vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2025-70-2-124-135vestift-892Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYПолучение алюминиево-магниевых сплавов с улучшенными свойствами при их кристаллизации в условиях высоких центробежных силProduction of aluminum-magnesium alloys with impro - ved properties during their crystallization under conditions of high centrifugal forcesЧекулаевА. В.ChekulayeuA. V.

Чекулаев Андрей Васильевич – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

ул. Шаранговича, 19, 220018, Минск

Andrei V. Chekulayeu – Cand. Sci. (Engineering), Leading Researcher 

19, Sharangovich St., 220018, Minsk

reliable.sys@mail.ruБородавкоВ. И.BaradavkaV. I.

Бородавко Владимир Иванович – генеральный директор

ул. Шаранговича, 19, 220018, Минск

Vladimir I. Baradavka – General Director

19, Sharangovich St., 220018, Minsk

mail@npo-center.comВитязьП. А.VityazP. A.

Витязь Петр Александрович – академик Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, начальник

пр. Независимости, 66, 220072, Минск

Pyotr A. Vityaz – Academician of the National Academy of Sciences of Belarus, Dr. Sci. (Engineering), Professor, Head

66, Nezavisimosti Ave., 220072, Minsk

vitiaz@presidium.bas-net.byОАО «НПО Центр»OJSC “NPO Center”Управление аэрокосмической деятельности аппарата Национальной академии наук БеларусиDepartment of Aerospace Activities of the National Academy of Sciences of Belarus202510072025702124135Copyright © Чекулаев А.В., Бородавко В.И., Витязь П.А., 20252025Чекулаев А.В., Бородавко В.И., Витязь П.А.Chekulayeu A.V., Baradavka V.I., Vityaz P.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/892

Исследовано влияние центробежных сил на процесс кристаллизации алюминиево-магниевого сплава марки АМг6. Проведен физико-химический и фазовый анализ структур отливок из АМг6, полученных методом центробежного литья. Установлено, что кристаллизация данного сплава в условиях повышенных центробежных сил, характеризующихся коэффициентом гравитационной нагрузки 300–500, позволяет сформировать структуру без возникновения хрупкой фазы β(Mg2Al3), которая образуется при других традиционных методах литья, в том числе и при центробежном литье с нагрузкой до 250g. Кроме этого, определено, что повышение нагрузки с 300g по 500g позволяет снижать зернистость материала примерно в 2 раза (до значений порядка 50 мкм) и способствует очистке расплава от хрупких железокремниевых соединений в твердом растворе алюминия. Так, доля таких соединений снижается на 10 %, а в сравнении с исходной шихтой плавки – на 20 %. Исследуемое повышение нагрузки дает возможность увеличивать степень легирования кристаллической решетки алюминиевой фазы и получать материал с повышенной прочностью и пластичностью соответственно не менее чем на 10 и 30 %. В результате исследований получен сплав АМг6 с прочностью 275/230 МПа и относительным удлинением 8,9/18,6 % при температуре материала 20/300 °С соответственно. Показана перспективность использования полученных алюминиево-магниевых сплавов с улучшенными свойствами. 

The influence of centrifugal forces on the crystallization process of aluminum-magnesium alloy AMг6 (АЛ23, ASTM-518.0 (G8A)) has been studied. A physicochemical and phase analysis of the structures of AMг6 castings obtained by centrifugal casting was carried out. It is established that crystallization of this alloy under conditions of increased centrifugal forces characterized by the gravity load coefficient 300–500 allows forming the structure without formation of brittle phase β(Mg2Al3), which is formed at other traditional casting methods, including centrifugal casting with the load up to 250g. In addition, it was determined that increasing the load from 300g to 500g allows  reducing the granularity of the material about 2 times (to values of about 50 microns) and contributes to the purification of the melt from brittle iron-silicon compounds in the solid solution of aluminum. Thus, the share of such compounds is reduced by 10%, and in comparison with the initial charge of melting – by 20 %. The investigated load increase makes it possible to increase the degree of alloying of the crystal lattice of the aluminum phase and to obtain material with increased strength and plasticity by at least 10 and 30 %, respectively. As a result of researches the alloy AMг6 with strength 275/230 MPa and relative elongation 8.9/18.6 % at temperature of material 20/300 °С accordingly is obtained. The prospects of using the obtained aluminium-magnesium alloys with improved properties are shown.

центробежное литьекоэффициент гравитационной нагрузкиалюминиевые сплавыАМг6расплавсвойстваструктурафазыпрочностьпластичностьcentrifugal castinggravity load coefficientaluminum alloysAMг6 (ASTM-518.0 (G8A))meltpropertiesstructurephasesstrengthplasticityработа выполнена в рамках отдельного проекта фундаментальных и прикладных научных исследований по теме «Исследование технологического процесса получения крупногабаритных кольцевых заготовок с улучшенными прочностными характеристиками из алюминиевых сплавов методом центробежного литья и последующей раскатки» по заданию Национальной академии наук Беларуси (договор от 18.12.24 № 2024-26-225).the work was carried out within the framework of a separate project of fundamental and applied scientific research on the topic “Study of the technological process for producing large-sized ring blanks with improved strength characteristics from aluminum alloys by centrifugal casting and subsequent rolling” on the assignment of the Na- tional Academy of Sciences of Belarus (Contract dated 18.12.24 no. 2024-26-225).ReferencesБелецкий, В. М. Алюминиевые сплавы: состав, свойства, технология, применение: справочник / В. М. Белецкий, Г. А. Кривов; под общ. ред. И. Н. Фридляндера. – К.: Коминтех, 2005. – 365 с.Beletskii V. M., Krivov G. A. Aluminum Alloys: Composition, Properties, Technology, Application: Handbook. Kyiv, Komintech Publ., 2005. 365 p. (in Russian).Young-Ki Yang. Direct visualization of β phase causing intergranular forms of corrosion in Al–Mg alloys / Young-Ki Yang, T. Allen // Materials Characterization. – 2013. – Vol. 80. – P. 76–85. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2013.03.014Young-Ki Yang, Allen T. Direct visualization of β phase causing intergranular forms of corrosion in Al–Mg alloys. Materials Characterization, 2013, vol. 80, pp. 76–85. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2013.03.014Role of Mg in simultaneously improving the strength and ductility of Al–Mg alloys / Byeong-Hyeon Lee, SungHoon Kim, Jun-Hyoung Park [et al.] // Materials Science and Engineering A. – 2016. – Vol. 657. – P. 115–122. https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.01.089Byeong-Hyeon Lee, Sung-Hoon Kim, Jun-Hyoung Park, Hyung-Wook Kim, Jae-Chul Lee. Role of Mg in simultaneously improving the strength and ductility of Al–Mg alloys. Materials Science and Engineering A, 2016, vol. 657, pp. 115–122. https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.01.089Мальцев, М. В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов / М. В. Мальцев. – 2-е изд. – М.: Металлургия. 1970. – 364 с.Mal’tsev M. V. Metallography of Industrial Non-Ferrous Metals and Alloys. 2nd ed. Moscow, Metallurgiya Publ., 1970. 364 p. (in Russian).Технологические основы синтеза композиционных наноструктурированных материалов на основе алюминиевых сплавов / А. Г. Колмаков, В. Т. Сенють, М. Л. Хейфец [и др.] // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2016. – №. 8. – С. 3–12.Kolmakov A. G. Senyut’ V. T., Kheifets M. L., Vityaz P. A., Sobol’ S. F. Technological foundations of synthesis of composite nanostructured materials based on aluminum alloys. Naukoemkie tekhnologii v mashinostroenii = Science Intensive Technologies in Mechanical Engineering, 2016, no. 8, pp. 3–12 (in Russian).Юдин, С. Б. Центробежное литье / С. Б. Юдин, М. М. Левин, С. Е. Розенфельд. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 280 с.Yudin S. B., Levin M. M., Rosenfel’d S. E. Centrifugal Casting. 2nd ed. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1972. 280 p. (in Russian).Перспективы развития и применения способа центробежного литья в области создания новых материалов на основе легких сплавов / А. П. Петров, В. В. Еремеев, Н. В. Еремеев [и др.] // Двигатель. – 2017. – № 4. – С. 4–8.Petrov A. P., Eremeev V. V., Eremeev N. V., Krasnoborodko I. O., Zlydnev I. M. Prospects for the development and application of the centrifugal casting method in the field of creating new materials based on light alloys. Dvigatel’ [Engine], 2017, no. 4, pp. 4–8 (in Russian).Петров, А. П. Аспекты технологии получения кольцевых полуфабрикатов из алюминиевых сплавов / А. П. Петров, В. В. Еремеев, Н. В. Еремеев // Технология легких сплавов. – 2013 – № 3. –С. 7–11.Petrov A. P., Eremeev V. V., Eremeev N. V. Aspects of technology for the production of annular semi-finished products from aluminum alloys. Tekhnologiya legkikh splavov = Technology of Light Alloys, 2013, no. 3, pp. 7–11 (in Russian).Вейник, А. И. Теория особых видов литья / А. И. Вейник. – М.: Машгиз, 1958. – 300 с.Veynik A. I. Theory of Special Types of Casting. Moscow, Mashgiz Publ., 1958. 300 p. (in Russian).Получение методом центробежного литья градиентных композиционных материалов / Ю. С. Алексеева, Л. И. Кобелева, А. Г. Колмаков [и др.] // Инженер-механик. – 2016. – № 1. – С. 35–38.Alekseeva Yu. S., Kobeleva L. I., Kolmakov A. G., Kalashnikov I. E., Vityaz P. A., Kheifets M. L., Senyut’ V. T. Obtaining gradient composite materials by centrifugal casting. Inzhener-mekhanik [Mechanical Engineer], 2016, no. 1, pp. 35–38 (in Russian).Набоко, Е. П. Совершенствование процесса центробежного литья алюминиевого сплава / Е. П. Набоко, В. Н. Марченко // Наука и инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достижения: сб. ст. XII Междунар. науч.-практ. конф., 5 марта 2019 г., г. Пенза. – Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение», 2019. – С. 90–92.Naboko E. P., Marchenko V. N. Improving the process of centrifugal casting of aluminum alloy. Nauka i innovatsii v XXI veke: aktual’nye voprosy, otkrytiya i dostizheniya: sbornik statei XII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, 5 marta 2019 g., g. Penza [Science and Innovation in the 21st Сentury: Current Issues, Discoveries and Achievements: Collection of Articles of the XII International Scientific and Practical Conference, March 5, 2019, Penza]. Penza, International Center for Scientific Cooperation “Nauka i Prosveshchenie”, 2019, pp. 90–92 (in Russian).Kevorkijan, V. Functionally graded aluminum-matrix composites / V. Kevorkijan // American Ceramic Society Bulletin. – 2003 – Vol. 82, Iss. 2. – P. 60–64.Kevorkijan V. Functionally graded aluminum-matrix composites. American Ceramic Society Bulletin, 2003, vol. 82, iss. 2, pp. 60–64.Получение высокопрочных деформируемых алюминиевых сплавов типа АМг10 / П. А. Витязь, А. Ф. Ильющенко, С. Ф. Соболь [и др.] // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-тэхнічных навук. – 2017. – № 4. – С. 7–16.Vityaz P. A., Ilyushenko A. Ph., Sobol S. Ph., Savich V. V., Churik M. N. Producing high-strength deformable aluminum alloys of type AMg10. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-tekhnichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2017, no. 4, pp. 7–16 (in Russian).Powder diffraction file. Data cards. ICDD. – Swarthmore, Pensylvania, USA, 1948–2021.Powder diffraction file. Data cards. ICDD. Swarthmore, Pensylvania, USA, 1948–2021.

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