Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Порошковая металлургия и композиционные материалы

Диссертационная работа:

Гаврилов Константин Николаевич. Моделирование процесса жидкофазного спекания композиционных материалов, содержащих карбид титана, контактным плавлением и промышленная реализация полученных результатов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.06 Пятигорск, 2005 140 с. РГБ ОД, 61:05-5/3204

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. КОНТАКТНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ ПРИ ЖИДКОФАЗНОМ СПЕКАНИИ 7

1.1. Явление контактного плавления 7

1.2. Жидкофазное спекание систем с карбидом титана 18

1.3. Контактное плавление при жидкофазном спекании 25

1.4. Выводы, постановка цели и задач исследования 29

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 32

2.1. Характеристика материалов и систем, выбранных для исследования 32

2.2. Оборудование и методика проведения исследований 44

2.3. Статистический анализ результатов и оценка погрешности экспериментов 54

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ КОНТАКТНОГО ПЛАВЛЕНИЯ 56

щ 3.1. Методы аналитической геометрии при определении параметров контактно-реактивной пайки 56

3.2. Контактно-реактивная пайка стали 40Х с никелем 63

3.3. Контактное плавление в системах бор-кремний и железо-никель...67

3.4. Контактно-реактивная пайка композиционных материалов на основе никеля со сталью 70

3.5 Контактное плавление в дисперсных системах в соответствии с метастабильной диаграммой состояния 76

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. КОНТАКТНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ ПРИ ЖИДКОФАЗНОМ СПЕКАНИИ 7

1.1. Явление контактного плавления 7

1.2. Жидкофазное спекание систем с карбидом титана 18

1.3. Контактное плавление при жидкофазном спекании 25

1.4. Выводы, постановка цели и задач исследования 29

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 32

2.1. Характеристика материалов и систем, выбранных для исследования 32

2.2. Оборудование и методика проведения исследований 44

2.3. Статистический анализ результатов и оценка погрешности экспериментов 54

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ КОНТАКТНОГО ПЛАВЛЕНИЯ 56

щ 3.1. Методы аналитической геометрии при определении параметров контактно-реактивной пайки 56

3.2. Контактно-реактивная пайка стали 40Х с никелем 63

3.3. Контактное плавление в системах бор-кремний и железо-никель...67

3.4. Контактно-реактивная пайка композиционных материалов на основе никеля со сталью 70

3.5 Контактное плавление в дисперсных системах в соответствии с метастабильной диаграммой состояния 76

3.6. ВЫВОДЫ 86

9 ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЖИДКОФАЗНОГО СПЕКАНИЯ КОНТАКТНЫМ ПЛАВЛЕНИЕМ 87

4.1.Выбор состава связки композиционного материала на основе нихрома с карбидом титана 88

4.2. О режиме жидкофазного спекания композиционных материалов с карбидом титана 100

* 4.3. Жидкофазное спекание в системе карбид титана-никель-титан в соответствии с метастабильной диаграммой состояния 102

4.4. Жидкофазное спекание материалов системы никель-титан-углерод согласно метастабильной диаграмме состояния 107

4.5.ВЫВОДЫ ПО

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ * РЕЗУЛЬТАТОВ 112

5.1. Технология получения экспериментальных образцов композиционных материалов 112

5.2. Технологическая инструкция изготовления деталей с использованием композиционных материалов 116

5.3. Промышленная реализация результатов исследований 118

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119

ЛИТЕРАТУРА 121

ПРИЛОЖЕНИЕ 139

9 ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЖИДКОФАЗНОГО СПЕКАНИЯ КОНТАКТНЫМ ПЛАВЛЕНИЕМ 87

4.1.Выбор состава связки композиционного материала на основе нихрома с карбидом титана 88

4.2. О режиме жидкофазного спекания композиционных материалов с карбидом титана 100

* 4.3. Жидкофазное спекание в системе карбид титана-никель-титан в соответствии с метастабильной диаграммой состояния 102

4.4. Жидкофазное спекание материалов системы никель-титан-углерод согласно метастабильной диаграмме состояния 107

4.5.ВЫВОДЫ ПО

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 112

5.1. Технология получения экспериментальных образцов композиционных материалов 112

5.2. Технологическая инструкция изготовления деталей с использованием композиционных материалов 116

5.3. Промышленная реализация результатов исследований 118

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119

ЛИТЕРАТУРА 121

ПРИЛОЖЕНИЕ 139 

Введение к работе:

Моделирование неотделимо от развития науки и глубоко проникает в теоретическое мышление. Развитие любой науки в целом можно трактовать - в весьма общем, но вполне разумном смысле, — как «теоретическое моделирование». Важная познавательная функция моделирования состоит в том, чтобы служить источником новых теорий. В процессе моделирования нередко возникают новые идеи и формы эксперимента, происходит открытие ранее неизвестных фактов.

При жидкофазном спекании композиционных материалов (КМ) жидкость может появиться за счет контактного плавления (КП) разнородных частиц, входящих в состав исходной смеси порошков. При этом очень часто говорится о жидкофазном спекании как о контактном плавлении. В этом случае под словом «как» подразумевается лишь одно - возможность появления жидкости за счет КП. При этом не делается даже попыток перенести закономерности КП на процесс жидкофазного спекания. Устранению этого недостатка и посвящена настоящая работа.

Потребность в производстве новых КМ постоянно возрастает. Получить КМ с высокими эксплутационными свойствами можно при образовании жидкой фазы в порошковой заготовке. Образование жидкой фазы на ранних стадиях процесса получения КМ определяет во многом, а зачастую и в основном, структуру, характер взаимодействия компонентов, их механическую и химическую совместимость. Последнее, в свою очередь, влияет на качество и эксплутационные свойства КМ. Проблему создания КМ с металлической матрицей невозможно решить без понимания физики межфазного взаимодействия на границах раздела компонентов композиции, одним из проявлений которого является КП.

Необходимо отметить, что практическое применение КП уже давно нашло в технологиях получения неразъемных соединений (контактно-реактивная или эвтектическая пайка) [1,2], резки и сварки изделий [3,4]. С

• помощью КП получают разного рода покрытия и пасты для металлизации [5,6]. КП является единственным способом исследования диффузии в расплавах при температурах и концентрациях близких к эвтектическим, оно позволяет определить дозу облучения кристаллов и изменения в структуре компонентов [7-11]. В ряде работ, например [12], получил развитие метод "активированного спекания", заключающийся в образовании за счет явления

• КП жидкой фазы на ранней стадии спекания благодаря включению в шихту спекаемого материала специальных микродобавок.

До настоящего времени, несмотря на то, что наличие КП при спекании никем не опровергалось, теории КП и жидкофазного спекания развивались самостоятельно.

На практике при получении КМ методом жидкофазного спекания

• требуется много времени и огромное число экспериментов для отыскания оптимального состава и режима получения материала. Иначе говоря, существует проблема определения для каждого состава КМ оптимальных параметров спекания, обеспечивающих получение КМ с наиболее высокими физико-механическими свойствами. Мало получить элемент изделия из КМ с необходимыми свойствами, нужно еще и как-то прикрепить его к корпусу

• инструмента. При решении этой проблемы может быть также использовано явление КП. Настоящая работа и направлена на решение этих проблем. Недостаточно знать: будут ли компоненты, образующие шихту, обеспечивать образование жидкости за счет КП и при какой температуре. Задача заключается в том, чтобы использовать теорию КП для решения этих проблем.

Решение этой задачи определило научную новизну работы, которая состоит в том, что:

- внесен вклад в развитие научного направления в теории жидкофазного спекания КМ, отличительной чертой которого является моделирование спекания КП, что позволило дать научное обоснование метода определения • состава связки КМ в зависимости от температуры его спекания;

- впервые на примере системы никель-углерод-титан показана возможность использования явления КП в соответствии с метастабильной диаграммой состояния для получения сплавов и КМ с карбидом титана;

- методами аналитической геометрии установлена связь между составом и температурой плавления эвтектики, между соотношением объемов расплавившихся компонентов при КП и ликвидусными концентрациями.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Метод определения состава связки КМ с карбидом титана в зависимости от температуры его спекания.

2. Экспериментальные результаты по исследованию закономерностей КП в системах кадмий-олово, висмут-кадмий, никель-сталь, железо-никель, никель-титан, КМ-сталь и жидкофазного спекания в системах с карбидом титана.

3. Метод получения сплавов системы карбид титана - никель - титан, основанный на использовании КП согласно метастабильной диаграмме состояния в системе никель-титан.

Работа выполнена на кафедре физики и математики Пятигорской государственной фармацевтической академии в соответствии с темой «Контактное плавление и жидкофазное спекание композиционных материалов на основе карбида титана» (регистрационный номер 01.960.009195), включенной в план НИР ПятГФА.

Основные результаты работы обсуждались на III Международной научно-технической (Пенза, 2005 г.), 58-ой и 59-ой межрегиональных конференциях (Пятигорск, 2003 г. и 2004 г.), семинарах по физике в ПятГФА. Основное содержание представлено в 11 опубликованных работах. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, приложения, изложена на 140 страницах, содержит 11 таблиц, 30 рисунков. Список литературы содержит 144 наименования.

Подобные работы
Рожкова Татьяна Владимировна
Формирование структуры и свойств материалов на основе меди с карбидом кремния при электроконтактном спекании
Водолаженко Роман Анатольевич
Технология получения, структура и свойства износостойкого композиционного материала на основе карбида титана, полученного с использованием СВС
Погожев Юрий Сергеевич
Дисперсноупрочненные наночастицами электродные материалы и покрытия на основе карбида титана
Лахин Антон Владиславович
Процессы получения композиционных материалов и покрытий на основе карбида кремния химическим газофазным осаждением из метилсилана при относительно низких температурах и давлениях
Башкова Ирина Александровна
Разработка многокомпонентных биоактивных наноструктурных покрытий на основе карбида титана для имплантатов
Пломодьяло Роман Леонидович
Получение износостойкой порошковой карбидостали на основе быстрорежущей стали и карбида титана методом горячей штамповки
Рожкова Татьяна Владимировна
Формирование структуры и свойств материалов на основе меди с карбидом кремния при электроконтактном спекании
Полев Игорь Викторович
Формирование структуры и абразивная износостойкость композиционных материалов и наплавленных покрытий карбид титана - высокохромистый чугун
Кириенко Владислав Евгеньевич
Модели и алгоритмы оценки реализации управленческих решений по результатам выполнения
Кринов Пётр Сергеевич
Визуализация результатов моделирования задач газовой динамики на многопроцессорных вычислительных системах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net