Влияние базальтовых волокон на структуру и механические свойства алюминиевого сплава АК12 | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2025. № 98. DOI: 10.17223/19988621/98/9

ГлавнаяАрхивВлияние базальтовых волокон на структуру и механические свойства алюминиевого сплава АК12 | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2025. № 98. DOI: 10.17223/19988621/98/9

Влияние базальтовых волокон на структуру и механические свойства алюминиевого сплава АК12

Исследование посвящено повышению прочностных свойств литейного алюминиевого сплава АК12 (Al-Si-Mg) путем армирования его базальтовыми волокнами. Введение 1 мас. % волокон с последующей ультразвуковой обработкой (18-22 кГц) и вибрационным литьем (50 Гц) обеспечило равномерное распределение армирующих частиц и измельчение структуры. Микроструктурный анализ выявил уменьшение размера дендритных ячеек и снижение содержания β-Al5FeSi. Композиционный сплав показал увеличение твердости и предела прочности за счет армирования и измельчения зерна.

Ключевые слова

композиционный материал, алюминиевый сплав, базальтовое волокно, АК12, упрочнение

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Валихов Владимир ДаниловичТомский государственный университетмладший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургииvalihov.snobls@yandex.ru
Хрусталёв Антон ПавловичТомский государственный университетстарший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургииtofik0014@gmail.com
Жуков Илья АлександровичТомский государственный университетзаведующий лабораторией нанотехнологий металлургииgofra930@gmail.com
Ворожцов Александр БорисовичТомский государственный университетзаведующий лабораторией высокоэнергетических и специальных материаловabv1953@mail.ru
Всего: 4

Ссылки

Белов Н.Н., Савченко С.В., Белов В.Д. Атлас микроструктур промышленных силуминов. М.: Изд. Дом МИСиС, 2009. 204 с.
Chen C., Ding Y., Wang X., Bao L. Recent advances to engineer tough basalt fiber reinforced composites: A review // Polym.Compos. 2024. V. 45 (14). P. 12559-12574. doi: 10.1002/pc.28711.
Пат. РФ № 2758953. Устройство для смешивания расплавов легких металлов с микропо рошками тугоплавких частиц и волокон.
Химухин С.Н., Черномас В.В., Хосен Ри, Ри Э.Х. Структура и свойства алюминиевого сплава АК12ч при совмещенном процессе литья и деформации // Цветные металлы. 2015. № 3. С. 69-73. doi: 10.17580/tsm.2015.03.14.
Orozco-Gonzalez P., Castro-Roman M., López-Rueda J., Hernández-Rodríguez A., Muñiz-Valdez R., Luna-Álvarez S., Ortiz-Cuellar C. Effect of iron addition on the crystal structure of the α-AlFeMnSi phase formed in the quaternary Al-Fe-Mn-Si system // Revista de Metalurgia. 2011. V. 47 (6). P. 453. doi: 10.3989/revmetalm.1068.
Yang W., Ji S., Zhou X., Stone I., Scamans G., Thompson G.E., Fan Z. Heterogeneous nucleation of α-Al grain on primary α-AlFeMnSi intermetallic investigated using 3D SEM ultramicrot-omy and HRTEM // Metall. Mater. Trans. A. 2014. V. 45. P. 3971-3980. doi: 10.1007/s11661-014-2346-6.
Zhang X., Wang D., Nagaumi H., Zhou Y., Yu W., Chong X., Li X., Zhang H. Morphology, thermal stability, electronic structure and mechanical properties of a-AlFeMnSi phases with varying Mn/Fe atomic ratios: Experimental studies and DFT calculations // J. Alloys Compd. 2022. V. 901. Art. 163523. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.163523.
Adole O., Barekar N., Anguilano L., Minton T., Novytskyi A., McKay B. Fibre/matrix interme tallic phase formation in novel aluminium-basalt composites // Mater. Lett. 2019. V. 239. P. 128-131. doi: 10.1016/j.matlet.2018.12.079.
Wang M., Guo Y., Wang H., Zhao S. Characterization of Refining the Morphology of Al-Fe-Si in A380 Aluminum Alloy due to Ca Addition // Processes. 2022. V. 10 (4). Art. 672. doi: 10.3390/pr10040672.
Валихов В.Д., Жуков И.А., Кахидзе Н.И., Ткачёв Д.А. Исследование влияния базальтовых волокон на структуру и физико-механические свойства алюминиевого сплава АК9. // Цветные металлы. 2023. №. 1. C. 70-76. doi: 10.17580/tsm.2023.01.09.
Malaki M., Xu W., Kasar K.A., Menezes L.P., Dieringa H., Varma S.R., Gupta M. Advanced metal matrix nanocomposites // Metals (Basel). 2019. V. 9 (3). Art. 330. doi: 10.3390/met9030330.
Dai L.H., Ling Z., Bai Y.L. Size-dependent inelastic behavior of particle-reinforced metal-matrix composites // Compos. Sci. Technol. 2001. V. 61 (8). P. 1057-1063. doi: 10.1016/S0266-3538(00)00235-9.
Haque M.M., Syahriah N.I., Ismail A.F. Effect of silicon on strength and fracture surfaces of aluminium-silicon casting and Heat Treated Alloys // Key Eng. Mater. 2006. V. 306. P. 893898. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.306-308.893.
Derro R.D. Fractography Handbook of Spaceflight Metals. National Aeronautics and Space Administration, Office of Management, 1993. 127 p.
Choudhary C., Sahoo K.L., Mandal D. Processing and characterization of modified strain-induced melt activation processed Al-Si alloys // Mater. Sci. Technol. 2020. V. 36 (2). P. 181193. doi: 10.1080/02670836.2019.16865.
Влияние базальтовых волокон на структуру и механические свойства алюминиевого сплава АК12 | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2025. № 98. DOI: 10.17223/19988621/98/9

Влияние базальтовых волокон на структуру и механические свойства алюминиевого сплава АК12 | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2025. № 98. DOI: 10.17223/19988621/98/9