ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРНЫХ ДЕФЕКТОВ В МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ЛИГАТУРЕ AlTi5B1

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
МИКРОСТРУКТУРНЫХ ДЕФЕКТОВ В
МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ЛИГАТУРЕ AlTi5B1
И.Л. ФЕДОТОВ | Д.С. УЛЬЯНОВ
ООО «ОК СТРОЙБИС», Г. МОСКВА, РОССИЯ
Технологические особенности
производства модифицирующей
лигатуры Al-Ti5-B1
Способ производства:
3K2TiF6 + 2KBF4 + 12Al → 2TiAl3 + TiB2 + 5KAlF4 + K3AlF4
Особенности плавки и литья:
- температура расплава алюминия > 900оС
- доля жидких фтористых титан- и борсодержащих солей в
расплаве > 20%
- интенсивное длительное перемешивание расплава
- взаимодействие жидкого криолита с материалом футеровки
- проблемное разделение металла и солей
Эффективная концентрация Ti и В лигатуре Al-Ti-B
AlTi5B1
Al
основа
Ti
4.5-5.5
B
0.8-1.2
Si
0,2
Fe
0,3
V
0,2
Cu
0,02
Ni
0,04
Других
0,1
Расход разных лигатур системы Al-Ti-B для полного измельчения зерна слитка из
сплава АА1050
Марка
Лигатуры
Расход (кг)
лигатуры на тонну
сплава, кг/т
Химический состав, %
AlTi1.2B0.5
AlTi5B1
AlTi3B1
AlTi3B0.2
Ti
1.0 – 1.4
4.5 – 5.5
2.5 – 3.5
2.5 – 3.5
B
0.3 – 0.7
0.9 – 1.2
0.9 – 1.2
0.15 – 0.25
0.6
0.7
1.0
1.5
Эффективная концентрация Ti и В лигатуре Al-Ti-B при норме расхода 1,5 кг/т
Ti, %
1,2 – 5,5
B, %
0,15 – 1,2
Определение модифицирующей
способности лигатуры AlTi5B1
Получение пробного образца по Стандарту ТР-1
Алюминиевой Ассоциации
Испытаний
Макроструктура пробного
образца
До модифицирования
После модифицирования
Модифицирующая способность лигатуры AlTi5B1
Размер зерна
2500
2000
1500
1000
500
0
0
2
4
6
8
10
Время модифицирования
Cr, Zr, Li и Si (в больших количествах) ослабляют действие AlTi5B1
Mg, Cu, Zn, Fe и Si (в малых количествах) усиливают действие AlTi5B1
Микроструктура лигатуры AlTi5B1
Структурная
составляющая
TiAl3
TiAl3
TiB2
TiB2
Агломераты,
включения
Размер, мкм
Количество
50 – 100
> 100
2–3
>3
> 100
> 90-95%
< 5-10%
> 90-95%
< 5-10%
<5
Микроструктура лигатуры AlTi5B1
пруток 9,5 мм
в продольном сечении
Пористость деформационного
происхождения
Микроструктура лигатуры AlTi5B1
пруток 9,5 мм
в продольном сечении
скопления частиц TiAl3 + TiB2 и
деформационная пористость в α-Al
Микроструктура лигатуры AlTi5B1
< пруток 9,5 мм
в продольном сечении
Агломераты частиц
диборида титана TiB2
Анализ дефектов микроструктуры в лигатуре AlTi5B1
А99 + 30% AlTi5B1 при 800°С, 10 мин, охлаждение в тигле - 15 К/мин
Верхняя
часть слитка
Донная
часть слитка
Анализ дефектов микроструктуры в лигатуре AlTi5B1
Идентификация дефектов микроструктуры
AlTi5B1
Неметаллические включения
оксидов и фторидов
З а к л ю ч е н и е:
1. Не все скопления интерметаллидных фаз TiAl3 и TiB2 в
лигатуре AlTi5B1 являются устойчивыми агломератами,
которые могут наследоваться слитком после
модифицирования и кристаллизации.
2. Деформационные разрывы (пористость), образующиеся при
горячей прокатке лигатурной катанки AlTi5B1 с большим
обжатием не следует относить к дефектам, поскольку они не
наследуются структурой слитка и не приводят к
образованию новых дефектов.
3. Для достоверного выявления устойчивых агломератов
интерметаллидных частиц и неметаллических включений
рекомендуется проводить дополнительный
микроструктурный анализ медленно охлаждённого образца
сплава после модифицирования лигатурой в количестве 3050%.
Спасибо за внимание!
ООО «ОК СТРОЙБИС», Москва