САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩИЙСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СИНТЕЗ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ЛИГАТУРЫ Al-5%Ti-1%B К.А. Данилин, А.Р. Луц СамГТУ, Самара, Россия SELF-PROPOGATING HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS OF Al-5%Ti-1%B MASTER ALLOY K.A. Danilin, A.R. Luts SSTU, Samara, Russia Сплавы на алюминиевой основе нашли применение в космической, авиационной и многих гражданских отраслях промышленности и на сегодняшний день занимают второе место в мире по объемам производства. Однако вопрос о повышении механических и эксплутационных свойств алюминиевых сплавов остается актуальным. Среди множества предложенных способов решения данного вопроса, наиболее доступным и эффективным является процесс модифицирования. Особо широкое применение получила модифицирующая лигатура Al-TiB благодаря своей высокой эффективности и относительно небольшой стоимости. На сегодняшний день существует три основных традиционных способа получения лигатуры: сплавление чистых компонентов, алюмотермическое восстановление модифицирующего металла из его солей или оксидов и электролизное восстановление. В последние годы в СамГТУ активно развивается новое направление по получению модифицирующей лигатуры Al-5%Ti-1%B с применением технологии, основанной на сочетании традиционной практики литья и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) – нового способа получения тугоплавких соединений, открытого в 1967 г. академиком А.Г.Мержановым. Принцип получения СВС-лигатуры заключается в экзотермическом взаимодействии компонентов исходной шихты с расплавом алюминия, протекающее в специально организованном режиме объемного горения [1]. Исходная шихта представляет собой стехиометрическую смесь реагентов – порошков металлов с неметаллами, в данном случае – чистых порошков титана и бора. Взаимодействие реагентов начинается после локального инициирования реакции в небольшом слое шихты за счет тепла расплава алюминия, а далее экзотермическая реакция распространяется по всему объёму расплава. В результате за короткий временной промежуток 15-20 мин. синтезируются интерметаллидная фаза TiAl3 и керамическая TiB2. Проведенные исследования показали оптимальную начальную температуру расплава для получения данной модифицирующей лигатуры - 900°С. Значительный положительный эффект оказывает и применение флюсов, например, отечественного криолита, наличие которого позволяет одновременно повысить качество лигатуры и удалить инородные включения. Метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в расплаве имеет ряд неоспоримых преимуществ, среди которых можно выделить следующие: - короткий цикл синтеза (15-20 мин. по сравнению с 1,5-2 ч. в традиционных технологиях); - пониженная температура синтеза (900°С по сравнению с температурами от 1000°С в традиционных технологиях); - снижение энергозатрат: уменьшение времени и температуры синтеза в совокупности позволяет значительно понизить себестоимость производства в целом; - мелкокристаллическая структура: частицы интерметаллидной фазы TiAl3 имеют исключительно блочную структуру размером не более 10 мкм, а частицы керамической фазы TiB2 - не более 1-2 мкм, что, по мнению авторитетных экспертов в данной области, является оптимальной структурой [2]; - многовариантность исходной шихты: экспериментальные исследования проводились с использованием 5 марок порошка титана различной дисперсности (ПТОМ, ПТМ, ПТС, ПТХ-6, ТПП-7) и 2 марок порошка бора различной степени чистоты (Б-92, Б-99) - на всех составах получены удовлетворительные результаты; - значительное уменьшение количества образующихся газообразных фторсодержащих соединений, небезопасных для здоровья человека: в предложенной технологии исключено использование покровных флюсов, а количество вводимых в расплав не превышает 0,1% от массы расплава; - повышение эффективности использования сырья: потери на угар в исходных солях (например, K2TiF6 или KBF4), применяемых в традиционных технологиях достигают 40% [3], использование же чистых порошков в составе шихты, вводимой непосредственно в расплав, исключает потери подобного рода. Таким образом, введение новых подходов с точки зрения синергетики к проблемам синтеза алюминиевых сплавов позволило найти новые решения в вопросах получения известных сплавов из прежних компонентов, но уже на принципиально новых условиях и значительно повысив качественный уровень конечной продукции. Список литературы: 1. Луц, А.Р. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез алюминиевых сплавов Текст/А.Р. Луц, А.Г. Макаренко// М.: Машиностроение.-2008.-175 с.: ил. – 100 экз. ISBN 978-5-94275-377-1. 2. Напалков, В.И. Легирование и модифицирование алюминия и магния Текст/В.И. Напалков, С.В. Махов // М.: МИСИС.- 2002.- с.375.- Библ.:367375.- 1000 экз. ISBN 5-87623-100-2. 3. Строганов, Г.Б. Высокопрочные литейные Al-сплавы Текст /Г.Б. Строганов и др. - М.: Металлургия. 1985.- с.216.-Библиогр.: с.215-216. Резюме В статье приводятся информация о разработанной в СамГТУ принципиально новой технологии получения алюминиевых сплавов на примере модифицирующей лигатуры Al-5%Ti-1%B. Summary The article includes information about a new technology of manufacturing aluminum alloys, such as Al-5%Ti-1%B master alloy.