ОАО «Композит», Королев, Россия:

В. Н. Мироненко, главный специалист, эл. почта: info@kompozit-mv.ru
В. В. Васенев, начальник сектора

ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет», Санкт-Петербург, Россия:
С. Ю. Петрович, зав. лабораторией

ФГУП «Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. Пилюгина», Москва, Россия:
И. В. Мышляев, нач. лаборатории

В работе принимали участие Ж. А. Карпова (ОАО «Композит»), С. А. Падерин (ФГАОУ ВО СПбПУ).

Изучены структура и свойства компактных заготовок (брикетов) и прутков из порошковых заэвтектических силуминов САС-1, полученных из порошка с размером частиц от 20 до 315 мкм. Брикеты и прутки характеризуются высокой степенью неоднородности структуры, изменяющейся по мере термомеханического воздействия при дегазации, компактировании и прессовании. Уменьшение размера частиц исходного порошка с 315 до 20 мкм измельчает основные фазы: первичный кремний, эвтектику α(Al) – Si и триалюминид никеля. Основной особенностью структуры заготовок и прутков являются самоорганизующиеся зоны α(Al)-фазы, относительно свободные от Si и Ni. Деформация развивается по относительно пластичной α-фазе, что характерно для многофазных сплавов с различающимися свойствами фаз. Морфология зон определяется степенью деформации. В брикетах зоны имеют вид близких к сферическим участков, в прутках — вытянуты в направлении деформации. В сплаве САС-1-400 объем зон больше. В прутках кристаллы кремния вне зон измельчены по сравнению с брикетом и более однородно распределены в -фазе. Термический коэффициент линейного расширения (ТКЛР) сплавов, полученных из порошка с размером частиц в диапазоне 0,1–315 мкм, зависит от фактического химического состава и температуры, аддитивно складывается из ТКЛР фаз, входящих в состав материала, и мало зависит от структуры и морфологии фаз. ТКЛР брикетов и прутков сплавов из частиц с размерами в исследованном диапазоне близок и снижается на 15–16 % в результате механической активации порошка. Плотность брикетов и прутков зависит только от состава и близка к расчетной. Физико-механические свойства брикетов и прутков хорошо коррелируют со структурой. Увеличение размера частиц порошка снижает комплекс механических свойств, а пластическая деформация — твердость брикетов и полуфабрикатов. Дисперсная структура сплава САС-1-50 определяет его преимущество перед сплавом САС-1-400 по прочности. Более низкая твердость сплава САС-1-400 обусловливает повышение технологичности при обработке резанием. Механическая активация, повышая твердость, существенно затрудняет обработку резанием. Применительно к конкретному использованию сплав САС-1-50 предпочтителен с точки зрения однородности структуры и механических свойств. Сплав САС-1-400 технологичнее при обработке резанием.

1. Промышленные деформируемые, спеченные и литейные алюминиевые сплавы / под ред. Ф. И. Квасова, И. Н. Фридляндера. — М. : Металлургия,1972. — 552 с.
2. Bövük U. Physical and Mechanical Properties of Al – Si – Ni Eutectic Alloy // Met. Mater. Int. 2012. Vol. 18, No. 6. P. 419–423.
3. Callister W. D. Materials Science and engineering: an introduction / 9th ed. — John Wiley and Sons, Inc., 2015. — 975 p.
4. Razumovskii V. I., Vekilov Y. K. a. u. Effect of Alloying Elements and Impurities on Interface Properties in Aluminum Alloys // Physics of the Solid State. 2011. Vol. 53. No. 11. P. 2189–2193.
5. Элиот Р. Управление эвтектической кристаллизацией. — М. : Металлургия, 1987. — 352 с.
6. Vasenev V. V., Mironenko V. N., Butrim V. N. Strain agehardening of powder aluminum-silicon composites // Advances in Powder Metallurgy & Particulate Materials. Proceedings of the 2013 International Conference on Powder Metallurgy & Particulate Materials sponsored by the Metal Powder Industries Federation, Chicago. — 2013, No. 7. P. 156–166.
7. Шморгун В. Г., Трыков Ю. П., Богданов А. И. и др. Влияние термической обработки на структуру и свойства участков оплавленного металла в слоистом композите системы Ni – Al // Известия ВолГТУ. 2013. № 6 (109). С. 24–28.
8. Мироненко В. Н., Бутрим В. Н., Пономарев Ю. И., Шульга А. И. Совершенствование металлургии гранул алюминия // Цветные металлы. 1991. № 10. С. 49–51.
9. Хенкин М. Л., Локшин И. Х. Размерная стабильность металлов и сплавов в точном машиностроении и приборостроении. — М. : Машиностроение, 1980. — 254 с.
10. Арефьев В. П., Исаев В. И. и др. Применение новых высококремниевых сплавов на алюминиевой основе в гироприборах ракетно-космической техники // Гироскопия и навигация. 2002. № 4. С. 23–28.
11. Физические величины : справочник / Ф. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др. ; под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М. : Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
12. Болдырев В. В. Экспериментальные методы в механо-химии твердых неорганических веществ. — Новосибирск : Наука, 1983. — 65 с.
13. Мироненко В. Н., Васенев В. В., Бутрим В. Н., Осинцев О. Е. Неоднородность деформированного сплава САС-1-50 // Сб. докладов конференции «Развитие фундаментальных основ материаловедения легких сплавов» : научное электронное издание. — М. : ВИАМ, 2013. — 73 с.
14. Перцовский И. З., Брун М. Я. и др. Исследование полосчатости α-фазы в структуре штамповок из (α + β)-титановых сплавов // Технология легких сплавов. 1985. № 1. С. 13–17.
15. Гольдштейн Р. В., Овсянников Б. М., Суворова В. Н. и др. Температурная зависимость трещиностойкости стали 15ХСНД и некоторые особенности ее разрушения. Сообщение 2 // Проблемы прочности. 1985. № 8. С. 42–48.
16. Колпашников А. И., Ефремов А. В. Гранулированные материалы. — М. : Металлургия, 1977. — 240 с.