Разработка методики исследования поверхностных и объемных процессов, протекающих при взаимодействии алюминиевых сплавов с железом. Анализ влияния режимов пайки на поверхностные и объемные процессы взаимодействия в системе железо – алюминиевый сплав.
При низкой оригинальности работы "Повышение качества алюминиевых покрытий путем изучения поверхностных и объемных взаимодействий в системе железо – алюминиевый сплав", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Повышение качества алюминиевых покрытий путем изучения поверхностных и объемных взаимодействий в системе железо - алюминиевый сплавСовременные темпы производства требуют разработки новых конструкционных материалов, которые при низкой себестоимости обладали определенным комплексом физических и механических свойств. Одним из направлений по получению таких материалов является производство биметаллических конструкций и узлов с металлической (диффузионной) связью между разнородными металлами, в частности на основе системы железо - алюминий или железо - алюминий - третий компонент. Для получения металлической связи между железом и алюминием и его сплавами применяют процессы алюминирования и алитирования. Alitieren, от Al - алюминий) - разновидность алюминирования, отличающийся диффузионным насыщением поверхностного слоя металлов (стали, реже чугуна и жаропрочных сплавов) алюминием или его сплавами [3]. Данные свойства дают перспективу для обширного применения в промышленности: жаростойкостьость позволяет увеличить долговечность печных деталей, вентиляционных труб, деталей газогенераторов, выхлопных систем автомобилей и т.д.; коррозионная стойкость позволит применение ее для изготовления резервуаров под хранение кислот, топливных баков и т.д.Алюминий с железом образуют твердые растворы, интерметаллические соединения и эвтектику [1, 2]. При содержании до 1,8% железа и температуре 6540С образуется эвтектика Al FEAL3. Дальнейшее увеличение содержания железа в сплаве влечет за собой появление химических соединений следующих составов: Fe2Al7 (62,93% Al), Fe2Al5 (54,71% Al), FEAL2(49,13% Al), FEAL (32,57%) и др. Из этого твердого раствора в результате превращения, состоящего в упорядочении распределения атомов железа и алюминия, образуются два самых богатых железом соединения - FEAL и Fe3Al со следующими структурами: FEAL - кубическая примитивная структура типа CSCL, а = 2, 903 A; Fe3Al - кубическая гранецентрированная типа DO3 (BIFE3), а = 5,78 A. Так, например сплав FEAL2, имея более высокую температуру плавления, чем сплав FEAL, обладает более низким коэффициентом линейного расширения, а самым высоким коэффициентом линейного расширения обладает алюминий.Алитированию подвергают чаще низкоуглеродистые стали, реже - среднеуглеродистые и чугуны. Алитирование в ваннах с расплавленным алюминием подробно изучено еще в 1932 г. Для получения металлической связи между железом и алюминием и его сплавами применяют trialчные методы алитирования, основными из которых являются: 1. В состав добавок входят окись алюминия или молотая глина (для предотвращения спекания) и хлористый аммоний или хлористый алюминий (для защиты изделий и алюминия от окисления). Такой метод алитирования рекомендуется применять для деталей сложной конфигурации, так как алитирование в порошкообразных смесях отличается сложностью и высокой стоимостью.Два разнородных металла можно соединить, когда они находятся в твердом (диффузионная сварка, холодная сварка и т.д.) и в жидком состоянии, когда оба металла полностью или частично расплавляются (различные виды дуговой сварки), а также в твердожидком состоянии, при котором один из металлов в течение всего времени процесса остается в твердом состоянии, а другой в жидком (пайка, алитирование). В случае, когда оба металла находятся в жидком состоянии, соединение происходит в результате образования общей ванны и ее последующей кристаллизации. Возможность соединения разнородных металлов в твердожидком состоянии определяется их физико-химическими свойствами и типом реакции металлов друг с другом, а в более сложных системах - с другими легирующими элементами и примесями [3]. Как известно, алюминий и сталь значительно отличаются по своим физико-химическим свойствам: температуре плавления алюминия (660°С) и железа (1539°С); коэффициенту линейного расширения, что обуславливает возникновение термических напряжений по линии перехода от стали к алюминию; по теплопроводности и теплоемкости, что также способствует образованию термических напряжений; и многими другими физико-химическими свойствами. Более резкое торможение образование и роста интерметаллидных прослоек при пайке может быть достигнуто легированием припоя компонентом D, образующим на границе паяемого материала и припоя тонкую прослойку химического соединения, которая нарушает контакт и химическое взаимодействие между ними, но не снижает механических свойств соединения в целом [15].Особенностью взаимодействия в рассматриваемой системе является то, что при времени выдержки менее 5 минут наблюдается самопроизвольное откалывание растекшейся капли, при охлаждении, во всем интервале температур (рис. Однако при температуре процесса 900?С и времени выдержки от 5 мин., наблюдается образование второй интерметаллидной прослойки на границе со стальной подложкой (рис. Рисунок 1.12 - Зависимость толщины интерметаллидной прослойки от температуры и времени выдержки в системе FEAL-Cu (10%) а) б) в) г) а - 1 минута; б - 2 минуты; в - 5 минут; г - 10 минут Рисунок 1.
План
СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ
1. Состояние вопроса
1.1 Фазовый состав и структура интерметаллических фаз системы FEAL 1.2 Свойства интерметаллидных фаз системы FEAL
1.2.1 Физико-химические свойства интерметаллидных фаз системы FEAL 1.2.2 Механические свойства интерметаллидных фаз системы FEAL
1.3 Методы алитирования
1.4 Особенности получения биметаллических соединений железа с алюминиевыми сплавами
1.5. Влияние легирующих элементов на процессы взаимодействия алюминия со сталью
1.5.1 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Cu 1.5.2 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Mn
1.5.3 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Si 1.5.4 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Ti 1.5.5 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Mg
1.5.6 Выводы и рекомендации 1.6 Задачи дипломной работы 2. Методика исследований
2.1 Выбор выходных параметров образцов и методы их определения 2.2 Оценка смачивания и растекания
3. Результаты исследований поверхностных и объемных взаимодействий стали с алюминиевыми сплавами
3.1. Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL 3.2 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Ni 3.3 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Zr 3.4 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Co 3.5 Результаты исследования процессов взаимодействия в системе FEAL-Zn 3.8 Выводы и рекомендации
4. Технология алитирования методом погружения
4.1 Типовой технологический процесс алитирования методом погружения 4.1.1 Установка катушки с лентой
4.1.2 Подготовительная операция trial Алитирование
4.1.4 Резка 4.1.5 Контроль
4.2 Оборудование
4.2.1 Вращатель горизонтальный 4.2.2 Туннельная моечная машина 4.2.3 Печь-ванна для алитирования 4.2.4 Гильотиновые ножницы
5.3.3 Расчет приведенных, т.е. общих затрат на проведение НИР Вывод по разделу
6. Безопасность и экологичность объекта дипломного проектирования 6.1 Описание производственного участка, рабочего места, оборудования, выполняемых операций
6.2 Идентификация опасных и вредных производственных факторов разрабатываемого производственного объекта
6.3 Организационные, технические мероприятия по созданию безопасных условий труда и защите от воздействия вредных производственных факторов 6.3.1 Воздействие производственных факторов на организм работающих 6.3.2 Предотвращение воздействия вредных производственных факторов 6.3.3 Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ на электроустановках
6.4 Оценка травмобезопасности производственного оборудования
6.5. Оценка обеспеченности работников средствами индивидуальной защиты 6.6 Обеспечение электробезопасности на производственном участке
6.6.1 Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ на электроустановках
6.6.2 Инженерные расчеты защитного заземления
6.7. Обеспечение пожаробезопасности на производственном участке
6.8. Экологическая экспертиза объекта, антропогенное воздействия объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности
6.8.1 Мероприятия по экологической безопасности
6.8.2 Экологическое управление
6.9. Безопасность объекта при чрезвычtrial и аварийных ситуациях Выводы по разделу
7. Защита интеллектуальной собственности 7.1 Описание объекта работы
7.2 Определение вида объекта и проверка соблюдения требования единства изобретения
7.3 Выбор названия изобретения 7.4 Определение индекса МКИ
7.5 Определение регламента поиска 7.6 Результаты поиска
7.7 Сопоставительный анализ ИТР с аналогами и выбор прототипа 7.8 Доказательство охраноспособности ИТР
7.9 Составление формулы изобретения
7.10 Составление документов заявки на выдачу патента ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
