Синтез, закономерности формирования структуры и механические свойства дисперсноупрочненных материалов на основе алюминия

• Автор: Ворожцов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Структура и свойства металлических композитов с дисперсными частицами

1.1 .Способы синтеза композитов на основе алюминия

1.2.Механизм,I деформации композитов типа металлнеметалл

1.3.Зависимость физикомеханических свойств композитов от

пористости.

1.4.Использование композитов па основе алюминия в качестве композиционной лигатуры

1.5. Использование алюминия в автомобильной и аэрокосмической отрасли

2. Постановка задачи. Материалы и методика

исследований.

2.1 .Постановка задачи
2.2.Материалы и методика исследований .
3. Структура и фазовый состав исходных порошков и гориченрессоваппых композитов
3.1 .Строение и свойства порошков алюминия, шихты, содержащей детонационные алмазы и оксида алюминия.
3.2.Структура, фазовый состав и параметры чоикой кристаллической структуры горячепрессованных образцов
3.3.Металлографические исследования горячепрессованных материалов и связь микроструктуры с фазовым составом и параметрами тонкой кристаллической структуры
4. Характер деформировании и разрушении композитов на основе алюминии и их механические свойства.
4.1 .Исследование процесса деформации композитов и связь с параметрами топкой кристаллической структуры
4.2. Определение основных механических характеристик
горячепрессованных образцов.
5. Механические свойства литого сплава с применением
композиционной л и гату ры.
5.1 .Фазовый состав и распределение частиц в литом сплаве
5.2.Механические характеристики сплавов.
5.3.Возможность практического применения полученных результатов
Заключение
Список использованных источников


Работа изложена на 2 странницах машинописного текста, имеет рисунков и 6 таблиц. Композиционные материалы па основе алюминия в настоящее время получают несколькими способами: литьем, экструзией, методом пропитки пористых каркасов жидким алюминием (каркас представляет из себя пористую прессовку из волокон или порошков карбида кремния, бора, нитрида алюминия и т. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Выбор метода определяется условиями эксплуатации, размерами и формой материалов, масштабами производства и свойствами исходных компонентов []. Основной проблемой при получении композитов на основе алюминия являются высокая реакционная способность порошка, приводящая к агломерации частиц и наличие па их поверхности тугоплавкого оксида А. Для удаления оксидной оболочки, мешающей спеканию порошка алюминия, используют два способа: увеличение начального давления (деформация частиц) или уменьшение толщины оболочки оксида (спекание в вакууме либо удаление оксида с поверхности с помощью химической реакции) []. Рассмотрим основные технологические особенности методов получения композитов на основе алюминия. Данный способ представляет собой машинное литье металла в металлические формы под избыточным давлением (до 0 МПа). Затем происходит раскрытие пресс-формы и удаление отливки с помощью толкателей []. Технологический процесс литья под давлением характеризуется коротким циклом и малым числом операций. Установки для литья под давлением подразделяются по конструкционным и функциональным особенностям узла прессования на два типа: с холодной и горячей камерами прессования. Для получения композитов па основе алюминия используются машины с холодной камерой прессования. С учетом высокой скорости охлаждения литые материалы обладают оптимальным комплексом технологических свойств: хорошей жидкотскучестыо, малой усадкой и минимальным взаимодействием с материалом формы. Главным и наиболее существенным требованием, способствующим повышению качества композитов, является тщательное перемешивание компонентов, сопровождаемое эффективным флюсованием, дегазацией и фильтрацией композиционного расплава перед литьем с целыо удаления дросса (отходы при литье в виде шлаков или стружки), оксидов, газов и других неметаллических примесей [1]. В других случаях для уменьшения возможности образования газовой и усадочной пористости отливках применяют вакуумирование полости формы; заполнение полости формы кислородом, полностью расходуемым на окисление отливаемого алюминия с образованием незначительной объемной доли оксида АГО? Недостатки способа литья под давлением, в первую очередь, обусловлены возникновением в отливках газоусадочпой пористости: это пониженные плотность и пластичность металла, невозможность проведения следующей за литьем термической обработки. Структура композитов, получаемых литьем под давлением, характеризуется прочной связью на границе раздела матрица-упрочнитель и предпочтительным отношением ориентации кристаллов между алюминием и частицами упрочпителя. В первую очередь адгезионное взаимодействие частицы и матрицы определяет уровень свойс тв композиционных материалов и их сохранение при эксплуатации. Локальные напряжения в композите достигают максимальных значений как раз вблизи или непосредственно на границе раздела, где обычно и начинается разрушение материала. В связи с этим, граница раздела матрица-упрочнитель должна иметь высокие прочностные свойства, чтобы обеспечить эффективную передачу механической нагрузки от матрицы на частицу []. В процессах получения композиционных материалов методом пропитки важную роль играют явления смачивания твердых тел жидкостью и растекания жидкостей по поверхности твердых тел. Реальные поверхности, в частности, поверхности волокон, частиц и пор, имеют шероховатости, микротрещины, локальные неоднородности и другие несовершенства, которые оказывают существенное влияние на процессы смачивания и пропитки. Это влияние сказывается в первую очередь, на величину краевых углов смачивания, которые могут сильно отличатся от равновесных [, -].