WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |

«А.Р. Луц, И.А. Галочкина АЛЮМИНИЕВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ СПЛАВЫ – СПЛАВЫ БУДУЩЕГО САМАРА 2013 Издается по решению методического совета ФТФ СамГТУ УДК 544-971.2 Алюминиевые ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.Р. Луц, И.А. Галочкина

АЛЮМИНИЕВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ СПЛАВЫ –

СПЛАВЫ БУДУЩЕГО

САМАРА

2013 Издается по решению методического совета ФТФ СамГТУ УДК 544-971.2 Алюминиевые композиционные сплавы – сплавы будущего: Учебное пособие / Сост. А.Р.Луц, И.А. Галочкина. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013.

– 82 с.:ил.

Материал предназначен для школьников, школьных учителей, студентов и бакалавров младших курсов. Представляет собой научно-популярные сведения о композиционных материалах нового поколения, их составе, классификации, способах получения, преимуществах и недостатков.

УДК 544-971. © А.Р. Луц, И.А. Галочкина

СОДЕРЖАНИЕ

Введение Состояние вопроса по получению литейных алюминиевых композиционных сплавов 1.1 Традиционные способы получения литейных композиционных сплавов на алюминиевой матрице 1.2 Способы получения микро- и нанопорошковых компонентов для упрочнения литейных композиционных сплавов 1.2.1 Углетермический способ 1.2.2 Растворный способ 1.2.3 Гидридно-кальциевый способ 1.2.4 Плазмохимический синтез 1.2.5 Прямой печной синтез из порошка титана 1.2.6 Механохимический синтез 1.2.7 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез 1.3 Способы ввода микро- и нанопорошковых компонентов для упрочнения литейных композиционных сплавов 2 Перспективные методы получения литейных композиционных сплавов 3 Использование флюсов в традиционных технологиях получения композиционных алюминиевых сплавов Заключение Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Разработка и применение композиционных материалов (КМ) или просто композитов, которые состоят из матрицы и распределенных в ней армирующих элементов и, благодаря этому, обладают качественно новыми, зачастую уникальными свойствами, является одним из магистральных направлений развития современного материаловедения и машиностроения. В большинстве случаев только КМ могут удовлетворить требованиям новой техники, для которой характерно ужесточение условий эксплуатации: повышение нагрузок, скоростей, температур, агрессивности сред, уменьшение веса и т.д. Традиционные материалы уже не могут удовлетворить эти запросы. Например, в конструкции самолета Боинг композиционные материалы составляют 50% по массе от всех применяемых материалов, алюминиевые сплавы – 20%, титановые сплавы – 15%, стали – 10%, другие материалы – 5%. Применение КМ позволило снизить массу самолета на 30%.

По типу матричного материала композиты делятся на полимерные (ПКМ), металлические (МКМ), керамические (ККМ), углерод-углеродные (УУКМ) и гибридные (ГКМ), а по геометрии армирующего элемента – на порошковые (дисперсно армированные), волокнистые и слоистые. Полимерные КМ работоспособны до 1500С; металлические – до 4500С с матрицей из металлов с низкой температурой плавления (Al, Mg) и до 10000С – с высокой температурой плавления (Ni, Cr, Ti); керамические и углерод-углеродные – свыше 10000С.

Металлические КМ имеют ряд важных преимуществ: высокие жесткость, прочность, трещиностойкость, износостойкость, электро- и теплопроводность, технологичность, широкий температурный интервал работы (от очень низких до высоких температур). Дисперсно армированные КМ выгодно отличаются от волокнистых и слоистых изотропией своих свойств, универсальностью и сравнительной простотой технологии изготовления, в связи с чем дисперсно армированные МКМ нашли широкое применение в машиностроении, а среди них на первом месте по объему применения находятся алюмоматричные композиционные материалы (АМКМ). Искусственное введение в структуру пластичных сплавов алюминия тугоплавких, высокопрочных и высокомодульных частиц карбидов (SiC, TiC, B4C) оксидов (Al2O3), боридов (TiB2) и др. обеспечивает высокие механические свойства, в том числе в условиях действия повышенных температур (до 5000С), при сохранении малого удельного веса и других свойств алюминия.

Дисперсно армированные алюмоматричные композиты могут изготавливаться как твердофазными методами порошковой металлургии, так и жидкофазными методами литья. Хорошо известные алюмоматричные композиты типа САП, в которых функцию упрочняющей фазы выполняют частицы оксида алюминия Al2O3, изготавливаются путем твердофазного спекания алюминиевых порошков, покрытых оксидной пленкой. Для изготовления АМКМ с армированием частицами карбидов SiC, TiC, B4C лучшими признаны жидкофазные методы литья, которые приводят к образованию сильной межфазной связи, необходимой для высоких механических свойств композитов, и позволяют использовать стандартное литейное оборудование, что привлекательно с экономической точки зрения. В этом случае композиционные материалы можно называть композиционными сплавами (КС). Жидкофазное соединение компонентов композиционных сплавов может осуществляться как введением готовых армирующих частиц в матричный расплав (ex-situ), например, механическим замешиванием, так и за счет проведения химической реакции синтеза упрочняющих частиц непосредственно в расплаве (in-situ). В последнем случае обеспечивается более плотный контакт и хорошая связь (адгезия) между фазами композиционного сплава, так как эти фазы не вносятся извне с поверхностями, обычно загрязненными оксидами и адсорбированными газами и влагой, а образуются непосредственно в объеме расплава, не контактируют с атмосферой и не содержат влаги, имеют свежие чистые поверхности.



алюмоматричных композиционных сплавов с наноразмерными частицами армирующей фазы. Уменьшение размеров частиц до наноуровня (не более 0,1 мкм) существенно увеличивает их количество в единице объема матричного расплава, тем самым увеличивая число центров кристаллизации при охлаждении расплава.

Наночастицы имеют высокую седиментационную устойчивость в расплаве; будучи весьма многочисленными и находясь длительное время во взвешенном состоянии, они блокируют диффузию атомов к зарождающимся и растущим кристаллам, способствуя формированию мелкокристаллической структуры. Керамические наночастицы упрочняют образующие при затвердевании интерметаллические соединения. В затвердевшем композите керамические наночастицы работают как барьеры при движении дислокаций по матрице, затрудняя их движение в тем большей степени, чем меньше расстояние между частицами при увеличении числа этих частиц. Все эти эффекты ведут к повышению механических свойств литых изделий при очень малых объемах вводимых частиц.

Литые АМКМ перспективны для широкого практического применения в различных областях машиностроения в качестве конструкционных, антифрикционных и других материалов, которые позволяют снизить массу изделий, повысить характеристики их работы, создать принципиально новые конструкции.

Пионерами промышленного освоения АМКМ, армированных дисперсными частицами SiC и Al2O3, являются известные зарубежные фирмы DURALCAN, ALCAN и ALCOA. Однако объемы промышленного использования АМКМ пока не адекватны их технико-эксплуатационным возможностям. В значительной степени это связано с несовершенством научно-технических основ создания таких композитов, которые бы позволяли прогнозировать и гарантированно выбирать их состав, структуру и технологию получения, чтобы реализовать заданный уровень физико-механических и эксплуатационных свойств изделий из АМКМ с дискретным армированием, в том числе наноразмерными керамическими частицами, при доступной их стоимости.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ПОЛУЧЕНИЮ ЛИТЕЙНЫХ

АЛЮМИНИЕВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ СПЛАВОВ

В настоящее время в России начинают проводиться организационные, научные и технологические работы, направленные на подъем металлургических и литейных технологий до уровня 6-го технологического уклада. С этой целью по инициативе ВИАМа и при поддержке правительства была создана технологическая платформа (ТП) «Материалы и технологии металлургии». Одним из основных направлений деятельности ТП является проведение комплекса работ для достижения новых целей и стратегии устойчивого и ресурсно-возобновляемого развития металлургической отрасли. Из обширного перечня актуальных направлений, обозначенных в Меморандуме о формировании ТП, выделим те, которые касаются, в том числе, и алюминиевых сплавов [1]:

1 Технологии создания перспективных конструкционных, в том числе повышенными в 2-3 раза служебными характеристиками;

2 Технологии повышения качества металлов и сплавов за счет легирования, модифицирования, контролируемой термопластической обработки и др.

3 Создание новых экономичных и эффективных лигатур и способов их использования для повышения качества металлопродукции.

В разделе 4 ТП «Композиты с металлической и интерметаллидной матрицами» особо выделены композиты с алюминиевой матрицей и, в частности, «Технологии переработки алюминиевых сплавов и армированных частицами композитов новыми технологическими методами, приводящими к формированию в изделиях из традиционных многофазных сплавов нетрадиционной структуры, характерной для волокнистых композитов».

алюмоматричных композиционных сплавов, армированных нанодисперсными наполнителями, так и алюминиевых сплавов, модифицированных нанодисперсными неметаллическими модификаторами, являются актуальными задачами современных металлургических и литейных технологий. Согласно классификатору направлений нанотехнологий (КНН) [2] такие технологии могут быть классифицированы по следующим научно-технологическим направлениям:

- Т.01 – Наноматериалы, а именно: 01.04 – Объемные наноструктурируемые жидкокристаллических матрицах; 01.04.2.1 – Металлические; 01.04.3.1 – Конструкционные (наноструктурированные металлы и сплавы с особыми механическими свойствами).

промышленного производства наноматериалов и наноустройств, а именно: 07. – Методы производства наноструктур и наноматериалов; 07.01.1.2 – Технологии, основанные на синергизме физических воздействий (07.01.1.2.1 – Термические;

07.01.1.2.2. – Микроволновые; 07.01.1.2.3 – Ультразвуковые).

- Т.08 – Прочие направления, а именно: 08.04 – Другие направления (создание градиентов интенсивных параметров в твердом, жидком и кристаллизующемся состояниях).

Металломатричные композиционные сплавы (ММКС) имеют несколько основных отличий от других композитных материалов [3]:

1 В отличие от полимера или керамики матричной фазой в ММКС является или чистый металл, или сплав на металлической основе.

2 ММКС характеризуются более высокими пластичностью и ударной вязкостью по сравнению с керамикой или керамоматричными композитами. При этом ММКС имеют более низкие пластичность и ударную вязкость, чем соответствующие им неармированные сплавы с металлической матрицей.

3 Роль армирующей фазы в ММКС заключается в увеличении прочности и модуля упругости, как и в случае с композитами на полимерной матрице.

Армирование в керамоматричных композитах, как правило, служит для обеспечения повышенной стойкости к повреждениям или разрушениям.

4 ММКС имеют более высокую жаропрочность, чем полимеры и композиты на полимерной матрице, но меньше, чем керамика и керамоматричные композиты.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |

Похожие работы:

«Московский государственный технический университет МАМИ Методические указания по проведению сквозной практической подготовки для студентов специальности 220501.65 Управление качеством Москва 2011г. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет МАМИ Методические указания по проведению сквозной практической подготовки для студентов...»

«М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУ К И РОССИЙСК ОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУ ДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ У ЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНК Т-ПЕТЕРБУ РГСК ИЙ ГОСУ ДАРСТВЕННЫЙ У НИВЕРСИТЕТ ЭК ОНОМ ИК И И ФИНАНСОВ К АФЕДРА ЭК ОНОМ ИК И И У ПРАВЛЕНИЯ СОЦИАЛЬНОЙ СФЕРОЙ М.М. ХАЙК ИН ЛОГИСТИК А В СФЕРЕ У СЛУ Г У чебное пособие 2 ИЗДАТЕЛЬСТВО САНК Т-ПЕТЕРБУ РГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО У НИВЕРСИТЕТА ЭКОНОМ ИК И И ФИНАНСОВ ББК 65. Х Хайкин М.М. Х 15 Логистика в сфере услуг :...»

«Список новых поступлений за май 1. 26.22.7 I61 КХ Т-50499 Inisheva, L. I. Vasyugan Mire. Natural Conditions, Structure and Functioning/ L. I. Inisheva, A. A. Zemtsov, S. M. Novikov; [transl. from the Russ. by Dr. B. M. Klenov]. Research edition.-Tomsk: Tomsk State Pedagogical University, 2011. 158 с. : ил., карт., табл., цв. фот., схемы; 25 см. Библиогр.: с. 148-158 2. 84(0) R48 АБ 11-6488, 11-8618, 12-3057 КХ 11-6527 Revolution:[рассказы:сборник]/ сост. Захар Прилепин.М.: АСТ: Астрель, [2010]....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева – КАИ (КНИТУ-КАИ) Т. А. Гумеров АдминисТрАТивное прАво Учебно-методическое пособие КАЗАнсКиЙ УниверсиТеТ 2013 УдК 342.9(075.8) ББК 67.401я73 Г94 Печатается по рекомендации Учебно-методической комиссии Института бизнеса и инновационных технологий КНИТУ-КАИ...»

«Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова Кафедра автомобилей и автомобильного хозяйства СИСТЕМА И ОРГАНИЗАЦИЯ СЕРВИСНЫХ УСЛУГ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Методические указания для направления подготовки 653300 Эксплуатация транспорта и транспортного оборудования,...»

«А.Г. Ивасенко, Я.И. Никонова МИРОВАЯ ЭКОНОМИКА Рекомендовано ГОУ ВПО Государственный университет управления в качестве учебного пособия для студентов высшего профессионального образования, обучающихся по экономическим специальностям МОСКВА 2010 УДК 339(075.8) ББК 69.9(2)843я73 И17 Рецензенты: К.Т. Джурабаев, д р экон. наук, проф. кафедры организации производства Новосибирского государственного технического университета, С.В. Любимов, заведующий кафедрой экономики и управления собственно стью...»

«ПРИОРИТЕТНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ ОБРАЗОВАНИЕ РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ В.Н. АФАНАСЬЕВ УПРАВЛЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННЫМИ СИСТЕМАМИ Учебное пособие Москва 2008 Инновационная образовательная программа Российского университета дружбы народов Создание комплекса инновационных образовательных программ и формирование инновационной образовательной среды, позволяющих эффективно реализовывать государственные интересы РФ через систему экспорта образовательных услуг Экспертное заключение – доктор...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра информационных систем ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МЕТОДЫ СБОРА СТАТИНФОРМАЦИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова КАФЕДРА БУХГАЛТЕРСКОГО УЧЕТА, АНАЛИЗА, АУДИТА И НАЛОГООБЛОЖЕНИЯ Посвящается 60-летию высшего профессионального лесного образования в Республике Коми АНАЛИЗ ФИНАНСОВОЙ ОТЧЕТНОСТИ Учебное пособие В двух частях ЧАСТЬ 1...»

«2 3 Оглавление АННОТАЦИЯ ТРЕБОВАНИЯ К ДИСЦИПЛИНЕ 2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. 3. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ 4.2. ТРУДОЁМКОСТЬ МОДУЛЕЙ И МОДУЛЬНЫХ ЕДИНИЦ ДИСЦИПЛИНЫ СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЕЙ ДИСЦИПЛИНЫ 4.3. 4.4. ЛАБОРАТОРНЫЕ/ПРАКТИЧЕСКИЕ/СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ Перечень вопросов для самостоятельного изучения 4.5.1. 6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ. 15 6.1. ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА 6.2. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.