EFFECT OF MODIFYING ADDITIVES OF DYSPROSIUM TITANATE ON THE STRUCTURE OF SILUMIN AK12
Authors: Шарипзянова Г.Х. , Еремеева Ж.В. , Турлуев Р.А.-В. , Гусева Е.А. , Карлина Ю.И. 
Published: September 2024

В настоящее время силумины, являющиеся алюминиевыми сплавами, наиболее широко используются в машиностроении, строительных конструкциях и других отраслях промышленности. Применение силуминов часто ограничено из-за наличия в них крупнокристаллических структур, таких как дендриты α-Al, игольчатые кристаллы эвтектического Si и интерметаллидных фаз. Проведен значительный объем работ по изучению влияния различных добавок и их взаимосвязи с микроструктурой и механическими свойствами в Fe-содержащих интерметаллидных фазах (Al–Si–Fe и Al–Si–Fe–Mn). Однако исследование влияния различных добавок на морфологию Fe-содержащих фаз в промышленных Al–Si сплавах остается актуальным. Исследовано влияние малых добавок титаната диспрозия (0,01; 0,05; 0,1; 0,5 масс. %) на морфологию и локализацию Fe-содержащих интерметаллидных фаз. Введение 0,01 масс. % титаната диспрозия приводит к переходу β-фазы, имеющей игольчатую форму, в α-фазу в форме более компактных блоков и полиэдрических кристаллов, с уменьшением размеров α-фазы более чем в 2 раза. При введении 0,05; 0,1 и 0,5 масс. % титаната диспрозия модификация α- и β-фаз сохраняется, а размер фаз уменьшается в среднем в 1,5 раза. После введения титаната диспрозия во всех модифицированных сплавах частицы θ-Al2Cu растворяются, а Cu концентрируется/локализуется в Fe-содержащих интерметаллидных фазах. Повышение предела прочности в сплавах АК12 после введения 0,05–0,5 масс. % титаната диспрозия обусловлено уменьшением размеров α- и β-фаз. Изменение модификации Fe-содержащих интерметаллидных фаз с β-фазы на α-фазу при введении 0,1 масс. % титаната диспрозия приводит к снижению предела прочности и относительного удлинения. Оптимальна добавка вольфрама в количестве 0,1 масс. %, так как приводит к оптимальному соотношению между структурой и механическими свойствами. Предел прочности и относительное удлинение увеличиваются в среднем на 23%.

Currently silumins, which are aluminum alloys, are most widely used in mechanical engineering, building structures and other industries. The use of silumins is often limited due to the presence of large-crystalline structures in them, such as α-Al dendrites, needle crystals of eutectic Si and intermetallic phases. A significant amount of work has been carried out to study the effect of various additives and their relationship with the microstructure and mechanical properties in Fe-containing intermetallic phases (Al–Si–Fe and Al–Si–Fe–Mn). However, studies of the effect of various additives on the morphology of Fe-containing phases in industrial Al–Si alloys remain relevant. The effect of small additives of dysprosium titanate (0.01, 0.05, 0.1, 0.5 wt. %) on morphology and localization of Fe-containing intermetallic phases. Introduction 0.01 wt. % of dysprosium titanate leads to the transition of the needle-shaped β-phase into the α-phase in the form of more compact blocks and polyhedral crystals, with a decrease in the size of the α-phase by more than 2 times. With the introduction of 0.05, 0.1 and 0.5 wt. % dysprosium titanate modification of α- and β-phases is preserved, and the size of the phases decreases by an average of 1.5 times. After the introduction of dysprosium titanate in all modified alloys, θ-Al2Cu particles are dissolved, and Cu is concentrated/localized in Fe-containing intermetallic phases. Increasing the tensile strength in AK12 alloys after the introduction of 0.05–05 wt. % of dysprosium titanate is caused by a decrease in the size of α- and β-phases. Modification of Fe-containing intermetallic phases from the β-phase to the α-phase with the introduction of 0.1 wt. % of dysprosium titanate leads to a decrease in tensile strength and elongation. The optimum is the addition of tungsten in the amount of 0.1 wt. %, as it leads to an optimal ratio between the structure and mechanical properties. Tensile strength and elongation increase by an average of 23%.