Нанотехнологии и наноматериалы в сварочном производстве
Рассмотрение основных способов соединения материалов с особыми свойствами. Использование нанопорошков при сварке плавлением, наплавке, с целью снижения концентраторов напряжений. Особенности применения нанотехнологий в контактной и лазерной сварке.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 23.05.2017 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ "МИФИ"
ИНСТИТУТ МАГИСТРАТУРЫ
КАФЕДРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
РЕФЕРАТ
по дисциплине "Нанотехнологии в машиностроении"
Тема: «Нанотехнологии и наноматериалы в сварочном производстве»
Москва 2017
Содержание
Введение
1. Анализ литературы в области применения нанотехнологий
2. Применение нанотехнологий при лазерной сварке
3. Применение нанотехнологий при сварке давлением
4. Применение нанотехнологий в контактной сварке и других областях сварочного производства
Список использованной литературы
нанопорошок сварка лазерный
Введение
В данной работе представлен краткий обзор применения нанотехнологий и наноматериалов в сварочном производстве. Рассмотрены способы соединения материалов с особыми свойствами; использование нанопорошков при сварке плавлением, наплавке, с целью снижения концентраторов напряжений (дефекты), а также нанослойных пленок и фольг при сварке давлением.
В начале XXI века возникла необходимость коренного повышения научно-технического уровня экономики во всем мире. Для решения этой задачи требуется проведение обширных научных исследований, а также массовое внедрение новых прогрессивных технологий в промышленное производство.
Согласно прогнозам многих авторитетных организаций, приоритетными являются работы в области разработки наноматериалов и нанотехнологий. Именно они будут способствовать существенному повышению эффективности производства в таких областях, как машиностроение, энергетика, строительство, сельское хозяйство, медицина и др.
1. Анализ литературы в области применения нанотехнологий
Одно из важнейших направлений нанотехнологий -- это получение наночастиц (нанопорошков) и их применение. К наночастицам, как правило, относят такие объекты, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм (10-9 м) и которые обладают качественно новыми функциональными свойствами. По мнению экспертов, применение нанопорошков позволит существенно усовершенствовать существующие технологические процессы и создать качественно новую промышленную продукцию. Используя нанопорошки, например как добавки, можно значительно улучшить свойства различных материалов и продуктов (лекарств, смазочных материалов, топлив, полимеров, фильтров, геттеров, присадок к смазочным материалам, красящих и магнитных пигментов, компонентов низкотемпературных высокопрочных припоев и др.). Нанопорошки -- только один из многих имеющихся на сегодняшний день наноматериалов. Нанопорошки можно производить из различных материалов. Все наноматериалы, которые производятся в настоящее время, подразделяются на четыре группы: оксиды металлов, сложные оксиды (состоящие из двух и более металлов), порошки чистых металлов и смеси. У материала в наноструктурном состоянии в несколько раз по сравнению с обычным крупнокристаллическим материалом повышается прочность. В отличие от обычных металлов, когда повышение прочности неминуемо приводит к существенному снижению пластичности, при наноструктурировании материал может сохранять пластичность.
В современном мире нанотехнологии и нанопорошки уже нашли свое применение в таких отраслях, как электроника, химическая промышленность, медицина и фармакология, косметология, точная механика и оптика, материаловедение, а также в сварочном производстве и др. Но следует отметить, что направления, касающиеся сварочного производства, пока являются новыми. Однако уже есть некоторые научные разработки в области внедрения нанотехнологии в сварочное производство.
Рассмотрено применение наноматериалов и высокотемпературной обработки никельхромовых сплавов при электрошлаковом литье и электрошлаковой сварке [1]. При этом возможно управление микро- и макроструктурой жаропрочных никельхромовых сплавов и их физико-механическими свойствами за счет введения в расплав наночастиц карбонитрида титана в виде нанокристаллов, которые в свою очередь служат центрами кристаллизации.
2. Применение нанотехнологий при лазерной сварке
Нанопорошки применяют также при лазерной сварке. В настоящее время это один из способов сварки, где нанопорошки находят все большее применение.
В работе [2] приведена разработанная технология лазерной сварки с применением нанопорошка, позволяющая получать сварной шов с существенно улучшенными прочностными свойствами. Особенность новой технологии -- введение в сварной шов порошка тугоплавкого соединения (например карбида или нитрида титана) с наноразмерными частицами. Это позволяет управлять процессом кристаллизации металла при сварке. Введение нанопорошка в сварной шов изменяет процесс зародышеобразования, которое происходит на наноразмерных частицах на границе контакта трех фаз (наночастица--зародыш--расплав) и резко изменяет строение и размер (морфологию и дисперсность) растущего зерна.
Структура шва вместо игольчато-дендритной становится квазиравноосной и мелкодисперсной (Рис.1).
Уменьшается размер неметаллических включений, соответственно повышаются механические свойства (прочность и пластичность) металла шва, возрастает в несколько раз относительное удлинение, увеличиваются предел прочности и предел текучести.
Рис. 1 Сварной шов с дендритно-игольчатой структорой (слева) и с мелкодисперсной структорой (справа)
Исходя из работ [3,4], низкоуглеродистая сталь, не претерпевшая в процессе сварки структурных изменений имеет типичную ферритно-перлитную структуру. Средний размер ферритного зерна составляет 30 мкм, перлитной колонии - 10 мкм. Данная структура обеспечивает характерную для низкоуглеродистых сталей высокую пластичность, позволяющую избежать хрупкого разрушения конструкции. По мере приближения к зоне шва наблюдаются перекристаллизация, в которой в результате нагрева повышается растворимость углерода в феррите, вследствие чего углерод диффундирует из перлитных колоний в окружающий их феррит. Теряя углерод, перлитные колонии растворяются. При охлаждении материала на месте бывших колоний перлита образуются новые мелкие колонии и ферритные зерна. Степень перекристаллизации растет при приближении к сварному шву, т.е. с ростом температуры. Непосредственно к сварному шву примыкает зона крупнокристаллической структуры. Ее грубое строение обусловлено перегревом материала до температур, близких к температуре плавления основного металла. Ярким признаком перегрева является наличие кристаллов видманштеттова игольчатого феррита длиной до 60 мкм. Зона сварного шва обладает крупнокристаллической, четко ориентированной феррито-цементитной структурой с ферритом видманштеттова типа. Длина кристаллов достигает 100-150 мкм. Это косвенно характеризует размер бывшего аустенитного зерна, из которого возникли кристаллы феррита.
Особенностью структуры такого типа является низкий уровень пластических свойств. Для улучшения механических свойств желательно устранение структуры видманштеттова феррита.
В последние годы большой интерес вызывают исследования по применению нанодисперсных тугоплавких материалов в качестве модифицирующих добавок для повышения качества стали и сплавов. Ввиду того что атомы на поверхности наночастиц имеют соседей только с одной стороны, их равновесие нарушается и происходит структурная релаксация, которая приводит к смешению межатомного расстояния в слое толщиной в 2-3 нм. Поэтому поверхностные слои частиц оказываются растянутыми, а внутренние - сжатыми. В наночастицах реализуется особый тип дальнего порядка, при котором межатомное расстояние закономерно изменяется при переходе от центра частицы к ее поверхности. При этом трансляционная симметрия, характерная для макроматериалов, отсутствует, но дальний порядок существует. а средние межатомные расстояния существенно меньше (примерно до 10%), чем в соответствующих массивных материалах, например в порошках, получаемых методом порошковой металлургии Наночастицы имеют существенно искаженную кристаллическую решетку, что влияет на энергию активации большинства процессов, в которых они участвуют, меняя их обычный ход н последовательность.
Введение специально подготовленного нанодисперсного порошка в расплав формирует дисперсную систему, в которой ядром каждой частицы суспензии служит твердая фата, гетерогенизирующая жидкий металл по химическому составу, вызывая концентрационное переохлаждение в объеме адсорбированного на поверхности наночастиц слоя. В результате этого каждая наночастица становится потенциальной затравкой для зарождения новой фаты (кристалла, интерметаллического или химического соединений и др.). Благодаря этому в расплаве в процессе его охлаждения формируется мелкодисперсная глобулярная структура.
Исходя из теоретического анализа в качестве модифицирующих соединений были выбраны нитрид титана (TiN), оксид иттрия (YO2), полученные методом плазмохимического синтеза, в матрице из металлического хрома. Процесс плакирования осуществляли в центробежной планетарной мельнице при соотношении «металл - тугоплавкая частица» равном 1:2. Карбонитрид титана (ТСхNу) получен методом СВС в матрице из ?-железа при соотношении ТСхNу к железу 1:1.
Исследовалось влияние нанодисперсного порошка ТСхNу + Сr на качество сварных соединений из листовой стали марки 20, полученных методом СО2 -лазерной сварки. Толщина свариваемых пластин составляла 3 мм. Порошок ТСхNу + Сr в виде суспензии наносился предварительно на поверхность кромок свариваемых пластин. Сварка осуществлялась в атмосфере гелия. Заготовки соединялись встык. Мощность СО2 -лазерного излучения составляла 3,05 кВт, скорость сварки 1.7 м/мин.
Как результат данного исследования является факт того, что применение наномодификаторов позволяет повысить скорость сварки, при той же мощности луча, за счет увеличения коэффициента поглощения интенсивности лазерного излучения. При этом уменьшается ширина сварного шва, ЗТВ, улучшается качество соединения, измельчается структура металла сварного шва, существенно возрастают его механические характеристики (Рис 2).
Рис. 2 Морфология и структура сварного шва: без инокулятора (а, б), с инокулятором ТС0.5N0.5 + Fe (в, г)
В работе [5] исследовали лазерную сварку стали с титановым сплавом. Для проведения экспериментов использовали коррозионно-стойкую сталь и титановый сплав с промежуточными вставками. Наиболее эффективной оказалась вставка на основе меди М1. При этом сварное I соединение с медной вставкой обладает высокой прочностью.
3. Применение нанотехнологий при сварке давлением
Помимо сварки плавлением наноструктурируемые материалы применяют при диффузионной сварке жаропрочных никелевых сплавов. Эффективное использование структурно-ориентированных, текстурированных, монокристаллических, композиционных жаропрочных сплавов затруднено в связи с необходимостью получения структурно-однородных соединений на конечных этапах изготовления сварной конструкции. Это обусловлено нарушением в процессе термического цикла сварки исходного структурно-ориентированного состояния соединяемого материала, которое определяет эксплуатационные характеристики изделия. В случае соединения жаропрочных никелевых сплавов плавлением к этому еще добавляется низкая стойкость сварных соединений против образования трещин как в металле шва, так и в околошовной зоне.
В этой связи перспективна разработка таких способов получения неразъемных соединений, при которых обеспечивается минимальное изменение структурной и кристаллографической ориентацией и сохранение в максимальной степени фазового состава исходного материала. Одним из таких способов является диффузионная сварка в твердой фазе через промежуточную прослойку. В процессе диффузионной сварки технологически несложно обеспечить равномерный и контролируемый нагрев соединяемых поверхностей, при котором уровень временных и остаточных сварочных напряжений становится незначителен. При этом вероятность образования трещин сводится к минимуму не только в металле переходного слоя, но и в исходном материале.
При диффузионной сварке с использованием промежуточной прослойки основной проблемой является выбор ее материала. Для сохранения структурного состояния исходного материала необходимо, чтобы температура, при которой формируется соединение, была ниже температуры структурной и кристаллографической перестройки. Желательно также, чтобы материал промежуточного слоя был максимально совместим с соединяемым материалом по физическим, структурным и прочностным характеристикам. Таким материалом в обычном состоянии мог быть исходный сплав, но в этом случае температурные условия формирования соединения приближаются к температуре плавления либо температуре значительного изменения фазового состава.
В случае жаропрочных никелевых монокристаллических сплавов, в которых основной упрочняющей фазой является г'-фаза типа Nix(Al, Ti, Ta, Re, Ru)y, оптимальным материалом промежуточного слоя могут стать сплавы системы Ni-Al или Ni-Ti. Однако интерметаллиды NixAly или NixTiy в поли- или монокристаллическом состоянии характеризуются высокой стабильностью в широком температурном интервале. В связи с этим получение соединения с использованием прослойки такого материала весьма затруднительно. Однако если в материале системы Ni-Al или Ni-Ti создать особое структурное соединение с высоким запасом внутренней энергии, то при нагреве в нем будет происходить активация диффузионных процессов. С этой точки зрения перспективны материалы в аморфном и наноструктурном состоянии, а также микропленки, состоящие из очень тонких чередующихся слоев двух или нескольких металлов, входящих в состав соединяемого сплава.
Известно, что увеличение диффузионной проницаемости по границам зерен или границам раздела двух фаз в материале в наноструктурном состоянии значительно выше по сравнению с обычными поликристаллическими материалами. В то же время рекристаллизация материалов в аморфном наноструктурном состоянии начинается при более низкой температуре. Кристаллизация аморфной структуры никелида титана начинается уже при нагреве до 200 °С и происходит вплоть до 300 °С. Выдержки в течение 1 часа при 350 °С достаточно для завершения процесса кристаллизации и формирования в материале нанокристаллической структуры с размером зерна 20…70 нм.
Металлические пленки, используемые в качестве промежуточных слоев при диффузионной сварке, в зависимости от условий получения могут иметь различную структуру. Пленки интерметаллида Ni3Al осажденные на холодную подложку, отличаются сильно текстурированной морфологией столбчатого роста. При нагреве до 200 °С текстура пленки исчезает, а микроструктура представляет собой отдельные зерна частично упорядоченной фазы Ni3Al. Наряду с монолитными пленками с различным структурным состоянием осаждение из паровой фазы дает возможность получать многослойные поэлементные по составу пленки отдельных компонентов сплава или отдельных фаз.
Рис. 3 Внешний вид (а,в) и микроструктура промежуточной прослойки интерметаллида Ni3Al, полученной способом сверхбыстрой кристаллизации (б), и многослойной пленки системы Ni-Al, полученной способом осаждения из паровой фазы в вакууме (г)
Материалы пленок, состоящие из чередующихся слоев отдельных элементов, характеризуются высокой вероятностью протекания самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, в результате чего образуется новое соединение с повышенной диффузионной активностью. В этой связи пленочные материалы в аморфном и наноструктурном состоянии представляют значительный интерес в качестве материала промежуточного слоя при диффузионной сварке.
Следует также отметить, что для получения соединения с помощью диффузионной сварки и использования активирующих промежуточных прослоек применяют различные способы нагрева. Использование импульсного электрического тока с предельными значениями позволяет получать весьма высокие значения пластической деформации на материалах, которые в условиях обычного нагрева не деформируются.
В работе [6], в качестве материала прослойки, через которую выполняли диффузионную сварку жаропрочного никелевого сплава, выбраны интерметаллиды Ni3Al, NiAl3 и микрослойная пленка, состоящая из отдельных слоев никеля и алюминия, в которой содержание алюминия несколько превышало стехиометрический состав интерметаллида Ni3Al.
Такие пленки интерметаллидов Ni3Al и NiAl3 толщиной до 40 мкм в наноструктурном состоянии получали способом сверхбыстрой кристаллизации из расплава на поверхности охлаждаемого медного барабана. Внешний вид пленки интерметаллида Ni3Al и его микроструктура представлены на Рис.3 (а,б). Размер структурного элемента такого материала не превышал 40 нм, а размер кристаллической решетки составлял 0,35558 нм, что несколько ниже табличного значения размера кристаллической решетки соединения Ni3Al. Температура плавления интерметаллидной пленки Ni3Al составила 1385 °С.
Многослойная пленка системы Ni-Al, полученная поэлементным осаждением никеля и алюминия из паровой фазы в вакууме, представлена на Рис.3 (в,г). При общей толщине пленки приблизительно 100 мкм, полученной указанным способом, толщина отдельного слоя никеля и алюминия составила 1,0…1,5 мкм. Режим получения многослойной поэлементной пленки системы Ni-Al подбирали таким образом, чтобы содержание никеля и алюминия в пленке были близки стехиометрическому составу интерметаллида Ni3Al при некотором повышенном содержании алюминия. Такие пленки использовали при диффузионной сварке жаропрочного никелевого сплава системы Ni-Cr-W-Al-Ti-Nb, в котором суммарное содержание алюминия, титана и ниобия не превышало 9 мас. %.
При диффузионной сварке жаропрочного никелевого сплава с использованием промежуточной прослойки сплава системы Ni-Al в различном структурном состоянии применяли схемы нагрева показанные на Рис.4. Односторонний нагрев расфокусированным электронным лучом в вакууме или плазменной дугой в аргоне (Рис.4, а и 5) не позволяет получить качественное сварное соединение. При использовании материала прослойки из кристаллических интерметаллидов Ni3Al в наноструктурном состоянии соединение вообще получено не было. Однако применение многослойной поэлементной системы Ni-Al между ее материалом и поверхностью образца образовалось соединение. При этом в процессе нагрева стыка под сварку в таком промежуточном материале протекала экзотермическая реакция взаимодействия никеля с алюминием с образованием интерметаллида Ni3Al. Следует также отметить, что при одностороннем нагреве и использовании в качестве прослойки наноструктурных интерметаллидов Ni3Al и NiAl3 получение соединения возможно только при достижении в стыке температуры, близкой температуре плавления материалов прослойки. Однако и в этом случае расплавленный материал пленки смачивает полностью поверхность образца только со стороны нагрева. На другой половине соединяемого образца формируются лишь отдельные островковые участки соединения. Следует признать, что односторонний способ нагрева пока не дает возможности получить соединение способом диффузионной сварки через промежуточную активирующую пленку.
Последующие опыты по диффузионной сварке жаропрочных никелевых сплавов проведены с использованием схемы нагрева, представленной на (Рис.4, б). В этом случае свариваемые пластинки сплава с промежуточной пленкой нагревались благодаря прямому пропусканию электрического тока с приложением усилия сжатия F. Нагрев стыка проходящим электрическим током в вакууме позволяет получить равномерное температурное поле на поверхности соединяемых пластин с незначительным температурным градиентом в переходном промежуточном слое. Такая схема нагрева дает возможность контролировать температурно-временной режим сварки, а также скорость нагрева и охлаждения нагреваемых пластин. Следует также отметить, что использование для нагрева импульсного электрического тока предельного значения способствует локальному повышению температуры необходимого уровня именно в материале прослойки, что существенно увеличивает ее деформационную способность и активирует процесс формирования диффузионного соединения в твердой фазе.
Рис. 4 Схемы нагрева образца односторонним электронным лучом (вакуум 1,3*10-3Па) или электрической дугой (99,8% Ar) (а) и проходящим электрическим током в вакууме(б)
Рис. 5 Зависимость температуры Т поверхности образца от времени ф выдержки при нагреве электронным лучом в вакууме (1) и электрической дугой в аргоне (2)
Из проведенных экспериментов можно судить о том, что материал пленок системы Ni-Al как в кристаллическом наноструктурном состоянии, так и в виде мультислоев отдельных элементов может быть использован в качестве промежуточной прослойки при диффузионной сварке жаропрочных никелевых сплавов.
Температуру процесса соединения в твердой фазе можно снизить, если в качестве присадок применить быстрокристаллизующиеся аморфизированные гомогенные ленты или композиционные тонкопленочные материалы с нанослойной структурой. В таких материалах вследствие неравновесного состояния тонкой структуры имеет место существенное снижение температуры, при которой интенсивно протекают диффузионные процессы.
В качестве присадок разработаны и используются многослойные наноструктурные пленки, которые состоят из многослойных композиций различных металлических элементов (Ti/AI, Ni/AI, Cu/AI). Эти пленки характеризуются высокими значениями сопротивления пластической деформации и упругого восстановления, а также целым рядом важных эксплуатационных характеристик: высокой твердостью, жаростойкостью, износо- и коррозионной стойкостью, устойчивостью против ударных воздействии, высокими значениями электросопротивления. Например, замена прослойки обычного алюминия (базовый вариант) на фольгу из нанослойных конденсатов позволяет снизить температуру сварки композита на 80--100 °С, обеспечить качественное формирование неразъемного соединения при меньшем сварочном давлении.
4. Применение нанотехнологий в контактной сварке и других областях сварочного производства
Особенности контактной сварки алюминидов титана с использованием нанослойных алюминиево-титановых, алюминиево-никелевых и алюминиево-медных фольг рассмотрены в работах [7, 8]. Исследовали диффузионную, электронно-лучевую и контактную сварку без использования наноструктурных фольг. Соединения, полученные данными способами, имели слабые прочностные характеристики и наличие трещин в шве и ЗТВ. В отличие от этих видов контактная сварка с применением наноструктурных фольг является перспективным способом соединения тугоплавких материалов. В экспериментах использовали сплав Ti--47А--1,5Сг--2Nb. При контактной сварке с использованием наноструктурных фольг наблюдается интенсивное выделение теплоты в стыке, что уменьшает время сварки, уменьшение грата и ЗТВ, температуры сварки, соединение имеет стабильную макроструктуру. Лучшие результаты достигнуты при использовании фольги толщиной 60--100 мкм, при использовании фольги толщиной более 150 мкм необходимо применить более жесткие режимы сварки [7,8].
В работе [9] приведены результаты получения неразъемных соединений сплавов на основе TiAl с использованием нанослойной прослойки диффузионной сваркой в вакууме. Применение традиционных способов сварки, основанных на плавлении материала в зоне сварки, показало, что качество соединения зависит от режима сварки. При отклонении режима от оптимального в ЗТВ возникают напряжения, что приводит к образованию трещин. Перспективным представляется применение диффузионной сварки в вакууме. Исследовали сплав Ti--48AI с добавками ниобия и марганца. Соединение, полученное диффузионной сваркой без нанопрослойки, имеет хрупкую прослойку, что снижает прочность, а соединение с нанопрослойкой (Ti/AI толщиной 20 мкм) имеет структуру, подобную основному металлу. Отсутствие пор и трещин в зоне шва и ЗТВ свидетельствует о высоком качестве сварного соединения.
Кроме сварки, нанопорошки используют еще в одном направлении сварочного производства -- при наплавке. Так, в работе [10] рассмотрены способы повышения твердости наплавленного слоя при индукционной наплавке. В исходную шихту добавляли нанодисперсные порошки и изучали их влияние на твердость наплавленного слоя. В качестве таких порошков применяли карбид титана и феррохром. Применение нанодисперсных порошков карбида титана, а также наплавка на сталь покрытий из шихты с добавлением феррохрома позволили получить твердость покрытий 61--62 и 65--66 HRC соответственно, т. е. достаточно высокую. Например, при поверхностной обработке износостойкого чугуна ИЧХ28Н2 с помощью СО2-лазера с модифицированной добавкой (TiN + Сг) и скорости перемещения луча 2 м/мин происходило проплавление поверхности образца на 3,2 мм с образованием упрочненного поверхностного слоя микротвердостью 9,5 ГПа. Это более чем в 1,8 раз выше микротвердости необработанного участка того же образца.
Нанопорошковые технологии также применяют с целью снижения концентраторов напряжений (дефектов). Например, в работе [11] рассмотрено повышение долговечности образцов из алюминиевого сплава с концентраторами напряжений. Исследовали влияние нанопокрытия, состоящего из эпоксидной смолы и углеродных наночастиц, на концентраторы напряжений. Нанопокрытие наносили в зону концентрации напряжений, влияние наноматериала заключалось в уменьшении распространения микротрещин в зону меньшей концентрации напряжений. Были проведены испытания при циклическом нагружении образцов с цилиндрическим и зенкованным отверстиями с нанопокрытием и без него. Видно, что долговечность образцов с увеличением содержания наночастиц в покрытии увеличивается, причем для образцов с цилиндрическим отверстием в большей степени (на 40 %), чем для образцов с зенкованным отверстием (на 20 %) при содержании наночастиц соответственно 0,5 и 1,5 %. Результаты исследования поверхности разрушения образца с нанокомпозитным покрытием при испытании на долговечность показали, что покрытие плотно примыкает к поверхности отверстия, отсутствует отслоение его от поверхности и имеет место залечивание микротрещины за счет проникновения нанокомпозита в ее полость.
Вывод
Благодаря применению новых технологий электрошлаковой, лазерной, диффузионной сварки появилась возможность успешно соединять материалы с особыми свойствами. В связи с тем, что дуговая сварка плавящимся электродом занимает одно из ведущих мест во всех отраслях промышленности, необходимо создание наноструктурированных материалов для этого способа сварки.
При этом следует изучить влияние материалов, содержащих наноструктурированные компоненты, на стабильность процесса сварки плавящимся электродом, а также наноструктурированных материалов -- на механические свойства и химический состав сварных соединений и определить технико-экономические показатели процесса с применением материалов, содержащих наноструктурированные компоненты.
Список использованной литературы
5. Жеребцов С.А. Применение наноматериалов и высокотемпературной обработки никельхромовых сплавов при электрошлаковом литье: Автореф. дис. …канд. техн. наук. Новокузнецк, 2006. 22 с.
6. Наночастицы в каждый самолет // Наука и жизнь. 2008. №4. С.8.
7. Лазерная сварка титана с использованием нанопорошковых инокуляторов / Ю.В. Афонин, А.Я. Черепанов, А.М. Оришич и др. // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности. С.-Петербург, 2008. Т. 12. С. 322-324.
8. О применении нанопорошков тугоплавких соединений при лазерной сварке и обработке металлов и сплавов / А.Н. Черепанов, Ю.В. Афонин, А.Г. Маликов, А.М. Оришич // Тяжелое машиностроение. 2008. №4. С. 25-26.
9. Черепанов А.Н., Афонин Ю.В., Оришич А.М. Лазерная сварка стали с титановым сплавом с применением промежуточных вставок и нанопорошковых инокуляторов // Тяжелое машиностроение. 2009. №8. С. 24-26.
10. Применение наноструктурных материалов при диффузионной сварке жаропрочных никелевых сплавов / К.А. Ющенко, Б.А. Задерий, А.В. Звягинцева и др. // Автоматическая сварка. 2006. №11. С. 3-10.
11. Особенности контактной контактной сварки алюминидов титана с использованием нанослойных алюминиево-титановых фольг / В.С. Кучук-Яценко, В.И. Швец, А.Г. Сахацкий, А.А. Наконечный // Автоматическая сварка. 2009. №3. С. 19-22.
12. Особенности контактной сварки алюминиевых сплавов с использованием наноструктурных алюминиево-никелевых и алюминиево-медных фольг / В.С. Кучук-Яценко, В.И. Швец, А.Г. Сахацкий, А.А. Наконечный // Сварочное производство. 2007. №9. С. 12-14.
13. Получение неразъемных соединений сплавов на основе г-TiAl с использованием нанослойной прослойки Ti/Alспособом диффузионной сварки в вакууме / А.И. Устинов, Ю.В. Фальченко, А.Я. Ищенко и др. // Автоматическая сварка. 2009. №1. С. 17-21.
14. Применение модифицирующих нанопорошковых материалов при высокоэнергетической обработке стали и сплавов / А.Н. Черепанов, В.В. Марусин, Ю.В. Афонин, А.А. Репин // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности. С.-Петербург, 2008. Т.12.С. 321-322.
15. Доценко А.М., Тепернин Л.Л. Исследование применимости углеродного наноматериала для повышения долговечности образцов из алюминиевого сплава с концентраторами напряжений // Нанотехнологии - производству 2007. Фрязино, 2007. С. 265-268.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие нанообъекта, наноматериала и нанотехнологии. Физические причины специфики наночастиц и наноматериалов. Синтез углеродных наноматериалов. Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа. Использование нанотехнологических зондовых машин.
реферат [823,2 K], добавлен 20.01.2012Основные характеристики и свойства металлических наноматериалов, изучение химических и физических способов их получения. Особенности применения нанотехнологий в электронике, строительстве, медицинской науке, растениеводстве, животноводстве и ветеринарии.
реферат [1,4 M], добавлен 06.02.2011Наночастицы - молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода. Сущность нанотехнологии; наноматериалы: углеродные нанотрубки, фуллерены, нанокластеры, их характеристики, свойства, применение в микроэлектронике, оптике, медицине.
презентация [2,9 M], добавлен 27.02.2012Обзор теории взаимодействия вещества с электромагнитными волнами; методы измерения диэлектрических свойств материалов, способов синтеза и углеродных наноструктур. Отработка известных методик измерения диэлектрических свойств для углеродных нанопорошков.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 29.02.2012Поведение полей напряжений в окрестности концентраторов дефектов и неоднородностей среды, полостей и включений. Теоретическое решение задачи Кирша. Концентрации напряжений. Экспериментальный метод исследования напряжённо-деформированного состояния.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 24.03.2011Сущность нанотехнологии и ее место среди остальных отраслей знаний на логарифмической шкале размеров. Схематическое изображение фуллерена С60. Технологии изготовления светодиодов и светодиодных модулей. Перспективы развития нанотехнологий в будущем.
презентация [1,6 M], добавлен 13.03.2011Рассмотрение предмета, целей и основных направлений в развитии нанотехнологий. Характеристика фуллерена, фуллерита, углеродной нанотрубки, сверхпрочных и высокопроводящих материалов. Изучение методов формирования нанокластерной системы оксидов железа.
реферат [2,4 M], добавлен 19.04.2010Исследование асинхронного трехфазного двигателя с фазным ротором. Схема последовательного и параллельного соединения элементов для исследования резонанса напряжений. Резонанс напряжений, токов. Зависимость тока от емкости при резонансе напряжений.
лабораторная работа [249,7 K], добавлен 19.05.2011Ричард Фейнман, ученый-физик, лауреат Нобелевской премии – пророк нанотехнологической революции; ее последствия для компьютеров, материалов, лекарств, устройств, средств связи и доставки. Премия имени Фейнмана за достижения в области нанотехнологий.
презентация [932,5 K], добавлен 27.02.2012Возникновение и развитие нанонауки. Виды искусственных наноструктур, их уникальные свойства, связанные с размером. Получение искусственных наноматериалов, прикладная нанотехнология. Сферы применения нанотехнологий, их будущее - проблемы и перспективы.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 16.09.2009