Помощь студентам в учебе
Применение производственных отходов в качестве модификаторов алюминиевых сплавов
|
Введение 14
1 Основные промышленные разновидности легирования и модифицирования 16
1.1 Цели модифицирования 28
1.1.1 Способы модифицирования 29
1.2Технология модифицирования сплавов А12О3 30
1.2.1 Способ модифицирования алюминиевых сплавов 30
1.3 Модифицирование алюминиевого сплава дисперсным порошком Al2O3. 34
1.4 Модифицирование литейных алюминиевых сплавов порошковыми
композициями 39
2. Материалы, оборудование и методика исследования 45
2.1 Материалы 45
2.2 Методики исследования 47
2.2.1 Подготовка образцов к металлографическому исследованию 49
2.3 Металлографические исследования 51
2.4 Наноиндентирование 52
2.4.1 Измерение твердости (по Бринеллю) 54
2.5 Результаты эксперимента 55
2.5.1 Наноиндентирование и измерение твердости по Бринеллю 60
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 63
3.1 Предпроектный анализ 64
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 64
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 66
3.1.3 SWOT анализ 67
3.2 Планирование управления 69
3.2.1 План проекта 69
3.3 Бюджет научного исследования 72
3.3.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты 72
3.3.2 Специальное оборудование для научных работ 72
3.3.3 Основная заработная плата 74
3.3.4 Дополнительная заработная плата научно-производственного
персонала 76
3.3.5 Накладные расходы 77
3.3.6 Отчисления во внебюджетные фонды 78
3.4 Бюджетная стоимость НИР 78
3.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 79
3.5.1 Оценка сравнительной эффективности исследование 79
Заключение по разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 80
4 Социальная ответственность 82
4.1 Введение по разделу «Социальная ответственность» 82
4.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 82
4.2.1 Правовые нормы трудового законодательства 82
4.2.2 Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны 83
4.3 Производственная безопасность 84
4.3.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 85
4.4 Экологическая безопасность 89
4.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 90
Заключение по разделу «Социальная ответственность» 91
Заключение 93
Список публикаций 95
Список литератур 96
Приложение 1 102
1 Основные промышленные разновидности легирования и модифицирования 16
1.1 Цели модифицирования 28
1.1.1 Способы модифицирования 29
1.2Технология модифицирования сплавов А12О3 30
1.2.1 Способ модифицирования алюминиевых сплавов 30
1.3 Модифицирование алюминиевого сплава дисперсным порошком Al2O3. 34
1.4 Модифицирование литейных алюминиевых сплавов порошковыми
композициями 39
2. Материалы, оборудование и методика исследования 45
2.1 Материалы 45
2.2 Методики исследования 47
2.2.1 Подготовка образцов к металлографическому исследованию 49
2.3 Металлографические исследования 51
2.4 Наноиндентирование 52
2.4.1 Измерение твердости (по Бринеллю) 54
2.5 Результаты эксперимента 55
2.5.1 Наноиндентирование и измерение твердости по Бринеллю 60
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 63
3.1 Предпроектный анализ 64
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 64
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 66
3.1.3 SWOT анализ 67
3.2 Планирование управления 69
3.2.1 План проекта 69
3.3 Бюджет научного исследования 72
3.3.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты 72
3.3.2 Специальное оборудование для научных работ 72
3.3.3 Основная заработная плата 74
3.3.4 Дополнительная заработная плата научно-производственного
персонала 76
3.3.5 Накладные расходы 77
3.3.6 Отчисления во внебюджетные фонды 78
3.4 Бюджетная стоимость НИР 78
3.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 79
3.5.1 Оценка сравнительной эффективности исследование 79
Заключение по разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 80
4 Социальная ответственность 82
4.1 Введение по разделу «Социальная ответственность» 82
4.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 82
4.2.1 Правовые нормы трудового законодательства 82
4.2.2 Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны 83
4.3 Производственная безопасность 84
4.3.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 85
4.4 Экологическая безопасность 89
4.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 90
Заключение по разделу «Социальная ответственность» 91
Заключение 93
Список публикаций 95
Список литератур 96
Приложение 1 102
Модифицирование являются одним из известных способов изменения структуры различных промышленных сплавов, в том числе и на основе алюминия. Введение в расплав металла малой добавки интерметаллида (например, алюминий титана) в виде мелких частиц размером 10-100 микрон (зародышей будущих зерен затвердевшего алюминия) позволяет измельчить структуру отливки и таким способом улучшить ее механические характеристики. [ 1 ]
Введение различных модифицирующих легирующих элементов в алюминиевый сплав существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические свойства. Прочность чистого алюминия не удовлетворяет современные промышленные нужды, поэтому для изготовления любых изделий, предназначенных для промышленности, применяют не чистый алюминий, а его сплавы. При этом происходят и нежелательные изменения: неизбежно снижается электропроводность, во многих случаях ухудшается коррозионная стойкость, почти всегда повышается относительная плотность. В отличие от модифицирования при легировании приобретённые свойства сохраняются после последующих переплавов металла. [2]
Полуфабрикаты из алюминиевых сплавов на основе систем Al2O3нашли широкое применение в современном авиастроении и аэрокосмической технике благодаря хорошему сочетанию механических, коррозионных и конструкционных свойств. В связи с этим стабильное получение крупногабаритных полуфабрикатов из этих сплавов с требуемым нормативной документацией комплексом свойств является одной из актуальных задач. В настоящее время для измельчения зерна в слитках алюминиевых сплавов, получаемых методом полунепрерывного литья, применяют в основном прутковые модифицирующие лигатуры на основе систем Al2O3иностранного производства. Однако, как показывает производственный опыт, не всегда удается получить мелкозернистую и однородную структуру по всему объему слитка при использовании указанных лигатур. Причины кроются как в качестве самих лигатур, так и в технологии введения их в расплав. Сложившаяся ситуация свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования процесса модифицирования алюминиевых сплавов. Одним из способов упрочнения алюминиевой матрицы является внесение методом механического легирования готовых частиц упрочняющей фазы.[3]
Автором работы была проведены исследование выявления влияния отходов кремниевого производства микрокремнезёма (микросиликатной пыли) и мелкодисперсного порошка корунда Al2O3(наждачных отходов отрезных дисков)на структуру и свойства алюминиевого сплава АД-31 при его модифицировании.
Данный алюминиевый сплав был выбран в качестве объекта исследования, так как основной компонент сплава -алюминий - характеризуется большой распространенностью и по объемам производства занимает второе место после железа.
Часть работы металлографических исследовании была реализовано в Карагандинском государственно индустриальном университета. Там же была проведена плавка алюминиевого сплава АД-31 с добавлением в качестве модификаторов отходов порошка кремниевого производства «Силициум Казахстан» (микрокремнезема марки МК-85) и порошка корунда (абразивного отхода от отрезных дисков). Выявлено положительное влияние модифицирующих добавок из производственных отходов на структуру и свойства сплава - измельчается зерно, изменяется фазовый состав .
Часть экспериментальных работ в металлографических исследований выполнена в Национальном исследовательском Томском политехническом университете в Инженерная школа новых производственных технологий в отделении материаловедения.
Цель работы -исследования структуры и физико-механических свойств модифицированных образцов алюминиевого сплава АД-31.
Введение различных модифицирующих легирующих элементов в алюминиевый сплав существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические свойства. Прочность чистого алюминия не удовлетворяет современные промышленные нужды, поэтому для изготовления любых изделий, предназначенных для промышленности, применяют не чистый алюминий, а его сплавы. При этом происходят и нежелательные изменения: неизбежно снижается электропроводность, во многих случаях ухудшается коррозионная стойкость, почти всегда повышается относительная плотность. В отличие от модифицирования при легировании приобретённые свойства сохраняются после последующих переплавов металла. [2]
Полуфабрикаты из алюминиевых сплавов на основе систем Al2O3нашли широкое применение в современном авиастроении и аэрокосмической технике благодаря хорошему сочетанию механических, коррозионных и конструкционных свойств. В связи с этим стабильное получение крупногабаритных полуфабрикатов из этих сплавов с требуемым нормативной документацией комплексом свойств является одной из актуальных задач. В настоящее время для измельчения зерна в слитках алюминиевых сплавов, получаемых методом полунепрерывного литья, применяют в основном прутковые модифицирующие лигатуры на основе систем Al2O3иностранного производства. Однако, как показывает производственный опыт, не всегда удается получить мелкозернистую и однородную структуру по всему объему слитка при использовании указанных лигатур. Причины кроются как в качестве самих лигатур, так и в технологии введения их в расплав. Сложившаяся ситуация свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования процесса модифицирования алюминиевых сплавов. Одним из способов упрочнения алюминиевой матрицы является внесение методом механического легирования готовых частиц упрочняющей фазы.[3]
Автором работы была проведены исследование выявления влияния отходов кремниевого производства микрокремнезёма (микросиликатной пыли) и мелкодисперсного порошка корунда Al2O3(наждачных отходов отрезных дисков)на структуру и свойства алюминиевого сплава АД-31 при его модифицировании.
Данный алюминиевый сплав был выбран в качестве объекта исследования, так как основной компонент сплава -алюминий - характеризуется большой распространенностью и по объемам производства занимает второе место после железа.
Часть работы металлографических исследовании была реализовано в Карагандинском государственно индустриальном университета. Там же была проведена плавка алюминиевого сплава АД-31 с добавлением в качестве модификаторов отходов порошка кремниевого производства «Силициум Казахстан» (микрокремнезема марки МК-85) и порошка корунда (абразивного отхода от отрезных дисков). Выявлено положительное влияние модифицирующих добавок из производственных отходов на структуру и свойства сплава - измельчается зерно, изменяется фазовый состав .
Часть экспериментальных работ в металлографических исследований выполнена в Национальном исследовательском Томском политехническом университете в Инженерная школа новых производственных технологий в отделении материаловедения.
Цель работы -исследования структуры и физико-механических свойств модифицированных образцов алюминиевого сплава АД-31.
Целью работы являлось исследование структуры и физико¬механических свойств модифицированных образцов алюминиевого сплава АД - 31.
Автором работы были проведены исследования влияния отходов кремниевого производства микрокремнезёма (микросиликатной пыли) и мелкодисперсного порошка корунда Al2O3(наждачных отходов отрезных дисков)на структуру и свойства алюминиевого сплава АД-31 при его модифицировании.
Данный алюминиевый сплав был выбран в качестве объекта исследования, так как основной компонент сплава -алюминий - характеризуется большой распространенностью и по объемам производства занимает второе место после железа.
Часть металлографических исследований была реализована в Карагандинском государственном индустриальном университете. Там же была проведена плавка алюминиевого сплава АД-31 с добавлением в качестве модификаторов отходов порошка кремниевого производства «Силициум Казахстан» (микрокремнезема марки МК-85) и порошка корунда (абразивного отхода от отрезных дисков).
Экспериментальные исследования физико-механических свойств модифицированного добавками сплава АД-31 выполнены в Национальном исследовательском Томском политехническом университете в отделении материаловедения Инженерной школы новых производственных технологий.
В результате проведенных исследований сформулированы следующие основные выводы:
1. Выявлено положительное влияние модифицирующих добавок из производственных отходов на структуру и свойства сплава - измельчается зерно, изменяется фазовый состав .
2. Введение в качестве модификатора порошка кремниевого производства «Силициум Казахстан» (микрокремнезема марки МК-85) не привело к повышению физико-механических свойств алюминиевого сплава АД- 31. Однако с позиций сохранности окружающей среды (утилизация отходов кремниевого производства) эта технология допустима для ряда областей промышленности.
3. Показано, что наиболее перспективным способом модифицирования алюминиевого сплава АД-31 является введение при его плавке порошка корунда (абразивного отхода от отрезных дисков). Данный способ приводит к существенному повышению физико-механических свойств сплава. Так, модуль нормальной упругости повышается с 92,7 ГПа для не модифицированного до 93,3 ГПа для модифицированного, твердость по Мартенсу - с 904 МПа до 956 МПа, по Бринеллю HB-с 51,0 до 61,2 соответственно. Значение предела прочности составило 214,2 МПа.
Это дает основание считать разработанный способ модифицирования перспективным для технологии литых алюминиевых сплавов пового поколения.
Автором работы были проведены исследования влияния отходов кремниевого производства микрокремнезёма (микросиликатной пыли) и мелкодисперсного порошка корунда Al2O3(наждачных отходов отрезных дисков)на структуру и свойства алюминиевого сплава АД-31 при его модифицировании.
Данный алюминиевый сплав был выбран в качестве объекта исследования, так как основной компонент сплава -алюминий - характеризуется большой распространенностью и по объемам производства занимает второе место после железа.
Часть металлографических исследований была реализована в Карагандинском государственном индустриальном университете. Там же была проведена плавка алюминиевого сплава АД-31 с добавлением в качестве модификаторов отходов порошка кремниевого производства «Силициум Казахстан» (микрокремнезема марки МК-85) и порошка корунда (абразивного отхода от отрезных дисков).
Экспериментальные исследования физико-механических свойств модифицированного добавками сплава АД-31 выполнены в Национальном исследовательском Томском политехническом университете в отделении материаловедения Инженерной школы новых производственных технологий.
В результате проведенных исследований сформулированы следующие основные выводы:
1. Выявлено положительное влияние модифицирующих добавок из производственных отходов на структуру и свойства сплава - измельчается зерно, изменяется фазовый состав .
2. Введение в качестве модификатора порошка кремниевого производства «Силициум Казахстан» (микрокремнезема марки МК-85) не привело к повышению физико-механических свойств алюминиевого сплава АД- 31. Однако с позиций сохранности окружающей среды (утилизация отходов кремниевого производства) эта технология допустима для ряда областей промышленности.
3. Показано, что наиболее перспективным способом модифицирования алюминиевого сплава АД-31 является введение при его плавке порошка корунда (абразивного отхода от отрезных дисков). Данный способ приводит к существенному повышению физико-механических свойств сплава. Так, модуль нормальной упругости повышается с 92,7 ГПа для не модифицированного до 93,3 ГПа для модифицированного, твердость по Мартенсу - с 904 МПа до 956 МПа, по Бринеллю HB-с 51,0 до 61,2 соответственно. Значение предела прочности составило 214,2 МПа.
Это дает основание считать разработанный способ модифицирования перспективным для технологии литых алюминиевых сплавов пового поколения.