Предложить теоретически обоснованные мероприятия, направленные на предупреждение взаимодействия сплава с кислородом в процессе его приготовления и заливки

Плавка в вакууме (отсутствие кислорода).

Плавка в среде нейтральных или защитных газов.

Исключается процесс окисления, нейтральные газы (Ar и N) создают над поверхность расплава нейтральную среду (атмосферу предупреждающую окисление).

Также можно использовать защитные газы они образуют на поверхности расплава плотную плёнку. Используются: смесь аргона с фреоном, углекислый газ, сернистый газ (SO₂), элегаз (SF₆).

3) Плавка под слоем флюса.

Исключается взаимодействие расплава с атмосферой. К флюсу должны предъявляться следующие требования:

А) Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавки металла приблизительно на 100-200⁰С (т.к. он должен находиться в жидком состоянии чтобы равномерно покрывать всю поверхность расплава)

Б) Флюс должен создавать герметичный защитный слой на поверхности металла.

В) Флюс не должен вступать в химическое взаимодействие с расплавом.

Г) Флюс не должен взаимодействовать с материалом тигля и футеровкой печи.

Д) Флюс не должен быть летучим при температуре плавки

Е) Флюс должен иметь в расплавленном состоянии высокую вязкость, позволяющую легко удалять его с поверхности расплава.

Ж) Флюс не должен быть гигроскопичным, для того чтобы он не вносил влагу в расплав.

Защитное легирование.

Применяется в том случае, если не образуется окисная плёнка на поверхности расплава. То в расплав вводят элемент имеющий большее сродство к кислороду и образующий защитную оксидную плёнку.

В результате происходит выборочное окисление расплава и на поверхности образуется защитная плёнка на основе легирующего элемента.

Предложить теоретически обоснованный метод рафинирования (при необходимости раскисления) сплава перед заливкой

Поскольку при адсорбции водород с Al2O3 образует комплекс, все методы рафинирования направлены на удаления из расплава одновременно и водорода и Al₂O₃.

Эффективная очистка сплава от водорода приводит к очистке его и от окисных плен, и наоборот.

Анализ процессов формирования кристаллического строения отливки

Дать описание структуры сплава отливки в литом и термообработанном состоянии

Структура состоит из твердого раствора кремния в алюминии и эвтектики. Благодаря большому количеству эвтектики силумины отличаются высокими литейными свойствами, а отливки - большой плотностью и герметичностью.

Отличительной особенностью структуры силуминов является игольчатое строение эвтектики у немодифицированных сплавов. Обладая высокой хрупкостью, кремний игольчатой формы способствует зарождению и распространению трещин, из-за чего прочностные свойства сплавов с такой структурой низкие.

Описать возможные изменения структуры сплава вследствие развития внутрикристаллической ликвации

Ликвация – неравномерное распределение одного или нескольких компонентов среди других компонентов сплава, вызванное медленно протекающим процессом выравнивающей диффузии. Внутри- кристаллическая ликвация (ВКЛ) возникает только при кристаллизации сплава в интервале температур с образованием твердого раствора.

При возможном развитии внутрикристаллической ликвации будет наблюдаться неравномерное распределение легирующих элементов по сечению растущего кристалла, оно будет изменяться от минимума у центра кристалла до максимума на его границе.

Сплав АЛ11имеет интервал кристаллизации 92С^о. Следовательно вероятность образования внутрикристаллической ликвации в этом сплаве довольно высока.

При возможном развитии внутрикристаллической ликвации будет наблюдаться неравномерное распределение легирующих элементов по сечению растущего кристалла, оно будет изменяться от минимума у центра кристалла до максимума на его границе. Таким образом, в данном сплаве по границам зерна основного металла (алюминий) возможно выделение фаз кремния и цинка.

Используя справочные материалы определить гарантируемые значения основных механических свойств отливки в литом состоянии и после термической обработки по стандартным режимам. Объяснить влияние термической обработки на структуру и механические свойства сплава

Сплавы с высоким содержанием Zn (свыше 3%) систем Al-Si-Zn (АЛ11) имеют повышенную плотность и пониженную коррозионную стойкость, но обладают хорошими литейными свойствами и могут применяться без термической обработки.

Т2 - отжиг

Механические свойства алюминиевых сплавов

П- в песчаную форму, О- в оболочковою форму, В- по выплавляемы моделям