CC BY
27
5. Киселева Т. В. Особенности формообразования и конструктивного моделирования современной одежды. Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2008. [Электронный ресурс]: Электронная библиотека Руконт. Режим доступа: http://www.rucont.ru/efd/145738/ (дата обращения: 18.04.2016).
Повышение прочности алюминиевых сплавов за счет легирования наночастицами карбида кремния Смань А. В.
Смань Антон Владимирович /Sman Anton Vladimirovich - аспирант, кафедра металлургии, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург
Аннотация: в статье предложен способ введения наночастиц карбида кремния в алюминиевый литейный сплав. Армирующая фаза в составе порошкового комплекса подвергалась предварительной механоактивации, что позволило получить композиционный сплав, превосходящий по своим свойствам исходный.
Ключевые слова: алюминиевые сплавы, наночастицы карбида кремния, легирование, композиционные материалы, порошковые комплексы.
Несмотря на высокие физико-механические показатели конструкционных материалов, их применение до сих пор не вышло из стадии полупромышленного опробования [1]. Это связано в первую очередь с несовершенством технологии их изготовления, а также сложными взаимодействиями компонентов, определяющих стабильность физико-механических характеристик КМ и высокой стоимостью большинства армирующих наполнителей. Новые КМ требуют также новых конструкторских решений, позволяющих в полной мере реализовать их преимущества перед традиционными материалами.
Традиционные технологии получения композиционных сплавов на алюминиевой основе подразумевают две стадии [2]: получение порошков нужного размера и последующее их введение в алюминиевую матрицу. Но такой процесс требует значительных материальных трудозатрат, что негативным образом сказывается на производительности и себестоимости полученного продукта.
Основной проблемой, возникающей при получении литейных композиционных сплавов, является проблема введения в расплав и сложность равномерного распределения в матрице частиц субмикронных и более мелких размеров [3, 4]. Уменьшение размеров частиц до нанометровых значений приводит к возрастанию их химической активности и усилению тенденции к агрегации. Также остаются открытыми вопросы влияния количества, фазового состава и условий введения наночастиц в расплав [5].
В работе был реализован метод предварительной механоактивации порошкового комплекса, состоящего из частиц карбида кремния, частиц-носителей (металлов), позволивший добиться измельчения армирующей фазы до нано- и субмикронного размера, а также успешный ввод этой фазы в расплав. При этом на конечные характеристики сплава оказывают влияние следующие факторы: температура плавления частиц-носителя, их размер, время замешивания и температура, вязкость расплава. Кроме того, было установлено, что порошок Ti является наиболее перспективным в качестве носителя, по сравнению с порошками Cu и Cr. Однако не удалось добиться эталонной однородности распределения частиц в объеме расплава, что является предметом для дальнейших исследований.
В результате проведенной работы удалось улучшить свойства алюминиевого литейного сплава АК7пч. Полученный композиционный сплав на его основе и армированный наночастицами карбида кремния имеет значение предела прочности равное 224 МПа, что на 37 % больше, чем у исходного, а также значение твердости равное 167 HV, что практически вдвое больше, чем у исходного.
Изучение макро- и микроструктурных изменений создает возможность понимания природы и характера упрочнения алюминиевых сплавов. Для решения этих задач необходима организация экспериментальных производств на предприятиях алюминиевой промышленности и проведение комплексных исследований по реализации перспективных способов на современном высокопроизводительном оборудовании.
34
Литература
1. Алюминиевые композиционные сплавы - сплавы будущего. / Сост. А. Р. Луц, И. А. Галочкина. Самара. 2Q13. С. S2.
2. Composite materials handbook - Volume 4. Metal matrix composites/ department of defense handbook. USA. 17 June 2QQ2.
3. Корчагин М. А. Использование самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и механической активации для получения нанокомпозитов. Текст / М. А. Корчагин, Д. В. Дудина // Физика горения и взрыва. 2007. т.43. № 2. С. 58-71.
4. Попов В. А. Теоретическая оценка возможности получения металломатричных композитов с малым размером упрочняющих частиц. Текст / В. А. Попов, А. В. Мармулев, М. Ю. Кондратенков // Известия ВУЗов. Цветная металлургия. 2005. № 1. С. 52-56.
5. Калашников И. Е Развитие методов армирования и модифицирования структуры алюмоматричных композиционных материалов: автореферат дисс. на соискание уч. степени доктора техн. наук. Москва, 2011. С. 50.
Исследование воздействия излучения импульсного волоконного лазера на горную породу амфиболит Яценко С. Н.1, Яценко М. А.2
'Яценко Сергей Николаевич / Yatsenko Sergey Nikolaevich - аспирант, кафедра горного дела и комплексного освоения георесурсов, инженерная школа;
2Яценко Мария Андреевна / Yatsenko Mariya Andreevna - студент, кафедра общей физики, школа естественных наук, Дальневосточный Федеральный университет, г. Владивосток
Аннотация: в статье рассматривается проведение экспериментального исследования по воздействию лазерным излучением в разных режимах работы на горную породу Амфиболит и выбора нужного режима работы лазера для подготовки соответствующего технического задела и дальнейших исследований в этом направлении.
Ключевые слова: оптоволоконный лазер, лазерное излучение, разрушение, горная порода, эксперимент.
Введение.
Традиционные способы воздействия на горные породы, основанные на их механическом разрушении, практически приблизились к пределу своих технических возможностей. В связи с этим в мире возникла проблема разработки новых, более эффективных способов разрушения горных пород, обеспечивающих на длительную перспективу конкурентоспособность таких устройств по сравнению с лучшими в мире образцами буровой техники.
В настоящее время все чаще проявляется интерес к нетрадиционным способам разрушения. Наиболее явно это проявляется в области лазерной техники. Применение лазерных технологий для обработки различных твердых материалов и в горной добыче активизировалось с появлением современных волоконных лазеров, имеющих КПД до 30 % [1].
Результаты исследования.
В Инженерной школе ДВФУ выполнено исследование по разрушению горной породы с использованием оптоволоконного иттербиевого лазера ИЛИ-1-50 («ИРЭ-Полюс») с выходной мощностью 50 Вт [2]. В процессе испытаний лазер работал в режиме импульсного излучения с длиной волны 1062 нм. Расстояние от выходного коннектора до поверхности резания составляло 13 см, мощность излучения 50 Вт. Эксперимент проводился на образце породы амфиболит. Результаты экспериментальных исследований по воздействию на образец представлен в таблице 1.
Амфиболит (рисунок 1) представляет собой зеленые и серо-зеленые породы различной зернистости с массивной, но чаще сланцеватой текстурой. В соответствии с классификацией горных пород Протодьяконова М. М., амфиболиты месторождения относятся к крепким и очень крепким породам II-1У категории крепости и обладают коэффициентом крепости до 17- 18.
