к.т.н., доцент, доцент кафедры «Технологии функциональных и конструкционных материалов»
Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof., Associate Professor of the Department of Functional and Constructional Materials Technology
студент, техник Управления проектными командами
Student, Technician of the Project Team Direction
д.т.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы»
Dr. Sci. (Eng.), Prof., Chief Researcher of the Laboratory "Ultrafine-grained Metallic Materials"
Характер межфазного взаимодействия алюминиевых расплавов с экзогенными армирующими компонентами при получении алюмоматричных композиционных материалов литейно-металлургическими методами может существенно изменяться при добавлении различных легирующих элементов. В этой связи учет влияния легирования матричных сплавов на термодинамическую активность компонентов в расплавах может рассматриваться как один из критериев выбора легирующих элементов при проектировании составов литых алюмоматричных композитов. Вместе с тем экспериментальные оценки термодинамической активности компонентов сложных систем сопряжены со значительными затратами времени и материальных ресурсов, характеризуются высокой трудоемкостью и большим разбросом полученных значений. Разработка и верификация расчетных моделей для прогнозирования термодинамического поведения многокомпонентных расплавов может рассматриваться как достаточно эффективный подход к определению их термодинамических характеристик. В настоящей работе проведена оценка термодинамической активности легирующих компонентов матричных алюминиевых сплавов при получении литых композиционных материалов на основе тройной системы Al – Si – X (где X = Si, Cu, Mg, Zn, Mn, Ni, Ti, Fe) с использованием уравнения Уилсона и расчетных значений регулируемых параметров по расширенной модели Миедемы. Расчетные формы уравнений для определения коэффициентов активности компонентов реализованы в программном пакете MS Excel. Полученные результаты могут быть полезны при прогнозировании химической стабильности экзогенных армирующих компонентов в матричных алюминиевых расплавах.
The nature of the interfacial interaction of aluminum melts with exogenous reinforcing components in the production of aluminum matrix composite materials by foundry-metallurgical methods can be significantly changed by adding various alloying elements. In this regard, consideration of the influence of alloying of matrix alloys on the thermodynamic activity of components in melts can be treated as one of the criteria for choosing alloying elements during designing the compositions of cast aluminum matrix composites. At the same time, experimental estimates of the thermodynamic activity of the components of complex systems are associated with significant time and material resources, are characterized by high labor intensity and a large spread of the obtained values. The development and verification of computational models for predicting the thermodynamic behavior of multicomponent melts can be considered as a fairly effective approach to determining their thermodynamic characteristics. In the present work, an assessment of the thermodynamic activity of alloying components of matrix aluminum alloys in the production of cast composite materials based on the Al – Si – X ternary system (where X = Si, Cu, Mg, Zn, Mn, Ni, Ti, Fe) was carried out using the Wilson equation and calculated values of adjustable parameters according to the extended Miedema model. The calculation forms of the equations for determining the activity coefficients of the components are implemented in the MS Excel software package. The results obtained can be useful in predicting the chemical stability of exogenous reinforcing components in matrix aluminum melts.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.