📄Работа №22052
Тема: Быстрозакристаллизованные лигатуры для модифицирования структуры слитков из алюминиевых сплавов
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
технология производства продукции
Объем:
64 листов
Год:
2017
Просмотров:
269
5700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Композиционные материалы (КМ) 10
1.1 Строение композиционных материалов 11
1.2. Дисперсно-упрочненные композиционные материал 12
1.3 Существующие методы получения КМ 14
1.4 Литые КМ 14
1.4.1 КМ, полученные на основе механического замешивания в расплав
армирующих частиц 16
1.4.2 Синтез армирующих частиц в расплаве 17
1.4.3 Современные дисперсно-упрочненные материалы на основе Al.... 1g
1.5 Выводы и задачи исследования 20
2 Исходные материалы и методики проведения экспериментов 22
2.1 Материалы для получения быстрозакристализованных лигатур 22
2.2 Методика приготовления сплавов и лигатур 22
2.3 Приготовление лигатур 24
2.4 Рентгеноспектральный анализ исследуемых образцов 25
2.5 Металлографическое исследование КМ и лигатур 27
2.6 Синхронный термический анализатор STA 449C Jupiter и синхрон- 29
ный термический анализ
3 Результаты опытов и их обсуждение 31
3.1 Термодинамический анализ возможности синтеза армирующих частиц в расплаве Al 31
3.2 Совместимость частиц с расплавом Al 37
3.3 Исследование технологических параметров плавки и литья на формирование структуры армирующих лигатур 38
3.4 Исследование структуры армирующих и модифицирующих лигатур 41
3.4.1 Исследование структуры модифицирующей лигатуры системы
41
Al-Ti-B
3.4.2 Исследование структуры армирующей лигатуры Al-Ti-C, Al-Zr-C,
Al-B-C 47
3.5 Получение KM с применением армирующей лигатуры 55
3.5.1 Исследование структуры композиционного материала 55
3.5.2 Исследование механических свойств композиционного материала 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
Список использованных источников 62
1 Композиционные материалы (КМ) 10
1.1 Строение композиционных материалов 11
1.2. Дисперсно-упрочненные композиционные материал 12
1.3 Существующие методы получения КМ 14
1.4 Литые КМ 14
1.4.1 КМ, полученные на основе механического замешивания в расплав
армирующих частиц 16
1.4.2 Синтез армирующих частиц в расплаве 17
1.4.3 Современные дисперсно-упрочненные материалы на основе Al.... 1g
1.5 Выводы и задачи исследования 20
2 Исходные материалы и методики проведения экспериментов 22
2.1 Материалы для получения быстрозакристализованных лигатур 22
2.2 Методика приготовления сплавов и лигатур 22
2.3 Приготовление лигатур 24
2.4 Рентгеноспектральный анализ исследуемых образцов 25
2.5 Металлографическое исследование КМ и лигатур 27
2.6 Синхронный термический анализатор STA 449C Jupiter и синхрон- 29
ный термический анализ
3 Результаты опытов и их обсуждение 31
3.1 Термодинамический анализ возможности синтеза армирующих частиц в расплаве Al 31
3.2 Совместимость частиц с расплавом Al 37
3.3 Исследование технологических параметров плавки и литья на формирование структуры армирующих лигатур 38
3.4 Исследование структуры армирующих и модифицирующих лигатур 41
3.4.1 Исследование структуры модифицирующей лигатуры системы
41
Al-Ti-B
3.4.2 Исследование структуры армирующей лигатуры Al-Ti-C, Al-Zr-C,
Al-B-C 47
3.5 Получение KM с применением армирующей лигатуры 55
3.5.1 Исследование структуры композиционного материала 55
3.5.2 Исследование механических свойств композиционного материала 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
Список использованных источников 62
📖 Введение
Повышение прочностных свойств конструкционных материалов является важнейшей проблемой в машиностроении. Однако по мере увеличения прочности материалов происходит резкое снижение их пластичности, увеличивается склонность к хрупкому разрушению. Это сильно ограничивает использование высокопрочных материалов в качестве конструкционного материала. За последние годы был создан ряд искусственных композитов на металлической основе, армированных неорганическими частицами высокой прочности и жёсткости. ( книга) Важным направлением в области создания новых сплавов, обладающих повышенными механическими и эксплуатационными свойствами, является разработка эффективных технологий получения алюмоматричных композиционных сплавов, состоящих из металлической основы и термостабильных наполнителей в виде тугоплавких частиц, вводимых или инициируемых в результате экзотермических реакций. Однако синтез упрочняющих боридных и карбидных фаз непосредственно в расплаве при приготовлении композиционного сплава требует его высокого перегрева для растворения исходных компонентов, что приводит к угару и повышенному окислению алюминия при плавке, а также препятствует полному взаимодействию компонентов в процессе синтеза армирующих частиц. Поэтому для производства дисперсно-упрочняющих композиционных сплавов на основе алюминия весьма актуальным является разработка и применение промежуточных сплавов (лигатур), содержащих в достаточно большом количестве армирующих частиц заданного размера, практически нерастворимых при температурах плавки и литья. Форма и размер структурных составляющих лигатурных сплавов зависит от условий литья. В частности, высокая степень диспергирования упрочняющей фазы достигается повышенной скоростью кристаллизации сплава. Моделирование позволяет оценить теплофизические процессы, происходящие при кристаллизации и охлаждении лигатурных сплавов..
✅ Заключение
Решение задач, поставленных в работе, позволили сделать следующие выводы:
1. На основе экспериментального исследования смачивания расплавом алюминия частиц карбидов и боридов, образовавшихся в реакциях in-situ, обоснованы устойчивость дисперсных систем и возможность равномерного распределения упрочняющих фаз в литой матрице.
2. Структура и свойства новых литых алюмоматричных композиционных материалов изучены в сравнении с электротехническим алюминием марки А5Е и традиционными литейными сплавами системы Al-Zr, применяемыми для получения электротехнической катанки. Наиболее эффективным для изделий электротехнического назначения оказался композиционный сплав системы Al-B-C, для которого заданный комплекса свойств достигается без термической обработки.
3. Разработана технология получения армирующих лигатур систем Al-Ti(Zr)-C, Al-B-C, в которых упрочняющие углеродсодержащие фазы в количестве до 5 мас.% синтезированы непосредственно в расплаве при температурах 1000-1100 0С с последующей кристаллизацией в металлических формах при скоростях охлаждения 10-100 0С/с.
4. Оценили структуру и фазовый состав полученных лигатур системы Al- Ti(Zr)-C, Al-B-C в сравнении с зарубежной лигатурой Al-Ti-B. Отмечено, что размер упрочняющих фаз (боридов, карбидов и алюминидов) составляют для карбидов и боридов менее 1-2 мкм, а алюминидов титана в виде тонких пластин длиной до 100 мкм. Однако, лигатуры систем Al-Ti(Zr)-C, Al-B-C более предпочтительны, так как упрочняющие углеродсодержащие фазы не склонны к укрупнению и имеют большее структурное сходство с гранецентрированной решёткой алюминий твёрдого раствора, чем частица диборида титана.
5. Исследованы микроструктура и фазовый состав лигатур. В структуре
всех лигатур выявлены три фазы: алюминиевый твердый раствор (Ala), микро-
59
размерные частицы ZrC, TiC, C2Al3B48, равномерно распределенные в металлической матрице и алюминиды титана, циркония, бора игольчатой или пластинчатой морфологии. С повышением скорости охлаждения сплавов с 10 до 100 0С/с происходит измельчение структурных составляющих лигатуры в 5-10 раз.
1. На основе экспериментального исследования смачивания расплавом алюминия частиц карбидов и боридов, образовавшихся в реакциях in-situ, обоснованы устойчивость дисперсных систем и возможность равномерного распределения упрочняющих фаз в литой матрице.
2. Структура и свойства новых литых алюмоматричных композиционных материалов изучены в сравнении с электротехническим алюминием марки А5Е и традиционными литейными сплавами системы Al-Zr, применяемыми для получения электротехнической катанки. Наиболее эффективным для изделий электротехнического назначения оказался композиционный сплав системы Al-B-C, для которого заданный комплекса свойств достигается без термической обработки.
3. Разработана технология получения армирующих лигатур систем Al-Ti(Zr)-C, Al-B-C, в которых упрочняющие углеродсодержащие фазы в количестве до 5 мас.% синтезированы непосредственно в расплаве при температурах 1000-1100 0С с последующей кристаллизацией в металлических формах при скоростях охлаждения 10-100 0С/с.
4. Оценили структуру и фазовый состав полученных лигатур системы Al- Ti(Zr)-C, Al-B-C в сравнении с зарубежной лигатурой Al-Ti-B. Отмечено, что размер упрочняющих фаз (боридов, карбидов и алюминидов) составляют для карбидов и боридов менее 1-2 мкм, а алюминидов титана в виде тонких пластин длиной до 100 мкм. Однако, лигатуры систем Al-Ti(Zr)-C, Al-B-C более предпочтительны, так как упрочняющие углеродсодержащие фазы не склонны к укрупнению и имеют большее структурное сходство с гранецентрированной решёткой алюминий твёрдого раствора, чем частица диборида титана.
5. Исследованы микроструктура и фазовый состав лигатур. В структуре
всех лигатур выявлены три фазы: алюминиевый твердый раствор (Ala), микро-
59
размерные частицы ZrC, TiC, C2Al3B48, равномерно распределенные в металлической матрице и алюминиды титана, циркония, бора игольчатой или пластинчатой морфологии. С повышением скорости охлаждения сплавов с 10 до 100 0С/с происходит измельчение структурных составляющих лигатуры в 5-10 раз.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.