В настоящее время в мире наблюдается огромный интерес к субмикрокристаллическим (СМК) и нанокристаллическим (НК) материалам.
Традиционными, позволяющими получить объемные СМК и НК структуры в металлах, по целому ряду причин остаются методы интенсивной пластической деформации[2].
Основной проблемой интенсивной пластической деформации металлов, а именно алюминиевых сплавов, является адгезия (слипаемость) обрабатываемого металла с материалов формы инструмента. При этом применение смазывающих материалов (СМ) дают низкую эффективность, так как СМ практически полностью выдавливается из рабочей зоны. В связи с этим возникает необходимость в использовании материалов неподверженных адгезии с алюминием. Однако на сегодняшний день существующие материалы, применимые в процессе интенсивной пластической деформации, неспособны удовлетворить этому требованию. Отсюда возникает необходимость в разработке этих материалов.
Установлено что адгезия проявляется по различным физическим механизмам в металлах.
В ходе работы был проведен анализ различных механизмов адгезии и теорий, позволяющих оценивать зависимость от физико-механических свойств материалов.
На основании оценки исключены наименее значимые аспекты и выбраны критерии подбора материалов обладающих наименьшей адгезией по отношению к металлам, в частности к алюминию.
На основании работ [3, 4], наиболее важными явились критерии теплоты образования химического соединения и коэффициент диффузии в металле
, где 
=
’-
” тепловой эффект образования для многокомпонентных систем.
При процессах диффузии зависимость скорости проникновения компонентов от прикладываемого усилия и коэффициента диффузии.
, где k – постоянная Больцмана, Т- абсолютная температура.
Рисунок 1 Зависимость энтальпии образования оксидов металлов от температуры
На основании химической теории установлено что у Zr, Cr, Mo, Nb, W, Ti обладают наименьшей адгезией к алюминию. Наблюдается стабильность по отношению к алюминию при высоких температурах относительно алюминия.
Так же на основании диффузионной теорий и работы [5] установлено что у карбидов, в частности у графита, так же у кремния наименьшая адгезия с алюминием. Наблюдается значительная разность диффузионной активности и стабильность.
Для оценки адгезионной активности разрабатываемого материала выбран критерий смачиваемости жидким деформируемым материалом, так как смачиваемость является признаком адгезии [6].
Работа актуальна, так как позволить расширить применимость методов интенсивной пластической деформации в промышленности в целом.
Так же разрабатываемые критерии и методика позволят подобрать материалы с минимальной адгезией, способных работать при высоких нагрузках в области интенсивного износа, например резания.
Библиографическая ссылка
Кильмухаметов Ф. Ф., Ганеев А. А. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ДЛЯ ВЫБОРА КОМПОНЕНТОВ МАТЕРИАЛА ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБЪЕМНОЙ ДЕФОРМАЦИИ АЛЮМИНЕВЫХ СПЛАВОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 5-1. – С. 43-45;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=33690 (дата обращения: 21.11.2024).