Модифицирование алюминиевыми гранулами алюминиевых деформируемых сплавов при литье слитков

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

УДК 669.715

Г. Г. Крушенко

Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск

МОДИФИЦИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫМИ ГРАНУЛАМИ АЛЮМИНИЕВЫХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ СПЛАВОВ ПРИ ЛИТЬЕ СЛИТКОВ

Описаны результаты применения алюминиевых гранул в качестве модификаторов алюминиевых деформируемых сплавов при литье слитков.

Алюминиевые деформируемые сплавы широко применяются при производстве летательных аппаратов [1] вследствие того, что изготовляемые из них различные компоненты аэрокосмической техники обладают целым комплексом положительных свойств по сравнению с другими сплавами.

С целью измельчения структуры слитков, отливаемых полунепрерывным способом из алюминиевых деформируемых сплавов, и, как результат, повышения уровня механических свойств, получаемой из них прессованной продукции, на стадии приготовления сплавов в них вводят модификаторы - вещества, выполняющие функции дополнительных центров кристаллизации.

В настоящее время в качестве модификаторов применяют, например, титан, который вводят в миксер либо в виде титановой губки, либо в виде чушковой лигатуры алюминий-титан, что требует длительного времени для их растворения.

Альтернативным способом модифицирования является введение в струю металла при заливке в кристаллизатор прутковых лигатур, содержащих титан, бор и другие элементы-модификаторы.

Несмотря на получаемый положительный эффект от модифицирования обоими способами, все-таки в расплавы вводятся чужеродные примеси.

Применяются и другие виды модификаторов, например, в виде флюсов - смеси различных солей и других компонентов. Однако они взаимодействуют с футеровкой, что приводит к ее разрушению.

Нами разработан способ, исключающий отрицательные эффекты приведенных выше способов модифицирования. Этот способ заключается в применении для измельчения структуры алюминиевого сплава модифицирующей добавки одинакового с ним состава.

Работа поставлена при литье полунепрерывным способом слитков 0 120 мм из алюминиевого деформируемого сплава Д1 (3,8...4,8 % Си; 0,4...0,8 % М§; 0,4...0,8 % Мп; сумма примесей < 0,1 %; остальное - А1). Сплав Д1 относится к системе А1-Си-М§-Мп . Он упрочняется термической обработкой. Сплав хорошо обрабатывается в холодном и горячем состояниях. Температурный интервал горячей деформации 310....470 °С. Прессованные профили имеют пониженную кор-

розионную стойкость. Сплав хорошо сваривается точечной сваркой. Профили из сплава Д1 могут проставляться в закаленном и естественно состаренном, а также отожженном состояниях.

Алюминиевые деформируемые сплавы выпускаются для получения заготовок в производстве изделий авиационной и космической техники, а также автомобилестроении, судостроении, строительном комплексе и других отраслях промышленности. В частности, они применяются в силовых конструкциях летательных аппаратов, а также как обшивка самолетов.

В качестве модифицирующей добавки применяли гранулы из этого же сплава размером 1,5...3,0 мм, получаемые центробежным способом [2], которые вводили в расплав либо в «чистом» виде, либо в виде отпрессованных из них прутков.

Метод гранулирования, обеспечивающий высокие скорости охлаждения при кристаллизации (103...105 °С/с), позволяет резко диспергировать все структурные составляющие (эвтектические и первичные интерметаллиды, а также непосредственно твердый раствор); образовывать аномально пересыщенные твердые растворы ряда переходных металлов в алюминии. Измельченные интер-металлиды (в частности, в сплаве Д1 - CuAl2) и служат дополнительными центрами кристаллизации. В результате измельчения структуры повышаются эксплуатационные характеристики изделий [3].

Результаты испытаний механических свойств образцов, вырезанных из слитков, показали (см. таблицу), что в случае применения гранул в качестве модифицирующих добавок при их введении как в исходном состоянии, так и в виде прутка, обеспечивают получение более высоких прочностных характеристик. Более высокий прирост свойств при введении в расплав гранул в виде прутков можно объяснить не только повышенным дополнительным модифицирующим, но также и упрочняющим эффектом, связанным с раздроблением при прессовании на мелкодисперсные частицы оксидной пленки Al2O3 на гранулах.

Библиографический список

1. Heinz, A. Recent development in aluminium alloys for aerospace applications Materials Science and

Решетневские чтения

Engineering / A. Heinz, A. Haszler, C. Keidel at al. Vol. 280. Issue 1. 15 March, 2000. P. 102-107.

2. Добаткин, В. И. Гранулированные алюминиевые сплавы / В. И. Добаткин, В. И. Елагин. М. : Металлургия, 1981.

3. Magnusen, P. E. Analysis and prediction of microstructural effects on long-term fatigue performance of an aluminum aerospace alloy / P. E. Magnusen, R. J. Bucci, A. J. Hinkle at al. // International Journal of Fatigue. Vol. 19. Issue 93. June. 1997. P. 275-283.

Механические свойства прутков 0 16 мм, отпрессованных из слитка 0 120 мм, отлитого полунепрерывным способом из сплава Д1, в зависимости от состояния вводимых в него гранул из сплава Д1

Технология литья слитков заводская Временное сопротивление, ств Предел текучести, ст0,2 Относительное удлинение, 5 Плотность, g

величина

Заводская 420 280 13,7 2,804/-

Введение гранул в «чистом» виде 450/7,1 320/14,3 13,0/- 2,798/-

Введение прутка, отпрессованного из гранул 465/10,1 335/19,6 13,8/- 2,805/-

G. G. Krushenko

Institute Computational Modeling Russian Аcademy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk

THE REFINEMENT OF ALUMINUM WROUGHT ALLOYS BY ALUMINUM GRANULES DURING THE INGOTS CASTING

The results of using aluminum granules as the modifiers of aluminum wrought alloys during semi-continuous ingots casting are shown in the work.

© KpymeHKO r. r., 2009

УДК 669.056.9

А. А. Кульков, Л. В. Ручкин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УСТРОЙСТВА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Рассматривается несколько подходов к обнаружению объекта в видеопотоке. Проведен сравнительный анализ методов обнаружения и выбор оптимального оборудования.

Актуальность темы исследования заключается в том, что предложенные в работе методы исследования объектов при помощи интеллектуальной системы дистанционного управления позволяют решить вопрос о наблюдении за объектом в условиях малой освещенности, а также повысить эффективность выполняемых работ по операциям: слежения за процессом, принятия самостоятельных решений системы и движения за объектом наблюдения. Осуществление поставленных задач реализуется путем автономного автоматического выполнения команд, переданных системе управления посредством анализа полученных видеоданных.

В разрабатываемом проекте дистанционного управления были рассмотрены и сравнены методы обработки последовательности кадров потока видеоинформации, позволяющие отслеживать перемещение подвижных объектов в реальном времени на полутоновых и цветных изображениях.

Расчет местоположения на цветных изображениях осуществляется путем задания диапазона сравнения и перебора всех пикселей изображения. Данный метод дает хорошее качество процесса слежения, но при слежении за объектом, имеющим отражательную поверхность, объект может быть потерян.