OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 3 2025 239 MATERIAL SCIENCE армирующих элементов – наночастицы карбида кремния (размером 30…50 нм) и графена (размером 5…10 нм). Выбор SiC и графена обусловлен их различными, но взаимодополняющими характеристиками, позволяющими достичь оптимального сочетания механических и физических свойств композита для инженерных применений. Карбид кремния, характеризующийся высокой твердостью, теплопроводностью и устойчивостью к коррозии и химическому воздействию, хорошо подходит для работы в условиях повышенных температур и обеспечивает повышенную износостойкость. SiC имеет плотность 3,22 г/см3 и твердость по Бринеллю 2450 HB, что делает его эффективным компонентом для применений, требующих высокой устойчивости к абразивному износу. Графен с низкой плотностью 2,2 г/см3 и твердостью 110 HB является перспективным материалом для создания легких и высокопрочных компонентов. Несмотря на более низкую твердость по сравнению с SiC, графен обладает выдающимся пределом прочности при растяжении (130 ГПа), что позволяет создавать гибкие, но прочные композиты с высоким удельным сопротивлением разрушению. Механические испытания полученных образцов включали в себя определение твердости по методу Бринелля (в соответствии со стандартом ASTM E10) и испытания на одноосное растяжение (в соответствии со стандартом ASTM B557). Твердость измерялась с использованием твердомера Бринелля. Испытания на растяжение проводились на универсальной испытательной машине (UTM). Микроструктура композитов и распределение армирующих частиц изучались с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ, SEM). Для идентификации элементного состава различных областей образцов применялся энергодисперсионный рентгеновский анализ). SEM и EDX выполнялись на сканирующем электронном микроскопе JEOL JSMIT200. Экспериментальная установка для приготовления нанокомпозитов на основе сплава Al7075 с различными комбинациями армирующих элементов представлена на рис. 1. Исходные слитки сплава Al7075-T6 (массой 1,5 кг каждый) помещались в тигель печи для литья с перемешиванием. Расплавление металла происходило при температуре 750 °C в течение 120 минут. Для предотвращения окисления в расплавленный металл добавляли 1 вес. % магния. Затем в расплав вводились наночастицы SiC и графена в различных пропорциях (восемь различных комбинаций). Перед введением в расплав наночастицы SiC и графена подвергались предварительному нагреву в течение 5…7 минут. Для обеспечения равномерного распределения армирующих элементов в жидком сплаве использовалась механическая мешалка в течение 15 минут. Во избежание дефектов литья с поверхности расплава регулярно удалялся образующийся шлак. Полученные отливки имели Рис. 1. Подготовка образцов Al7075 с различным упрочнением методом механического замешивания частиц в расплав Fig. 1. Preparation of Al7075 specimens with varying reinforcements by stir casting
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1