ISSN: 1814-3520(print)
ISSN: 2500-1590(online)
12+
Вестник Иркутского государственного технического университета
Поиск по сайту

ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ СМАЧИВАЕМОСТИ КАРБИДОКРЕМНИЕВЫХ ЧАСТИЦ МАГНИЕМ В АЛЮМИНИЕВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЛИГАТУРАХ НА ИХ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

2018 / Том 22, №12 (143) 2018 [ МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ]

Рассмотрены возможности повышения эффективности технологии производства алюминиевых композиционных лигатур и сплавов на основе модифицирования частицами из карбида кремния, полученного из отходов боковой футеровки алюминиевых электролизеров, что обеспечивает получение заготовок и изделий с высоким уровнем механических свойств и пластичности. Выявлены рациональные условия смачиваемости частиц карбида кремния и покрытия их поверхности магнием, это влияет на равномерность распределения в алюминиевой матрице, а также обусловливает действие механизмов и кинетику формирования однородной структуры при получении композитной алюминиевой лигатуры. В работе использованы современные методы анализа с использованием современного аналитического оборудования, в частности анализатора площади поверхности Quantachrome Nova 3200e. Определен уровень смачиваемости и степень покрытия карбидокремниевых частиц после их механической обработки и после погружения в расплав магния. Равномерность распределения частиц в микрообъеме алюминиевой матрицы доказана при использовании рентгенофлуоресцентного спектрометра XRF-1800 (Shimadzu). Выполнены механические испытания образцов (предел прочности на растяжение, твердость, относительное удлинение) при согласовании структурных изменений на макро- и микроуровне, которые подтверждают улучшение характеристик при высоком значении смачиваемости частиц магнием в алюминиевой матрице. Результаты экспериментов показали, что разработанная технология является эффективной для получения равномерной дисперсии при внедрении армирующих частиц посредством магниевой лигатуры в алюминиевую матрицу. При повышении количества карбидокремниевых частиц наблюдается тенденция увеличения прочности и ударной вязкости, при этом наилучшие результаты получены при содержании магния 7-8% при наличии 18-20% карбидокремниевых частиц SiC.

Ключевые слова:

композит,магниевый сплав,алюминиевая матрица,карбидокремниевые частицы,смачиваемость,механические свойства,composite,magnesium alloy,aluminum matrix,silicon carbide particles,wettability,mechanical properties

Авторы:

Библиографический список:

  1. Bazhin V.Y., Gutema E.M., Savchenkov S.A. Production Technology Features for Aluminum Matrix Alloys with a Silicon Carbide Framework // Metallurgist. 2017. Vol. 60. No. 11-12. P. 1267-1272.
  2. Фридляндер И.Н. Алюминиевые деформируемые конструкционные сплавы. М.: Металлургия. 1979. 208 с.
  3. Фридляндер И.Н. Современные алюминиевые, магниевые сплавы и композиционные материалы на их основе // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 7. С. 24-29.
  4. Квасов Ф.И., Фридляндер И.Н. Алюминиевые сплавы типа дуралюмин. М.: Металлургия. 1984. 240 с.
  5. Напалков В.И., Бондырев Б.И., Тарарышкин В.И., Чухров М.В. Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов. М.: Металлургия. 1983. 160 c.
  6. Махов С.В. Научное и технологическое обоснование разработки и применения модифицирующих лигатур // Металлургия машиностроения. 2012. № 1. С. 10-15.
  7. Платов Ю.М., Вотинов С.Н., Дриц М.Е. Исследование механических свойств сплавов на основе алюминия // Физика и химическая обработка материалов. 1981. № 1. С. 53-55.
  8. Yang L. J. The effect of casting temperature on the properties of squeeze cast aluminum and zinc alloys// Journal of Material Processing. 2003. Vol. 68. No. 11. P. 61-63.
  9. Casati R. and Vedani M. Metal Matrix Composites Reinforced by Nano-Particles-A Review // Metals. 2014. Vol. 4. No. 1. P. 65-83.
  10. Gupta N., Satyanarayana K.G. Solidification Processing of Metal Matrix Composite// Journal of Materials Science. 2006. Vol. 58. No. 11. P. 91-93.
  11. Wessel J.K. The Handbook of Advanced Materials. New Jersey, USA: John Wiley & Sons Inc. 2004. P. 120-160.
  12. Zhou W. and Xu Z.M. Casting of SiC reinforced metal matrix composites // Journal Material Processing Technology. 1997. Vol. 63. Issue 1-3. P. 358-363.
  13. Boi D. and Mitkov M. The influence of SiC particles on the compressive properties of metal matrix composites // Materials Characterization. 2001. Vol. l47. P. 129-138.
  14. Dieter G. E. Mechanical Metallurgy. 2nd ed., New York, NY: McGraw-Hill Book Co., 1976. P. 282-293.
  15. Hashim J., Looney L., Hashmi M.S.J. The wettability of SiC particles by molten aluminum alloy // Journal of Material Processing. 2001. Vol. 119. P. 324-328.
  16. Baron H.G. Stress-Strain curves of some metals and alloys at low temperature and high rates of strain // Journal of Iron and Steel Institute.1956. Vol. 182. P. 124-128.
  17. Яценко С.П., Хохлова Н.А., Яценко А.С. Получение лигатур на основе алюминия методом высокотемпературных обменных реакций в расплавах солей I. рафинирование алюминия от натрия // Расплавы. 2008. № 5. С. 31-35.
  18. Федотов И.Л., Ульянов Д.С. Особенности входного контроля модифицирующих алюминиевых лигатур // Цветные металлы-2012: сб. научн. статей. Красноярск, 2012. С. 710-714.
  19. Jakes J.E., Frihart C.R., Beecher J.F., Moon R.J., and Stone D.S. Experimental method to account for structural compliance in Nano-indentation measurements // Journal material Research. 2008. Vol. 23. No. 4. P. 1113.
  20. Lucas J.P., Stephens J.J., Greulich F.A. The effect of reinforcement stability on composition redistribution in cast aluminium metal matrix composites // Material Science and Engineering. 1991. Vol. 131 (2). P. 221-230.
  21. ASTM Int., ASTM E10-15: Standard Test Method for Brinell hardness of Metallic Materials, ASTM Stand. 2012. P. 1-32.
  22. ASTM-E399-83, Annual book of ASTM Standards, ASTM, and Philadelphia. 1989. P. 487.
  23. Kala H., Mer K.K.S and Kumar S. A Review on Mechanical and Tribological Behaviors of Stir Cast Aluminum Matrix Composites// Procedia Material Science. 2014. Vol. 6. P. 1951-1960.
  24. Canakci A. and Arslan F. Abrasive wear behavior of B4C particle reinforced Al2024 metal matrix composites // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2012. Vol. 63. P. 785-795.
  25. Torralba J.P Aluminum Matrix Composites: An Overview // Journal of Materials Processing Technology. 2003. Vol. 133. No. 1-2. P. 203-206.

Файлы:

Язык

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная
Количество скачиваний:13010