Details

Title Исследование нагрева пористых заготовок на основе материала типа САС под горячую обработку давлением: выпускная квалификационная работа бакалавра: 22.03.01 - Материаловедение и технологии материалов ; 22.03.01_01 - Материаловедение и технологии новых материалов
Creators Чудинов Павел Александрович
Scientific adviser Григорьев Андрей Анатольевич
Other creators Паршиков Руслан Александрович
Organization Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Imprint Санкт-Петербург, 2019
Collection Выпускные квалификационные работы ; Общая коллекция
Subjects спеченный алюминиевый сплав (САС) ; порошковая металлургия ; спеченный алюминиевый порошок(САП) ; алюминий ; Sintered Aluminum Alloy (CAC) ; powder metallurgy ; Sintered Aluminum Powder (SAP) ; Aluminum
Document type Bachelor graduation qualification work
File type PDF
Language Russian
Level of education Bachelor
Speciality code (FGOS) 22.03.01
Speciality group (FGOS) 220000 - Технологии материалов
Links Отзыв руководителя ; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI 10.18720/SPBPU/3/2019/vr/vr19-5522
Rights Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key ru\spstu\vkr\3232
Record create date 10/9/2019

Allowed Actions

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network

Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group Anonymous
Network Internet

Предмет исследования – Нагрев заготовок на основе типа САС Литого и пористого. Проведен литературный обзор по темам порошковой металлургии, пористых алюминиевых сплавов Проанализирован нагрев Литого и пористого образцов на основе САС Выявлено значительное влияние конвективного нагрева из-за прохождения нагретого воздуха через заготовку в которой имеется сквозная пористость.

Subject of research - Heating blanks based on the type of SAS Cast and porous. A literature review on the topics of powder metallurgy, porous aluminum alloys Analyzed the heating of cast and porous samples based on CAC Revealed a significant effect of convective heating due to the passage of heated air through the workpiece in which there is a through porosity.

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All
Read Print Download
Internet Authorized users SPbPU
Read Print Download
Internet Anonymous
  • Получение пористых ленточных адсорбентов
  • Одна из областей применения изделий, изготовленных методами ПМ – отрасль вакуумно-криогенной техники, выпускающая установки для получения высокого вакуума, в основе действия которых лежит явление физической адсорбции молекул газов поверхностью твердог...
  • Адсорбенты на основе активных углей, силикагелей и цеолитов имеют недостатки – низкую теплопроводность и недостаточную механическую прочность. Высокопористые сорбирующие элементы на основе металлических порошков с высокими теплофизическими свойствами ...
  • Сорбирующие композиционные материалы сочетают в себе достоинства материалов обоих типов и состоят из неметаллической фазы (обладающей максимальной удельной поверхностью для обеспечения необходимого уровня адсорбционных свойств) и металлической матрицы...
  • Необходимое требование, предъявляемое к этим материалам – высокая открытая пористость, что удовлетворяется при общей пористости изделия более 0,2.
  • Совместными исследованиями кафедры пластической обработки ЛПИ им. М. И. Калинина и ВАМИ исследована возможность получения лент с такой пористостью из алюминиевых порошков, в частности, марок АСД-0 (+50–140 мкм), АКП и ПАМ (+80–1000 мкм).
  • Для повышения прочности пористых лент производят термообработку, позволяющую интенсифицировать диффузионные процессы в межчастичных контактах. Для этих целей сконструирована установка безынерционного бесконтактного нагрева лент лучистой энергией непос...
  • Все лампы соединены в группы по четыре – по две на каждой панели, что позволяет регулировать продолжительность нагрева лент и распределение температурного поля по длине рабочей зоны. Установлено, что для надежного спекания пористых лент достаточно 20–...
  • Процесс получения магнитных алюминиевых сплавов основан на спекании алюминия и магнитного материала, при котором исключается их химическое взаимодействие и достигается высокое значение модуля упругости. Магнитные и электрические свойства магнитных спл...
  • К началу 90-х годов XX века в России был полностью завершен комплекс научных, инженерных и конструкторских работ для организации высокорентабельного производства, реализующего классические преимущества ПМ. Создаваемое производство ориентировалось на п...
  • Например, для АвтоВАЗа на основе порошков ПА-4-ПК и ПАС-ПМ по схеме “прессование–спекание–выдавливание” получены детали с пределом прочности более 150 и 250 МПа, для радиотехники изготовлены колпачки с пределом прочности до 210 МПа, с относительным уд...
  • Однако разразившийся политико-экономический кризис не позволил реализовать намеченное на конец 90-х годов создание по этой технологии крупного отечественного производства на заводе “Электроконтакт” в г. Кинешма (Ивановская обл.) изделий, деталей и пол...
  • Вариант 3 ПМ алюминия – термостатическая обработка (предпочтительно горячее изостатическое прессование, экструзия или прокатка) быстроохлажденных (распыленных или гранулированных) алюминиевых сплавов (БОАС) – получил распространение как за рубежом, та...
  • Интерес к этим сплавам вызван их особыми свойствами. При быстром охлаждении из-за торможения диффузионных процессов, большой степени переохлаждения формируется “облагороженная” однородная мелкая кристаллическая структура, характеризуемая фиксацией пер...
  • Компактированные из порошков и гранул БОАС полуфабрикаты, наряду с традиционными свойствами сплавов алюминия, приобретают ряд новых полезных, иногда уникальных свойств, не присущих компактному сплаву, благоприятный комплекс механических, физико-химиче...
  • В ВАМИ совместно с заводами-производителями алюминиевых порошков в 80–90-е годы была разработана технология распыления и испытано большое количество конструкционных и специальных БОАС для прессования изделий, в том числе сплавы систем Al–Zn–Mg–Cu, Al–...
  • В 90-е годы получение полуфабрикатов из порошков БОАС методами горячей экструзии стало основным направлением отечественной ПМ алюминия. При этом обеспечивается высокая теплопрочность (сплавы САС, ПВ-90, САП и др.), низкий ТКЛР (САС) и другой, не дости...
  • Использование варианта 3 не всегда позволяет достигать прямого экономического эффекта, обусловленного технологиями ПМ, технический же эффект обеспечивается качеством и уникальностью свойств готовых изделий. Методы горячей экструзии, горячего изостатич...
  • Использование порошков перспективно и для приготовления методом ПМ из алюминиевых сплавов эталонных образцов для анализа, поскольку быстрым охлаждением можно обеспечить недостижимую традиционным способом однородность химического состава по всему объем...
  • Высокая эффективность ПМ БОАС подтверждается тем, что прочность полуфабрикатов из быстроохлажденных сплавов системы Al–Zn–Mg–Cu повышает до уровня прочности нержавеющих сталей и лучших титановых сплавов. В автомобилестроении порошковые сплавы этой сис...
  • В ПМ БОАС следует осторожно пользоваться законами классического металловедения. Так, например, некоторые традиционно вредные для алюминиевых сплавов примеси (железо и т. п.) в БОАС становятся полезными легирующими компонентами, поскольку в результате ...
  • При компактировании порошков отмечались трудности, связанные с плохой прессуемостью и спекаемостью некоторых сплавов, особенно высокопрочных, имеющих повышенную твердость и хрупкость. До настоящего времени не полностью преодолены технологические трудн...
  • Для изготовления подшипников скольжения способом холодного прессования применяют смеси порошков сплава (мас. %): Al–10 Mg–2 Fe–3 Zn с порошками чистых алюминия, меди и цинка в различном соотношении (с добавками стеаратов для улучшения прессования и до...
  • Следует отметить, что в настоящее время разработчики ПМ алюминия незаслуженно мало внимания уделяют гранульной металлургии и гранулированным алюминиевым сплавам. Высокая скорость кристаллизации (до 104–105 К/с), достигаемая в процессе гранулирования р...
  • Преимущества гранульной металлургии – невысокая стоимость и безопасность при производстве и применении, недостатки – повышенная крупность частиц (в основном 300–500 мм), необходимость сушки гранул и дегазации брикетов перед спеканием, трудность или да...
  • Значительный комплекс работ по созданию аппаратуры и технологии гранулирования, компактирования гранул, по разработке новых гранулируемых (быстроохлажденных “в воду”) сплавов и по изучению их характеристик проведен в ВИЛСе под руководством В.И. Добатк...
  • Формирование новых свойств БОАС происходит в момент получения порошков и гранул, при проведении последующих операций компактирования и термообработки желательно сохранить полученную структуру материала.
  • Спеченные алюминиевые порошковые сплавы по способу воздействия на поверхностную оксидную пленку можно условно разделить на две группы. К первой относятся материалы, полученные методом активированного жидкофазного спекания смесей порошков, ко второй – ...
  • Первая группа сплавов с целью уменьшения пористости и повышения механических свойств может после спекания подвергаться холодному или горячему деформированию; вторая группа сплавов перед горячей механической обработкой часто нуждается в термообработке,...
  • Интенсивное пластическое деформирование при повышенных температурах при прокатке, экструзии, ковке или штамповке прессованных заготовок, разрушая и диспергируя оксидный слой на поверхности частиц алюминия и его сплавов, позволяет консолидировать части...
  • К 1990 г. в результате работ Лаборатории порошков ВАМИ и заводов (в основном – ВгАЗа) была надежно отработана технология получения более 30 марок конструкционных БОАС с практически 100%-ным выходом товарных фракций при достаточно высокой производитель...
  • Порошки перерабатывались методами ПМ в прессованные полосы, прутки и профили, холоднокатаные листы на ряде предприятий машиностроительной, электротехнической, атомной, авиационной, электронной и других отраслей промышленности.
  • У всех материалов, полученных из этих порошков, пределы прочности и текучести, усталостная прочность, коррозионная стойкость были выше, чем у таких же сплавов, полученных из слитков, что обеспечило повышение ресурса и надежности эксплуатации изделий и...
  • Современное промышленное оборудование отечественных цехов производства алюминиевых порошков технически обеспечивает получение порошковых алюминиевых сплавов практически любых составов. Большинство причин, сдерживающих развитие ПМ алюминия, были устран...
  • Важная задача дальнейшего развития ПМ алюминия – изучение и освоение новых приемов сверхбыстрого охлаждения расплавленных сплавов, получения наноструктурного или даже аморфного состояния. Применение порошков алюминия сверхвысокой дисперсности с удельн...
  • Аморфное состояние, обеспечивающее резкое изменение физико-химических характеристик материалов и успешно используемое в развивающихся областях техники, при производстве некоторых видов сталей и титановых сплавов достигается уже при скорости охлаждения...
  • Экспериментально установлено, что закаленные метастабильные состояния в БОАС легче сохраняются в продукте, находящемся до компактирования в дисперсном состоянии. В связи с этим целесообразно основную часть вспомогательных операций, в частности термооб...
  • Актуальная технологическая задача – обеспечение возможности оперативного регулирования свойств исходного порошка при осуществлении процессов прессования в автоматическом режиме. Установлен комплекс необходимых технологических параметров компактировани...
  • Плохая сыпучесть порошков, затрудняющая дозирование, создавала серьезные проблемы при прессовании в автоматическом режиме, так же как и сравнительно низкий температурный порог рекристаллизационных и фазовых превращений в быстроохлажденных сплавах. Тех...
  • К настоящему времени успешно отработаны методы повышения текучести порошковой шихты, обеспечивающие прессование в автоматическом режиме, и приемы стабилизации структуры материала.
  • Разработаны приемы термообработки и стабилизации свойств поверхности частиц. Повышение сыпучести обеспечено за счет снижения содержания в порошке тонких пирофорных фракций крупностью менее 50 мкм до уровня 10 %, порог рекристаллизации повышен легирова...
  • В последнее время активно разрабатывается метод активационного механолегирования (МЛ) алюминия для получения дисперсноупрочненных материалов, псевдосплавов, сплавов с повышенным уровнем служебных характеристик. В России эту технологию разрабатывали в ...
  • Механолегирование – это технология, использующая твердофазные процессы, протекающие в порошкообразных металлах при энергичном механическом воздействии. Основной механизм МЛ заключается в том, что при интенсивном размоле происходит не столько измельчен...
  • Преимущества МЛ перед традиционным легированием заключается в возможности получения высоколегированных сплавов, которые нельзя получить по литейным технологиям, и псевдосплавов, в более равномерном распределении легирующих компонентов и в возможности ...
  • Упрочнение алюминия включениями высокопрочных и высокомодульных компонентов при МЛ в высокоэнергетических мельницах позволило создать композиционные материалы с высокими удельными значениями прочности и жесткости, с высокой жаропрочностью и регулируем...
  • Независимо от типа измельчающего аппарата МЛ протекает в три этапа. Для первого этапа характерно прогрессирующее во времени измельчение частиц. Активация материалов в этот период наиболее эффективна. Второй этап характеризуется развитием процесса агре...
  • Методом МЛ в промышленности получали теплопрочные, дисперсно-упрочненные материалы САП из комкованной пудры марки АПС, а в Лаборатории порошков ВАМИ – высококремниевые (с содержанием кремния более 40 %) алюминиевые сплавы с низким ТКЛР, сплавы Al–Sn–C...
  • Изделия из МЛ порошка сплава Al–20Pb, полученного из смеси элементарных порошков, обладают однородным распределением микротонких свинцовых фаз, стабилизированных против коагуляции и фазового огрубления наличием высокой плотности дислокаций и дисперсно...
  • МЛ-сплавы получали в результате длительного (до 30 суток) размалывания в высокоэнергетической шаровой мельнице алюминиевого порошка с добавлением до 10 % упрочнителя и графита. Размер исходного порошка алюминия составлял 50 мкм. В качестве упрочнителя...
  • Установлено, что сплавы с α-Al2O3 и MgO превосходят по прочности и жаропрочности САПы. Другие оксиды, как и интерметаллиды железа и титана, менее эффективны. При размоле и нагреве сплавов, содержащих оксиды кремния, титана и цинка, эти добавки восстан...
  • Хорошие результаты были получены при применении сверхтонкого карбида титана и графита. При содержании 8 % ТiC материал имел σв = 400–500 МПа при комнатной температуре и σв = 140–180 МПа при 400 С.
  • МЛ-сплав с 8 % углерода имел предел прочности 600 МПа при комнатной температуре и 800 (!) при 500 C. После длительного (более 160 ч) отжига образцов при температуре 540 C заметного снижения жаропрочности не было зафиксировано. Такие свойства этих сп...
  • В США методом МЛ получают порошковые дисперсно-упрочненные сплавы (мас. %) IN-9051 (Al–4,0Mg–0,6O2–0,8C), IN-9052 (Al–4,0Mg–0,8O2–1,1C) и IN-9021 (Al–4,0Cu–1,5Mg–0,8O2–1,1C).
  • Углерод вводят в виде сажи. Последующая термообработка приводит к in-situ* образованию дисперсных включений Al4C3, существенно упрочняющих сплав. С увеличением содержания частиц карбида алюминия прочность сплавов меняется в пределах 490–705 МПа. Сплав...
  • * Термин in-situ в технологии механолегирования подразумевает синтез нового соединения из компонентов исходной шихты в результате механической обработки.
  • Сплав IN-9052 по химическому составу близок к деформируемому сплаву 5083 (отечественный аналог АМг4,5) и не требует упрочняющей термической обработки. Он обладает более высокой прочностью, лучшей коррозионной стойкостью и плотностью на 5,6 % ниже плот...
  • Лучшая коррозионная стойкость и более высокие механические свойства получены на деталях из сплава IN-9021.
  • Сохраняется актуальность оптимизации технологических параметров процесса прессования и спекания алюминиевых сплавов, установления корреляции свойств получаемых материалов с технологическими режимами и проведения маркетинговых работ по внедрению новых ...
  • Широкое внедрение ПМ сдерживают, главным образом, последствия общего экономического кризиса, нарушившего связи между предприятиями. Можно ожидать, что в условиях рыночного хозяйствования экономические преимущества ПМ будут действенным стимулом появлен...
  • В последние годы в Российской Федерации создан ряд участков переработки тонких форм алюминиевых отходов (см. разд. 1.9) в порошки или гранулы с последующим их использованием в неответственных областях применения. В большинстве случаев такие материалы ...
  • Анализ состояния научной и аппаратурно-технической базы показывает, что изготовление большинства порошковых алюминиевых сплавов, различающихся химическим составом, пористостью, микроструктурой, формой и свойствами поверхностной пленки частиц порошка, ...
  • Разнообразные требования к служебным характеристикам получаемых изделий предполагают развития или подавление тех или иных свойств исходного порошка. Так, при изготовлении пористых прессованных изделий предпочтительны пористые или даже полые частицы. Д...
  • Широкое внедрение порошковой металлургии требует развития номенклатуры порошковых алюминиевых сплавов, организации производства БОАС, легко перестраиваемого по химическому составу в соответствии с потребностями рынка, постоянного решения возникающих н...
  • Освоение широкой номенклатуры порошковых сплавов требует использования агрегатов малой емкости, так как при переходе от получения одного сплава к другому необходимо тщательно промывать плавильную печь и технологические аппараты или иметь для каждого с...
  • Становление отечественной порошковой металлургии алюминия сдерживалось из-за жестких требований пожаро- и взрывобезопасности производства, так как пылевые (менее 50 и особенно менее 20 мкм) фракции порошка пирофорны и легко образуют взрывоопасную аэро...
  • Соблюдение регламентированных мер при обращении с порошками обеспечивает полную безопасность труда. Эти меры установлены действующими “Правилами безопасности при производстве порошков и пудр из алюминия, магния и сплавов на их основе” (ПБ 11-555–03), ...
  • В соответствии с этими Правилами промышленные распылительные и размольные установки размещаются в специальных помещениях (ячейках), стены которых рассчитаны на давление 500 кг на 1 м2 площади. Ячейки должны иметь легко сбрасываемую кровлю и определенн...
  • При переработке алюминиевых порошков методами ПМ массопотоки порошков обычно существенно ниже, чем при их производстве. С учетом меньшей взрывопожароопасности переделов компактирования порошков для них должны быть разработаны свои правила охраны труда...
  • Порошковые фракции крупностью менее 50 мкм, главным образом мельче 20 мкм, взрывоопасны при наличии источника воспламенения. Такая пыль формирует устойчивое облако аэровзвеси при пересыпании в тару, бункер, из тары или бункера, при вибрациях, ударном ...
  • Тенденция потребления по возможности более крупных алюминиевых порошков (крупностью 0,5–1,5 мм) наблюдается как у отечественных, так и у зарубежных потребителей. В 2002–2005 гг. разработана специальная технология получения практически не содержащего п...
  • В случаях, когда необходимо использовать порошки –50 мкм и тоньше, например при переработке БОАС, наличие герметичной аппаратуры с атмосферой защитного газа обязательно. Альтернативный способ – микрокапсулирование (флегматизация) или гранулирование по...
  • Флегматизация производится непосредственно в технологической цепи при выгрузке порошка с использованием в качестве связующего, например, кремнийорганической связки. Эта связка впоследствии легко разлагается и испаряется при нагревании, практически не ...
  • Гранулирование (комкование порошков) можно осуществить стандартными методами на стандартном оборудовании. Для этих целей вполне подходят связующие, широко применяемые в промышленности при гранулировании порошковых материалов: КМЦ (карбоксиметилцеллюло...
  • Проблема Оборудования в ПМ алюминиевых сплавов
  • Примеры промышленного внедрения ПМ алюминия в России
    • 9. Справочник Металлургия алюминия. Борисоглебский Ю.Б. Год 1999.

Access count: 35 
Last 30 days: 0

Detailed usage statistics