Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование растворимости нанопорошковой лигатуры Cu-SiC на получение композиционного алюминиевого сплава

Сведения об участнике
ФИО
Иванова Анастасия Николаевна
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Металлургия и металловедение
Тема
Исследование растворимости нанопорошковой лигатуры Cu-SiC на получение композиционного алюминиевого сплава
Резюме
Целью исследования являлось изучение растворимости нанопорошковой лигатуры Cu-SiC на получение композиционного алюминиевого сплава. Исследование заключалось в плавке алюминиевого сплава по различным режимам, микроисследование полученных отливок, определение химического состава и твердости.
Ключевые слова
Лигатура, алюминиевый сплав, композиционные материалы
Цели и задачи
Определение растворимости нанопорошковой лигатуры Cu-SiC в зависимости от режима плавки
Введение

Актуальность работы обусловлена растущей потребностью в материалах на основе алюминия. Алюминий незаменим в промышленности, в чистом виде он втрое легче стали, очень пластичен, но не очень прочен.  [1]. С целью повышения механических свойствх алюминиевых материалов в расплавы добавляют модификаторы.

Новизна данной работы заключается в том, что впервые проводилось изучение  растворимости нанопорошковой лигатуры Cu-SiC на получение композиционного алюминиевого сплава. В ходе наблюдений производилась плавка алюминиевого сплава по трем различным режимам. Также было проведено микроисследование полученных отливок, определение химического состава и твердости.

Методы и материалы

Лучшим методом изготовления композиционных материалов системы Al-SiC являются жидкофазные. Поэтому для исследования влияния состава псевдолигатур на процесс получения алюминиевых композиционных сплавов были проведены экспериментальные плавки. Плавление  проводилось в плавильной печи GRAFICARBO с цифровым терморегулятором с максимальной температурой 1200°С  и  максимальной загрузкой тигля 2000 гр.  В алюминиевый сплав А7 вводились лигатуры в виде брикетов, полученных путем прессования с различными удельными давлениями. Плавки проводились по трем режимам, отличающимся температурой, временем выдержки сплава и процентным содержанием карбида кремния в составе модификатора.

Описание и обсуждение результатов

Изломы всех образцов имеют хрупкий характер. Хрупкий излом имеет кристаллическое строение, происходит практически без предварительной пластической деформации, в нем можно различить форму и размер зерен металла. Хрупкий излом характерен для достаточно твердых материалов, что соответствует замеренным значениям твердости. Высокие значения твердости в отдельных точках, свидетельствуют о наличии не растворившихся частиц лигатуры.

Влияние температуры на прочность карбидокремниевых материалов имеет специфический характер. С повышением температуры прочность заметно возрастает. Для самосвязанного карбида кремния, содержащего кремниевую фазу, максимум прочности наблюдают при температуре 600-700 °С. Этот эффект можно объяснить появлением пластических свойств в кремниевой фазе. Снижение прочности при дальнейшем увеличении температуры связано с разупрочнением, а при 1400°С — с плавлением структурно-свободного кремния. Возрастание прочности карбидокремниевых материалов можно объяснить и пластифицирующим действием других фазовых составляющих. [1]

По результатам исследования были выявлены оптимальные режимы получения композиционного материала с алюминиевой матрицей и упрочнителем Cu-5%SiC: 750ºС, выдержкой 1 час.

Применение такого композиционного материала позволяет уменьшить массу деталей и элементов конструкций на 15-50%, в 1,5-2 раза повысить их жесткость и усталостные характеристики по сравнению с прототипными металлическими материалами, обеспечивая при этом повышение эффективности, конструкционной надежности.

Используемые источники
1. Лахтин Ю. В., Леонтьева В.П. Материаловедение [Текст]: Учебник для машиностроительных вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. – 493 с.
2. Курганова Ю.А. Разработка и применение дисперсно упрочненных алюмоматричных композиционных материалов в машиностроении [Текст]/ Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва. 2008. – 226 с.
3. Титова Ю.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез микро- и нанопорошков нитрида алюминия и карбида кремния с применением азида натрия и галоидных солей [Текст]/ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Самара. 2013. – 27с.
4. Михеев Р.С., Чернышова Т.А. Дискретно армированные композиционные материалы системы Al-TiC (обзор) [Текст]/ Михеев Р.С., Чернышова Т.А. // Заготовительное производство в машиностроении № 11, 2008. – C. 44-53 с.
Information about the project
Surname Name
Ivanova Anastasia
Project title
Research solubility nanopowders ligatures Cu-SiC to obtain a composite aluminum alloy
Summary of the project
The aim of the study was to investigate the solubility Nanopowder ligatures Cu-SiC to obtain a composite aluminum alloy. The study consisted of melting the aluminum alloy for different modes, microanalysis obtained castings, chemical composition and hardness.
Keywords
Ligature, aluminum alloy, composite materials