Лигатура алюминий в слитках AlTiB5-0.2: состав, свойства и применение
Лигатура алюминий в слитках AlTiB5-0.2 — это тройной модифицирующий сплав системы Al–Ti–B, содержащий 5 % титана и 0,2 % бора, предназначенный для ввода в алюминиевые расплавы с целью измельчения зерна. В отличие от таблетированных и прутковых модификаторов, слитковая форма AlTiB5-0.2 применяется преимущественно в литейных цехах с плавильными печами большой ёмкости, где требуется точная весовая дозировка при загрузке шихты.
Химический состав и стандарты
Сплав соответствует требованиям ГОСТ 53777 и международным спецификациям семейства AlTi5B0.2 (аналоги: KB Alloys, AMG, LSM). Титан находится в расплаве в виде интерметаллидных частиц TiAl, бор — в форме боридов TiB и AlB, которые выполняют роль гетерогенных центров кристаллизации.
- Титан (Ti) — 4,5–5,5 %
- Бор (B) — 0,15–0,25 %
- Железо (Fe) — не более 0,30 %
- Кремний (Si) — не более 0,20 %
- Ванадий (V) — не более 0,05 %
- Алюминий (Al) — остальное
Соотношение Ti:B в пределах 20:1–25:1 обеспечивает устойчивое измельчение зерна без образования первичных боридных агломератов, которые приводят к «борной» ликвации и дефектам типа «hard spots» в отливках.
Технические характеристики слитков
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Масса слитка | 0,5–6,0 кг | весовой | точность дозировки | по согласованию |
| Температура плавления | 665–780 C | ДТА | скорость растворения | зависит от TiAl |
| Плотность | 2,85–3,10 г/см | гидростатический | погружение в расплав | выше расплава Al |
| Усвоение Ti | 90–98 % | спектральный анализ | расход лигатуры | при 720–750 C |
| Размер частиц TiB | 0,5–3,0 мкм | металлография | число центров кристаллизации | без агломератов |
Области применения
Лигатура AlTiB5-0.2 вводится в расплав при температуре 720–760 C с последующим перемешиванием и выдержкой 5–15 минут. Расход составляет 0,5–2,0 кг на тонну расплава в зависимости от требуемого размера зерна и исходного содержания титана.
- Литьё плоских слитков для прокатки (DC-литейные машины, установки полунепрерывного литья)
- Производство цилиндрических слитков для прессования профилей и труб
- Фасонное литьё в кокиль и под давлением (автомобильные отливки, корпусные детали)
- Непрерывное литьё катанки на установках Properzi и аналогичных линиях
- Модифицирование сплавов серий 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx, 7xxx перед разливкой
- Получение деформированных полуфабрикатов с регламентированным размером зерна (ГОСТ 21073, ASTM B557)
Условия хранения и подготовки
Слитки поставляются в паллетах или металлических ящиках с защитой от влаги. Перед вводом в расплав поверхность слитков очищают от оксидной плёнки и загрязнений. Хранение осуществляется в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не более 70 %; контакт с влагой приводит к образованию гидроксидов алюминия и водородной пористости в отливках.
Вопросы и ответы
Какое соотношение Ti:B считается оптимальным в лигатуре AlTiB5-0.2?
Оптимальное соотношение — 20:1–25:1. При меньшем значении возрастает риск образования первичных боридов и дефектов «hard spots», при большем — снижается эффективность модифицирования из-за недостатка центров кристаллизации TiB.
При какой температуре вводится лигатура в алюминиевый расплав?
Рекомендуемый интервал — 720–760 C. При более низкой температуре замедляется растворение TiAl, при более высокой — усиливается угар титана и насыщение расплава водородом.
Чем слитковая лигатура отличается от прутковой?
Слитковая форма AlTiB5-0.2 удобна для весовой загрузки в плавильные печи большой ёмкости и обеспечивает точную дозировку по массе. Прутковая лигатура применяется в линиях непрерывного модифицирования с автоматической подачей в потоке расплава.
Какой расход лигатуры на тонну расплава?
Типовой расход — 0,5–2,0 кг/т. Точное значение рассчитывается исходя из требуемого содержания титана (обычно 0,01–0,03 %) и коэффициента усвоения, который для AlTiB5-0.2 составляет 90–98 %.
