Исследование и разработка механически легированных композиционных материалов на основе вторичного алюминиевого сырья

• Автор: Самошина, Марина Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ стр.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Организация и ход процесса МЛ

1.1.1. Механизм разрушения частиц

1.1.2. Механизм холодной сварки

1.1.3. Стадии МЛ

1.1.4 Влияние ПАВ на процесс МЛ

1.2. Особенности структуры и свойств МЛ материалов

1.2.1. Формирование мелкозернистой структуры

1.2.2. Упрочнение частицами

1.2.3. Образование пересыщенных твердых растворов

1.2.4. Аморфизация структуры
1.3. Диспсрсноупрочненные КМ на основе алюминия и его сплавов
1.4 Оборудование для МЛ
1.5 Вторичное алюминиевое сырье как материал для создания МЛ КМ
Выводы по разделу 1
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Исследуемые материалы
2.2. Исходные материалы
2.3. Обработка в планетарной мельнице
2.4. Обработка в вибрационной мельнице
2.5. Получение консолидированных образцов
2.6. Расчет фазовых диаграмм состояния
2.7. Исследование структуры и свойств
2.7.1. Структурные исследования
2.7.2. Рентгеноструктурный анализ
2.7.3 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия РФЭС
2.7.4. Определение микротвердости, твердости и длительной твердости
2.7.5. Испытания на сжатие консолидированных образцов
2.7.6. Трибологическис испытания
2.7.7. Определение линейного коэффициента термического расширения КТР
2.7.8. Определение плотности
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КМ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО АЛЮМИНИЕВОГО СЫРЬЯ.
3.1. Исследование формирования структуры и свойств КМ из разнородной по составу шихты
3.1.1. Формирование КМ на основе разнородной матрицы, механически
легированных керамическими частицами, введенными в состав шихты
3.1.2. Формирование КМ на основе разнородной матрицы во время обработки в вибрационной мельнице в воздушной атмосфере
3.2. Исследование формирования структуры и свойств КМ на основе системы А1 во время обработки в вибрационной мельнице в воздушной атмосфере
3.2.1. Исследование влияния содержания на кинетику окисления
алюминиевого сплава в процессе МЛ в воздушной атмосфере
3.2.2. Получение КМ на основе сплава АМгб путем обработки в воздушной атмосфере
3.3. Структура и свойства МЛ КМ на основе сложноутилизируемого вторичного алюминиевого сырья
3.3.1. МЛ КМ на основе отходов электролитического производства высокочистого алюминия
3.3.1.1. Исследование влияния фазового состава на процессы измельчения
интерметаллидньгх фаз в сплавах системы А1 Гс Б и А1 Ге Б Си в
процессе МЛ в планетарной мельнице
3.3.1.2. Исследование структуры и свойств материала на основе сплава А1СиГе
3.3.2. МЛ КМ на основе отвальных отходов сложного состава Выводы по разделу
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ВЫСОКООБОРОТНЫХ ВТУЛОК ИЗ МЛ КМ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО АЛЮМИНИЕВОГО СЫРЬЯ
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Айнбиндер 8 показал, что наличие высокой температуры не является необходимым условием для сварки металлов, но при повышенных температурах, особенно близких к температуре плавления, или, во всяком случае, выше температуры рекристаллизации, обеспечить прочное соединение значительно проще, чем при низких температурах. В то же время следует иметь в виду, что абсолютная температура металла не характеризует его физических особенностей в данных условиях. Более корректным будет обращение к относительным, так называемым гомологическим температурам, которые представляют собой отношение температуры объекта к температуре его плавления в градусах Кельвина. Так, например, по данным Бочвара 9, гомологическая температура начала рекристаллизации для большинства металлов порядка 0,0,. С.Б. Айнбиндер с сотрудниками показал процесс холодной сварки металлов на модели. Суть ес в том, что при деформации двух сжимаемых металлических тел происходит равномерное деформирование поверхностных слоев. Поверхность тел покрыта оксидной пленкой, обладающей малой пластичностью, либо слоями наклепанного металла с малой пластичностью, поэтому при деформации должно происходить разрушение пленки слоя с обнажением нижележащего слоя чистого металла. Для создания прочного соединения важно, чтобы площадь сближенных поверхностен достигла значения, при котором удельное давление будет не меньше, чем сопротивление неровностей пластическим деформациям, т. При соблюдении этого условия достигается сближение металлических частиц на расстояние, обеспечивающее включение механизма межатомного взаимодействия, причем осколки оксидных пленок погружаются в металл. Чем пластичнее частицы свариваемою металла, тем устойчивее будет соединение их путем холодной сварки. Если поверхность металла покрыта высокопластичной пленкой, то она может претерпевать деформацию вместе с металлом, не разрушаясь. В этом случае прочного соединения между частицами не происходит. В реальных условиях все металлы покрыты пленками оксидов, упрочненного металла и различного рода адсорбированных веществ. Чтобы произошло соединение, пленки должны быть удалены из зоны контакта. Величины этих деформаций определяются соотношением пластических свойств поверхностного слоя и основного металла. Так как свойствами поверхностных слоев можно управлять, то и свариваемость металлов, т. В соответствующих условиях холодную сварку можно применять к любым металлам. Если оксидные пленки и другие поверхностные дефекты отсутствуют, значительные площади контакта могут быть достигнуты при меньших деформациях, причем внутренние напряжения могут быть невелики. Продолжительность приложения сил к месту контакта имеет значение в тех случаях, когда протекают процессы, имеющие значительную протяженность во времени, например ползучесть, рекристаллизация и т. Такие процессы имеют место, как правило, при гомологических температурах порядка 0, и выше. Для меди, железа, алюминия гомологические температуры перечисленных металлов при комнатной температуре ниже 0, процесс возникновения сцепления не зависит от продолжительности приложения нагрузки. МЛ начинается с простого смешивания порошков исходных компонентов, размер которых может колебаться от 1 до сотен мкм. Порошковая смесь, в зависимости от предъявляемых к конечному продукту требований, может состоять из двух или более компонентов. Исходные металлические порошки могут быть любой формы, включая порошки, полученные при конденсации например, карбонильный никель, электроосажденныс порошки, газо и водораспыленные, элементарные или предварительно выплавленные порошки, а также полученные путем измельчения и т. Легирующие добавки могут представлять собой разного рода лигатуры, чистые металлы, интерметаллидные или инертные дисперсные оксидные порошки, в зависимости от поставленной цели. Схема единичных столкновений и последующие превращения различных частиц представлена на рис. Первоначальное столкновение мелющее тслочастицамелющсе тело приводит к расплющиванию и наклепу частиц пластичного металлического порошка. С увеличением пластической деформации возрастает отношение поверхности частицы к ее объему 8, . Интерметалл иды и дисперсные порошки вследствие своей хрупкости претерпевают раскалывание и уменьшаются в размере.