Разработка опытного образца программно-аппаратного комплекса на базе гидравлического пресса и технологии программно-корректируемого наложения давления на кристаллизующийся металл

Предложен процесс создания изделий из алюминиевых сплавов В95 и Д16 с заданными физико-механическими свойствами за счет использования программно корректируемого наложения давления на кристаллизующийся металл. Процесс обработки кристаллизующегося металла предложено рассматривать как термомехановременную обработку, а изменения состояния металлических систем связывать не только с температурой, но и давлением (напряжениями), концентрацией компонентов, временем, энергией и другими параметрами. На примерах обработки кристаллизующегося металла давлением рассмотрены условия и возможности формирования аномальных структур, твердость которых заметно превышает значения, достигаемые в процессе известных технологий обработки. Отсюда вытекает новая парадигма термомехановременной обработки. Сочетание в одном цикле температурных и силовых воздействий, изменяющихся с контролируемой скоростью, инициирует в обрабатываемых сплавах процессы движения и взаимодействия атомов, изучение которых в перспективе может быть использовано при определении состава сплавов и технологии их обработки. Формирование аномальных диссипативных структур рассмотрено во взаимосвязи со смещением температур фазовых превращений под влиянием контактных и сжимающих термических напряжений. Доказано, что потенциальные возможности повышения эффективности обработки металлопродукции за счет программирования пространственно-временной структуры процесса литья с кристаллизацией под давлением как источника термомеханического воздействия могут быть использованы и при объемной обработке. Известно, что в процессе кристаллизации слитка в изложнице возникают такие дефекты структуры, как ликвация, рыхлота, пористость, крупные зерна, газовые и неметаллические включения. При наложении давления 300 - 500 МПа изменения в структуре происходят на более глубоком атомно-электронном уровне. Исследование влияния давления на изменения объемных свойств выполнено на высокопрочных сплавах алюминия. Предпочтение этим сплавам отдано по соображениям обеспечения стойкости будущих изделий. Кроме того, если ориентироваться на перспективу 10 - 15 лет, то высока вероятность, что в целях защиты экологии и ресурсосбережения, высокопрочные алюминиевые сплавы будут вытеснять такие конструкционные материалы, как углеродистая сталь, чугун, бронза, латунь, титановые сплавы и др.