Розробка ресурсозберігаючих технологій виробництва литва з магнієвих сплавів з використанням відходів металургійних підприємств
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.260190Ключові слова:
магнієвий сплав, розплав сольового хлоратора, флюс, модифікування, графітовий порошок, мікроструктураАнотація
На основі дослідження хімічного складу та аналізу фізико-хімічних властивостей відходів низки металургійних підприємств Запорізького регіону встановлено можливість використання відходів в якості шихтових матеріалів для виробництва сплавів на основі магнію.
Вивчено можливість використання твердого розплаву сольового хлоратора (РСХ) ЗТМК як флюса при виплавці магнієвого сплаву замість флюсу ВІ-2 та досліджено його вплив на структуру та механічні властивості литва. Показано технологічну можливість застосування даних хлоридних відходів при виплавці сплаву МЛ5. Встановлено, що застосування РСХ в якості флюсу при виплавці магнієвого сплаву сприяє подрібненню структури та покращенню механічних властивостей металу дослідних плавок.
Досліджено можливість модифікування ливарного магнієвого сплаву графітовим порошком (ПГ), що є відходом АТ «Укрграфіт». Показано, що оптимальна присадка ПГ у кількості 0,05…0,3 % сприяє подрібненню зерна металу та підвищенню його характеристик міцності внаслідок додаткового зміцнення як твердого розчину, так і евтектоїду. Встановлено, що вуглець змінює параметри евтектичного перетворення, внаслідок чого зі збільшенням його концентрації у сплаві кількість евтектоїду типу δ+γ (Mg4Al3) помітно зменшується.
Опробування запропонованих відходів для виплавки сплаву МЛ5 показало, що не потрібно жодних змін в технології проведення плавки, а екологічна безпека розробленого техпроцесу відповідає встановленим нормам,а також поліпшено їх якість та підвищено межу міцності на 25 %, а пластичність – на 30 %.
При цьому, використання відходів при виплавці магнієвих сплавів дозволяє знизити витрати при його виробництві, поліпшити екологію за рахунок того, що відходи не утилізуються на полігонах, а повторно використовуються у металургійних виробництвах
Посилання
- Velikiy, V. I., Yares’ko, K. I., Shalomeev, V. A., Tsivirko, E. I., Vnukov, Y. N. (2014). Prospective Magnesium Alloys with Elevated Level of Properties for the Aircraft Engine Industry. Metal Science and Heat Treatment, 55 (9-10), 492–498. doi: http://doi.org/10.1007/s11041-014-9660-x
- Wang, H., Yu, Z., Zhang, L., Liu, C., Zha, M., Wang, C., Jiang, Q. (2015). Achieving high strength and high ductility in magnesium alloy using hard-plate rolling (HPR) process. Scientific Reports, 5 (1). doi: http://doi.org/10.1038/srep17100
- Mahmoud, M. G., Samuel, A. M., Doty, H. W., Valtierra, S., Samuel, F. H. (2017). Effect of Rare Earth Metals, Sr, and Ti Addition on the Microstructural Characterization of A413.1 Alloy. Advances in Materials Science and Engineering, 2017. doi: http://doi.org/10.1155/2017/4712946
- Shalomeev, V. A., Tsivirko, E. I., Vnukov Yur., N., Morozov, D. A. (2013). New magnesium alloy with promote properties for automobile construction. Metallurgical and Mining Industry, 2013 (3), 54–60. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/11-.pdf
- Wen, K., Liu, K., Wang, Z., Li, S., Du, W. (2015). Effect of microstructure evolution on mechanical property of extruded Mg–12Gd–2Er–1Zn–0.6Zr alloys. Journal of Magnesium and Alloys, 3 (1), 23–28. doi: http://doi.org/10.1016/j.jma.2014.12.003
- Cao, H., Huang, M., Wang, C., Long, S., Zha, J., You, G. (2019). Research status and prospects of melt refining and purification technology of magnesium alloys. Journal of Magnesium and Alloys, 7 (3), 370–380. doi: http://doi.org/10.1016/j.jma.2019.07.002
- Cizek, L., Rusz, S., Hilser, O., Śliwa, R., Kuc, D., Tański, T., Tkocz, M. (2017). Microstructure and Properties of Selected Magnesium-Aluminum Alloys Prepared for SPD Processing Technology. Archives of Metallurgy and Materials, 62 (4), 2365–2370. doi: http://doi.org/10.1515/amm-2017-0348
- Li, Y., Wei, Y., Hou, L., Guo, C., Han, P. (2014). Effect of erbium on microstructures and properties of Mg-Al intermetallic. Journal of Rare Earths, 32 (11), 1064–1072. doi: http://doi.org/10.1016/s1002-0721(14)60184-8
- Chen, F. (2017). Effect of Graphene on Micro-Structure and Properties of MAO Coating Prepared on Mg-Li Alloy. International Journal of Electrochemical Science, 12, 6081–6091. doi: http://doi.org/10.20964/2017.07.59
- Zhou, W., Long, T. Z., Mark, C. K. (2007). Hot cracking in tungsten inert gas welding of magnesium alloy AZ91D. Materials Science and Technology, 23 (11), 1294–1299. doi: http://doi.org/10.1179/174328407x213026
- Wang, J., Wu, Z., Gao, S., Lu, R., Qin, D., Yang, W., Pan, F. (2015). Optimization of mechanical and damping properties of Mg–0.6Zr alloy by different extrusion processing. Journal of Magnesium and Alloys, 3 (1), 79–85. doi: http://doi.org/10.1016/j.jma.2015.02.001
- Yoshimoto, S., Yamasaki, M., Kawamura, Y. (2006). Microstructure and Mechanical Properties of Extruded Mg-Zn-Y Alloys with 14H Long Period Ordered Structure. Materials Transactions, 47 (4), 959–965. doi: http://doi.org/10.2320/matertrans.47.959
- Guliaev, B. B. (1990). Reshennye i nereshennye zadachi teorii liteinykh protcessov. Liteinoe proizvodstvo, 9, 2–3.
- Tekumalla, S., Seetharaman, S., Almajid, A., Gupta, M. (2014). Mechanical Properties of Magnesium-Rare Earth Alloy Systems: A Review. Metals, 5 (1), 1–39. doi: http://doi.org/10.3390/met5010001
- Altman, M. B., Lebedev, A. A., Chukhrov, M. V. (1969). Plavka i lite legkikh splavov. Moscow: Metallurgiia, 680.
- Bokang, W., Hantong, L. (2001). Composition and structure of oxide layer on magnesium alloy castings. Special Casting and Nonferrous Alloys, 6, 11–12.
- Shalomeev, V., Tsivirco, E., Vnukov, Y., Osadchaya, Y., Makovskyi, S. (2016). Development of new casting magnesium-based alloys with increased mechanical properties. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (1 (82)), 4–10. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.73384
- Belikov, S., Shalomeev, V., Tsivirko, E., Aikin, N., Sheyko, S. (2017). Microalloyed magnesium alloys with high complex of properties. Materials Science and Technology Conference and Exhibition 2017. MS and T 2017, 1, 84–91. doi: http://doi.org/10.7449/2017/mst_2017_84_91
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Vadim Shalomeev, Viktor Greshta, Olga Liutova, Svitlana Bovkun
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
