Research project III-27-18 No. DR 0118U000341 "Study of the processes of electric current treatment of aluminum-based casting alloys during melting and crystallization, which provide a favorable morphology of the iron-containing phase and increase the service characteristics of castings"«

НДР III-27-18 № ДР 0118U000341 «Дослідження процесів електрострумової обробки ливарних сплавів на основі алюмінію під час плавлення та кристалізації, які забезпечують сприятливу морфологію залізовмісної фази та підвищення службових характеристик виливків», Customer – National Academy of Sciences of Ukraine, deadline for research work: start – Q1 2018, end – Q4 2020, scientific supervisor – Volodymyr Mykolayovych Tsurkin, leading researcher, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor.

Результат виконання НДР:

Проведено багатофакторне, багатопараметричне чисельне моделювання комплексу процесів, що утворюються при кондукційній електрострумовій обробці (КЕСО) розплаву доевтектичного силуміну у рідкому стані дало змогу визначити можливості КЕСО позитивно змінювати кристалізаційну здатність розплаву з підвищеним вмістом Fe. Такими умовами визначено: обробка імпульсним струмом; застосування паралельних різно заглиблених електродів з ізольованою бічною поверхнею; введення у розплав за час обробки визначеної дози густини енергії. 

Експериментально підтверджено ефективність цих умов. При КЕСО рідкого стану сплаву АК7пч отримано підвищення σ_в до рівня вимог стандарту (157 МПа) при кількості Fe до 2,6%. Шкідлива груба первинна β-фаза Fe (A_l5FeSi) не утворюється, формуються евтектичні компактні морфології фаз заліза (Al₈Fe₂Si; Al₁₅(FeMn)₃Si₂), у  тому числі у вигляді китайських ієрогліфів, елементи евтектики здрібнюються. Структура виливка стає більш однорідною. Відносне подовження залишається на рівні 1%. 

Запропоновано принципово новий підхід до методу керування КЕСО. Його концепція базується на системному аналізі режимів обробки з урахуванням мультифізичних процесів  КЕСО шляхом співставлення даних верифікованих результатів математичного моделювання різними чисельними методами з показниками якості виливка на рівні стандарту. 

Результати досліджень відповідають міжнародним стандартам високого рівня. Наукова значимість результатів досліджень полягає у подальшому розвитку наукового доробку щодо загальних закономірностей структурних та фазових перетворень у розплаві силуміну, у тому числі з підвищеним вмістом заліза, за умов кондукційної електрострумової обробки рідкого стану. Практична значимість результатів полягає у забезпеченні високих показників якості виливка зі сплаву силуміну, який містить до 3% заліза.