ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2019-1-187-196ipolytech-263Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEПолучение лигатур магний-цинк-редкоземельный металл в расплаве солейMg-Zn-REM master alloy production in molten saltsСавченковС. А.SavchenkovS. A.savchenkov.tlc@bk.ruУголковВ. Л.UgolkovV. L.ugolkov.52@mail.ruСанкт-Петербургский горный университетРоссияSt. Petersburg Mining UniversityRussian FederationИнститут химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наукРоссияInstitute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences (ISC RAS)Russian Federation201915092020231187196Copyright © Савченков С.А., Уголков В.Л., 20202020Савченков С.А., Уголков В.Л.Savchenkov S.A., Ugolkov V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/263

Цель - изучение процесса получения лигатур Mg-Zn-РЗМ и определение перечня факторов магниетермического процесса для выявления оптимальных технологических режимов. В работе использованы различные современные методы анализов. Рентгенофлуоресцентный анализ проведен с помощью последовательного рентгенофлуоресцентного спектрометра XRF-1800 (Shimadzu). Идентификация фаз выполнялась с применением рентгеновского порошкового дифрактометра XRD-6000 (Shimadzu). Комплексный термический анализ проводился на установке STA 429 CD (NETZSCH) в алундовых тиглях с крышками, в потоке аргона (с использованием держателя тиглей типа «TG+DTA»). В результате металлотермического восстановления неодима, гадолиния и иттрия из фторидно-хлоридных расплавов магнием в присутствии цинка получены лигатуры Mg-Zn-РЗМ с различным процентным содержанием легирующих элементов. Предлагаемый способ восстановления РЗМ из фторидно-хлоридных расплавов позволяет извлекать неодим, гадолиний и иттрий в процентном соотношении до 99,6%. Полученные лигатуры характеризуются однородностью и жидкотекучестью, что способствует их равномерной разливке по изложницам.

Abstraсt: The paper deals with the process of obtaining Mg-Zn-REM (rare earth metal) master alloys and determination of the list of factors of the magnesium thermal process in order to identify optimal technological regimes. The study uses modern analysis methods. X-ray fluorescence analysis is carried out using the XRF-1800 sequential X-ray fluorescence spectrometer (Shimadzu). Phase identification is performed with the use of X-ray powder diffractometer XRD-6000 (Shimadzu). A complex thermal analysis is carried out on the STA 429 CD (NETZSCH) installation in alundum crucibles with lids in the argon stream using a crucible holder of the Tg+DTA type. As a result of the metallothermic reduction of neodymium, gadolinium and yttrium from fluoride-chloride melts by magnesium in the presence of zinc the master alloys Mg-Zn-REM have been obtained with different percentages of alloying elements. The proposed method of REM recovery from fluoride-chloride melts allows to extract neodymium, gadolinium and yttrium in the percentage ratio up to 99.6%. The obtained master alloys are homogeneous and fluid, able to be evenly poured into molds.

магниевые лигатурынеодимгадолинийиттрийметаллотермическое восстановлениехлоридно-фторидные расплавыmagnesium master alloysneodymiumgadoliniumyttriummetallothermic recoveryfluoride-chloride meltsReferencesФролов А.В., И.Ю. Мухина, А.А. Леонов, З.П. Уридия Влияние легирования редкоземельными металлами на свойства и структуру литейного магниевого сплава экспериментального состава системы Mg-Zr-Zn-Y-Nd // Труды ВИАМ. 2016. № 3 (39). С. 23-29.Фролов А.В., И.Ю. Мухина, А.А. Леонов, З.П. Уридия Влияние легирования редкоземельными металлами на свойства и структуру литейного магниевого сплава экспериментального состава системы Mg-Zr-Zn-Y-Nd // Труды ВИАМ. 2016. № 3 (39). С. 23-29.Каблов Е.Н., Волкова Е.Ф., Филонова Е.В. Влияние РЗЭ на фазовый состав и свойства нового жаропрочного магниевого сплава системы Mg-Zn-Zr-РЗЭ // Металловедение и термическая обработка металлов. 2017. № 7. С. 19-26.Каблов Е.Н., Волкова Е.Ф., Филонова Е.В. Влияние РЗЭ на фазовый состав и свойства нового жаропрочного магниевого сплава системы Mg-Zn-Zr-РЗЭ // Металловедение и термическая обработка металлов. 2017. № 7. С. 19-26.Корнышева И.С., Волкова Е.Ф., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю. Перспективы применения магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 5. С. 212-222.Корнышева И.С., Волкова Е.Ф., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю. Перспективы применения магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012. № 5. С. 212-222.Волкова Е.Ф., Акинина М.В., Мостяев И.В. Пути повышения основных механических характеристик магниевых деформируемых сплавов // Труды ВИАМ. 2017. № 10 (58). С. 2-12.Волкова Е.Ф., Акинина М.В., Мостяев И.В. Пути повышения основных механических характеристик магниевых деформируемых сплавов // Труды ВИАМ. 2017. № 10 (58). С. 2-12.Дуюнова В.А., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю., Уридия З.П., Волкова Е.Ф. Научное наследие академика И.Н. Фридляндера. Современные исследования магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 2013. № 9. С. 71-78.Дуюнова В.А., Гончаренко Е.С., Мухина И.Ю., Уридия З.П., Волкова Е.Ф. Научное наследие академика И.Н. Фридляндера. Современные исследования магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Цветные металлы. 2013. № 9. С. 71-78.Белкин Г.И. Производство магний-циркониевых лигатур и сплавов. М.: Металлургиздат, 2001. 146 с.Белкин Г.И. Производство магний-циркониевых лигатур и сплавов. М.: Металлургиздат, 2001. 146 с.Wei Guobing, Peng Xiaodong, Li Junchen, Xie Weidong, Wei Qunyi. Structure Heredity Effect of Mg-10Y Master Alloy in AZ31 Magnesium Alloy. Rare Metal Materials and Engineering. 2013. Vol. 42. Issue 10. P. 2009-2013.Wei Guobing, Peng Xiaodong, Li Junchen, Xie Weidong, Wei Qunyi. Structure Heredity Effect of Mg-10Y Master Alloy in AZ31 Magnesium Alloy. Rare Metal Materials and Engineering. 2013. Vol. 42. Issue 10. P. 2009-2013.Peng Xiaodong, Li Junchen, Xie Sunyun, Wei Guobin, Yang Yan. Effects of Different State Mg-5Sr-10Y Master Alloys on the Microstructure Refinement of AZ31 Magnesium Alloy. Rare Metal Materials and Engineering. 2013. Vol. 42. Issue 12. P. 2421-2426.Peng Xiaodong, Li Junchen, Xie Sunyun, Wei Guobin, Yang Yan. Effects of Different State Mg-5Sr-10Y Master Alloys on the Microstructure Refinement of AZ31 Magnesium Alloy. Rare Metal Materials and Engineering. 2013. Vol. 42. Issue 12. P. 2421-2426.Кавалла Р., Бажин В.Ю. Изотропность свойств листовых заготовок из магниевых сплавов // Записки Горного института. 2016. Т. 222. С. 828-832.Кавалла Р., Бажин В.Ю. Изотропность свойств листовых заготовок из магниевых сплавов // Записки Горного института. 2016. Т. 222. С. 828-832.Косов Я.И., Бажин В.Ю. Синтез лигатуры алюминий-эрбий из хлоридно-фторидных расплавов // Расплавы. 2018. № 1. C. 14-28.Косов Я.И., Бажин В.Ю. Синтез лигатуры алюминий-эрбий из хлоридно-фторидных расплавов // Расплавы. 2018. № 1. C. 14-28.Осинкина Т.В., Красиков С.А., Жилина Е.М., Агафонов С.Н., Ведмидь Л.Б., Жидовинова С.В. Влияние ниобия и тантала на особенности фазообразования при металлотермическом взаимодействии алюминия с диоксидом титана // Расплавы. 2018. № 5. C. 553-560.Осинкина Т.В., Красиков С.А., Жилина Е.М., Агафонов С.Н., Ведмидь Л.Б., Жидовинова С.В. Влияние ниобия и тантала на особенности фазообразования при металлотермическом взаимодействии алюминия с диоксидом титана // Расплавы. 2018. № 5. C. 553-560.Жилина Е.М., Красиков С.А., Агафонов С.Н. Расчет активности титана и циркония в алюмокальциевом оксидном расплаве // Расплавы. 2016. № 4. С. 300-306.Жилина Е.М., Красиков С.А., Агафонов С.Н. Расчет активности титана и циркония в алюмокальциевом оксидном расплаве // Расплавы. 2016. № 4. С. 300-306.Савченков С.А., Бажин В.Ю. Синтез магниевых лигатур во фторидно-хлоридных расплавах // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 5. С. 214-224.Савченков С.А., Бажин В.Ю. Синтез магниевых лигатур во фторидно-хлоридных расплавах // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 5. С. 214-224.Zhiqiang Zhang, Xuan Liu, Wenyi Hu, Jiahao Li, Qichi Le, Lei Bao, Zhenjia Zhu, Jianzhong Cui. Microstructures, mechanical properties and corrosion behaviors of Mg-Y-Zn-Zr alloys with specific Y/Zn mole ratios // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 624. P. 116-125.Zhiqiang Zhang, Xuan Liu, Wenyi Hu, Jiahao Li, Qichi Le, Lei Bao, Zhenjia Zhu, Jianzhong Cui. Microstructures, mechanical properties and corrosion behaviors of Mg-Y-Zn-Zr alloys with specific Y/Zn mole ratios // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 624. P. 116-125.Савченков С.А. Анализ диаграмм плавкости итрийсодержащих галогенидных систем. Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 4 (58). С. 82-86.Савченков С.А. Анализ диаграмм плавкости итрийсодержащих галогенидных систем. Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 4 (58). С. 82-86.Savchenkov S.A., Kosov Ya.I., Bazhin V.Yu. Prospects of nanometalurgy application in the preparation of master alloys and composite materials. Smart Nanocomposites. 2015. Vol. 6. No. 2. 203 р.Savchenkov S.A., Kosov Ya.I., Bazhin V.Yu. Prospects of nanometalurgy application in the preparation of master alloys and composite materials. Smart Nanocomposites. 2015. Vol. 6. No. 2. 203 р.Du B.N., Xiao Z.P., Qiao Y.X., Zheng L., Yu B.Y., Xu D.K., Sheng L.Y. Optimization of microstructure and mechanical property of a Mg-Zn-Y-Nd alloy by extrusion process // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Vol. 775. P. 990-1001.Du B.N., Xiao Z.P., Qiao Y.X., Zheng L., Yu B.Y., Xu D.K., Sheng L.Y. Optimization of microstructure and mechanical property of a Mg-Zn-Y-Nd alloy by extrusion process // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Vol. 775. P. 990-1001.Wang Jingfeng, Xie Feizhou, Liu Shijie, Huang Song, Pan Fusheng. Hot Deformation Behavior and Processing Maps of As-Homogenized Mg-Gd-Y-Zn-Mn Alloy // Rare Metal Materials and Engineering. 2018. Vol. 47. Issue 6. P. 1700-1707.Wang Jingfeng, Xie Feizhou, Liu Shijie, Huang Song, Pan Fusheng. Hot Deformation Behavior and Processing Maps of As-Homogenized Mg-Gd-Y-Zn-Mn Alloy // Rare Metal Materials and Engineering. 2018. Vol. 47. Issue 6. P. 1700-1707.

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