Эндогенный синтез композиций на основе алюминия методом металлотермического восстановления соединений переходных и редких металлов

• Автор: Айматов, Улугбек Ахтамович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ЛИТЕРЛТУР1ГЫЙ ОБЗОР И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

Общая характеристика композиций на основе алюминия.

Диаграммы состояния алюминия с легирующими компонентами . Получение алюминиевых лигатур и композиционных соединений Перспективы применения методов нанометаллургии при получении

лигатур и композиционных материалов

Обоснование и выбор направления исследований.

РАЗРАБОТКА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОЦЕССОВ СИНТЕЗА ЛИГАТУР И КОМПОЗИЦИОННЫХ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.

Термодинамика процессов синтеза алюминиевых лигатур с переходными и редкими металлами
Термические исследования процессов получения лигатур алюминия
с титаном и марганцем
Определение гранулометрических характеристик интерметаллидов
в лигатурах
ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В
СИСТЕМЕ И С А1 Мй
Получение дисперсных порошков титана.
Синтез карбида титана на основе порошков титана
и сажистого углерода.
Синтез карбидизированного титана с использованием ТЮЦ,
порошков магния и сажи.
Получение карбидизированного титана восстановлением смеси
ТЮЦ и ССЦ жидким магнием.
Получение стехиометрического карбида титана восстановлением
жидким магнием смеси хлоридов титана и углерода.
3.6. Синтез композиционных материалов на основе алюминиевых сплавов
3.6.1. Взаимодействие порошков титана, алюминия и углерода.
3.6.2. Восстановление смеси хлоридов титана и углерода
сплавом алюминий магний
4. ПОЛУЧЕНИЕ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ЛИГАТУР.
5. ЭНДОГЕННЫЙ СИНТЕЗ АЛЮМИ1ИЕВЫХ ЛИГАТУР С
ПЕРЕХОДНЫМИ И РЕДКИМИ МЕТАЛЛАМИ
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Кроме того, концентрация модификатора в 6 раз ниже, чем при использовании самой распространенной лигатуры А1 - 5%Т - 1%В. Поэтому можно ожидать значительно меньшее влияние модификатора на коррозионные свойства изделий. Испытания показали высокую эффективность данного модификатора: повысилось количество зерен, увеличилась технологическая пластичность слитков, снизилась анизотропия прутков и плит, стабилизировались механические свойства. В работе [] изучена эффективность измельчения зерна в А1-сплавах модификатором А1-Т1-С с различным соотношением ТпС. Показано, что на образование зародышей из карбида титана влияет степень переохлаждения расплава и количество Т1С, а активность зародышей зерен определяется факторами, ограничивающими рост зерен. В другой работе [] сравнивали действие углеродистых и борных модификаторов А1 - 5,5П - 0,С; А1 - 6,5П - 0,5С (УМ) и А1 - 5П - 1В (ВМ) при измельчении зерна в А1 чистотой ,% (АП4) и ,5% (АВ4). Показано, что при добавлении всех типов модификаторов в количестве 0,2% их измельчающих эффект приблизительно одинаков. При добавке 0,5% модификатора УМ эффект выражается сильнее, чем при добавке ВМ, особенно при работе с АВ4. При этом в УМ частицы 'ПС должны быть как можно меньше, особенно для получения алюминиевой фольги микронной толщины. Показано, что УМ с высоким содержанием углерода имеет хорошие перспективы. В настоящее время определенный интерес представляют композиционные материалы на основе легких металлов (КММ). Известно, что КММ соединяют в себе лучшие свойства многих известных исходных металлов или соединений; в качестве матрицы в большинстве случаев используются алюминиево-магниевые сплавы, упрочняющей фазой могут служить разнообразные материалы (карбиды, оксиды, нитриды, интермсталлиды и др. Применение КММ наиболее рационально в тех случаях, когда нет других материалов, которые могут выполнить заданные сложные функции. Искусственное введение дисперсных частиц тугоплавких соединений в литой алюминий приводит к упрочнению его []. Изученные дисперсно-упрочненные материалы представляли собой алюминиевую матрицу с равномерно распределенными в ней частицами TiC, TiN и TiB2 дисперсностью 0,8-2,0 мкм в количестве 3-%. Для выплавки сплавов использовали алюминиевый порошок, исследовали образцы материалов в литом состоянии, а также после отжига. Кривые изменения твердости алюминия при введении в него TiN и TiC достигают насыщения при концентрации около 5%. Влияние добавок приводит не только к существенному увеличению прочности, но и к значительному повышению пластичности. Наибольшее увеличение прочности (более чем в два раза) наблюдается при введении в алюминий TiC, в этом случае происходит и наибольшее повышение пластичности — относительное удлинение и сужение возросло более чем в пять раз. В конечном итоге показано, что искусственное введение в алюминий дисперсных частиц тугоплавких металлов сопровождается заметным изменением ряда характеристик тонкой кристаллической микроструктуры и вызывает повышение механических свойств, основной причиной упрочнения является взаимодействие дислокаций с частицами тугоплавких соединений. Таким образом, следует полагать, что одними из наиболее применяемых являются алюминиево-магниевые лигатуры, содержащие из переходных металлов марганец, модификаторы на основе Al-Mg-TiC и композиционные алюминиево-магниевые материалы, упрочненные тугоплавкими соединениями титана, при этом для создания мелкозернистой структуры перспективно использование в качестве добавок скандия. Полезную информацию для постановки задачи исследований дают литературные свидеиия по диаграммам состояния: алюминий - марганец [-]; марганец-скандий [, , 1]; алюминий-скандий [, -]; алюминий-титан [, -]; алюминий-бор []; алюминий-титан-бор [-]; титан-углерод [-]; титан-алюминий-углерод [-]. А8с и А1цМп,і существет взаимодействие эвтектического типа с ограниченной растворимостью компонентов друг в друге. Яэл/ Ял! Благодаря перечисленным характеристикам скандия и переходных металлов в случае легирования ими алюминия получаются слитки с благоприятной структурой и повышенными эксплуатационными свойствами.