ВВЕДЕНИЕ ...........................................................................................................5
1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ, МОДИФИКАЦИИ, СВОЙСТВ И
СТРУКТУРЫ АЛЮМОМАТРИЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ11
1.1 Алюмоматричные композиционные материалы, способы их получения
и применение ............................................................................................................11
1.2 Методы изготовления алюмоматричных композиционных материалов
12
1.3 Анализ свойств и структуры алюмоматричных композиционных
материалов ................................................................................................................16
1.3.1 Механические свойства алюмоматричных композиционных
материалов ............................................................................................................. 17
1.3.2 Микроструктура алюмоматричных композиционных материалов
.................................................................................................................................. 25
1.3.3 Усталостные испытания алюмоматричных композиционных
материалов ............................................................................................................. 26
1.4 Выводы и постановка цели исследования.............................................32
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ .............34
2.1 Свойства материалов, используемых в работе .....................................34
2.2 Методы изготовления композита алюминиевого сплава AA2024 с
наночастицами..........................................................................................................35
2.3 Термическая обработка композитов АА2024/TiO2 ..............................38
2.4 Оборудование и методики для изучения механических свойств,
структуры и состава композиционных материалов AА2024/TiO2 ......................40
2.4.1 Определение микротвердости.......................................................... 40
2.4.2 Определение твердости по Бринеллю.............................................. 41
2.4.3 Определение механических свойств на растяжение ..................... 42
2.4.4 Испытания на ударную вязкость ..................................................... 43
2.4.5 Исследование образцов с использованием оптической микроскопии
.................................................................................................................................. 44
3
3
2.4.6 Исследование образцов с использованием сканирующей
электронной микроскопии .................................................................................... 44
2.4.7 Рентгенофазовый анализ................................................................... 45
2.4.8 Испытания на износостойкость...................................................... 46
2.4.9 Испытание на усталость ................................................................. 48
Выводы............................................................................................................50
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ НА МИКРОСТРУКТУРУ
И СВОЙСТВА АЛЮМОМАТРИЧНОГО КОМПОЗИТА АА2024/TiO2 ................51
3.1 Анализ микроструктуры композиционных материалов методами
оптической микроскопии.........................................................................................51
3.2 Анализ микроструктуры композиционных материалов методами
сканирующей электронной микроскопии..............................................................52
3.3 Анализ свойств и состава образцов композита AА2024/TiO2,
полученных с помощью литья с перемешиванием...............................................56
3.3.1 Микротвердость образцов композитов АА2024/TiO2 ................... 56
3.3.2 Твердость по Бринеллю образцов композитов АА2024/TiO2......... 57
3.3.3 Предел прочности на растяжение алюминиевых сплавов с
наночастицами....................................................................................................... 58
3.3.4 Рентгенофазовый анализ................................................................... 60
3.3.5 Предел прочности на изгиб алюминиевых сплавов системы АА2024
с наночастицами.................................................................................................... 61
3.4 Проведение исследования усталости композитов АА2024/TiO2 ........65
3.5 Исследование износостойкости композитов АА2024/TiO2.................69
3.5.1 Влияние наночастиц TiO2 на износостойкость.............................. 69
3.5.2 Влияние нагрузки и процента армирования на потерю массы ..... 72
3.5.3 Влияние пути скольжения и нагрузки на потерю массы............... 75
3.5.4 СЭМ микрофотографии изношенной поверхности материала ... 76
3.6 Выводы......................................................................................................78
4 ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ, СОСТАВА И СВОЙСТВ ЛИТЫХ
КОМПОЗИТОВ ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.......................................80
4
4
4.1 Эволюция структуры литых сплавов в процессе термообработки.....80
4.1.1 Оптическая микроскопия для композитов АА2024/TiO2 после
термической обработки ....................................................................................... 81
4.1.2 Сканирующая электронная микроскопия композитов АА2024/TiO2,
после термической обработки............................................................................. 82
4.2 Анализ свойств образцов композитов АА2024/TiO2, полученных с
помощью литья с перемешиванием........................................................................87
4.2.1 Микротвердость образцов композитов АА2024/TiO2 ................... 87
4.2.2 Твердость по Бринеллю образцов композитов АА2024/TiO2......... 89
4.2.3 Предел прочности на растяжение алюминиевых сплавов с
наночастицами....................................................................................................... 90
4.2.4 Рентгенофазовый анализ................................................................... 92
4.2.5 Предел прочности на изгиб алюмоматричных композитов
АА2024/TiO2 ............................................................................................................ 94
4.3 Влияние термической обработки на усталостные испытания
алюминиевых сплавов, содержащих наночастицы...............................................98
4.4 Влияние термической обработки и армирования на износостойкость
композитов АА2024/TiO2 ......................................................................................103
4.4.1 Скорость износа композитов АА2024/TiO2................................... 103
4.4.2 Влияние термической обработки и армирования на потерю массы
композитов АА2024/TiO2 .................................................................................... 107
4.4.3 Особенности микроструктуры поверхностного износа............. 109
4.5 Выводы....................................................................................................111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................113
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .......................................115
ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................................................................132
