Кутербеков Кайрат Атажанович. Ғылыми тағылымдаманың мақсаты: магистрлік диссертация
Жоғары беріктігі мен суперпластикалылығы бар алюминий қорытпасын зерттеу, технологиялық процестерін әзірлеу және тәжірибелік сынау барысында жүргізгілген жұмыстар
жүктеу/скачать 233.47 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.4. Кафедраның ғылыми-зерттеу семинарларына, дәрістеріне практикалық сабақтарына қатысу.
Жоғары беріктігі мен суперпластикалылығы бар алюминий қорытпасын зерттеу, технологиялық процестерін әзірлеу және тәжірибелік сынау барысында жүргізгілген жұмыстар.Машина жасауда және металл өңдеуде ғылыми-техникалық жаңалықтарды әзірлеу және енгізу өндіріс әдістерімен ғана емес, сонымен қатар соңғы өнімнің сапасын бақылаумен қамтамасыз етіледі деп санау заңды. Мұндай перспективті және белгілі бір дәрежеде принципті жаңа технологиялық процестерге суперпластиктің температуралық-жылдамдық шарттарына сәйкес материалды изотермиялық көлемдік пішіндеу операциялары жатады. Өндіріс әдістерін жетілдіруге бағытталған бұл тәсіл материалдың пластикалық ресурсының жоғарылауымен және пішіндеу процесінің энергетикалық-қуаттық параметрлерінің төмендеуімен байланысты болады. Теориялық және тәжірибелік зерттеулердің талдауы суперпластиктілікті деформацияланған металда сақталған бастапқы ұсақ түйіршікті құрылымы бар кернеулердің төмен деңгейінде пластикалық деформацияланатын поликристалды материалдардың ерекше күйі немесе оның суперпластикалық ағыны кезінде түзілуі ретінде анықтауға мүмкіндік береді. Көрнекі түрде суперпластиктің әсері деформацияға төзімділіктің төмендеуімен (пластикалық ағын кернеуінің төмен деңгейі) жүретін созылу деформациясының аномальды жоғары дәрежелеріне (бірнеше жүз және тіпті мыңдаған пайызға дейін) сәйкес келеді. Мұндай аномалияның физикалық мәні өзгеруімен сырғу механизмін жүзеге асыру бағытында масса алмасудың белгілі нысандарын қайта бөлуде жатыр. Бұл механизмді жүзеге асыру алдын ала (құрылымдық немесе микротүйіршікті суперпластиктілік) немесе қыздыру мен деформацияның суперпозициясы кезінде (динамикалық суперпластиктілік) ұсақ түйіршікті тең жақты құрылымның қалыптасуымен байланысты болады. Зерттеудің бірінші желісі А.А. Преснякова, А.П. Гуляева, А.С. Базыка, А.С. Тихонова, А.Е. Гвоздев. О.В. Соснина, B.V. Горева, Я.И. Рудаева, Д.И. Чашникова, С.М. Сулайманова, Ш.Т. Пазылова, Д.А. Китаева, К.Танака, Р.Ивасаки және т.б. Екінші бағыт А.С. Бочвара, О.А.Кайбышева, И.И. Новикова, О.М. Смирнова, Е.Н. Чумаченко, Р.А. Васина, Г.А.Салищева Т.К. Рыспаева, В.Бакофен, О.Д. Шерби, К.С. Гифкинс және т.б. Алюминий – металдардың ішіндегі практикалық маңызы өте зор металдың бірі. Ол негізінде жеңіл құймалар өндіру үшін жұмсалады. Алюминий құймалары авио, авто, кеме, темір жол және химиялық аппараттар жасауда т.б. салаларда қолданылады. Алюминий қорытпалардың электр және жылу өткізгіштігі оның басты қасиеттері болып табылады. Алюминий қорытпалары құю және деформацияланған болып бөлінеді. Алюминий қорытпаларының көпшілігі коррозияға төзімді және тіпті магний қорытпаларынан да жоғары. Амц, АМг6, АМг3, АМг5В және т.б. деформацияланған және термиялық беріктендірілмеген қорытпалар жоғары икемділікке ие, штампталған және дәнекерленген, бірақ беріктігі төмен. Жоғары беріктігі бар алюминий қорытпасы "В" әрпімен белгіленеді. Бұл қорытпалардың маркалары ВД1,АВД1-1,В-95-1,В-95-2 және т. б. 7xxx сериясының қорытпалары барлық алюминий қорытпаларының ішінде ең берік болып табылады. Дегенмен, олардың үлкен кемшілігі бар - олар кернеулі коррозияға бейім. Негізгі легирлеуші элементтер 1-ден 9% -ға дейін мырыш (көбінесе 4-тен 6% -ға дейін), 1-ден 3% -ке дейін магний, сонымен қатар кейбір қорытпалар үшін 3,0% мыс, алюминий - қалғанының бәрі. Бұл қорытпалар термиялық өңдеу арқылы шыңдалады. Бұл қорытпалардың маңызды қосымшалары олардың жоғары беріктігімен байланысты. Бұл аэроғарыштық техника, әскери техника және ядролық энергетикалық техника. Сонымен қатар, олар құрылыста, сондай-ақ шаңғы таяқшалары мен теннис ракеткалары сияқты спорттық жабдықтарды жасау үшін қолданылады. Алюминийдегі мырыштың ерігіштігі 275 ºС температурада 31,6%-дан 125 ºС температурада 5,6%-ға дейін төмендейді. 7xxx сериясының өнеркәсіптік қорытпаларында марганец пен хромның шағын қоспалары бар мырыш, магний және мыс, сондай-ақ цирконий бар. 7xxx сериясының алюминий қорытпалары ұшақтың жүк көтергіш элементтерін, мысалы, үстіңгі қанат снарядтарын, стрингерлерді, көлденең және тік тұрақтандырғыштарды жасау үшін қолданылады. Көлденең және тік тұрақтандырғыштар қанаттар сияқты дизайн критерийлеріне ие. Көлденең тұрақтандырғыштың үстіңгі және төменгі беттері майысқан болады және олар үшін қысу жүктемесі өте маңызды. Сондықтан қысу модулі ең маңызды қасиет болып табылады. Жоғарғы қанаттың құрамдас бөліктерінің сыни конструктивті параметрлері қысу күші мен шаршауға төзімділік болып табылады. 7xxx серияның ең берік қорытпалары. Al-Zn-Mg-Cu жүйесінің барлық алюминий қорытпалары ең жоғары беріктікті көрсетеді. Магний мен мырышпен бірге 2% мыс қосу 7xxx сериялы қорытпалардың беріктік қасиеттерін айтарлықтай арттырады. Алюминий қорытпаларының ең жоғары созылу беріктігі мәндері келесі қорытпалар болып табылады: 7075: 5,5% мырыш - 2,5% магний - 1,5% мыс; 7079: 4,3% мырыш - 3,3% магний - 0,6% мыс; 7178: 6,8% мырыш - 2,7% магний - 2,0% мыс. 7075-T6 қорытпасының беріктігі мен салмағының арақатынасы өте жоғары, өндірудің төмен құны және жақсы өңдеу мүмкіндігі бар. Сондықтан ұшақтың құрылымдық элементтері үшін материалды таңдаған кезде артықшылық беріледі. Дегенмен, 7075 қорытпасының коррозияға төзімділігі өте төмен. Бұл қорытпаның кернеулі коррозия крекингіне бейімділігін дұрыс термиялық өңдеу және хром сияқты белгілі бір материалдарды қосу арқылы басқаруға болады. 1-сурет - 7075-T6 алюминий қорытпасының басқа құрылымдық материалдар арасындағы беріктік деңгейі. Al-Zn-Mg-Cu-Cr қорытпасы 7075 қорытпасы 7xxx сериясының барлық қорытпаларының ішіндегі ең кең және ең ұзақ қызмет ету мерзіміне ие. Ол 1943 жылы Жапонияда енгізілді, үлкен құпия болды және жапондық әскери ұшақтарды жасау үшін пайдаланылды. 7075 қорытпасы бастапқыда негізінен парақтар мен экструдталған профильдер түрінде жұқа қимасы бар бөлшектер мен компоненттер үшін қолданылған. Бұл өнімдер үшін қатаю жылдамдығы әдетте өте жылдам және қысқа көлденең бағытта созылу кернеулері болмайды. Алайда, 7075 қорытпасы үлкен өлшемді және үлкен қалыңдықтағы бұйымдар мен бөлшектерде қолданылғанда, T6 күйіне дейін термиялық шыңдалған мұндай бұйымдар мен бөлшектердің көбінесе көрсетілген талаптарға сәйкес келмейді. Алюминийдің икемділігі жоғары, жылу және электр өткізгіштігінің жоғары деңгейі, коррозияға ұшырауы төмен болғандықтан өнеркәсіпте үлкен маңызға ие, өйткені бетінде түзілген Al2O3 қабықшасы тотығудан қорғаушы қызметін атқарады. Алюминий тамаша жұқа, фольга, престеу арқылы кез келген пішіндегі профильдерді және қысыммен өңдеудің басқа түрлерін шығарады. Одан электр жабдықтарында қолданылатын сымдардың әртүрлі түрлерін жасайды. Алюминий, темір сияқты, оның таза түрінде өте сирек қолданылады. Оларға өндірісте қажетті пайдалы қасиеттерді беру үшін легирлеуші элементтер деп аталатын басқа элементтердің аздаған мөлшері (1% аспайтын) қосылады. Осылайша темір, алюминий және басқа металдардың қорытпалары алынады. Алюминий қорытпаларының физикалық параметрлері. Алюминий қорытпалары таза металдың тығыздығынан (2,7 г/см3) аздап ерекшеленетін тығыздыққа ие. Ол AMg6 қорытпасы үшін 2,65 г/см3-тен В95 қорытпасы үшін 2,85 г/см3 дейін ауытқиды.Легірлеу процедурасы серпімділік модулі мен ығысу модулінің мәніне дерлік әсер етпейді. Мысалы, қатайтылған дуралюминийдің серпімділік модулі D16T таза металдың серпімділік модулімен дерлік бірдей (E=7100 кгс/мм2). Осыған қарамастан, қорытпалардың максималды шығымы таза алюминийдің максималды шығымынан бірнеше бірлік жоғары болғандықтан, алюминий қорытпалары әртүрлі жүктеме деңгейлері бар құрылымдық материал ретінде пайдаланылуы мүмкін (бәрі қорытпаның сортына және оның жағдайы). Төмен тығыздық индексіне байланысты күшті алюминий қорытпалары үшін максималды беріктіктің, максималды шығымдылықтың және серпімділік модулінің меншікті мәнін (тығыздық мәніне бөлінген сәйкес параметрлер) болат пен титан қорытпалары үшін бірдей нақты мәндермен салыстыруға болады. Бұл беріктігі жоғары алюминий қорытпаларының болат пен титанмен бәсекеге түсуіне мүмкіндік береді, бірақ тек 200 С аспайтын температураға дейін. Алюминий қорытпаларының көпшілігінің таза алюминиймен салыстырғанда электр және жылу өткізгіштігі, коррозияға төзімділігі және дәнекерлеу қабілеті нашар. Белгілі болғандай, легірлену дәрежесі жоғары қорытпалар электр және жылу өткізгіштігінің айтарлықтай төмендігімен сипатталады. Бұл көрсеткіштер қорытпаның күйіне тікелей тәуелді.Алюминий қорытпаларының ең жақсы коррозиялық қасиеттері AMn, AMg, AD31 қорытпаларында, ал нашарлары – беріктігі жоғары D16, В95, AK қорытпаларында байқалады. Сонымен қатар, жылумен нығайтылған қорытпалардың коррозияға төзімділігі көп жағдайда қатаю және ескіру режиміне байланысты. Мысалы, D16 қорытпасы көбінесе табиғи түрде ескірген күйде қолданылады. Дегенмен, 80 ° C жоғары температурада оның коррозияға қабілеттілігі айтарлықтай төмендейді, ал жоғары температурада пайдалану үшін жиі жасанды қартаю қолданылады. Алюминий қорытпаларының түрлері Бүгінгі таңда алюминий қорытпаларының өндірісі жоғары деңгейде дамыған. Алюминий қорытпаларының екі түрі бар: деформацияланатын, олардан парақтар, құбырлар, профильдер, пакеттер, штамптар жасалады құю зауыттары, олардан пішінді құю жүргізіледі. Алюминий қорытпаларының кеңінен қолданылуы олардың қасиеттеріне байланысты. Мұндай қорытпалар авиацияда, автомобильде, кеме жасауда және халық шаруашылығының басқа салаларында өте танымал.Al-Mn (AMts) және Al-Mg (AMg) қатпайтын қорытпалар коррозияға төзімді материалдар болып табылады, олардан газ цистерналары, мұнай цистерналары және кемелердің корпустары жасалады. Қорытпадағы Ni, Ti, Cr, Fe сияқты элементтер қорытпалардың ыстыққа төзімділігін арттыруға, диффузиялық процесті тежеуге, литий мен бериллийдің болуы серпімділік модулін жоғарылатуға ықпал етеді. Металл өңдеудің таңдалған әдісіне байланысты мыналарды ажыратуға болады: Соғылған қорытпалар қатты, олардың иілгіштігі жоғары болғандықтан, оларды престеу немесе соғу арқылы өңдеуге болады. Өнімділікті жақсарту үшін қосымша өңдеу жүргізілуі мүмкін. Құю зауыттары өндіріске сұйық күйде түседі. Мұндай материалды өңдеуден кейін оңай кесуге болады. Құю қорытпасын қолданудың мысалы әртүрлі пішіндегі дене бөліктерін жасау болып табылады. Деформацияланатын алюминий қорытпалары. Нәтижесі - ерекше өнімділігі бар әртүрлі дайындамалар немесе дайын бөлшектер. Қажетті пішінді алғаннан кейін жасыту, қатайту немесе қартаю жүргізіледі, бұл беріктік индексін айтарлықтай арттыруы мүмкін. Алюминийдің бұл түрі құбырларды, парақтарды немесе профильдерді өндіру үшін қолданылады. Құйма алюминий қорытпалары. Бөлшектер мен дайындамаларды құю арқылы алу технологиялары көп жылдар бойы қолданылып келеді. Олар жақсы, өйткені олар күрделі беттерге ие болуы мүмкін әртүрлі пішіндерді алуға мүмкіндік береді. Алюминий негізіндегі қорытпалар басқа металдарға қарағанда төмен температурада сұйық күйге өте алады. Сондықтан әртүрлі бөлшектерді жасау процесі айтарлықтай жеңілдетілген. Таңбалау функцияларына мыналар кіреді: Таңбалау композицияны көрсететін бір немесе бірнеше әріптерден басталады. Сонымен қатар, маркалардың цифрлық сериялық нөмірі болады. Белгілеудің соңында жылу немесе басқа өңдеудің ерекшеліктерін көрсететін сан да көрсетілуі мүмкін. Таңбалау принциптері Материалдың бөлімін анықтау кезінде көптеген қиындықтар туындайды. Алюминий қорытпалары оңай анықталатындай етіп таңбаланады. Әдетте, әрбір композицияға сандар мен әріптерден тұруы мүмкін өз нөмірі беріледі. Д17П қорытпасының нақты мысалында қолданылатын белгілеу ережелерін талдап көрейік. Бірінші әріп қай композицияны көрсетеді. Бұл жағдайда бұл дуралюминий. Барлық дуралюминийлердің белгілі бір химиялық құрамы бар, бірақ негізгі элементтердің концентрациясы айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Сондықтан 17 саны белгілі бір материалды (яғни, белгілі бір сапалары бар) көрсететін сериялық нөмір болып табылады. Соңында жартылай шыңдалған қорытпаны белгілеу үшін қолданылатын әріп бар. Өңдеудің бұл әдісі қорытпаны алдын ала қыздырмай қысымның әсерін қамтиды, яғни беріктік максималды мәннің жартысы болады. Жұмсақ және иілгіш алюминий қорытпалары: Өңдеу кезінде қиындықтар тудыратын жұмсақ және иілгіш алюминий қорытпалары: а) D16, AB. б) Термиялық өңдеумен шыңдалмаған: AMn, AMg2, AMg3, AMg5, AMg6. Салыстырмалы түрде қатты және күшті алюминий қорытпалары: Салыстырмалы түрде қатты және берік алюминий қорытпалары, өңдеуге өте оңай (көптеген жағдайларда өнімділікті арттыру қажет емес, бұл материалдарды жалпы пайдалану үшін стандартты құралмен өңдеуге болады, бірақ өңдеу жылдамдығы мен сапасын арттыру қажет болса, сіз арнайы құралды пайдалану қажет): а) шыңдалған және жасанды ескірген: D16T, D16Н, AВT. б) Соғу: Аl8, Аl41. в) Құю зауыттары: Al2, Al4, Al9, Al8, Al27, Al1. 1.4. Кафедраның ғылыми-зерттеу семинарларына, дәрістеріне практикалық сабақтарына қатысу.жүктеу/скачать 233.47 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|