Исследование и разработка технологического процесса многоцикловой прокатки листов из композиционных материалов на основе алюминия и меди с комплексом повышенных конструкционных и функциональных свойств

• Автор: Евсеев, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Перспективы применения изделий и полуфабрикатов из композиционных материалов с функциональными свойствами

1.2 Способы производства листовых полуфабрикатов из композитов

1.3 Анализ процесса создания листовых полуфабрикатов из слоистых сборных заготовок

1.4 Влияние диффузионных процессов на состав и структуру получаемого композита

1.5 Методические основы проектирования процессов производства листовых изделий из композиционных материалов
1.6 Возможности математического моделирования при анализе напряженно-деформированного состояния гетерогенной заготовки

1.7 Предлагаемый способ получения листов с комплексом конструкционных

и функциональных свойств
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Применяемые материалы
2.2 Схема укладки компонентов и их сборка в пакетную заготовку
2.3 Прокатка слоистой заготовки
2.4 Методика оценки характеристик листовой заготовки после прокатки
2.5 Методика качественной оценки соединения между компонентами листовой заготовки после прокатки
2.6 Методика испытаний полученных полуфабрикатов
2.7 Методика конечно-элементного анализа и используемое программное обеспечение

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ДЕФОРМИГОВАНИЯ СЛОИСТОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ ЗАГОТОВКИ В ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕЙ МНОГОЦИЮЮВОЙ
ПРОКАТКИ
ЗЛ Классификация типов композитов, получаемых при многоцикловой прокатке
3.2 Совместимость компонентов гетерогенной заготовки
3.3 Анализ процесса деформирования гетерогенной заготовки с позиций критериального подхода
3.4 Практическое использование критериальной системы на примере создания супермногослойного материала
3.4.1 Построение математической модели процесса прокатки слоистой заготовки
3.4.2 Определение технологических параметров процесса многоцикловой прокатки при создании супермногослойного композита А1-А1 с помощью критериальной системы
3.5 Практическое использование критериальной системы на примере создания материала, армированного частицами
3.5.1 Построение математической модели процесса прокатки гетерогенной заготовки
3.5.2 Анализ напряженного состояния в компонентах слоистой заготовки при прокатке
3.5.3 Распределение температур в сборной заготовке при прокатке
3.5.4 Определение технологических параметров процесса многоцикловой прокатки при создании композита, армированного частицами, системы А1-Си
с помощью критериальной системы
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ГОРЯЧЕЙ МНОГОЦИКЛОВОЙ ПРОКАТКИ СЛОИСТЫХ ЛИСТОВЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ СИСТЕМ А1-А1 И АГСи НА БАЗЕ КРИТЕРИАЛЬНОГО ПОДХОДА

4.1 Экспериментальная проверка применения критериального подхода при получении листовых полуфабрикатов в процессе многоцикловой прокатки
4.1.1 Экспериментальная проверка применения критериального подхода при получении сулермногослойных материалов системы А1-А
4.1.2 Экспериментальная проверка применения критериального подхода при получении материалов, армированных частицами
4.2 Оценка механических характеристик полученных многослойных композитов и композитов, армированных частицами
4.2.1 Изучение прочностных свойств листов композиции системы А1-А1
4.2.2 Исследование пластических свойств композита системы А1-А
4.2.3 Оценка прочностных свойств листов композита системы А!-Си
4.2.4 Исследование пластических свойств композита системы А1-Си
4.2.5 Сравнительный анализ механических характеристик полученных композитов
4.2.6 Характер распределения микротвердости в образцах композита системы А1-Си
4.2.7 Изучение процессов диффузии между компонентами композита системы А1-Си с помощью метода конечных разностей
4.2.8 Изучение функциональных свойств композита системы А1-Си
4.3 Методика разработки технологических процессов многоцикловой прокатки листовых материалов
4.4 Разработка технологического процесса получения алюминиевых листов,
армированных частицами меди
Выводы по главе
Общие выводы
Библиографический список
Приложение

технологических процессов получения подобных материалов.
Надо учитывать, что процесс прокатки гетерогенных материалов в значительной степени отличается от деформирования традиционных гомогенных материалов. Его расчет должен базироваться на системе взаимосвязей данных о параметрах заготовки, готового полуфабриката и режимах технологического процесса.
1.5 МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Активное внедрение композиционных материалов во многие сферы деятельности человека пришлось на 70-80 годы прошлого века, что явилось толчком к проведению многочисленных исследований технологических процессов производства изделий из гетерогенных материалов.
Наиболее обширным и значимым исследованием явилось изучение процесса производства изделий из волокнистых композиционных материалов (ВКМ). ВКМ являются сложными гетерогенными системами, включающими соединение матричных и армирующих компонентов. При создании таких композитов с помощью прокатки учитываются пластические характеристики обоих компонентов. В случае если в составе композита присутствуют хрупкие волокна, они обязательно должны деформироваться в упругой зоне, чтобы не произошло их разрушение при компактировании сборной заготовки. При этом матричный компонент воспринимает основную часть деформирующей нагрузки и деформируется пластически, определяя форму и размеры будущего композита, обеспечивая его компактное строение [31,71,72]. Поэтому при производстве продукции из ВКМ необходимо точное определение основных варьируемых технологических параметров: температуры, времени выдержки, давления и др.
Возросший интерес к листовым изделиям из ВКМ вызвал интенсивное развитие исследований, посвященных разработке технологических процессов