Институт механики сплошных сред УрО РАН, г. Пермь

С. Ю. Хрипченко, вед. науч. сотр., e-mail: sk@icmm.ru
В. М. Долгих, ст. науч. сотр.

С. А. Денисов, ст. науч. сотр.
И. В. Колесниченко, науч. сотр.

Л. В. Никулин, ст. науч. сотр.

Было проведено исследование магнитогидродинамического воздействия (МГД-воздействия) на структуру и свойства слитков из алюминиевого сплава. Для этого были рассмотрены вопросы выявления макроструктуры, определения протяженности различных кристаллических зон, измерения твердости и числа зерен на контрольной площадке в центре слитка, а также оценка неравномерности распределения легирующих элементов по высоте и радиусу слитков. Методика МГД-обработки расплава включала воздействие вращающимся и бегущим магнитными полями по отдельности, а также их совместное влияние. Расчетным путем получены скоростные и кинетические характеристики потоков, возбуждаемых магнитными полями. По данным экспериментов построены графические зависимости протяженности зон, числа зерен в них и твердости от способа наложения переменных магнитных полей и от тока возбуждения на индукторах. Наилучший режим: совместное воздействие вращающегося и бегущего магнитных полей. При смене направления потоков расплава на обратное происходило перераспределение компонентов сплава по высоте и радиусу слитков. Установлен факт измельчения зерна и формирования недендритной структуры, что повышает технологичность сплавов в литейном производстве и улучшает деформируемость слитков при прессовании полуфабрикатов. Новая технология управления зеренным строением слитков применима для подготовки сплавов к пластической деформации, а также для изготовления литых деталей.

1. Цаплин А. И. Теплофизика внешних воздействий при кристаллизации слитков на машинах непрерывного литья. — Екатеринбург : Институт машиноведения УрО РАН, 1995. — 238 с.
2. Хрипченко С. Ю. Электровихревые течения в каналах МГД-устройств. — Екатеринбург : ИМСС УрО РАН, 2009. —261 с.
3. Самойлович Ю. А. Кристаллизация слитка в электромагнитном поле. — М. : Металлургия, 1986. — 169 с.
4. Ueno K., Hoyo H., Ishii H., Shimasaki S-i., Taniguchi S. Numerical Study of Temperature Development of Slurry of Al – Si-Alloy in Double-Axis-Elektromagnetic Stirrer // J. Iron and Steel Research. 2012. Vol. 19. Suppl. 1-1. P. 269–272.
5. Kao A., Perincleuos K. Investigating Magnetic Field Orientation as an Operational Parameter in Termoelectric MHD Solidification // Ibid. P. 260–264.
6. Khripchenko S., Dolgich V., Denisov S., Kolesnichenko I., Nikulin L. Solidification of Cylindrical Aluminium Ingots With MHD-Stirring // Ibid. P. 377–380.
7. Баландин Г. Ф. Формирование кристаллического строения отливок. — М. : Машиностроение, 1976. — 272 с.
8. Борисов В. Г. Управление структурой слитков из алюминиевых сплавов в процессе непрерывного литья с МГД-перемешиванием затвердевающего расплава // Цветные металлы. 2001. № 9/10. С. 93–95.
9. Пат. 111856 РФ. Анод-протектор / Зеленецкий Т. А., Иванов Н. К., Петров Н. Г., Кечин А. В., Петриченко И. В. ; заявл. 24.08.2011 ; опубл. 27.12.2011.
10. ГОСТ 26251–84. Протекторы для защиты от коррозии. Технические условия. — Введ. 1986-01-01. — М. : Изд-во стан дартов, 1987.