Разработка и освоение технологии получения алюмоматричных композиционных сплавов, модифицированных наночастицами

• Автор: Петрунин, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ГЛАВА 1 РАЗВИТИЯ И ПЕРСПЕКТИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

СПЛАВОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

1.1 Жидкофазные методы получения

алюмоматричных композиционных сплавов

(КС)

1.2 Технология т-яйи - перспективный метод

получения КС

1.3 Классификация и основные методы получения
конструкционных материалов
наноструктурными элементами
1.4 Влияние наноразмерных частиц на структуру и
свойства отливок из алюминиевых сплавов и композитов на их основе
1.5 Выводы и постановка задач исследований
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ
ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ СПЛАВОВ и
ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ СВОЙСТВ
2.1 Характеристики материалов, использованных в
работе для получения КС и способы их подготовки
2.2 Устройства, приспособления и технология
плавки КС
2.2.1 Подготовка порошковых компонентов
2.2.2 Оборудование, оснастка и технология
изготовления брикетов из порошкообразных материалов
2.2.3 Получение КС методом жидкофазного
совмещения на лабораторной установке
2.3 Методика определения высокотемпературной
твёрдости образцов из КС, отлитых в металлическую форму
2.4 Методика испытаний на трение и износ
2.5 Методики исследования литейных свойств КС
2.6 Методика исследования структуры
отливок

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ
ОТЛИВОК ИЗ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ
КОМПОЗИЦИОННЫХ СПЛАВОВ
ЗЛ Исследование влияния нанопорошков на протекание т-вйи реакций жидкофазного совмещения
3.2 Расчёт равновесия т-яйл реакций, протекающих при синтезе КС
3.3 Исследование структуры отливок из 53 алюмоматричных КС
3.3.1 Исследование формирования структуры отливок в зависимости от времени выдержки композиции до разливки
3.3.2 Исследование структуры образцов из КС методом атомно-силовой сканирующей 59 микроскопии
3.3.3 Исследование фазового состава отливок из

3.3.4 Исследование структуры КС методом электронной микроскопии
3.4 Теоретическое обоснование процесса модифицирования КС наноразмерными
частицами
3.4.1 Механизм взаимодействия порошкообразного титана с расплавом алюминия
3.4.2 Механизм модифицирования алюминидов
титана наноразмерными частицами
Выводы по главе
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОТЛИВОК ИЗ
АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ
СПЛАВОВ
4.1. Исследование твёрдости КС при нормальной и повышенной температуре
4.2. Исследование триботехнических характеристик

4.3 Исследование литейных свойств КС
4.3.1 Исследование жидкотекучести
4.3.2 Исследование усадки КС
Выводы по главе

ГЛАВА 5 ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
РАБОТЫ
5 Л Схема технологического процесса получения
отливок из КС
5.2 Промышленное внедрение результатов работы
5.3 Оценка экономической эффективности применения КС взамен традиционных медных сплавов в узлах трения промышленного
оборудования
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1,5 часов порошки подвергали механической активации, после чего полученную смесь прессовали в брикеты.
2.2.2 Оборудование, оснастка и технология изготовления брикетов из порошкообразных материалов
Ввод порошков титана и никеля (либо смеси порошков титана с экзогенными керамическими частицами) в алюминиевый расплав осуществляли в виде брикетов цилиндрической формы. Введение компонентов в виде прочных и компактных брикетов позволяет исключить сильную окисляемость порошков и облегчает их усвоение расплавом.
При проведении экспериментов на лабораторном оборудовании, для изготовления брикетов использовался ручной гидравлический пресс с манометром.
Уплотнение при прессовании брикетов происходит за счет сокращения межчастичных пор и деформации порошка. При отработке технологии компактирования исходных компонентов в брикеты для проведения синтеза КС установлено, что для осуществления экзотермических реакций взаимодействия брикетов с расплавом необходимо обеспечить оптимальную их плотность и пористость. Так, при недостаточной плотности брикеты преждевременно разрушаются и окисляются. При высокой плотности брикетов, особенно в присутствии наноразмерной фазы более 0,2 %, взаимодействие не происходит даже при длительной выдержке брикетов в расплаве. Экспериментально установлено, что для осуществления экзотермической реакции пористость брикетов должна составлять 30-35 % при плотности 6,3-5,8 г/см3 для № и 3,1-2,9 г/см3 для П с наночастицами.
При проведении экспериментов по получению КС для опытнопромышленных испытаний изготовление брикетов методом прессования осуществлялось на гидравлическом прессе П6328 Оренбургского производственного объединения «Гидропресс» при давлении прессования