Алюминиевые нанокомпозиты для ответственных деталей ракетных двигателей

Алюминиевые сплавы и композитные материалы на основе спечённого алюминиевого порошка (САП) широко применяются в авиации, ракетно-космической технике (РКТ) и автотранспорте, т.к. сочетают в себе низкую плотность, высокую прочность и технологичность. В этой связи предпочтительным методом создания высокопрочных алюминиевых сплавов может служить порошковая технология.

В задачи работы входило изучение закономерностей формирования порошковых алюминиевых композитов при введении микродобавок наночастиц.

Основным компонентом опытных образцов был выбран порошок алюминия АСД-4 (ТУ 48-5-226-87) (средний диаметр ~4 мкм, чистота 99,7%), получаемый методом распыления расплава на ОАО «СУАЛ» (Россия).

Для определения закономерностей упрочнения алюмокомпозитов в качестве объекта исследования был также выбран материал системы Al-1,5 % об.Cu как аналог применяемым литейным алюминиевым сплавам для изготовления детали крыльчатка. Наибольший предел прочности при изгибе для алюмокомпозитов был отмечен при содержании 1,0 об.% нанопорошка меди и  составлял ~400 МПа. Алюмокомпозит (Al – 1.5 об.% Cu) без наночастиц имеет предел прочности на изгиб, равный 277 МПа.

Полученные экспериментальные зависимости показали, что максимальные значения твердости и прочности достигаются за счет равномерного распределения наночастиц по объему композиционного материала на границах зёрен и активизации процесса спекания, за счёт существенного прироста диффузионной проницаемости границ зёрен матрицы.

 

Научный руководитель – доцент, д.т.н. Еремеева Ж.В.

Работа выполняется в ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» по заказу Роскосмоса