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 22-79-00217
НазваниеРазработка научных основ формирования создаваемых высокоэнергетическими методами композиционных материалов с уникальными свойствами для энергоемких отраслей промышленности
Руководитель Кузьмин Евгений Владимирович, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" , Волгоградская обл
Конкурс №70 - Конкурс 2022 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; 09-205 - Разработка новых конструкционных материалов и покрытий
Ключевые слова Сварка взрывом, ультразвук, композиционный материал, структура, зона соединения, прочность, оплавленный металл, параметры волн, пластическая деформация, медь, сталь, алюминий
Код ГРНТИ53.49.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Современный уровень развития энергоёмких отраслей производства, таких как химия, цветная и чёрная металлургии и др. предъявляет повышенные требования к показателю затрачиваемой электроэнергии на выпуск единицы продукции. Одним из возможных путей снижения удельного расхода электроэнергии является уменьшение потерь в токоподводящих узлах силовых электротехнических устройств (электролизёров, сталеплавильных печей, коммутационных распределителей и др.). Отдельные участки таких узлов выполняются разнородными, как правило, сталь+медь или сталь+алюминий, сочетая в себе лучшие характеристики каждого из металлов (высокую прочность стали с коррозионной стойкостью и высокой электро- и теплопроводностью меди и алюминия).
Существующее многообразие методов изготовления подобных композитов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, не позволяет в полной мере удовлетворить требования научно-технического прогресса. Развитие отраслей промышленности, создающих наукоемкую продукцию для предприятий электрометаллургии, энергетики и нефте- и газодобывающих и перерабатывающих производств, связано с инновациями в сфере получения новых материалов (в частности, композитов) и оптимизации процессов их изготовления. В настоящее время в мировой науке отчетливо наблюдаются следующие пути решения данной проблемы: разработка и внедрение качественно новых материалов или технологий их получения, либо придание известным материалам ряда уникальных эксплуатационных свойств. Одним из направлений повышения технологичности изготовления композиционных материалов является разработка технологий, основанных на воздействии на материалы несколькими высокоэнергетическими источниками энергии, в результате чего создается возможность получения уникальных свойств, как самих материалов, так и их соединений, которые невозможно достичь внешними источниками энергии иной природы.
Ранее нашим авторским коллективом была разработана методика получения высококачественных композитов нового типа, основанная на высокоскоростном соударении металлических пластин в условиях нагружения скользящей детонационной волной с одновременным воздействием на соударяющуюся систему ультразвуковых волн.
Результаты проведенных исследований (в частности, на паре медь+алюминий) показывают целесообразность применения ультразвука в ходе взрывного нагружения, выражающееся в повышении качества получаемых соединений и расширения области свариваемости соединяемых металлов. Изменение характеристик зоны соединения указывает на то, что диссипация энергии после соударения происходит по разным механизмам, следовательно, меняется энергетический баланс процесса формирования соединения.
Таким образом, это создает предпосылки для проведения исследований формирования соединения композиционных материалов в условиях сварки взрывом с одновременным воздействием на соударяющиеся элементы высокочастотных колебаний.
Целью научного исследование является разработка научно-обоснованной технологии создания высокоэнергетическими методами новых сталемедных и сталеалюминиевых композитов с уникальными свойствами для энергоемких отраслей промышленности.
С научной точки зрения реализация данного проекта позволит расширить представление о физике исследуемого комбинируемого процесса, установить основные закономерности формирования соединения и раскрыть механизм контактного взаимодействия разнородных металлов при их высокоскоростном соударении с одновременным воздействием ультразвука.
Практическая составляющая проекта – разработка научно-обоснованных технологических процессов получения сваркой взрывом с одновременным воздействием ультразвука высококачественных композитов, используемых в энергоемких отраслях промышленности.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ