Разработка методов и приемов обработки материалов термомеханическим воздействием и создание на такой основе технологий производства конструкционных материалов и элементов конструкций (промежуточный)

Объекты исследования: технологии производства конструкционных материалов и элементов конструкций; процессы профилирования и высокоточного литья на основе новых модельных представлений и специальной серии вычислительных экспериментов. Цели: исследование влияния компонентного состава и структуры на физико-механические свойства алюмотермитных сталей, экспериментальное определение влияния свойств полимерных порошковых композиций и физических особенностей их прессования на процессы образования пористости структур получаемых прессовок при твердофазном спекании сферических элементов. Определена возможность использования крупки алюминиевых сплавов, применяемых в авиационной промышленности, и крупки металлургической окалины для составления термитных композиций. Определено влияние примесных элементов, содержащихся в применяемых алюминиевых сплавах на энергетические параметры экзотермических реакций и на химический состав получаемых экспериментальных сплавов. Определены соотношения окалины и восстановителя, при которых наблюдается максимальный выход термитного металла при минимальном остаточном содержании алюминия в получаемой металлической фазе. Получены экспериментальные сплавы, имеющие в составе корректирующие добавки, соответствующие по химическому составу маркам сталей, регламентированным ГОСТ; подобраны композиции для получения сплава 20ДХЛ по ГОСТ 977 - 88. В рамках совершенствования литья по выплавляемым моделям важной производственной задачей является получение литых заготовок с повышенными размерно-геометрическими характеристиками. Многостадийность технологии изготовления таких отливок обусловливается деформационными процессами, протекающими вследствие технологических особенностей производства и свойств используемых материалов. Вариантом снижения напряженно-деформированного состояния в структуре выплавляемой модели является их получение уплотнением порошков модельной массы. Суммарное влияние релаксации компонентов прессованной выплавляемой модели после разгрузки приводит к увеличению размеров прессовки. Искажение размеров получаемого изделия значительно ниже, чем при ее получении заливкой жидкого воскообразного материала. Для определения оптимального режима получения прессованной воскообразной модели с малым искажением размеров требуется проведение серии экспериментов по определению реологических характеристик материалов. Релаксация напряжения в условиях постоянной деформации сжатия описывается уравнением Кольрауша. В ходе эксперимента получены зависимости напряжений, возникающих при уплотнении воскообразного тела, получаемого из порошков различных фракций, от пористости прессовок; определено различие напряжений при оценке прочности прессовок с напряжениями, возникающими при их изготовлении; определены параметры уравнения Кольрауша k и τ для прессовки из модельного материала. Полученные результаты позволят прогнозировать конечные размеры участков прессовок и в дальнейшем будут использованы при составлении математической модели всего процесса получения пористых прессованных выплавляемых моделей из применяемых в производстве модельных материалов.