blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2025-6-594-597blackmet-2995Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMATERIAL SCIENCEСтруктура и свойства сплавов специального назначения после отжигаStructure and properties of special-purpose alloys after annealinghttps://orcid.org/0000-0001-8010-9134ПоповаМ. В.PopovaM. V.

Марина Владимировна Попова, д.т.н., доцент, профессор кафед­ры «Обработка металлов давлением и материаловедение. ЕВРАЗ ЗСМК»

Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Marina V. Popova, Dr. Sci. (Eng.), Assist. Prof., Prof. of the Chair of Metal Forming and Materials Science. EVRAZ ZSMK

42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation

 

m.popova@sibsiu.ruПолунинА. М.PoluninA. M.

Александр Михайлович Полунин, аспирант кафедры «Обработка металлов давлением и материаловедение. ЕВРАЗ ЗСМК»

Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Aleksandr M. Polunin, Postgraduate of the Chair of Metal Forming and Materials Science. EVRAZ ZSMK

42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation

alekcandr2025@mail.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation202508012026686594597Copyright © Попова М.В., Полунин А.М., 20262026Попова М.В., Полунин А.М.Popova M.V., Polunin A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2995

Сплавы специального назначения на основе системы Al – Si – Cu в современных условиях широко используются в различных отраслях промышленности, включая двигателе- и приборостроение. В работе изучено влияние отжига в интервале 100 – 900 °С на микроструктуру, плотность и микротвердость сплава Al – 30 % Si – 50 % Cu. С помощью сканирующей электронной микроскопии установлено, что с повышением температуры отжига происходят изменение формы частиц эвтектического кремния и их коагуляция. Согласно результатам микрорентгеноспектрального анализа изменение строения эвтектики сопровождается сегрегацией меди в ее отдельных участках. После отжига происходит небольшое уменьшение плотности и микротвердости сплава.

Special-purpose alloys based on the Al – Si – Cu system are widely used in various industries, including engine and instrument engineering. The effect of annealing in the range of 100 – 900 °C on microstructure, density, and microhardness of Al – 30 % Si – 50 % Cu alloy was studied. Scanning electron microscopy showed that as the annealing temperature increases, the form of eutectic silicon particles changes and their coagulation occurs. According to the results of microrentgenospectral analysis, change in the eutectic structure is accompanied by segregation of copper in its individual sections. After annealing, there is a slight decrease in density and microhardness of the alloy.

специальные сплавыалюминийкремниймедьотжигмикроструктураэвтектикамикротвердостьплотностьspecial alloysaluminumsiliconcopperannealingmicrostructureeutecticmicrohardnessdensityReferencesKasprzak W., Sahoo M., Sokolowski J., Yamagata H., Kuri­­ta H. The effect of the melt temperature and the cooling rate on the microstructure of the Al–20% Si alloy used for monolithic engine blocks. International Journal of Metalcasting. 2009;3(3):55–71. https://doi.org/10.1007/BF03355453Kasprzak W., Sahoo M., Sokolowski J., Yamagata H., Kurita H. The effect of the melt temperature and the cooling rate on the microstructure of the Al–20% Si alloy used for monolithic engine blocks. International Journal of Metalcasting. 2009;3(3):55–71. https://doi.org/10.1007/BF03355453Javidani M., Larouche D. Application of cast Al–Si alloys in internal combustion engine components. International Materials Reviews. 2014;59(3):132–158. https://doi.org/10.1179/1743280413Y.0000000027Javidani M., Larouche D. Application of cast Al–Si alloys in internal combustion engine components. International Materials Reviews. 2014;59(3):132–158. https://doi.org/10.1179/1743280413Y.0000000027Afanas’ev V.K., Popova M.V., Malyukh M.A. Special features of structure formation and properties of special high-alloy alloys of the Al – Si – Cu system. Metal Science and Heat Treatment. 2023;64(11–12):655–661. https://doi.org/10.1007/s11041-023-00867-5Afanas’ev V.K., Popova M.V., Malyukh M.A. Special features of structure formation and properties of special high-alloy alloys of the Al – Si – Cu system. Metal Science and Heat Treatment. 2023;64(11–12):655–661. https://doi.org/10.1007/s11041-023-00867-5Chen Y., Hu Z., Xu Y., Wang J., Schűtzendűbe P., Huang Y., Liu Y., Wang Z. Microstructure evolution and interface structure of Al–40 wt% Si composites produced by high-energy ball milling. Journal of Materials Science and Technology. 2019;35(4):512–519. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2018.10.005Chen Y., Hu Z., Xu Y., Wang J., Schűtzendűbe P., Huang Y., Liu Y., Wang Z. Microstructure evolution and interface structure of Al–40 wt% Si composites produced by high-energy ball milling. Journal of Materials Science and Technology. 2019;35(4):512–519. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2018.10.005Vijeesh V., Prabhu K.N. Review of microstructure evolution in hypereutectic Al–Si alloys and its effect on wear properties. Transactions of the Indian Institute of Metals. 2014;67(1): 1–18. https://doi.org/10.1007/s12666-013-0327-xVijeesh V., Prabhu K.N. Review of microstructure evolution in hypereutectic Al–Si alloys and its effect on wear properties. Transactions of the Indian Institute of Metals. 2014;67(1): 1–18. https://doi.org/10.1007/s12666-013-0327-xXu Y., Deng Y., Casari D., Mathiesen R.H., Liu X., Li Y. Revealing the nucleation kinetics of primary Si particles in hypereutectic Al-Si alloys under the influence of P inoculation. Journal of Materials Science. 2020;55:15621–15635. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05095-3Xu Y., Deng Y., Casari D., Mathiesen R.H., Liu X., Li Y. Revealing the nucleation kinetics of primary Si particles in hypereutectic Al-Si alloys under the influence of P inoculation. Journal of Materials Science. 2020;55:15621–15635. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05095-3Гусакова О.В., Гусакова С.В., Шепелевич В.Г. Влияние скорости охлаждения расплава на микроструктуру сплава Al–Si, легированного Mg, Mn, Fe, Ni и Cu. Физика металлов и металловедение. 2022:123(5):533–540.Gusakova O.V., Gusakova S.V., Shepelevich V.G. Melt cooling rate effect on the microstrucutre of Al–Si alloy doped with Mg, Mn, Fe, Ni, and Cu. Physics of Metals and Metallography. 2022:123(5):500–506. https://doi.org/10.1134/S0031918X22050039Li Q., Xia T., Lan Y., Li P., Fan L. Effects of rare earth Er addition on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al–20% Si alloy. Materials Science and Engineering: A. 2013:588:97–102. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.09.017Li Q., Xia T., Lan Y., Li P., Fan L. Effects of rare earth Er addition on microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al–20% Si alloy. Materials Science and Engineering: A. 2013:588:97–102. https://doi.org/10.1016/j.msea.2013.09.017Zhu X.W., Wang R.C., Peng J. Expansion behavior and microstructures of hypereutectic Al-Si alloys subjected to thermal cycling. Advanced Materials Research. 2014:937:145–149. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.937.145Zhu X.W., Wang R.C., Peng J. Expansion behavior and microstructures of hypereutectic Al-Si alloys subjected to thermal cycling. Advanced Materials Research. 2014:937:145–149. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.937.145Попова М.В., Малюх М.А. Тепловое расширение алюминиевых сплавов специального назначения после обработки расплава и термообработки. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2024;21(2):239–245. https://doi.org/10.25712/ASTU.1811-1416.2024.02.012Popova M.V., Malyukh M.A. Thermal expansion special purposes aluminum alloys after melt treatment and heat treatment. Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia (Basic Problems of Material Science (BPMS)). 2024:21(2):239–245. (In Russ.). https://doi.org/10.25712/ASTU.1811-1416.2024.02.012

The authors declare that there are no conflicts of interest present.