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 25-23-01117
НазваниеСтруктурно-фазовые превращения и свойства Al-Fe композитов, полученных сваркой взрывом, при различных режимах термической обработки
Руководитель Малютина Юлия Николаевна, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный технический университет" , Новосибирская обл
Конкурс №118 - Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» приоритетного направления деятельности Российского научного фонда «Поддержка проведения научных исследований и развития научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки»
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов
Ключевые слова Сварка взрывом, алюминиевые сплавы, сплавы на основе железа, структура границы соединения, интерметаллидные фазы, термическая обработка, моделирование диффузионных процессов, кинетика фазовых превращений, свойства
Код ГРНТИ53.49.13
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Создание новых биметаллических и композитных материалов с прогнозируемыми свойствами является одной из актуальных задач в области современного материаловедения. Композиты системы Al-Fe, благодаря сочетанию низкой плотности алюминия и высокой прочности железа, обладают значительным потенциалом для применения в авиационной, машиностроительной, энергетической и оборонной промышленности. Сварка взрывом представляет собой высокоэнергетический метод соединения разнородных металлов, позволяющий получать прочные композиты с минимальной зоной термического влияния. Однако процессы, протекающие на границе раздела Al-Fe при экстремальных скоростях и давлениях, сопровождаются образованием сложных интерметаллидных фаз (Fe3Al, FeAl, FeAl2, Fe2Al5 и др.), а также развитием неоднородной микроструктуры. Влияние последующей термической обработки на кинетику фазовых превращений, морфологию границы соединения и совокупность свойств таких композитов до сих пор изучено недостаточно.
Актуальность проекта обусловлена необходимостью фундаментального понимания механизмов образования и эволюции интерметаллидных соединений и дефектных структур в зоне соединения Al-Fe при различных термических воздействиях. Решение этой задачи важно для прогнозирования и управления свойствами композитов, повышения их долговечности, коррозионной стойкости и надежности в эксплуатации. Современные исследования показывают, что параметры сварки взрывом (скорость соударения, толщина слоев, энергия удара) и режимы последующей термообработки существенно влияют на толщину, состав и морфологию интерметаллидных слов, а также на формирование пор, трещин и других дефектов, определяющих механические и эксплуатационные характеристики материала.
Научная новизна проекта заключается в комплексном исследовании кинетики и механизмов фазовых превращений на границе Al-Fe при различных режимах термической обработки с использованием современных методов электронной микроскопии и методов численного моделирования. Особое внимание уделяется выявлению закономерностей роста и превращений интерметаллидных фаз, влияния дефектных структур и морфологии границы соединения на электро- и теплопроводность, прочность и коррозионную стойкость композитов.
Таким образом, проведение комплексного анализа структурно-фазового состава и свойств биметаллов, позволит получить глубокое понимание механизмов, протекающих в процессе сварки взрывом. Это обеспечит обоснование оптимальных параметров сварки, способствующих достижению высокой эксплуатационной надежности соединений, а также позволит количественно оценить кинетику фазовых превращений, протекающих на границе разнородных материалов. Кроме того, результаты исследования будут способствовать расширению областей применения сварных биметаллов системы Al-Fe с учетом выбора стратегических направлений дальнейших научных разработок.
Ожидаемые результаты
Выполнение проекта позволит наиболее полно охарактеризовать структуру и свойства биметаллов системы Al-Fe, полученных сваркой взрывом и последующей термической обработкой. В ходе реализации проекта планируется получить следующие результаты:
1. Исследование влияния параметров сварки взрывом на структуру и свойства биметаллов системы Al-Fe.
2. Детальный анализ структурно-фазовых превращений в композитах системы Al-Fe, полученных методом сварки взрывом, при различных режимах термической обработки.
3. Определение взаимосвязи между режимами термообработки и изменениями микроструктуры, фазового состава и свойств композитов (электро- и теплопроводность, микротвердость, прочность, коррозионная стойкость).
4. Моделирование диффузионных процессов и фазовых превращений протекающих на границе сварных соединений Al-Fe в процессе их термической обработки.
5. Публикация научных статей по теме исследований в высокорейтинговых российских и зарубежных журналах, в том числе в изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science Core Collection или Scopus (уровень Q1-Q4), а также презентация научных результатов работы на профильных конференциях.
Полученные данные позволят расширить фундаментальные знания о кинетике фазовых превращений и механизмах формирования структур в Al-Fe системах при высокоинтенсивных воздействиях сварки взрывом и последующей термообработке. Результаты проекта будут соответствовать современному мировому уровню исследований в области материаловедения.
Результаты работы будут использованы в образовательном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Материаловедение и технология новых материалов» и «Наноинженерия». Работа над проектом будет способствовать развитию исследовательских лабораторий НГТУ и вовлечению в научно-исследовательскую деятельность молодых сотрудников, в том числе аспирантов и студентов старших курсов.
Результаты проекта могут быть востребованы научными и производственными организациями, а также промышленными предприятиями, связанными с разработкой и использованием современных материалов, обладающих высоким комплексом механических свойств, для авиа- и ракетостроения, химического машиностроения, энергетики и других отраслей промышленности.