Лигатура в слитках AlTiB3-1: состав, свойства и применение
Лигатура в слитках AlTiB3-1 — алюминиевый модификатор, содержащий титан и бор в соотношении, обеспечивающем формирование тугоплавких частиц TiB2 и TiAl3. Сплав относится к системе Al–Ti–B и выпускается в виде слитков для ввода в алюминиевые расплавы с целью измельчения зерна. Марка AlTiB3-1 расшифровывается как: алюминий-титан-бор, 3 % Ti, 1 % B. Такое соотношение близко к стехиометрии диборида титана (TiB2), что обеспечивает максимальную эффективность модифицирования.
Химический состав и структура
Основа лигатуры — алюминий марки А7 или А8 (не менее 95 %). Титан вводится в пределах 2,8–3,2 %, бор — 0,9–1,1 %. Допускаются примеси железа (до 0,3 %), кремния (до 0,2 %), ванадия (до 0,02 %). Структура слитка представлена алюминиевой матрицей с равномерно распределёнными частицами TiB2 размером 0,5–3 мкм и интерметаллидами TiAl3 по границам зёрен. Именно диборид титана выступает гетерогенным центром кристаллизации при затвердевании алюминиевых сплавов.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на модифицирование | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 2,8–3,2 % | ГОСТ 17746 | Формирование TiAl3 | Титрование |
| Массовая доля B | 0,9–1,1 % | ГОСТ 17746 | Образование TiB2 | Спектральный анализ |
| Температура плавления | 660–750 C | ДТА | Растворение в расплаве | Зависит от скорости нагрева |
| Плотность слитка | 2,7–2,9 г/см | ГОСТ 8.024 | Осаждение частиц | Гидростатическое взвешивание |
| Размер частиц TiB2 | 0,5–3 мкм | Металлография | Центры кристаллизации | Оптическая микроскопия |
| Скорость ввода | 0,5–2 кг/т | Технологическая проба | Измельчение зерна | Зависит от сплава |
Области применения
Лигатура AlTiB3-1 применяется в металлургии для модифицирования алюминиевых сплавов перед литьём. Основные потребители:
- Литейные производства алюминиевых сплавов (АК12, АК7ч, АК9ч) для получения мелкозернистой структуры отливок.
- Прокатные цеха при производстве листов, профилей и фольги из сплавов 1050, 3003, 5052.
- Непрерывное литьё сортовой заготовки и катанки из электротехнического алюминия.
- Производство поршней, головок блоков цилиндров и корпусных деталей из силуминов.
- Изготовление сварочной проволоки и прутков для сварки алюминиевых конструкций.
Технология ввода
Слитки AlTiB3-1 вводят в расплав при температуре 720–760 C. Перед вводом слиток измельчают до фракции 20–50 мм или применяют специальные корзины-дозаторы. Растворение происходит в течение 5–15 минут при интенсивном перемешивании. Расход лигатуры составляет 0,5–2 кг на тонну расплава в зависимости от требуемого размера зерна. Эффективность модифицирования оценивают по макрошлифу — зерно должно быть не крупнее 100–150 мкм для литейных сплавов.
Условия хранения и транспортировки
Слитки хранят в сухих закрытых помещениях при температуре не выше 40 C и относительной влажности до 75 %. Упаковка — деревянные ящики или металлические контейнеры. Транспортировка допускается всеми видами транспорта с защитой от атмосферных осадков. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления. Перед применением слитки рекомендуется прогреть до 150–200 C для удаления влаги.
Вопросы и ответы
Какое соотношение титана и бора в лигатуре AlTiB3-1?
Массовая доля титана составляет 2,8–3,2 %, бора — 0,9–1,1 %. Соотношение Ti:B близко к 3:1, что соответствует стехиометрии диборида титана TiB2.
Для каких алюминиевых сплавов применяется AlTiB3-1?
Лигатура предназначена для модифицирования литейных силуминов (АК12, АК7ч), деформируемых сплавов (1050, 3003, 5052), а также электротехнического алюминия при непрерывном литье.
Какой расход лигатуры AlTiB3-1 на тонну расплава?
Оптимальный расход — 0,5–2 кг/т. Точное значение зависит от исходного размера зерна, температуры расплава и требований к структуре отливки.
При какой температуре вводится лигатура в расплав?
Ввод осуществляется при 720–760 C с интенсивным перемешиванием. Растворение занимает 5–15 минут. Перед вводом слитки прогревают до 150–200 C.
