhodnye rasplavy kak osnova formirovaniya struktury i svojstv alyuminievyh splavov [Initial melts as the basis for the formation of the structure and properties of aluminum alloys]. Ekaterinburg, URO RAN Publ., 2005, 370 p.Ефименко В. П., Баранов А. А., Кисунько В. З. и др. О модифицирующем влиянии некоторых добавок на кристаллизацию силумина // Изв. выс. учеб. завед. Цветная металлургия. 1982. № 6. С. 86–89.Efimenko V. P., Baranov A.A., Kisun’ko V.Z. et al. O modificiruyushchem vliyanii nekotoryh dobavok na kristallizaciyu silumina [On the modifying effect of some additives on silumin crystallization]. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Cvetnaya metallurgiya = Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Non‑Ferrous Metallurgy, 1982, no. 6, pp. 86–89.Кимстач Г. М., Муховецкий Ю. П., Борщов В. Д. и др. Исследование процессов модифицирования Al‑Si сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. № 8. С. 57–59.Kimstach G. M., Muhoveckij YU.P., Borshchov V. D. et al. Issledovanie processov modificirovaniya Al‑Si splavov [Study of Al‑Si Alloy Modification Processes]. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov = Metal Science and Heat Treatment, 1984, no. 8, pp. 57–59.Марукович Е. И., Стеценко В. Ю. Модифицирование сплавов. Минск: Беларуская навука, 2009. 192 с.Marukovich E. I., Stetsenko V.Yu. Modificirovanie splavov [Modification of alloys]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2009, 192 p.Стеценко В. Ю. Теоретические и технологические основы получения заготовок повышенной износостойкости из силуминов с высокодисперсной инвертированной структурой: автореф. дис. ... д‑ра. техн. наук. Минск, 2021. 60 с.Stetsenko V. Yu. Teoreticheskie i tekhnologicheskie osnovy polucheniya zagotovok povyshennoj iznosostojkosti iz siluminov s vysokodispersnoj invertirovannoj strukturoj. Avtoref. dis. dokt. tekhn. nauk [Theoretical and technological bases for production of blanks of increased wear resistance from silumins with highly dispersed inverted structure]. Autoref. diss. Dr. technical sciences. BNTU Publ., Minsk, 2021, 60 p.Справочник химика. Т. 1. Л.: Химия, 1971. 1072 с.Spravochnik himika [Chemist’s Handbook]. Leningrad, Himiya Publ., 1971, vol. 1, 1072 p.Самсонов Г. В., Винницкий И. М. Тугоплавкие соединения: справ. М.: Металлургия, 1976. 560 с.Samsonov G. V., Vinnickij I. M. Tugoplavkie soedineniya (spravochnik) [Refractory compounds (reference)]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1976, 560 p.Строганов Г. Б., Ротенберг В. А., Гершман Г. Б. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977. 272 с.Stroganov G. B., Rotenberg V.A., Gershman G. B. Splavy alyuminiya s kremniem [Aluminium‑silicon alloys]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1977, 272 p.Марукович Е. И., Стеценко В. Ю., Стеценко А. В. Наноструктурная кристаллизация силуминов // Литье и металлургия. 2022. № 1. С. 40–42.Marukovich E. I., Stetsenko V. Yu., Stetsenko A. V. Nanostrukturnaya kristallizaciya siluminov [Nanostructured crystallization of silumins]. Lit’e i metallurgiya = Foundry production and metallurgy, 2022, no. 1, pp. 40–42.Макаров Г. С. Рафинирование алюминиевых сплавов газами. М.: Металлургия, 1983. 120 с.Makarov G. S. Rafinirovanie alyuminievyh splavov gazami [Refining of aluminium alloys with gases]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1983, 120 p.Свойства элементов. Ч. 1. Физические свойства: справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. М.: Металлургия, 1976. 600 с.Svojstva elementov. CH. 1. Fizicheskie svojstva: spravochnik [Properties of elements. Part 1. Physical Properties: Reference]. Pod red. G. V. Samsonova. Moscow, Metallurgiya Publ., 1976, 600 p.Константы взаимодействия металлов с газами: справ. / Под ред. Б. А. Колачева и Ю. В. Левинского. М.: Металлургия, 1987. 368 с.Konstanty vzaimodejstviya metallov s gazami: spravochnik [Metal‑Gas Interaction Constants: Reference]. Pod red. B.A. Kolacheva i YU.V. Levinskogo. Moscow, Metallurgiya Publ., 1987, 368 p.Жуховицкий А. А., Шварцман Л. А. Физическая химия. М.: Металлургия, 1987. 688 с.Zhuhovickij A.A., Shvarcman L.A. Fizicheskaya himiya [Physical chemistry]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1987, 688 p.Голубцов В. А., Лунев В. В. Модифицирование стали для отливок и слитков. Челябинск – Запорожье: ЗНТУ, 2009. 356 с.Golubcov V.A., Lunev V. V. Modificirovanie stali dlya otlivok i slitkov [Steel modification for castings and ingots]. Chelyabinsk – Zaporozhye, ZNTU Publ., 2009, 356 p.Добаткин В. И., Габидуллин Р. М., Колачев Б. А. и др. Газы и окислы в алюминиевых формируемых сплавах. М.: Металлургия, 1976. 264 с.Dobatkin V. I., Gabidullin R. M., Kolachev B.A. et al. Gazy i okisly v alyuminievyh formiruemyh splavah [Gases and oxides in aluminum formed alloys]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1976, 264 p.Килин А. Б. Влияние электрического тока на дегазацию и модифицирование алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2002. № 8. С. 21–22.Kilin A. B. Vliyanie elektricheskogo toka na degazaciyu i modificirovanie alyuminievyh splavov [Influence of electric current on degassing and modification of aluminium alloys]. Litejnoe proizvodstvo = Foundry, 2002, no. 8, pp. 21–22.Напалков В. И., Махов С. В., Поздняков А. В. Модифицирование алюминиевых сплавов. М.: Издательский дом МИСиС, 2017. 348 с.Napalkov V. I., Mahov S. V., Pozdnyakov A. V. Modificirovanie alyuminievyh splavov [Modification of aluminium alloys]. Moscow, Izdatel’skij dom MISiS Publ., 2017, 348 p.Боом Е. А. Природа модифицирования сплава типа силумин. М.: Металлургия, 1972. 72 с.Boom E.A. Priroda modificirovaniya splava tipa silumin [Nature of modification of silumin alloy]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1972, 72 p.Задруцкий С. П., Немененок Б. М., Королев С. П. и др. О рафинировании и модифицировании алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2004. № 3. С. 17–22.Zadruckij S. P., Nemenenok B. M., Korolev S. P. et al. O rafinirovanii i modificirovanii alyuminievyh splavov [On Refining and Modification of Aluminum Alloys]. Litejnoe proizvodstvo = Foundry, 2004, no. 3, pp. 17–22.Бараненко О. А., Кузнецов А. А. Влияние кислорода на форму роста кристаллов твердого раствора на основе кремния // Вест. Донбасской гос. машиностроительной академии. 2007. № 2Е (10). С. 201–204.Baranenko O.A., Kuznecov A.A. Vliyanie kisloroda na formu rosta kristallov tverdogo rastvora na osnove kremniya [Effect of Oxygen on Crystal Growth Form of Silicon‑Based Solid Solution]. Vestnik DGMA = Vestnik DGMA, 2007, no. 2E (10), pp. 201–204.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.