КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
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 проекта 22-29-01318

НазваниеДеформационно-термический метод формирования алюмоматричных композитов с улучшенными механическими свойствами

Руководитель Халикова Гульнара Рашитовна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук , Республика Башкортостан

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-206 - Нано- и мембранные технологии

Ключевые слова алюмоматричный композит, наноструктура, интерметаллидные соединения, обработка трением с перемешиванием, структурно-фазовое превращение

Код ГРНТИ55.09.43

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
В настоящее время наблюдается повышенный интерес и применение композитов в различных областях индустрии, что связано, прежде всего, с расширяющимися возможностями данного направления разработки новых материалов. В последние 2-3 десятилетия активно развивается направление дизайна металломатричных композитов, которые в настоящий момент используются в автомобильной, авиакосмической и других отраслях промышленности благодаря их существенно повышенным эксплуатационным свойствам: удельной прочности, износостойкости, усталостной прочности, жаропрочности и т.д. Новые возможности в разработке новых композиционных материалов появились вследствие развития методов интенсивной пластической деформации. Значительная плотность энергии, вызванная внутренними напряжениями в материале в процессе таких воздействий, может приводить к взаимному растворению металлов, не взаимодействующих при обычных условиях, а также выделению in situ упрочняющих интерметаллидных частиц. Важным преимуществом данного метода является также способность получения соединения двух металлов и/или сплавов, которые затруднительно получить другими (традиционными) способами при формировании металломатричного композита с уникальным набором механических свойств. Проект посвящен решению актуальной и научно-значимой задачи развития метода приповерхностного упрочнения промышленных алюминиевых сплавов при локальном механическом легировании и формировании алюмоматричных композитов, основанного на интенсивной пластической деформации при повышенных температурах в процессе трения с перемешиванием. Научная новизна данного проекта заключается в разработке метода приповерхностного локального упрочнения алюминиевых сплавов с регламентированным структурно-фазовым состоянием путем механического легирования в процессе трения с перемешиванием. В результате такой обработки при интенсивном «замешивании» полосы (более твердого сплава), уложенного в паз основного образца (более пластичного сплава) двух алюминиевых сплавов различных по фазовому составу и механическим свойствам в локальном участке образуется монолитное и бездефектное соединение из алюмоматричного композита. Такой композиционный материал, состоящий из двух и более фаз (в том числе интерметаллидных) и образованный в результате естественных процессов при деформационном и термическом воздействии, называют естественным (in situ). Отличительной особенностью алюмоматричных in situ композитов является хорошее сопряжение синтезируемых фаз с матрицей на основе алюминиевого твердого раствора. Интенсивная деформация в зоне перемешивания двух алюминиевых сплавов различного фазового состава позволит (по сравнению уже ставшими традиционными методами упрочнения материалов) избежать образования пористости, агломерации частиц добавок, образования нежелательных фаз и межфазных реакций из-за высокотемпературной обработки, что, в свою очередь, существенно повысит эффективность и технологичность процесса. На примере механического легирования пластичного алюминиевого сплава АК4-1, в который будут замешиваться более твердые Al-Si сплавы АК12 и АК21 с различным содержанием и морфологией упрочняющих кремниевых частиц методом терния с перемешиванием в локальной зоне перемешивания будет получен алюмоматричный in situ композит. Эти сплавы широко применяются в автомобильном, авиационном и нефтегазовом машиностроении, которые, в условиях современного развития новой техники, предъявляют все более высокие требования к эксплуатационным свойствам сплавов. Процесс твердофазного образования алюмоматричного in situ композита в локальной зоне перемешивания включает в себя выбор режимов деформационно-термической обработки: скорости вращения обрабатывающего инструмента и его линейной скорости, которые приведут к образованию монолитного и бездефектного соединения и термообработки, что, в совокупности, обеспечат необходимую объемную долю различных упрочняющих фаз. Предполагается выяснение механизмов фазовых превращений при деформационно-термическом воздействии. Исследования структуры, фазового и химического анализа формируемых алюмоматричных in situ композитов будут проведены методами рентгеновской дифракции, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии. Будут исследованы механические свойства алюмоматричных композитов при комнатной температуре. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для разработок перспективных методов локального упрочнения промышленных алюминиевых сплавов при формировании в них in situ композита в процессе трения с перемешиванием, и находятся в рамках приоритетного направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации - индустрия наносистем.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---