CC BY
16XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова
ПРИМЕНЕНИЕ НАНОПОРОШКОВЫХ ЛИГАТУР NI-SI3N4 ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Волонова А.Е. бакалавр, Тихонова А.Ю., Кузина А.А.
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва, кафедра технологии металлов и авиационного материаловедения, Самара, volonova00@bk. ru, anna. klyarner.1916@mail. ru
DOI: 10.24411/9999-004A-2019-10036
В последние годы алюмоматричные композиционные материалы, обладающие малой плотностью, высокими эксплуатационными свойствами и коррозионной стойкостью, находят широкое применение в изделиях аэрокосмической промышленности, автомобилестроения, строительной индустрии и др. Повышение свойств в таких материалах достигается, как правило, путем введения в матрицу расплава наноразмерных упрочняющих (модифицирующих) добавок. В качестве таких добавок применяются различные керамические соединения, в том числе и с наноразмерностью. Однако проблема улучшения взаимодействия вводимых упрочняющих нанодобавок с алюминиевым расплавом и сегодня не теряет своей актуальности. Условия, в которых происходит формирование композиционного материала, оказывают влияние на свойства и структуру как самой алюминиевой матрицы, так и керамических нанодобавок. Непосредственный ввод керамических нанодобавок в расплав алюминия практически невозможен, поскольку такие частицы обладают особыми свойствами (являются очень активными, легко слипаются, плохо смачиваются жидким расплавом и т.д.). Поэтому ввод таких наночастиц в алюминиевый расплав осуществляется, как правило, с помощью лигатур (прессовок, полос, лент и др.).
Целью работы было исследование возможности ввода нанопорошка марки CBC-Аз Si3N4 при увеличенном его содержании в алюминиевый расплав А7 и АК12.
Ввод упрочняющей фазы Si3N4 в алюминиевый расплав проводился в печи типа GRAFICARBO в стальном тигле объемом до 0,2 кг. Температура расплава изменялась от 850 до 1000°С. Равномерное распределение упрочняющей фазы Si3N4 в алюминиевом расплаве обеспечивалось с помощью перемешивания. Перемешивание расплавов в процессе плавки проводилось вручную при помощи приспособления, представляющего собой стальной пруток диаметром 10 мм. Нужное количество оборотов мешалки составило 30... 60. В ходе проведения экспериментов установлено, что оптимальная температура ввода нанопорошковых лигатур Ni-2,5%Si3N4 и Ni-5%Si3N4 - 900°С. Изменение температуры расплава от 850°С до 1000°С при вводе нанопорошковой лигатуры
XVII Всероссийская с международным участием школа - семинар по структурной макрокинетике для молодых ученых имени академика А.Г. Мержанова
М-7,5%о81зК4 существенного влияния на растворимость данной лигатуры не оказало.
В полученных образцах с материалом - основой АК12 твердость изменялась по шкале НВ в пределах от 56 до 67 МПа. В литых образцах с материалом - основой А7 твердость изменялась в пределах от 22 до 24 МПа.
Таким образом, максимальная растворимость упрочняющей фазы Б1зК4 отмечается при вводе в алюминиевые сплавы АК12 и А7 нанопорошковых лигатур М-5%о81зК4.
