Процеси формування суспензійних та емульсійних розплавів при введенні дисперсійних частинок під дією лазерного випромінювання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorРейнталь, Олена Олександрівна
dc.date.accessioned2021-04-09T12:01:47Z
dc.date.available2021-04-09T12:01:47Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the development of a new method for obtaining cast metal dispersion-strengthened composite materials by forming suspension and emulsion melts based on non-ferrous alloys by controlled introduction into a metal matrix metal and ceramic particles in a gas-powder flow heated by laser radiation. To implement the method, technological equipment was developed and the processes of feeding dispersed material into the zone of laser beam processing were studied. The influence of the design of laser powder supplying tuyeres on the geometric parameters of gas cavities in melts, the velocity of gas-powder flows, the change in the initial volumetric concentration of the powder flow and the position of its waist is investigated. A number of experimental and theoretical studies have been carried out on the selection of hydro-, gas-dynamic and thermal conditions for the formation of suspension and emulsion melts based on aluminum and copper alloys. Two methods have been tested for feeding dispersed material into melts by transporting them with a gas flow to the surface of the melt and by deepening a laser tuyere into the melt. The data of the gas flows rates, the rates of sedimentation or floating up of the dispersed phase in the melt, and the depths of gas cavities made it possible to draw a conclusion about the field of application of each method in the formation of metal suspensions and emulsions. It is established that when non-metallic particles are fed into aluminum alloys due to their deposition in the melt, it is possible to supply them both to the melt mirror and by deepening the gas laser tuyere into the liquid matrix. When forming a composite material based on copper alloys with metal particles, it is necessary to use the method of deepening the tuyeres into the melt, because the metal particles float into the surface layers of the melt. Application of the method of deepening the tuyere in the melt contributes to a more even distribution of the dispersion component throughout the volume of the metal. It is established that the optimal values of the tuyere deepening are 15..20 mm. The use of laser radiation for heating the dispersed phase and matrix is substantiated. It was found that deep gas laser processing of aluminum alloy AK12M2MgN leads to grinding of the structure and its more uniform distribution. The change in the phase composition of the main and other components of the phases is expressed in the increase in the content of silicon, manganese, copper and zinc in the main phase, which affects the hardness of the alloy by 1.3 times compared to the raw alloy. The introduction of non-metallic Fe3O4 particles into the AK12M2MgN melt through a deep tuyere in the absence of laser radiation leads to a visible expansion of the grain boundaries, and in some places - microcracks. When introducing non-metallic particles through a recessed tuyere using laser radiation, the distribution of inclusions in the structure of the alloy is uniform. Cast composite materials based on the AK12M2MgN aluminum alloy with non metallic inclusions Fe3O4, Al2O3, TiC and FeS and composites based on copper and bronze TZL 3-8-6 with steel inclusions 09X18 were obtained. Composite material based on bronze TZL 3-8-6 with introduced particles of steel grade 09X18, obtained by deep gas laser treatment, has increased wear properties (reduced wear compared to samples of bronze TZL 3-8-6 and steel grade 09X18) and hardness (exceeds the hardness of 09X18 steel by 1.2 times and 2.6 times exceeds the value of bronze hardness TZL 3-8-6).uk
dc.description.abstractruДиссертационная работа посвящена разработке нового метода получения литых металлических дисперсно-упрочненных композиционных материалов путем формирования суспензионных и эмульсионных расплавов на основе цветных сплавов управляемым введением в металлическую матрицу металлических и керамических частиц в газопорошковом потоке, нагретых лазерным излучением. Для реализации метода были разработано технологическое оборудование и исследованы процессы подачи дисперсного материала в зону обработки лазерным лучом. Проведен ряд экспериментальных и теоретических исследований по подбору гидро-, газодинамических и тепловых условий формирования суспензионных и эмульсионных расплавов. Получены литые композиционные материалы на основе алюминиевого сплава АК12М2МгН с неметаллическими включениями Fe3O4, Al2О3, TiC и FeS и композиты на основе меди и бронзы ОЦС 3-8-6 со стальными включениями 09Х18.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена розробці нового методу отримання литих металевих дисперсійно-зміцнених композиційних матеріалів шляхом формування суспензійних та емульсійних розплавів на основі кольорових сплавів керованим введенням у металеву матрицю металевих та керамічних частинок у газопорошковому потоці, нагрітих лазерним випромінюванням. Для реалізації методу було розроблено технологічне обладнання та досліджено процеси подачі дисперсійного матеріалу в зону обробки лазерним променем. Проведено ряд експериментальних та теоретичних досліджень стосовно підбору гідро-, газодинамічних та теплових умов формування суспензійних та емульсійних розплавів. Отримано литі композиційні матеріали на основі алюмінієвого сплаву АК12М2МГН з неметалевими включеннями Fe3O4, Al2О3, TiC та FeS та композити на основі міді та бронзи ОЦС 3-8-6 із сталевими включеннями 09Х18.uk
dc.format.page26 с.uk
dc.identifier.citationРейнталь, О. О. Процеси формування суспензійних та емульсійних розплавів при введенні дисперсійних частинок під дією лазерного випромінювання : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.03.07 - процеси фізико-технічної обробки / Рейнталь Олена Олександрівна. – Київ, 2021. – 26 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40513
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectметалевий композиційний матеріалuk
dc.subjectдисперсійно-зміцненийuk
dc.subjectдисперсійна частинкаuk
dc.subjectгазолазерний потікuk
dc.subjectлазерна обробкаuk
dc.subjectгазова кавернаuk
dc.subjectгазолазерна фурмаuk
dc.subjectмиттєва об'ємна концентраціяuk
dc.subjectметаллический композиционный материалuk
dc.subjectдисперсно упрочненныйuk
dc.subjectдисперсная частицаuk
dc.subjectгазолазерной потокuk
dc.subjectлазерная обработкаuk
dc.subjectгазовая кавернаuk
dc.subjectгазолазерная фурмаuk
dc.subjectмгновенная объемная концентрацияuk
dc.subjectmetal composite materialuk
dc.subjectdispersion-hardeneduk
dc.subjectdispersion particleuk
dc.subjectgas laser flowuk
dc.subjectlaser treatmentuk
dc.subjectgas cavityuk
dc.subjectgas-laser tuyereuk
dc.subjectinstantaneous volume concentrationuk
dc.subject.udc669-154:532.584:532.695:535.2uk
dc.titleПроцеси формування суспензійних та емульсійних розплавів при введенні дисперсійних частинок під дією лазерного випромінюванняuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Reintal_aref.pdf
Розмір:
1.19 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)