Исследование и разработка технологии плавки и литья слитков борсодержащих композиционных алюминиевых сплавов с целью изготовления листов радиационно-защитного назначения

• Автор: Курбаткина, Елена Игоревна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.1 Общие сведения о композиционных материалах

1.1.1 Основы теории композиционных материалов

1.1.2 Классификация композиционных материалов

1.1.3 Метало-матричные композиционные материалы

1.1.4 Представление о границе раздела «матрица-наполнитель» в композиционном материале
1.1.5 Основные типы связи по границе раздела «матрица-наполнитель» в композиционном материале

1.1.6 Смачиваемость и влияние флюса на смачиваемость

1.2 Алюмоматричные композиционные материалы (АМКМ)

1.2.1 Матрицы на основе алюминия

1.2.2 Марочные сплавы алюминия
1.2.3 Алюминиевые полуфабрикаты
1.2.4 Высокопрочные алюминиевые сплавы с добавками циркония и скандия
1.3 Алюмоматричные КМ с бором
1.3.1 Бор и его соединения в защите от нейтронов
1.3.2 Бориды титана
1.3.3 Взаимодействие бора с алюминием
1.3.4 Композиционные борсодержащие материалы на основе системы А1-2г-Бс-В4С
1.3.5 Взаимодействие Бс, Ъг и Л с частицами В4С
1.3.6 Горячая прокатка и последующая термообработка
1.3.7 Механические свойства композиционных материалов на основе системы А1-2г-Бс-В4С
1.3.8 Жидкофазные способы производства ММКМ
1.4 Жидкофазные технологии получения КМ
1.4.1 Литейный способ производства ММКМ с использованием миксера

1.4.2 Литье из твердо-жидкого состояния
1.4.3 Пропитка под давлением
1.4.4 Распыление
Выводы по разделу
ГЛАВА II. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Исходные материалы
2.2 Приготовление сплавов
2.3 Расчет взаимодействия в расплаве
2.4 Определение химического состава сплавов
2.5 Количественный анализ бора
2.6 Определение газовой пористости
2.7 Приготовление металлографических шлифов
2.8 Сканирующая электронная микроскопия
2.9 Рентгенофазовый анализ
2.10 Измерение твердости
2.11 Термическая и термо-деформационная обработка
2.11.1 Термическая обработка сплавов системы Al-Ti-B
2.11.2 Термо-деформационная обработка сплавов системы Al-Ti-B-Mg-Mn-Zr-Sc
2.11.3 Термо-деформационная обработка сплавов системы Al-B-Mg-Si-Cu
2.12 Механические свойства
2.13 Коррозионная стойкость
2.14 Теплопроводность
ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ПЛАВКИ НА СТРУКТУРУ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ СПЛАВОВ
3.1 Исследование лигатуры А1-5%В
3.1.2 Микроструктура лигатуры А1-5%В
3.1.3 Исследование фазового состава лигатуры А1-5% В
3.2 Выбор печи для плавки сплавов

Выводы по разделу
ГЛАВА IV. СПЛАВЫ СИСТЕМЫ А1-П-В
4.1 Теоретический расчет взаимодействия в системе АГТьВ
4.2 Микроструктура сплава А1-3% ТГ2% В
4.3 Деформационная обработка
4.4 Механические свойства
Выводы по разделу
ГЛАВА V. СПЛАВЫ СИСТЕМЫ А1-М8-Мп-П-В-гг-8с
5.1 Теоретический расчет взаимодействия в системе Al-Ti-B-Mn-Mg-Zr-Sc
5.2 Микроструктура сплава №2 А1-2% Мп-2% В-1,5%Т1-0,25% Zr -0,1% Бс
5.3 Микроструктура сплава А1-4% Mg-l% Мп-2% В-1,5% Ть0,3% Бс
5.4 Микроструктура сплава №4 А1-4% Mg-l% Мп-2% В-0,3% Бс
5.5 Механические свойства
Выводы по разделу
ГЛАВА VI. СПЛАВЫ СИСТЕМЫ АГВ^-БГСи
6.1 Теоретический расчет взаимодействия в системе Al-B-Mg-Si-Cu
6.2 Влияние температуры плавки на структуру сплавов
6.3 Микроструктура группы сплавов Al-B-Mg-Si-Cu
6.5 Микрорентгеноспектральный анализ сплава Хаб А1-2% В-1,5% Mg-0,6% 81-0,2% Си
6.6 Деформационная обработка
6.7 Механические свойства
Выводы по разделу
ГЛАВА VII ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
7.1 Концентрация бора в сплаве
7.2 Коррозионная стойкость
7.3 Механические характеристики при повышенных температурах
7.4 Теплопроводность
Выводы по разделу

Таблица 1.4 — Свойства различных борсодержащих защитных материалов [63]
Материал Содержали е бора, см3 Содержали е бора, % Плотност ь, г/см3 Содержание других элементов Примечание
1 2 3 4 5
Кристаллический бор теоретической плотности и чистоты 2,33 100 2,33 Чистота 99%
Кристаллический бор, спрессованный в горячем виде С В2О3 2,0 98 2,04 Кислород и др. —
Аморфный бор, спрессованный в горячем виде С В2О3 1,8 80 2,3 Кислород, примеси магния и углерода —
Карбид бора В4С абразивный 2,0 80 2,5 Содержит менее 1% примесей: железа, углерода и др.
Карбид бора В4С металлургический 1,8 78 2,3 Углерод и др.
Борогидрид В ЮН 14 (парафиноподобное вещество) 0,83 88,4 0,94 0,108 г/см3 водорода
Борный ангидрид В203 0,575 31 1,85 Кислород и др. (1,30 г/см3) Сильно гигроскопич
Пятибористый аммоний (НН4)2*В10Н6»5Н2О 0,40 20 2,0 0,074 г/см3 водорода
Бура №2В4С>7* 1ОН2О 0,197 11,4 1,73 0,092 г/см3 водорода 50% тетрабората натрия
Бороффин (20 % Вг03) 0,062 6,2 1,0 0,089 г/см3 водорода