Детальная информация

Название: 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
Авторы: Чудинов Павел Александрович
Научный руководитель: Григорьев Андрей Анатольевич
Другие авторы: Паршиков Руслан Александрович
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2019
Коллекция: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Тематика: спеченный алюминиевый сплав (САС); порошковая металлургия; спеченный алюминиевый порошок(САП); алюминий; Sintered Aluminum Alloy (CAC); powder metallurgy; Sintered Aluminum Powder (SAP); Aluminum
Тип документа: Выпускная квалификационная работа бакалавра
Тип файла: PDF
Язык: Русский
Код специальности ФГОС: 22.03.01
Группа специальностей ФГОС: 220000 - Технологии материалов
Ссылки: Отзыв руководителя; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2019/vr/vr19-5522
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Разрешенные действия:

Действие 'Прочитать' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Действие 'Загрузить' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Группа: Анонимные пользователи

Сеть: Интернет

Аннотация

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.

Права на использование объекта хранения

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все Прочитать Печать Загрузить
Интернет Авторизованные пользователи Прочитать Печать Загрузить
-> Интернет Анонимные пользователи

Оглавление

  • 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.

Статистика использования

stat Количество обращений: 29
За последние 30 дней: 0
Подробная статистика