OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 183 MATERIAL SCIENCE Рис. 1. Среднее влияние отношения сигнал/шум на твердость по Бринеллю Fig. 1. Mean eff ect of signal-to-noise ratio on Brinell hardness Изменение твердости Изменение твердости гибридного алюминиевого композиционного материала, упрочненного красным шламом (RM) и золой скорлупы кокосового ореха (CSA), представлено в табл. 2. Твердость повышается с увеличением процентного содержания упрочняющего наполнителя, поскольку твердая и хрупкая фаза наполнителя создает смазывающую плотность дислокаций, в то время как применение нагрузки плотности дислокаций приводит к образованию новых полей деформации, которые противостоят движению дислокаций [19]. Разница температур плавления между упрочняющим наполнителем и алюминиевой матрицей также активирует механизм деформационного упрочнения за счет переноса поля деформации вдоль границы зерна, что создает барьерное поле вдоль матрицы и препятствует вдавливанию индентора, а следовательно, повышает твердость композитов [20]. Из рис. 2 видно, что значение твердости увеличивается с ростом нагрузки, поскольку в условиях высокой нагрузки смазочный слой (образованный за счет термического несоответствия между упрочняющим наполнителем и алюминиевой матрицей) создает сильное силовое поле дислокации вдоль области границ зерен алюминия, которое сопротивляется вдавливанию индентора, что поддерживает тенденцию увеличения твердости. Из рис. 2 также видно, что твердость растет по мере увеличения процентного содержания упрочняющего наполнителя, поскольку сочетание обоих упрочняющих компонентов может измельчить зернистую струкРис. 2. Изменение твердости в зависимости от нагрузки Fig. 2. Hardness variation with respected to load туру композита, а присутствие твердой и хрупкой фазы оксида кремния, оксида алюминия и оксида железа приводит к образованию прочной межатомной связи между алюминиевой матрицей и упрочняющим наполнителем. При этом требуется большая инденторная нагрузка для облегчения царапанья, что повышает твердость [21]. Согласно табл. 2 было использовано девять образцов, при этом выбирался весовой процент отдельно красного шлама и золы скорлупы кокосового ореха в количестве 5, 7,5 и 12,5 вес. %. Кроме того, для оценки изменения твердости выбраны три значения инденторной нагрузки: 10, 20 и 30 кН. Результаты оценки приведены на рис. 2. Результаты и их обсуждения Дисперсионный анализ (ANOVA) В табл. 3 представлены данные откликов на выходную твердость и показано, что весовой процент красного шлама имеет более высокий ранг, чем инденторная нагрузка и доля золы скорлупы кокосового ореха. Это очень полезный инструмент для проверки влияния входного параметра на выходной отклик. В табл. 4 приведены результаты дисперсионного анализа, который является ценным инструментом для проверки соответствия различных входных переменных выходным результатам. Вклад весового процента красного шлама достигает 48,80 %, весового процента золы скорлупы кокосового ореха – 10,41 % и инденторной нагрузки – 23,01 %. Результаты того же типа представлены в таблице
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1