Красноярск, 2008 Институт инженерной физики и радиоэлектроники Кафедра «Приборостроение и телекоммуникации»

advertisement
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский федеральный университет»
Институт инженерной физики и радиоэлектроники
Кафедра «Приборостроение и телекоммуникации»
Красноярск, 2008
А. И. Черепанов
Теория и технология литейных
композиционных материалов
1 сентября 2008 г.
УДК
ББК
620.22-419.8
30.6
Ч-46
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Теория и технология литейных композиционных материалов»
подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Создание интегрированной образовательной программы по
направлениям многоуровневой подготовки специалистов высшего профессионального образования в области новых материалов и
технологий», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.
Рецензенты:
Красноярский краевой фонд науки;
Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин
Черепанов, А. И.
Ч46
Теория и технология литейных композиционных материалов. Презентационные материалы. Версия 1.0
[Электронный ресурс] : наглядное пособие / А. И. Черепанов. – Электрон. дан. (6 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. –
(Теория и технология литейных композиционных материалов : УМКД № 296-2007 / рук. творч. коллектива В. Г. Бабкин).
– 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других
производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 6 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ;
операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Microsoft PowerPoint 2003 или выше.
ISBN 978-5-7638-0878-0 (комплекса)
ISBN 978-5-7638-0876-6 (пособия)
Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802404 от 22.11.2008 г. (комплекса)
Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802406 от 22.11.2008 г. (пособия)
Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Теория и технология литейных
композиционных материалов», включающего учебную программу, конспект лекций, лабораторный практикум, методические указания по
практическим занятиям, методические указания по самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы «Теория и технология
литейных композиционных материалов. Банк тестовых заданий».
Представлена презентация (в виде слайдов) теоретического курса «Теория и технология литейных композиционных материалов»,
охватывающая все темы данной дисциплины.
Предназначено для студентов напр. 150600.68 «Материаловедение и технология новых материалов» укрупненной группы 150000
«Металлургия, машиностроение и материалообработка».
© Сибирский федеральный университет, 2008
Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ
Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического
департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ
Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся
названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.
Подп. к использованию 01.10.2008
Объем 6 Мб
Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
План презентации
Лекция 1
Лекция 6
Лекция 10
Лекция 14
Лекция 2
Лекция 7
Лекция 11
Лекция 15
Лекция 3
Лекция 8
Лекция 12
Лекция 16
Лекция 4–5
Лекция 9
Лекция 13
Лекция 17
Лекция 1
4
Содержание полезных ископаемых в земной коре
Ti,Mo
Cr, Ni, Cu
Fe
Al2O3
SiO2
К плану
презенации
Лекция 1
5
Кривая Одинга. Прочность материалов 
в зависимости от количества в нем дефектов, N
,
(МПа)
1
2
103
3
108
1013
N, см3
1 – бездефектные материалы;
2 – технически чистые материалы;
3 – легированные сплавы
К плану
презенации
Лекция 1
6
Прочность материалов
в зависимости от способа упрочнения
,
(МПа)
1
2
3
4
Размер и вид дефектов
1 – бездефектные материалы;
2 – дисперсионно-упрочненные;
3 – упрочненные частицами;
4 – армированные волокнами
К плану
презенации
Лекция 1
7
Механические свойства волокнистых
композиционных материалов
с непрерывными волокнами
Матрица
(основа)
Никель
Упрочнитель
(волокно)
Материал
Вольфрам
40
12500
0,8
64
265
21,2
Молибден
50
9300
0,7
75
235
25,25
25
4000
0,9
227
210
52
45
2600
1,1
420
240
100
25
4200
1,2
280
105
23,4
40
2000
1,0
500
220
119
50
1600
1,18
737
168
105
60
1900
1,4
736
260
136,8
Карбид
кремния
Борное
волокно
Алюминий
Стальная
проволока
Борное
Магний
волокно
Углеродное
волокно
Полимерное
связующее
Борное
волокно
Титан
К плану
презенации
Удельный
Предел
Удельная
Модуль
Плотность,
модуль
прочности, прочность, упругости,
3
кг/м
упругости,
% (по
Гн/м2
кнм/кг
Гн/м2
Мнм/кг
объему)
Лекция 2
8
Свойства нитевидных кристаллов
и непрерывных волокон
Температура
Упрочнитель
плавления,
С
*
Al2O3
B
C
B4C
SiC
W
Mo
Be
2050
2170
3650
2450
2650
3400
2620
1285
Al2O3
AlN
B4C
SiC
Si3N4
C
2050
2400
2450
2650
1900
3650
Плотность,
кг/м3
Предел
прочности,
Гн/м2
Удельная
прочность,
Мнм/кг
Непрерывные волокна
3960
2,1
0,53
2630
3,5
133
1700
2,5
1,47
2360
2,3
0,98
3900
2,5
0,64
19400
4,2
0,22
10200
2,2
0,21
1850
1,5
0,81
Нитевидные кристаллы (усы )
3960
28*
7,1
3300
15*
4,55
*
2520
14
5,55
*
3210
27
8,4
*
3180
15
4,72
*
1700
21
12,35
Модуль
упругости,
Гн/м2
Удельный
модуль
упругости,
Мнм/кг
450
420
250–400
490
480
410
360
240
113
160
147–235
208
123
21
35
130
500
380
480
580
495
700
126
115
190
180
155
410
Максимальные значения
К плану
презенации
Лекция 2
9
Схема изменения свойства КМ
в зависимости от свойств компонентов
и их количества
Свойство
А
К плану
презенации
В
Лекция 3
10
Переход свойства Х в свойство У
x
А
y
Переход свойства У в свойство Z
y
z
В
Переход свойства X в свойство Z
x
К плану
презенации
А
y
Лекция 3
В
z
11
Классификации КМ материаловедческая
______________________________________________________________________





Дисперсно- Волокнистые Эвтектические
Включения:
Матрицы:
упрочненные
(ВКМ)
(ЭКМ)
органика,
органика,
(ДКМ)
стекло,
пластмассы,
металл,
уголь,
Ме-соединения
металл,
1–2–3 вещества керамика,
1–2–3 вещества
______________________________________________________________________




Конструкции:
Применение:
По свойствам По технологии
однонаправленный, конструкционные
2-направленный,
(прочность)
3-направленный
полупроводниковые
под разными углами, со специальными
сложное
физ. свойствами,
переплетение
с производными
свойствами
К плану
презенации
Лекция 3
12
Классификация композитов
по конструктивному признаку
1. Хаотическое армирование
3. Двумерное армирование
Ткани
Короткие волокна
Непрерывные
2. Одномерное армирование
Короткие волокна
К плану
презенации
Непрерывные нити на двух уровнях
4. Пространственно
армированные структуры
Непрерывные
Лекция 3
13
Пространственные схемы армирования
К плану
презенации
Лекция 3
14
Схема деформации скольжением
краевой дислокации
Лишняя полуплоскость (экстраплоскость)
Исходное
положение
Промежуточные
Конечное
положение
Диаграммы плавкости эвтектических систем
К плану
презенации
Лекция 4, 5
15
Схема кристаллизации расплавов 1, 2 и 3
Q
Схема влияния примеси – третьего компонента С
на область растворимости фаз  и 
в бинарной эвтектической системе А – В
C
C
A
К плану
презенации
B
A
Лекция 4, 5
B
16
Структура эвтектических сплавов
Стерженьки
квадратные пластинки
Треугольники «птички»
Такой
не бывает
Схемы направленной кристаллизации
Чохральского
К плану
презенации
НК
Лекция 4, 5
ЗП
17
Схема продольного растяжения (сжатия) стержня
Схема деформации сдвига
S
К плану
презенации
Лекция 6
18
Зависимость прочности
нитевидных кристаллов от их диаметра
а
б
в
г
а, б – NaCl; в, г – Al2O3
К плану
презенации
Лекция 6
19
Схема деформации
При V1 + V2 = 1
относительные объемы
К плану
презенации
Лекция 6
20
Схема сочетания объемных долей
1-й и 2-й фаз в композите
Возможные варианты сочетания
прочности фаз ЛКМ
Варианты:
1
2
3
4
1 – матрица; 2 – включение; S – межфазная граница
К плану
презенации
Лекция 6
21
Схема рельефа межфазной поверхности
К плану
презенации
Лекция 6
22
Среднее расстояние между частицами Dp и λср
Расстояние между
частицами, мкм
700
Dp
Dр
600
λср
Лср
500
400
300
200
100
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Объемная доля, V
К плану
презенации
Лекция 7
23
Схема расположения частиц
и размеров для расчета
d
а
К плану
презенации
L
N – общее количество частиц в КМ;
n – количество частиц на одной грани
куба;
L – среднее расстояние между
частицами;
d – диаметр частиц;
а – промежуток, занимаемый одной
частицей;
Vч – объемная доля частиц в КМ;
V – единичный объем КМ
Лекция 7
24
Зависимость среднего расстояния
между частицами (L) от размера частиц (d)
и их объемной доли в ЛКМ (Vч)
2,5
d=
мм;
d 0,3
= 0,3
мм;
d 0,2
= 0,2
мм;
d=
мм;
0,1мм
L,L,хx0.1
мм
2,0
d 0,1
= 0,1
мм;
d=
мм;
1,5
d 0,01
= 0,01
мм;
d=
мм.
1,0
0,5
0,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
полиноминальная (d = 0,3 мм);
Полиномиальная
(d = 0,3 мм;)
полиноминальная (d = 0,2 мм);
Полиномиальная
(d = 0,2 мм;)
полиноминальная (d = 0,1 мм);
Полиномиальная
(d = 0,1 мм;)
полиноминальная (d = 0,01 мм)
Полиномиальная
(d = 0,01 мм.)
Объемная доля частиц, Vч
К плану
презенации
Лекция 7
25
Зависимость расчетной прочности (σ) ЛКМ
от размера частиц (d) Al2O3 и их объемной доли (V)
d =0,30,3
мм;
d=
мм;
3000
Предел прочности, МПа
d = 0,2
d=0,2
мм;мм;
2500
d = 0,1 мм;
d=0,1мм;
d=0,01
мм. мм;
d = 0,01
2000
линейная
0,3 мм);
Линейная
( d=(d
0,3=мм;)
1500
1000
линейная
(d мм;)
= 0,2
Линейная
(d=0,2
мм);
Линейная
(d=0,1мм;)
линейная
(d = 0,1
мм);
Линейная
(d=0,01
линейная
(d =мм.)
0,01
мм)
500
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Объемная доля частиц, Vч
К плану
презенации
Лекция 7
26
Зависимость расчетной прочности (σ) ЛКМ
от размера частиц (d) SiO2 и их объемной доли (V)
Предел прочности, МПа
6000
0,3мм;
мм;
dd==0,3
dd==0,2
0,2мм;
мм;
5000
0,1мм;
мм;
dd==0,1
4000
0,01
мм;
dd==0,01
мм.
3000
линейная(d
(d==0,3
0,3мм;)
мм);
Линейная
2000
линейная(d
(d==0,2
0,2мм;)
мм);
Линейная
1000
линейная(d
(d==0,1
0,1мм;)
мм);
Линейная
линейная(d
(d==0,01
0,01мм.)
мм)
Линейная
0
0
0,2
0,4
Объемная доля частиц, Vч
К плану
презенации
Лекция 7
27
Зависимость внутренних напряжений σвнутр
ЛКМ с частицами Al2O3, SiO2
от их объемной доли Vч
Внутренние напряжения, МПа
1100
1000
900
σвнутр (SiO2);
σвнутр(SiO2)
σвнутр (Al2O3);
σвнутр(Al2O3)
800
линейная
Линейная
(σвнутр(SiO2) )
700
(σвнутр (SiO2));
линейная (σвнутр (Al2O3))
Линейная
(σвнутр(Al2O3) )
600
0,1
0,2
0,3
Объемная доля частиц, Vч
К плану
презенации
Лекция 7
28
Возможные варианты сочетания прочности фаз
ЛКМ
Зависимость предела прочности
от содержания частиц в ЛКМ
Содержание, %
Содержание, %
а
б
а – система Al–Al2O3; б – система Al–SiO2
К плану
презенации
Лекция 8
29
Схема для расчета влияния межфазной границы
на прочность ЛКМ
Условная прочность фаз
12
MeO
10
S
8
MeO
MeO
S
6
Me
Me
Me
Me
S
MeO
4
S
2
0
1
2
3
4
Тип взаимодействия
1 – ЛКМ систем Al–Al2O3, Al–Ni;
2, 3 – другие возможные типы межфазной границы;
4 – ЛКМ системы Al–Fe
К плану
презенации
Лекция 9
30
Удельная межфазная поверхность, 1/мм
Зависимость удельной межфазной поверхности
Sуд = S/V от размера частиц d
при объемной доле частиц V = 0,1
14
12
10
8
6
4
2
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Размер частиц, мм
К плану
презенации
Лекция 9
31
Взаимосвязь прочности и удельной межфазной
поверхности ЛКМ при V = 0,1
Предел прочности, МПа
210
cистема
Al–Al2C3;
Система
Al–Al2O3
Al–Fe
Al–Fe;
190
Полиномиальная
полиноминальная
(Система
Al–Al2O3)
(система
Al–Al C );
2
3
Полиномиальная
полиноминальная
(Al–Fe)
система Al–Fe)
170
150
130
110
90
0
2
4
6
8
10
12
Удельная межфазная поверхность, Sуд (1/мм)
К плану
презенации
Лекция 9
32
Сравнение предела прочности ЛКМ типа Al–Al2O3
в зависимости от объемной доли частиц,
d = 0,1 мм
300
1 – V = 0,1;
2 – V = 0,2;
3 – V = 0,3
250
Предел прочности, МПа
200
150
100
50
0
1
2
3
Объемная доля частиц, V
К плану
презенации
Лекция 9
33
Состояние поверхности подложки перед контактом
с материалом матрицы
1
Al
2
1 – частица материала матрицы;
2 – адсорбированные слои пыли,
влаги, масла, газов соответственно;
3 – хемосорбированный слой;
4 – материал подложки
3
МеО
4
К плану
презенации
Лекция 10
34
Возможная модель взаимодействия матрицы
алюминия и оксида металла в ЛКМ
Ме1
Ме1
Ме2
Ме1О
Ме2О
Ме1
Ме1
Ме1
Ме1
Ме2
Ме1Ме2
Uпод ≈ Uвз;
Ме1О·Ме2О
Uпод = Uмех + Uтеп + Uэл ;
σхим = σмах ∙ exp (1 – Uвз/ Uпод);
Me’ + Me’’O = Me’’;
Me’ + Me’’ = Me’ Me’’;
Me’O + Me’’O = Me’O ∙ Me’’O;
∆GT = ∆HT – T ∆ST
К плану
презенации
Лекция 10
35
Схема установки для метания жидких
металлических частиц
1
Камера
2
Термопара ПП-1
Выпрямитель ВСА
Печь индукционная
Поршень
Электропневмоклапан ЭПК
Газовый аккумулятор
давления
Воздух
2
Образец
1
Маска
Расплав
Капля
Толкатель
К плану
презенации
Лекция 11
36
Фактографический снимок
зоны контакта капли металла
после отрыва частицы от подложки (х100)
К плану
презенации
Лекция 11
37
Прочность сцепления частицы с подложкой
в зависимости от ее температуры частицы
Прочность сцепления, МПа
16
14
12
10
8
6
4
2
0
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
Температура частицы Т, К
К плану
презенации
Лекция 11
38
Влияние промежутка времени
между подготовкой подложки и метанием частицы
на прочность сцепления при Тч = 973 К и V = 50 м/с
Прочность сцепления, МПа
25
20
15
10
5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Время t, ч
К плану
презенации
Лекция 11
39
Влияние скорости соударения
материала частицы о подложку
на прочность сцепления при Т = 973 К
Прочность сцепления, МПа
14
12
10
8
6
4
2
0
0
К плану
презенации
50
100
Скорость частицы V, м/с
Лекция 11
150
40
Влияние давления в камере метания
на прочность сцепления при Т = 973 К
К плану
презенации
Лекция 11
41
Микрофотография
поверхности частиц SiO2 (× 70)
К плану
презенации
Лекция 12
Снимок поверхности
частиц SiO2, полученный
на растровом электронном
микроскопе (× 30000)
42
Пример механической связи
в ЛКМ системы Al–Al2O3 (× 240)
К плану
презенации
Лекция 12
43
Интерметаллиды, образующиеся в системе Al–Ni
Интерметаллиды
Содержание
Ni, %
Температура
плавления
(разложения), ºС
Теплота
образования
ккал/г-атом
Микротвердость
кг/мм2
Aт.
Вес.
NiAl3
25
42
854 (разл)
–9,078
536–560
Ni2Al3
40
59
1133 (разл)
–13,62
820
NiAl
50
68,5
1638 (плав)
–14,095
520–680
Ni3Al
75
87
1385 (плав)
–9,317
430
К плану
презенации
Лекция 12
44
Схема образования реакционной связи в ЛКМ,
частица Al2O3 покрыта Ni
и находится в матрице алюминия
До реакции
К плану
презенации
После реакции
Лекция 12
45
Диаграмма состояния системы Ni–Al
К плану
презенации
Лекция 12
46
Схема образования реакционной связи в ЛКМ
системы Al–SiO2 (частицы)
До реакции
К плану
презенации
После реакции
Лекция 12
47
Схема образования оксидной связи в ЛКМ
системы Al – частицы SiO2
До реакции
К плану
презенации
После реакции
Лекция 12
48
Характеристика различных видов адгезии
Адгезия
Жидкость
Пленка
Частицы
К плану
презенации
Номер
рисунка
Контактирующие
поверхности
1
Твердое тело –
жидкость
2
Твердое тело –
твердое тело
3
То же
Площадь
контакта
Следствия
адгезии
Значительная
Формирование
капель или тонкого
слоя жидкости
Значительная
Экранировка
поверхностей
прилипшей пленкой
Ограниченная
Преимущественное
удержание мелких
частиц
Лекция 13
49
Адгезия жидкости
а – в виде капли; б – в виде пленки; в – при нахождении ее в емкости;
Г, Ж, Т – условные обозначения газовой среды, жидких и твердых тел
Адгезия пленок
1 – основа (субстрат);
2 – пленка (адгезив)
К плану
презенации
Лекция 13
50
Различные виды межмолекулярного взаимодействия
Адгезия: a – отдельных частиц; б – монослоя и полислоя; в – частиц
Исходное положение и положение в период взаимодействие:
а – ориентационное; б – индукционное; в – дисперсионное
К плану
презенации
Лекция 13
51
Значения энергии межмолекулярного
взаимодействия для некоторых неполярных
и полярных молекул с учетом того,
что водородные связи включены в состав
дисперсионного взаимодействия
Неполярные молекулы
Энергия дисперсионного
взаимодействия
Полярные молекулы
H2
N2
CH4
11
62
117
HCl
NH3
H2O
Энергия следующих видов взаимодействия
Ориентационного
19
84
190
Индукционного
6
10
10
Дисперсионного
105
93
47
Все величины даны в условных единицах
К плану
презенации
Лекция 13
52
Схема образования поверхностного натяжения
А – молекула внутри жидкости;
Б – молекула на поверхности;
В – гребень на поверхности
К плану
презенации
Лекция 14
53
Рамка с двухсторонней пленкой жидкости
К плану
презенации
Лекция 14
54
Положение капли на поверхности
а – исходное;
б – после уменьшения
краевого угла;
в – после увеличения
краевого угла
К плану
презенации
Лекция 14
55
Изменение размеров отливки и стержня
в процессе охлаждения в металлической форме
l 298ст = l ст (1 – стТст),
l298от = l от (1 – отТот),
где lст и lот – размер стержня и отливки при температуре кристаллизации;
l298 ст , l298 от – то же при Т = 298 К;
Тст , Тот – температурный интервал охлаждения стержня и отливки до 298 К.
В момент извлечения стержня lот = lст, тогда, приравнивая приведенные выше
уравнения, получим:
610
где
1   ст Т ст
 l298от К ,
1   от Т от
К
1   ст Т ст
.
1   от Т от
608
Размер, мм
l298ст  l298от
606
604
602
600
598
950
850
Отливка
К плану
презенации
Лекция 15
750
650
550
450
350
250
Температура, К
Стержень
56
Расчетные коэффициенты линейного расширения
ЛКМ при Т = 298 К в зависимости
от объемной доли частиц

1С1
 2C2
iCi

 ... 
С С
C C
C C
С 
C 
C 
1  1  2  ...  i  2  1  2  ...  i 
ρi  1  2  ...  i 
i 
i 
i 
 1 2
 1 2
 1 ρ 2
i

или в общем виде:
1
E–6
КТР,
* 10(Е-6)
КТР, аа∙10
25
iCi
.
i
Ci
i 
1 i
20
15
10
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Объемная доля частиц
К плану
презенации
Лекция 15
57
Изменение коэффициента линейного расширения
ЛКМ системы Al–Al2O3 от температуры
и содержания частиц
36
0%
10 %
20 %
30 %
34
КТР, 10E–06
32
30
28
26
24
22
20
18
300
400
500
600
700
800
900
Температура, К
К плану
презенации
Лекция 15
58
Зависимость коэффициента линейного
расширения ЛКМ типа Al–SiO2
от температуры и содержания частиц
0%
35
–6
Е*10-6
КТР,Е∙10
КТР,
10 %
20 %
30
30 %
25
20
15
300
400
500
600
700
800
900
Температура, К
К плану
презенации
Лекция 15
59
Зависимость линейной усадки
от содержания частиц в ЛКМ
AI–AI
расчет;
Al-Al2O3
2O3расчет
Линейная усадка, %
1,8
AI–SIO
расчет;
Al-SiO22расчет
1,7
AI–AI
«Эксперимент»;
Al-Al2O3
2O3"Эксперимент
1,6
линейная
(AI–AI2O3
Линейная (Al-Al2O3
расчет)
расчет)
1,5
1,4
1,3
1,2
0
5
10
15
20
25
30
Содержание частиц, %
К плану
презенации
Лекция 15
60
Самопроизвольная пропитка
Схемы самопроизвольной пропитки
а
б
в
а – с погружением каркаса 2 под зеркало
матричного расплава 1; б – с совместным нагревом 1 и 2 и
пропиткой сверху; в – с заливкой металла 1 в форму 3
и с использованием предварительно агрегатированной вставки 4
К плану
презенации
Лекция 16
61
Схема установки вертикального типа
1 – волокна;
2 – распределительное устройство;
3 – тигель;
4 – нагреватель;
5 – формообразующее устройство;
6 – кристаллизатор
К плану
презенации
Лекция 16
62
Схема титаноборидного процесса
1 – камера с инертной средой;
2 – катушка с углеродным жгутом;
3 – углеродный жгут;
4 – газовый реактор;
5 – ввод инертного газа;
6 – проволока-полуфабрикат;
7 – приемная катушка;
К плану
презенации
8 – ванна с матричным
расплавом;
9 – печь с инертной средой;
10 – титановый порошок;
11 – жидкий цинк;
12 – ввод хлоридов
Лекция 16
63
Схема сифонной заливки
К плану
презенации
Лекция 16
64
Принудительная пропитка
Схема установки для композиционного литья
1 – армирующие частицы;
2 – импеллер;
3 – печь сопротивления;
4 – тигель;
5 – расплав;
6 – стопор;
7 – литейная форма
К плану
презенации
Лекция 16
65
Влияние добавок на усвоение
дисперсных частиц TiC
Необходимое число оборотов n0 мешалки-активатора, при котором достигается
равномерное распределение дисперсной фазы во всем объеме композиций, можно
оценить по следующей критериальной зависимости
p 0,3150,185 D 0,67 H
n0  46,4
,
0,5d a1,54 h
где  – разность плотностей дисперсионной среды и дисперсной фазы, кг/м3;  –
поверхностное натяжение, Дж/м3;  – плотность дисперсионной среды, кг/м3; D – диаметр
тигля, м; da и h – диаметр и высота мешалки-активатора, м; H – высота расплава в тигле, м.
TiCусв, %
Cu
1,25
Si
Mg
Zn
Cd
0,75
Sb
Sn
0,25
0
К плану
презенации
2
4
Добавки, %
Лекция 16
6
66
Схема получения композита
с применением ультразвуковой обработки
и электромагнитного перемешивания
1 – катушка
электромагнитного
устройства;
2 – тигель с расплавом;
3 – вынужденные ЭМП потоки
расплава;
4 – источник УЗО
К плану
презенации
Лекция 17
67
Схема компрессионного литья
с прямым прессованием
а
б
в
К плану
презенации
г
Лекция 17
68
Схема установки центробежного
композиционного литья
К плану
презенации
Лекция 17
69
Схема установки
для вакуумно-компрессионной пропитки
К плану
презенации
Лекция 17
70
Схема плазменной установки
1 – тигель с расплавленным металлом; 2 – плазмотрон;
3 – дозатор реагентов; 4 – механизм перемещения плазмотрона;
5 – система газоснабжения; 6 – пульт управления;
7 – источник питания
К плану
презенации
Лекция 17
71
Литейный композиционный материал
системы Al–SiO2
Микроструктура ЛКМ Al–SiO220 %
а
а – х320, Т = 1173 К; б – х1240, Т = 1073 К
б
Микроструктура ЛКМ Al–SiO220 %, Т = 1473 К
К плану
презенации
Примеры получения ЛКМ
72
Литейный композиционный материал систем
Al–SiO2–Ni и Al–Al2O3–Ni
Микроструктура ЛКМ
а
а – Al–Al2O3–Ni; б – Al–SiO2–Ni (х1250)
б
Микроструктура ЛКМ системы
Al–Al2O3–Ni (х1250)
К плану
презенации
Примеры получения ЛКМ
73
Литейный композиционный материал
системы Al–Ni
Микроструктура ЛКМ системы Al–Ni10 %, d = 0,1 мм; Т = 1173 К
а
а – х320; б – х1250
б
Микроструктура ЛКМ системы Al–Ni10 %, d = 0,1 мм; Т = 1473 К
а
К плану
презенации
а – х320; б – х1250
Примеры получения ЛКМ
б
74
Литейный композиционный материал
системы Al–Ni
Композиция алюминий – никель, d = 0,1 мм, С = 25 %
К плану
презенации
Примеры получения ЛКМ
75
Литейный композиционный материал
системы Al–Fe
Микроструктура ЛКМ типа Al–Fe25 %, d = 0,1 мм
а
б
а – х320; б – х1250
К плану
презенации
Примеры получения ЛКМ
76
Download