Исследование и разработка технологии получения композиционных порошковых материалов на основе системы Ti-Al-B.
Целью настоящего научно-исследовательской работы является: изучить возможности и особенности синтеза композиционных порошковых материалов на основе титана, алюминия и бора в зависимости от соотношения компонентов и условий реакции; исследовать формируемую структуру получаемых композитов, их основные характеристики; провести оценку реакционной способности исследуемых составов.
В результате исследований описаны структурные особенности и некоторые физико-механические свойства композиционных порошков “титан-алюминий-бор” а также наплавок на их основе.
Реферат……………………………………………………………………….………6
Введение……………………………………………………………………….……..9
1. Литературный обзор……………………………………………………………….11
1.1. Общие понятия порошкового материаловедения ………………….…………11
1.2. Основные технологические процессы порошковой металлургии …………12
1.2.1. Спекание в вакууме…………………………………………………………..13
1.2.2. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез(СВС)…………14
1.3. Аддитивные технологии………..……………………………………………….17
1.4. Система «титан – алюминий – бор»……………………………………………19
2. Материалы и методы…………………………………………………………….25
2.1. Описание используемых экспериментальных методик и
материалов………………………………………..………………………………….25
3. Результаты исследований………………………………………………………..30
3.1. Исследование спекания синтезированных порошков Ti-Al-B……………….30
3.1.1. Анализ спеченной порошковой системы Ti3Al+TiB………………………30
3.1.2. Анализ спеченной порошковой системы Ti3Al+TiB2………………………32
3.1.3 Анализ спеченной порошковой системы TiAl3+TiB и TiAl3+TiB2………..36
3.1.4 Анализ спеченной порошковой системы Ti+Ti3Al+TiB…………………39
3.2. СВС процессы в составах на основе Ti-Al-B ………………………..………42
3.3. Использование СВС порошка Ti-Al-B в наплавочных процессах и
спекании…………………………………………. ……………………..……..……42
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение………………………………………………………………….44
4.1. Введение к разделу …………….………………………………………………45
4.2. Потенциальные потребители результатов исследования………………………45
4.3. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………46
4.4. SWOT – анализ…………………………………………………………………49
4.5. Организация и планирование работ ………………………………………….52
4.5.1. Продолжительность этапов работ …………………………………………..53
4.6. Расчет сметы затрат на выполнение проекта………………………………….58
4.6.1. Расчет затрат на материалы…………………………………………………58
4.6.2. Расчет затрат на оборудование …….………………………………………..59
4.6.3. Расчет заработной платы ……………………………………………………59
4.6.4. Расчет затрат на социальный налог ………………………………………….60
4.6.5. Расчет затрат на электроэнергию …………………………………………….60
4.6.6. Расчет прочих расходов …………………………………………………….62
4.6.7. Расчет общей себестоимости разработки ………..………………………….62
4.7. Заключение по разделу………………………………………………………..63
5. Социальная ответственность……………………………………………………64
5.1 Введение к разделу……………………………………………………………..66
5.2. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности……..67
5.3. Производственная безопасность……………………………………………70
5.3.1. Анализ опасных и вредных производственных факторов ……………………71
5.3.1.1. Превышение уровня шума ………………………………………..………72
5.3.1.2. Вредные вещества…………………………………………………………73
5.3.1.3. Отклонение показателей микроклимата…………………………………74
5.3.1.4. Отсутствие или недостаток естественного света. Недостаточная
освещенность рабочей зоны …………………………………..…………………..75
5.3.1.5. Опасность поражения электрическим током ………………………………….75
5.3.2. Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и
вредных факторов на исследователя …………………………………………………………..77
5.3.2.1. Превышение уровня шума ………………………………………..………77
5.3.2.2. Вредные вещества…………………………………………………………77
5.3.2.3. Отклонение показателей микроклимата…………………………………78
5.3.2.4. Отсутствие или недостаток естественного света. Недостаточная
освещенность рабочей зоны …………………………………..…………………..79
5.3.2.5. Опасность поражения электрическим током ………………………………….80
5.4. Экологическая безопасность………………………………………………..80
5.5. Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………….82
5.6. Заключение по разделу…………………………………………………………84
Основные результаты и выводы по исследовательской работе………..………..85
Список используемой литературы………………………………………………….86
Приложение А (раздел на иностранном языке)…………………………………..90
Промышленность все больше нуждается в улучшенных свойствах
композиционных материалов, например, в повышении твердости, чистоты и
химической стабильности, а также в более экономичной обработке.
При применении новых исходных компонентов, высокопроизводительных
технологических оборудований, а также оптимизировав технологические
режимы производства изделий из композиционных материалов можно
разрешать такие задачи. Комплексная автоматизация производства на базе
современных средств вычислительной техники, позволяющая осуществлять
оптимальное управление технологическими процессами производства изделий
из композиционных материалов и улучшать его технико-экономические
показатели имеет очень важное[1].
Важнейшими вопросами, необходимыми решать производителям
продукции с целью обеспечения технологической безопасности и «выхода» на
мировые рынки, является внедрение наукоемких и энергосберегающих
технологий (в первую очередь – технологий порошковой металлургии),
способных обеспечить коренное поднятия качества выпускаемой продукции.
Применяя принципы порошковой металлургии для изготовлении композитных
материалов, можно существенно уменьшить энергетические затраты и расход
материалов. Порошковая металлургия, причем помогает снижению загрязнения
окружающей среды газами, вредными веществами, т.е. обеспечивает большую
экологическую чистоту производства. С применением технологий порошковой
металлургии решается большой круг задач по созданию новых материалов,
способных многократно повысить механические свойства(прочность,
износостойкость), обеспечить условия устойчивой деятельности при
повышенных температурах[2].
Благодаря сокращения отходов на механическую обработку (5…7%,) и
снижения трудоёмкости производства(уменьшение операций с 30 – 40 до 4 –
6;), а также высвобождения значительного количества станков и увеличения
производительности труда в 2 – 2,5 раза достигается экономический эффект
при внедрения технологий порошковой металургии[4].
Аддитивные технологии (англ. Additive Fabrication, AF, от add – добавлять)
– обобщенный термин, описывающий процесс изготовления изделия на основе
CAD-модели путем послойного добавления материала. Создание или
выращивание детали происходит за счет последовательного формирования
слоев материала, их фиксации или отверждения и соединения между собой. С
появлением аддитивных технологий порошковая металлургия получила новые
перспективы развития.
Целью настоящей работы было получить и изучить возможность и
особенности синтеза композиционных порошковых материалов на основе
титана, алюминия и бора в зависимости от соотношения компонентов и
условий реакции, а также покрытий полученных на основе аддитивных
технологий.
В работе были поставлены следующие задачи:
– Отработка технологии получения композиционных порошков Ti-Al-B
методом порошковой металлургии;
– Исследование характеристик синтезированных порошков Ti-Al-B
(морфология и средний размер силицидных включений, микроструктура и
фазовый состав, внутри частичная пористость и т.п.);
– Анализ спекаемости синтезированных порошков Ti-Al-B с максимальным
содержанием титановой и алюминиевой связки (степень уплотнения, изменение
микроструктуры и остаточной пористости после спекания);
– Получение покрытий из полученных порошков Ti-Al-B с помощью
лазерной наплавки и исследование их свойств (структура, износ,
микротвердость и т.п.).
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (9 отзывов)
4.7 (96 отзывов)
5 (22 отзыва)
5 (49 отзывов)
4.7 (46 отзывов)
4.8 (2878 отзывов)
5 (285 отзывов)
4.5 (9 отзывов)
4.6 (92 отзыва)
