Исследование влияния различных форм углерода на СВС наночастиц карбида титана в расплаве алюминиевых сплавов разного состава и последующей термической обработки на структуру и свойства получаемых литых алюмоматричных нанокомпозитов

Предлагается один из вариантов решения актуальной проблемы повышения механических свойств алюмоматричных литых композитов, упрочненных наночастицами карбида титана. Полученные ранее результаты показали возможность применения процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) для синтеза in-situ нанодисперсной фазы карбида титана TiC из смеси порошков Ti+C в расплаве чистого алюминия. Также было показано, что введение в матричный алюминий порошков легирующих элементов позволяет получать композиционные сплавы (Al-Cu-Mn) -TiC и (Al-Cu-Ni) –TiC с улучшенной структурой и механическими свойствами. Для дальнейшего увеличения прочностных характеристик планируется исследовать влияние различных форм углерода (техническая сажа марок П-701, Т-900, активированный уголь марок АГ-2, БАУ, углеродное волокно, коллоидный графит марки С-2, углеродные нанотрубки разных марок) на СВС наночастиц карбида титана в расплаве алюминия и сплавов на его основе (Al, Al-Cu, Al-Mg, Al-Cu-Mn, Al-Cu-Ni). Предполагается, что введение в состав шихты новых реакционно активных форм углерода, а также их различных сочетаний позволит решить проблемы, присущие СВС-композитам, такие как: надежность инициирования СВС-реакции в расплаве алюминия, полнота протекания СВС-реакции, однородность распределения наночастиц TiC по объему, повышенная пористость конечного композита. Планируется экспериментальное исследование влияния подобранных форм углерода и их количества на микроструктуру, технологические (жидкотекучесть, усадка), физические (плотность, коррозионная стойкость) и механические (твердость, микротвердость, предел прочности на растяжение и сжатие, относительное удлинение и уширение) свойства полученных нанокомпозитов. Также в ходе исследования будет изучено влияние термической обработки (закалки и режимов искусственного старения) на ход дисперсионного твердения и равномерность распределения наночастиц карбида титана в составе легированных композиционных сплавов на различных матричных основах (Al-Cu, Al-Cu-Mn, Al-Cu-Ni), на физические (плотность, коррозионная стойкость) и механические (твердость, микротвердость, предел прочности на растяжение и сжатие, относительное удлинение и уширение) свойства нанокомпозитов. В результате выполнения проекта будут разработаны рекомендации по применению различных форм углерода и термической обработки для улучшения структуры и свойств алюмоматричных СВС-композитов системы Al-TiC, превосходящих отечественные и зарубежные аналоги.