Высоконаполненные алюминиевые композиты, упрочненные борсодержащими частицами: структура и свойства

• Автор: Горшенков, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Металломатричные композиционные материалы

1.1.1 Методы получения ММК

1.1.2 Микроструктура ММК полученных механическим синтезом

1.1.3 Механические свойства ММК

1.1.4 Механизмы упрочнения ММК

1.1.4.1 Основные механизмы упрочнения алюминиевой матрицы

1.1.5 А1-В4С композиты

1.1.6 Трибологические свойства ММК

1.2 Алюминиевые сплавы
1.2.1 Классификация алюминиевых сплавов
1.2.2 Теплостойкие алюминиевые сплавы
1.3 Защита от ионизирующего излучения
1.3.1 Нейтронное излучение
1.3.2 Взаимодействие нейтронов с веществом
1.3.3 Бор и его соединения в защите от нейтронов
1.3.4 Рентгеновское и у-излучения
1.4 Заключение по литературному обзору
2 Материалы и методы
2.1 Методы исследования
2.1.1 Рентгеноструктурный анализ
2.1.2 Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)
2.1.3 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)
2.1.4 Микрорентгеноспектральный анализ
2.1.5 Определение плотности методом гидростатического взвешивания
2.1.6 Исследование механических свойств
2.1.7 Дилатометрические исследования
2.1.8 Определение теплоёмкости и теплопроводности образцов
2.1.9 Исследование трибологических характеристик
2.2 Материалы, использованные в работе
2.2.1 Исходные алюминиевые сплавы
2.2.2 Наполнители, используемые в работе
2.2.2.1 Карбид бора
2.2.2.2 Нитрид бора
2.2.2.3 Порошок бора кристаллического
2.2.2.4 Порошок нановольфрама
2.3 Методы получения композитов
2.3.1 Метод вакуумно-металлургической пропитки
2.3.2 Метод прессования взрывом
2.3.3 Механический синтез с последующей экструзией
2.3.3.1 Механический синтез композитов на основе сплавов В95 и АМгб
2.3.3.2 Компактирование композитов на основе сплавов В95 и АМгб
2.3.3.3 Разработка технологических параметров компактирования гранул
2.3.3.4 Разработка технологических параметров экструдирования
порошковых смесей
2.3.3.5 Механический синтез композитов на основе сплава АЛТЭК
2.3.3.6 Компактирование алюминиевых гранул на основе сплава АЛТЭК
2.4 Заключение по разделу методы исследования и материалы
3 Результаты
3.1 Структура и свойства образцов композитов, полученных вакуумнометаллургической пропиткой
3.1.1 Микроструктура композитов, полученных вакуумнометаллургической пропиткой
3.1.2 Механические свойства композитов полученных металлургической пропиткой
3.2 Структура и свойства образцов композитов, полученных методом прессования взрывом
3.2.1 Микроструктура композитов, полученных прессованием взрывом
3.3 Структура и свойства композитов полученных методом механического синтеза и последующей экструзией
3.3.1 Механический синтез композитов на основе сплавов В95 и АМгб
3.3.2 Микроструктура композитов на основе сплава В95 после экструзии
3.3.3 Механические свойства композита В95 с карбидом бора и вольфрамом после экструзии
3.3.3.1 Изменение твердости от температуры отжига
3.3.3.2 Прочность композита на растяжение и сжатие при комнатной температуре
3.3.4 Дилатометрические исследования
3.4 Композиционные материалы на основе сплава АЛТЭК
3.4.1 Исходная стружка сплава АЛТЭК
3.4.1.1 Микроструктура исходной стружки сплава АЛТЭК
3.4.1.2 Изменение микроструктуры стружки сплава АЛТЭК при отжиге
3.4.2 Механический синтез композитов на основе сплава АЛТЭК
3.4.3 Микроструктура гранул композиционного материала на основе сплава АЛТЭК
3.4.4 Изменение микроструктуры композиционных гранул при отжиге
3.4.5 Термопрессованые заготовки композитов на основе сплава АЛТЭК
3.4.5.1 Структура термопрессованных заготовок на основе сплава АЛТЭК
3.4.5.2 Зависимость твердости компактированных композитов на основе сплава АЛТЭК от температуры отжига
3.4.5.3 Зависимость микроструктуры композитов на основе сплава АЛТЭК
от температуры отжига
3.4.6 Исследование теплофизических свойств алюминиевых композитов
3.4.7 Трибологические свойства композитов на основе алюминия
3.4.7.1 Трибологические свойства композитов с различными борсодержащими частицами
3.4.7.2 Трибологические свойства композитов на основе сплава АЛТЭК

Сталеалюминий при испытаниях в различных средах имеет высокие характеристики коррозионной стойкости. Термическая обработка сталеалюминия обычно проводится по режиму закалки и отпуска матричной составляющей, однако при выборе температуры нагрева перед закалкой необходимо учитывать, что на этой стадии не должно происходить разупрочнения проволочных волокон (термического или разупрочнения, связанного с обратным мартенсит -ауетенитным превращением), поэтому в ряде случаев, особенно при использовании в материале проволочных волокон из сталей марок 08X18Н9Т и 12Х18Ш0Т, приходится проводить неполную закалку матрицы композита, т. е. закалку после нагрева до температуры, более низкой, чем принято для некоторых марок алюминиевых сплавов. По этой причине, а также в связи с наличием межкомпонентных остаточных напряжений (связанных с различием модулей упругости матричной составляющей и волокон, а также с различием термических коэффициентов линейного расширения матрицы и волокон) упрочнение сталеалюминия после закалки и отпуска может быть меньше ожидаемого.
Композиты на основе легких металлов и сплавов обладают повышенными характеристиками при кратковременных и длительных, статических и динамических нагружениях в широких температурных диапазонах испытаний. Обладают они существенными преимуществами перед традиционными металлическими материалами и при циклическом нагружении. Повышенные циклические характеристики композитов наблюдаются не только при растяжении-сжатии, но и при циклическом консольном изгибе. Например, материал АМгЗ — Н16К4М5Т2 характеризуется значениями циклической прочности при указанном виде испытаний.
Особое место среди конструкционных композитов занимают материалы на основе титана и титановых сплавов, упрочняемые проволочными волокнами из сплавов на основе бериллия, а также сплавов на основе вольфрама и молибдена. В ряде случаев титан и его сплавы могут быть армированы волокнами карбида кремния.
Основными достоинствами композитов на основе титана и титановых