ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 1 2025 155 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Получение нанокомпозиционного материала с матрицей на основе алюминиевого сплава Al-7Si методом механического замешивания в стальную литейную форму с переменной толщиной стенок и исследование его характеристик Халед Абдельазиз 1, 2, a, Далия Сабер 1, 3, b, * 1 Кафедра материаловедения, Факультет машиностроения, Университет Загазига, Загазиг, 44519, Египет 2 Кафедра машиностроения, Инженерный колледж, Университет Таиф, Таиф, 21944, Саудовская Аравия 3 Программа промышленного инжиниринга, Кафедра машиностроения, Инженерный колледж, Университет Таиф, Таиф, 21944, Саудовская Аравия a https://orcid.org/0000-0001-9139-548X, kalidelaziz@gmail.com; b https://orcid.org/0000-0002-7349-1723, daliasaber13@yahoo.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 1 с. 155–171 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.1-155-171 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 539.2(075) История статьи: Поступила: 26 октября 2024 Рецензирование: 15 ноября 2024 Принята к печати: 28 декабря 2024 Доступно онлайн: 15 марта 2025 Ключевые слова: Металломатричные композиты (ММК) Толщина стенки литейной формы Наночастицы TiO2 Механические свойства АННОТАЦИЯ Введение. Сплав Al-7Si является одним из ключевых алюминиевых сплавов, поскольку обладает удачным сочетанием литейных и механических свойств. Металломатричные композиты (ММК), армированные керамическими частицами, находят широкое применение в высокотехнологичных отраслях, таких как военная, автомобилестроительная, аэрокосмическая и электротехническая промышленность. Целями данного исследования являются: (1) изучение возможности получения композиционных материалов на основе сплава Al-7Si, армированных различным количеством наночастиц TiO2, с применением метода механического замешивания; (2) исследование влияния толщины стенки литейной формы на микроструктуру и механические свойства сплава Al-7Si в процессе затвердевания; (3) анализ влияния содержания армирующего компонента на механические свойства и износостойкость полученных композиционных материалов. Методология. Методом механического замешивания были изготовлены металломатричные композиционные материалы на основе сплава Al-7Si, содержащие 0, 2, 4 и 6 масс. % наночастиц TiO2. Для металлографических и механических испытаний были подготовлены цилиндрические образцы диаметром 15 мм и длиной 18 мм. Результаты и обсуждение. Установлено, что скорость затвердевания возрастает с увеличением толщины стенки литейной формы. Это приводит к росту скорости охлаждения и, как следствие, к формированию более мелкозернистой структуры. Микроструктура отливки демонстрирует изменение размера зерна от мелкого к крупному при переходе от внешней поверхности (прилегающей к внутренней стенке формы) к внутренней части отливки. В связи с этим микротвердость вблизи внутренней стенки формы оказывается выше. Измерения плотности показывают, что композиты с более высокой массовой долей армирующих частиц имеют большую пористость. В то же время результаты испытаний на твердость и износостойкость свидетельствуют о том, что увеличение содержания частиц TiO2 приводит к повышению твердости и значительному снижению скорости изнашивания композиционных материалов. Для цитирования: Абдельазиз Х., Сабер Д. Получение нанокомпозиционного материала с матрицей на основе алюминиевого сплава Al-7Si методом механического замешивания в стальную литейную форму с переменной толщиной стенок и исследование его характеристик // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 1. – С. 155–171. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.1-155-171. ______ *Адрес для переписки Сабер Далия, д.т.н., профессор Кафедра материаловедения, Факультет машиностроения, Университет Загазига, 44519, Загазиг, Египет Тел.: 0096645355163, e-mail: daliasaber13@yahoo.com Введение Композиционные материалы с металлической матрицей (ММК), в особенности на основе алюминиевых сплавов, в последние годы привлекают все большее внимание автомобильной и аэрокосмической промышленности [1–3]. Среди матричных материалов для ММК наиболее тщательно изучены сплавы систем Al-Si и Al-Cu [4–7]. Автомобильная и авиационная отрасли, проявляя особый интерес к трибологическим характеристикам, все чаще используют алюминиевые сплавы, упрочненные керамическими частицами [8, 9]. В качестве упрочняющих компонентов алюмоматричных композитов широко применяются различные материалы, включая карбиды, нитриды, бориды, оксиды и интерметаллиды [10, 11]. Существуют три основных
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1