Усовершенствование способа получения композиционного материала на основе алюминия, упрочненного наночастицами, в поле действия центробежных сил

• Автор: Симонова, Екатерина Васильевна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общие сведения о КМ

1.1 Л Общие сведения о КМ на алюминиевой основе

1.1.2. Анализ способов изготовления дисперсно-упрочненных КМ

с матрицами из алюминиевых сплавов

1.1.3. Механические и эксплуатационные свойства дисперсно-упрочненных КМ на алюминиевой основе

1.1.4. Методы создания градиентных дисперсно-упрочненных КМ

на алюминиевой основе

1.2. Механизм упрочнения материалов наночастицами

1.3. Теория активного энергетического воздействия на расплавы с
целью получения новых материалов
1.4. Изменения в структуре и свойствах металлов и сплавов,
протекающие при кристаллизации под статическим давлением
1.4.1. Фазовые равновесия в сплавах при высоких давлениях
1.4.2 Влияние давления на параметры кристаллизации
1.5 Воздействие на расплав нестационарных силовых полей
1.6 Заключение по обзору литературы
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Выбор исходных материалов для изготовления КМ и определение их свойств
2.2 Технология изготовления КМ
2.2.1 Методика изготовления брикетов
2.2.1.1 Шихтовка материалов
2.2.1.2 Смешение компонентов шихты
2.2.1.3 Определение оптимальной массы брикетов
2.2.1.4 Выбор метода изготовления брикетов
2.2.1.5 Выбор размеров и формы брикетов

2.2.1.6 Выбор давления прессования
2.2.2 Изготовление отливок
2.2.2.1 Оборудование для проведения центрифугирования
2.2.2.2 Методика изготовления отливок
2.2.2.3 Механическая обработка оливок
2.3 Оптическая и электронная микроскопия
2.3.1 Методика металлографических исследований
2.3.2 Электронная микроскопия
2.4 Рентгенографический анализ
2.4.1 Микрорентгеноспектральный анализ
2.4.2 Рентгенофазовый анализ
2.4.3 Оже-спектроскопия
2.4.4 Анализ структуры в тонких пленках
2.5 Методика проведения испытаний механических свойств
2.5.1 Испытания на растяжение
2.5.2 Испытания на изгиб
2.5.3 Испытания на ударную вязкость
2.5.4 Метод оценки погрешности исследования
2.5.5 Определение твердости и микротвердости
2.6 Методика определения эксплуатационных свойств
2.6.1 Методика определения коррозионной стойкости
3 ГЛАВА ВЛИЯНИЕ ВВЕДЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ
И ПРИЛОЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КМ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ
3.1 Свойства исходных материалов
3.1.1 Материал матрицы
3.1.2 Характеристики и состав упрочняющих дисперсных частиц
3.2 Влияние гравитационного коэффициента на структурообразование

3.2.1 Определение значений гравитационного коэффициента и давления, возникающего в расплаве
3.2.2 Оценка времени кристаллизации алюминия
3.2.3 Оценка скорости движения наноразмерных частиц в гравитационном поле центрифуги
3.2.4 Влияние гравитационного коэффициента на размер и форму
зерна
3.3 Влияние наноразмерных частиц на структурообразование КМ
3.3.1 Влияние наноразмерных частиц на размер зерна КМ
3.3.2 Определение радиуса критического зародыша
3.3.3 Расстояние между упрочняющими частицами в матрице
3.3.4 Влияние наноразмерных частиц на характер излома КМ
3.3.5 Результаты количественного рентгенофазового анализа
3.3.6 Результаты оже-спектроскопии
3.3.7 Результаты анализа КМ в тонких пленках
4 ГЛАВА МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА КМ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ
4.1 Механические свойства КМ на основе алюминия, упрочненного наноразмерными частицами
4.1.1 Твердость и микротвердость
4.1.2 Прочность на растяжение, изгиб и ударную вязкость
4.2 Эксплуатационные свойства КМ на основе алюминия
упрочненных наночастицами
4.2.1 Коррозионная стойкость
ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ
5 ГЛАВА РЕЗУЛЬТАТ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

выше концепции моделирования наноматериалов и сред с микроструктурой, предложенная Лурье С.А., Беловым П.А. и др [68-72] является новой и на сегодняшний день не имеет аналогов в России и за рубежом.
1.3. Теория активного энергетического воздействия на расплавы с целью получения новых материалов
В теории литейного производства процесс кристаллизации металлов и сплавов обычно рассматривается как результат отвода тепла от жидкого расплава и понижения его температуры. Температура является средством, с помощью которого веществу задается тот или иной удельный объем, т.е. каждому тепловому состоянию соответствует определенный удельный объем. И влияние температуры на кристаллизацию металлов и сплавов проявляется, в частности, через тепловое сжатие и уменьшение объема.
Структура и свойства литого металла во многом определяются режимом кристаллизации, который можно регулировать в относительно широких пределах. Основными методами воздействия на процесс кристаллизации металлов и сплавов с целью улучшения качества литых заготовок является регулирование скорости охлаждения и модифицирование.
Как известно [73], в литейном производстве для перевода расплава любого металла в твердое состояние используется создаваемое теплостоками переохлаждение ДТ, которое в принципе может быть распределено в пространстве любым образом. Этот перевод, например, с целью получения кристаллической структуры не может произойти без инициирования процесса зародышеобразования. Как видно из схемы, представленной на рисунке 2, скорость зарождения центров кристаллизации п(ДТ) является экстремальной функцией и роль литейщика сводится к созданию условий в ходе кристаллизации, адекватно приводящих к получению необходимых значений п(ДТ). В качестве средства обеспечения заданного значения п(ДТ) применяется либо переохлаждение (ДТ), либо любые воздействия на