Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ
Тема: Нанотехнологии в машиностроении
Авторы: Анатолий Николаевич Черепанов, Анатолий Митрофанович Оришич, Василий Михайлович Фомин (ИТПМ СО РАН) ancher@itam.nsc.ru
В докладе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований нового способа модифицирования металлов и сплавов с помощью нанопорошков (НП) тугоплавких соединений в процессах литья и лазерной сварки. Введение специально подготовленного нано-дисперсного порошка в расплав формирует в его объеме дисперсную систему, в которой ядром каждой частицы суспензии является твердая фаза, гетерогенизирующая жидкий металл и вызывающая концентрационное переохлаждение в объеме адсорбированного на поверхности наночастиц слоя. В результате каждая наночастица становится потенциальной затравкой для зарождения новой твердой фазы. Благодаря этому в расплаве в процессе его непрерывного охлаждения формируется мелкодисперсная глобулярная структура. Было установлено, что вследствие наномодифицирования измельчаются либо макрозерно, либо структурные составляющие на микроуровне (возможно сочетание обоих процессов), в том числе изменяется морфология металлического зерна, неметаллических и интер-металлических включений с иглообразной формой, способствующей возникновению напряжений и развитию трещин, на глобулярную, что предотвращает опасность возникновения таких трещин. Выполненные исследования показали, что нанодисперсные добавки существенно измельчают кристаллическую структуру и повышают прочность литого металла в отливках и сварном шве на 15–30 % при одновременном увеличении пластичности в 1,5–2 раза и выше.
Количество НП, % по массе | Длительная прочность при нагрузке 195 МПа T =975 ˚C | Сопротивление циклическим нагрузкам при 600˚C | |
---|---|---|---|
τ, ч | δ5,% | Nf,циклов | |
0 | 49.00 | 3.92 | 1659 |
0,025 | 54.35 | 7.20 | 3586 |
0,035 | 71.30 | 11.20 | 6165 |
Рис.1. Структура и механические свойства сплава ЖС-6К: 1-без НП; 2, 3 с применением НП (TiN + Cr).
Рис. 2. Механические свойства сварного соединения сплава ВТ1-0. Без НП и с НП (см. подписи на рисунках).
- доц. каф. гидроаэродинамики Николай Георгиевич Иванов
- +7 (812) 297-24-19
- +7 921 326-06-04
- Информационное письмо