Реєстраційний номер
0220U101682,
0117U000257
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Фізико-хімічні принципи створення наноструктурованих металічних сплавів на основі імпульсної обробки їх розплавів
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Ткаченко Володимир Григорович,
Дата реєстрації
18-02-2020
Організація виконавець
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України
Опис етапу
Мета роботи - розробка фізико-хімічних принципів створення ноноструктурованих/нанокластерних легких металічних систем сплавів на основі магнію та алюмінію з покращеними функціональними і фізико-механічними характеристиками, в т.ч. релаксаційної стійкості, термічної стабільності та жароміцності. Методи дослідження: термографічний аналіз, ДТА/ДСК, рентгено-структурний аналіз, РЕМ, ПЕМ, локальний рентгеноспектральний аналіз, механічні випробування. В рамках кластерної моделі рідких металічних сплавів сформульовані фізико-хімічні засади нанодисперсного зміцнення сплавів на основі магнію та алюмінію. На цій основі розроблено новий стійкий до повзучості магнієвий сплав в системі Mg-Al-Ca-Ce-Er, що містить в матриці і на міжфазних межах включення тугоплавкої фази, ймовірно Al53Mg27Er14Ce5. Завдяки високим характеристикам (0,35% сумарної деформації при 150 0С і 70 МПа за 200 годин), покращеній рідкоплинності і низькій вартості сплав перспективний для лиття автомобільних деталей під тиском. Розроблена ноу-хау технологія введення нанорозмірних тугоплавких частинок, зокрема ZrO2, яка забезпечує їх рівномірний розподіл в магнієвій матриці. Показано, що магніто-імпульсна обробка розплаву силуміну АК7 з вмістом 4% Fe істотно (в три рази) збільшує швидкість формування евтектичної компоненти. Ефект призводить до суттєвого подрібнення структурних складових сплаву і збільшення об'ємної частки інтерметалідної фази Al9Fe2Si2 та чистого кремнію. Пояснені особливості кінетики кристалізації потрійної системи Al-Ni-Fe, яка обумовлена послідовністю введення легуючих елементів. Висунуто концепцію, що істотне пересичення твердого розчину атомами нікелю пов'язано з впровадженням в алюмінієву матрицю сплаву Al-3Ni-3Fe кластерів типу Al3Ni, що пояснює аномально високе значення модуля Юнга і високу межу плинності сплаву. Синтезований квазікристалічний сплав Mg80Cd15Ca5 володіє високим модулем Юнга 63-80 ГПа і, на цій основі, модифіковано сплав АМ50 (Е = 41-43 ГПа) з модулем Юнга E >50 ГПа.
Опис продукції
Новий стійкий до повзучості магнієвий сплав в системі Mg-Al-Ca-Ce-Er, що містить в матриці і на міжфазних межах включення тугоплавкої фази, ймовірно Al53Mg27Er14Ce5. Модифіковано за допомогою лігатури із квазікристалічного сплаву Mg80Cd15Ca5,що володіє високим модулем Юнга 63-80 ГПа, сплав АМ50 (Е = 41-43 ГПа) з модулем Юнга Е > 50 ГПа.
Сплави є екологічні за технолгією виготовлення. Зменьшення ваги автомобілів при використанні магнієвих сплавів значно зменьшить викиди шкідливих речовин в атмосферу.
Автори роботи
Кондрашев Олександр Іванович
Максимчук Ігор Миколайович
Малка Олександр Миколайович
Медалович Ніна Прокопівна
Романко Петро Михайлович
Фрізель Віктор Вадимович
Хрипливий Анатолій Олександрович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
