OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 257 MATERIAL SCIENCE дя из термического разложения и клеточной структуры в материал добавляется пенообразователь [12]. Замечено, что температура и скорость смешивания являются доминирующими параметрами, определяющими способность поглощения энергии алюминиевой пеной [13]. Алюминиевая металлическая пена, изготовленная методом вспенивания расплава, проявляет свои механические свойства при многократной ударной нагрузке. Результаты испытания показали, что степень повреждения алюминиевой пены увеличивается с увеличением количества ударов [14]. Металлическая алюминиевая пена с открытыми порами была разработана с использованием конструкции из стальной сетки. В этом исследовании расположение ячеек считается важным параметром для управления механическими свойствами [15]. Для изготовления алюминиевых материалов с наполнителем из полых частиц (синтактических пеноматериалов) использовался метод литья под давлением в холодной камере. Плотность такого пеноматериала варьировалась от 1,17 до 1,5 г/см3, и было установлено, что пеноматериал, подвергнутый тепловой обработке, становится более хрупким [16]. Материал с открытыми порами изготовлен из биоразлагаемого магниевого сплава методом инфильтрации. Его пористая структура аналогична структуре гироида. Испытания показали, что модуль Юнга полученного материала с открытыми порами аналогичен модулю Юнга спонгиозного вещества кости человека [17]. Влияние размера ячеек, толщины перегородок и циркуляции через поры на прочность на сжатие алюминиевой пены было исследовано с помощью метода FEM. Алюминиевую пену получают литейно-металлургическим методом с добавлением гидрида титана (пенообразователя) в расплавленный металл [18]. Целью этой исследовательской статьи является успешная разработка металлической пены из алюминия литейно-металлургическим методом и расчет пористости металлической пены с различными механическими свойствами, такими как твердость, прочность на сжатие и энергия удара, причем эти механические свойства должны быть соизмеримы с исходным алюминиевым материалом. Методика экспериментальных исследований Материалы В настоящем исследовании в качестве основного материала используется алюминий, обладающий средней прочностью и устойчивостью к коррозии. Это широко используемый материал в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Он также нашел механическое применение, например, в коллекторах с водяным охлаждением, в арматуре для дорожного транспорта и др. Химический состав технического чистого алюминия в весовых процентах: Si (0,096), Fe (0,356), Cu (0,009), Mn (0,002), Mg (0,001), Zn (0,003), Ti (0,008), V (0,006) и Al (99,52). Для создания металлической пены было взято 500 г алюминия плотностью 2,65 г/см3 с температурой плавления 800 °С. В качестве пенообразователя использовали карбонат кальция, его плотность составляет 2,93 г/см3, температура плавления – 825 °С. Оптимальное количество пенообразователя составляет 2,5 % от массы алюминиевого материала [6]. Карбонат кальция представляет собой безводное и стабильное соединение (рис. 1). Его преимущества заключаются в том, что он медленно разлагается и поэтому придает лучшую пористую структуру затвердевшему металлу. Карбонат кальция разлагается на оксид кальция и углекислый газ. Разложение происходит при добавлении этого пенообразователя в расРис. 1. Общий вид частиц карбоната кальция, используемых в качестве пенообразователя Fig. 1. General view of calcium carbonate particles used as a foaming agent
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1