КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 20-79-00060

НазваниеИсследование влияния тугоплавких металлических и неметаллических наночастиц на структуру, деформацию и разрушение сплавов Al-Mg

РуководительХрусталёв Антон Павлович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет", Томская обл

Срок выполнения при поддержке РНФ 07.2020 - 06.2022 

КонкурсКонкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-101 - Прочность, живучесть и разрушение материалов и конструкций

Ключевые словаАлюминиевые сплавы, прочность, разрушение, структура, деформация, наночастицы

Код ГРНТИ53.01.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Разработка и исследование дисперсно-упрочнённых сплавов алюминия с управляемой структурой и заданными физико-механическими свойствами является актуальным научным направлением. Синтез и введение наночастиц в алюминиевые сплавы является актуальной научно-технической задачей, решение которой имеет критически важное значение для данной отрасли знаний. Реализация физических воздействий на расплавы позволяет получать сплавы с заданным химическим составом, минимальным содержанием газовых включений и необходимыми физико-механическими свойствами. Применение внешних физических воздействий позволяет улучшить смачиваемость и равномерно распределить частицы второй фазы в объёме слитка. При этом влияние наночастиц на структуру и физико-механические свойства при литье до сих пор недостаточно изучено. Данные исследования позволят расширить области применения научного направления, связанного с «in-situ» и «ex-situ» введением вторых фаз в алюминиевую матрицу для получения дисперсно-упрочнённых сплавов на основе алюминия. В рамках выполнения проекта будет получено экспериментальное подтверждение о формировании структуры и физико-механических свойств алюминиевых сплавов (Al-Mg) после обработки внешними полями (механическое, ультразвуковое, вибрационное воздействие);будет проведена оценка характера изменения предела текучести, предела прочности и пластичности алюминиевых сплавов после обработки внешними полями; будет получено экспериментальное подтверждение о формировании структуры и физико-механических свойств алюминиевых сплавов (Al-Mg), содержащих наночастицы Al3Er, W и алмаза, после обработки внешними полями (механическое, ультразвуковое, вибрационное воздействие);будет проведена оценка характера изменения предела текучести, предела прочности и пластичности дисперсно-упрочнённых алюминиевых сплавов после обработки внешними полями. В настоящем проекте будут рассмотрены для решения следующие научно значимые проблемы: 1. Для дисперсного упрочнения сплава АМг5 будут использованы наночастицы Al3Er, синтезируемые «in-situ» при введении лигатуры, содержащей эрбий. Кроме этого «ex-situ» способом будут введены наночастицы вольфрама и алмаза. Для введения наночастиц будут использованы внешние воздействия на металлический расплав (механическая, ультразвуковая, вибрационная обработка). Ожидается, что введение наночастиц с одновременной обработкой расплава внешними полями будет способствовать получению недендритной структуры матричного материала, исключая агломерацию частиц для их равномерного распределения в отливке. Результаты позволят разработать рекомендации по управлению формированием структуры литых материалов для достижения заданных физико-механических свойств, что позволит достичь улучшенной смачиваемости армирующих частиц а также высокой степени равномерности их распределения в объеме расплава. 2. Определение условий обработки расплавов, содержащих наночастицы, внешними физическими воздействиями для формирования заданной литой структуры. Выявленные закономерности будут способствовать пониманию возможностей механической, ультразвуковой и вибрационной обработки расплавов для обеспечения заданного качества литых заготовок дисперсно-упрочнённых сплавов алюминий-магний. По результатам проекта планируется опубликовать не менее 6 статей в профильных российских и зарубежных изданиях, в том числе не менее в 3 в изданиях, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science) или «Скопус» (Scopus), в том числе имеющих уровень Q1 и/или Q2; не менее 3 в изданиях, индексируемых РИНЦ Результаты, полученные при выполнении проекта будут представлены на международных Российских и зарубежных научных конференциях и симпозиумах. В качестве исполнителей проекта выступят магистрант ТГУ Кахидзе Николай Иверьевич и аспирант ТГУ Платов Владимир Владимирович.

Ожидаемые результаты
Будут получены зависимости влиянии механического перемешивания, ультразвуковой и вибрационной обработки на структуру, фазовый состав и механические свойства сплава алюминий-магний; Будут получены данные о влиянии механического перемешивания, ультразвуковой и вибрационной обработки на структуру, фазовый состав, распределение наночастиц второй фазы в сплаве алюминий-магний; Будут даны оценки оптимального количества наночастиц в лигатурах, необходимого для получения заданной структуры и распределения наночастиц в дисперсно-упрочнённых сплавах алюминий-магний; Будут описаны основные механизмы влияния механической, ультразвуковой и вибрационной обработки на распределение наночастиц в дисперсно-упрочнённых сплавах алюминий-магний; Будут получены зависимости влияния наночастиц и структуры сплава на механизмы деформирования при растяжении; Будут получены зависимости влияния наночастиц Al3Er, W и наноалмаза на характер разрушения при статическом растяжении. Планируемые результаты соответствуют мировому уровню исследований и разработок в тематической области проекта, что подтверждается многочисленными публикациями руководителя по этому направлению в ведущих мировых журналах (включая Q1/Q2) и широким обсуждением на крупных международных научных мероприятиях. Полученные результаты позволят значительно расширить научное понимание механизмов деформирования и разрушения сплавов, содержащих наночастицы а также создавать лёгкие высокопрочные материалы на основе широкого спектра деформируемых алюминиевых сплавов Al-Mg, Al-Mn, Al-Cu и др в зависимости от требований к изделию по коррозионной стойкости, свариваемости и т.д.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ