Роль порошковых прекурсоров при получении композиционных сплавов жидкофазными методами
Аннотация
Показаны технологические возможности самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) при получении композиционных сплавов на алюминиевой основе жидкофазными методами для изготовления фасонных изделий. Выполнены термодинамические расчеты реакций между исходными компонентами и предложена схема их взаимодействия. Установлено влияние различных способов подготовки порошковых прекурсоров на интенсивность реакционного взаимодействия. Приведены сравнительные данные по литейным свойствам композиционных сплавов, полученных с применением СВС-процесса. Разработана технология изготовления отливок из таких материалов и представлены результаты их опытно-промышленных испытаний.
Об авторах
Е. С. Прусов
Владимирский государственный университет (ВлГУ) им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
Россия
Россия
канд. техн. наук, доцент кафедры технологии функциональных и конструкционных материалов (ТФиКМ),
600000, Владимир, ул. Горького, 87
А. А. Панфилов
Владимирский государственный университет (ВлГУ) им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
Россия
канд. техн. наук, профессор кафедры ТФиКМ
Россия
канд. техн. наук, профессор кафедры ТФиКМ
В. А. Кечин
Владимирский государственный университет (ВлГУ) им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
Россия
докт. техн. наук, проф., зав. кафедрой ТФиКМ
Россия
докт. техн. наук, проф., зав. кафедрой ТФиКМ
Список литературы
1. Miracle D.B. Metal Matrix Composites — From Science to Technological Significance // Composit. Sci. Technol. 2005. Vol. 65. P. 2526—2540.
2. Surappa M.K. Aluminium Matrix Composites: Challenges and Opportunities // Sadhana. 2003. Vol. 28. No. 1-2. P. 319—334.
3. Pramila Bai B.N., Ramasesh B.S., Surappa M.K. Dry Sliding Wear of A356—A1—SiC Composites // Wear. 1992. Vol. 157. No. 2. P. 295—304.
4. Чернышова Т.А., Кобелева Л.И., Шебо П., Панфилов А.В. Взаимодействие металлических расплавов с армирующими наполнителями. М.: Наука, 1993.
5. Прусов Е.С., Панфилов А.А., Кечин В.А., Гаврилин И.В. Перспективы применения алюмоматричных композиционных сплавов в машиностроении // Литейщик России. 2012. No. 9. С. 16—19.
6. Hashim J., Looney L., Hashmi M.S.J. Metal Matrix Composites: Production by the Stir Casting Method // J. Mater. Process. Technol. 1999. Vol. 92-93. P. 1—7.
7. Poovazhagan L., Kalaichelvan K., Balaji V.R., Ganesh P., Avudaiappan A.K. Development of AA6061/SiCp Metal Matrix Composites by Conventional Stir Casting and Ultrasonic Assisted Casting Routes — A Comparative Study // Adv. Mater. Res. 2014. Vol. 984-985. P. 384—389.
8. Borisov V.G. Development of Process for Plasma Synthesis of Composite Aluminum Alloys // Metallurgist. 2008. Vol. 52. Iss. 11-12. P. 677—683.
9. Белоусов Н.Н. Литье с кристаллизацией под давлением композитов на алюминиевой основе // Литейное пр-во. 1992. No. 6. С. 14—16.
10. Li P.J., Kandalova E.G., Nikitin V.I. In Situ Synthesis of Al/TiC in Aluminum Melt // Mater. Lett. 2005. Vol. 59. P. 2545—2548.
11. Панфилов А.В., Прусов Е.С. О получении и свойствах комплексно-армированных композиционных материалов с алюминиевой матрицей // Литейное пр-во. 2008. No. 8. С. 2—6.
12. Луц А.Р., Макаренко А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез алюминиевых сплавов. Самара: СамГТУ, 2008.
13. Никитин К.В., Никитин В.И., Амосов А.П. Литые Al-композиты, армированные и модифицированные наноразмерными неметаллическими частицами // Металлургия машиностроения. 2013. No. 4. С. 35—40.
14. Song M.S., Zhang M.X., Zhang S.G., Huang B., Li J.G. In situ fabrication of TiC particulates locally reinforced aluminum matrix composites by self-propagating reaction during casting // Mater. Sci. Eng. A. 2008. Vol. 473. Iss. 1-2. P. 166—171.
15. Панфилов А.В., Панфилов А.А., Чернышова Т.А., Кобелева Л.И., Болотова Л.К. Формирование структуры и свойств новых комбинированных алюмоматричных композиционных материалов, полученных с использованием «in-situ» процесса // Процессы литья. 2004. No. 4. С. 23—26.
16. Varma A., Rogachev A.S., Mukasyan A.S., Hwang S. Combustion Synthesis of Advanced Materials: Principles and Applications // Adv. Chem. Eng. 1998. Vol. 24. P. 79—226.
17. Погожев Ю.С., Левашов Е.А., Кудряшов А.Е, Замулаева Е.И., Новиков А.В., Потанин А.Ю. Композиционные СВС-материалы на основе карбида и никелида титана, легированные тугоплавким нанокомпонентом // Изв. вузов. Порошк. металлургия и функц. покрытия. 2012. No. 2. С. 24—32.
18. Московских Д.О., Мукасьян А.С., Рогачев А.С. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез нанопорошков карбида кремния // Докл. Академии наук. 2013. Т. 449. No. 2. С. 111—117.
19. Su X., Fu F., Yan Y. Self-propagating High-temperature Synthesis for Compound Thermoelectrics and New Criterion for Combustion Processing // Nature Commun. 2014. Vol. 5. No. 4908. P. 1—7.
20. Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез неорганических соединений // Докл. Академии наук СССР. 1972. Т. 204. No. 2. С. 366—369.
21. Wiley J.B., Kaner R.B. Rapid Solid-State Precursor Synthesis of Materials // Science. 1992. Vol. 255. P. 1093—1097.
22. Moore J.J., Feng H.J. Combustion Synthesis of Advanced Materials: Part I. Reaction Parameters // Progr. Mater. Sci. 1995. Vol. 39. P. 243—273.
23. Левашов Е.А., Рогачев А.С., Курбаткина В.В., Максимов Ю.М., Юхвид В.И. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М.: МИСиС, 2011.
24. Luts A.R., Amosov A.P., Ermoshkin And.A., Ermoshkin Ant.A., Nikitin K.V., Timoshkin I.Yu. Self-propagating hightemperature synthesis of highly dispersed titaniumcarbide phase from powder mixtures in the aluminum melt // Russ. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. Iss. 6. P. 606—612.
25. Liu Z., Wang X., Han Q., Li J. Synthesis of submicrometer-sized TiC particles in aluminum melt at low melting temperature // J. Mater. Res. 2014. Vol. 29. Iss. 7. P. 896—901.
26. Петрунин А.В., Панфилов А.В., Панфилов А.А. О влиянии модифицирования наноразмерными тугоплавкими частицами на структуру и свойства алюмоматричных композитов // Литейное пр-во. 2009. No. 10. С. 17—20.
27. Amosov A.P., Titova Yu.V., Maidan D.A., Ermoshkin A.A., Timoshkin I.Yu. Application of the Nanopowder Production of Azide SHS Technology for the Reinforcement and Modification of Aluminum Alloys // Russ. J. Non-Ferr. Met. 2015. Vol. 56. No. 2. P. 222—228.
28. Tjong S.C., Ma Z.Y. Microstructural and mechanical characteristics of in situ metal matrix composites // Mater. Sci. Eng. R. 2000. Vol. 29. P. 49—113.
29. Ma Z.Y., Li J.H., Li S.X., Ning X.G., Lu Y.X., Bi J. Propertymicrostructure correlation in in-situ formed Al2O3, TiB2 and Al3Ti mixture-reinforced aluminum composites // J. Mater. Sci. 1996. Vol. 31. P. 741—747.
30. Feng C.F., Froyen L. On the reaction mechanism of an Al–TiO2–B system for producing in-situ (Al2O3 + TiB2)/ Al composites // Scripta Mater. 1998. Vol. 39. No. 1. P. 109—118.
31. Chen Z.C., Takeda T., Ikeda K. Microstructural evolution of reactive-sintered aluminum matrix composites // Composit. Sci. Technol. 2008. Vol. 68. P. 2245—2253.
32. Prusov E.S. Modern Methods of Metal Matrix Composite Alloys Production and New Approaches to Realization of Reinforcing Scheme // Machines, Technol., Mater. 2014. Iss.1. P. 11—13.
33. Прусов Е.С., Панфилов А.А., Кечин В.А. Литой композиционный сплав и способ его получения: Пат. 2492261 (РФ). Заявл. 28.12.2011. Опубл. 10.09.2013. Бюл. No. 25.
34. Reddy B.S.B., Das K., Das S. A Review on the Synthesis of In Situ Aluminum Based Composites by Thermal, Mechanical and Mechanical-Thermal Activation of Chemical Reactions // J. Mater. Sci. 2007. Vol. 42. No. 22. P. 9366—9378.
35. Suryanarayana C. Mechanical Alloying and Milling // Progr. Mater. Sci. 2001. Vol. 46. No. 1-2. P. 1—184.
36. Прусов Е.С., Панфилов А.А. Исследование свойств литых композиционных сплавов на основе алюминия, армированных эндогенными и экзогенными фазами // Металлы. 2011. No. 4. С. 79—84.
37. Yarandi F.M., Rohatgi P.K., Ray S. Fluidity and Microstructure Formation During Flow of Al- SiC Particle Composites // JMEPEG. 1993. Vol. 2. P. 359—364.
Для цитирования:
Прусов Е.С., Панфилов А.А., Кечин В.А. Роль порошковых прекурсоров при получении композиционных сплавов жидкофазными методами. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2016;(2):47-58. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-2-47-58
For citation:
Prusov E.S., Panfilov A.A., Kechin V.A. Role of powder precursors in composite alloy production using liquid-phase methods. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsional’nye pokrytiya. 2016;(2):47-58. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2016-2-47-58
Просмотров: 242
Послать статью по эл. почте 