Получение композиционных материалов «титан — карбид кремния» методом селективного лазерного сплавления

Выпускная квалификационная работа посвящена исследованию влияния технологических параметров селективного лазерного сплавления на твердость, микро и макроструктуру образцов, полученных из порошковых смесей титана и карбида титана с различным соотношением компонентов. Новый материал направлен на отечественный рынок, возможно его применение в машиностроительном комплексе.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 14
1 Научно-технологические основы синтеза металлокерамических
композиционных материалов и их применения в аддитивном производстве 17
1.1 Преимущества аддитивных технологий в качестве альтернативы
традиционным технологиям ………………………………………………………………….. 21
1.2 Разработка системы качества технологии селективного лазерного
сплавления отечественных порошковых композиций …………………………….. 23
1.3 Построение модели управления качеством селективного лазерного
сплавления ……………………………………………………………………………………………. 26
1.4 Перспективы применения аддитивных технологий изготовления
деталей и узлов из керамических композиционных материалов……………… 29
1.5 Производство металлических матричных композитов: состояние дел.. 31
1.6 Радиационно-стойкие технологии соединения для карбида кремния,
керамики и композитов …………………………………………………………………………. 33
1.7 Соединение на металлической основе ………………………………………………. 36
1.8 Соединение MAX-фазы ……………………………………………………………………. 37
1.9 Соединение SiC на основе полимеров ………………………………………………. 37
1.10 Титановые сплавы ………………………………………………………………………….. 38
2. Объект и методы исследования …………………………………………………………….. 41
2.1 Постановка цели и задач исследования …………………………………………….. 41
2.2 Используемые материалы ………………………………………………………………… 42
2.2.1 Сплав титана марки ВТ 1-0 …………………………………………………………. 42
2.2.2 Карбид кремния (SiC) …………………………………………………………………. 46
2.2.3 Исходный материал ……………………………………………………………………. 48
2.3 Экспериментальное оборудование……………………………………………………. 50
2.4 Исследовательское оборудование …………………………………………………….. 56
3 Результаты исследования ………………………………………………………………………. 62
3.1 Получение образцов…………………………………………………………………………. 62
3.2 Общее сравнение структуры полученных образцов ………………………….. 73
4 Финансовый менеджмент ресурсоэффективность и ресурсосбережение …. 77
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………… 77
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений …………………………………. 79
4.1.3 FAST-анализ …………………………………………………………………………………. 80
4.1.4 Диаграмма Исикавы………………………………………………………………………. 84
4.1.5 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………… 85
4.1.6 Оценка готовности проекта к коммерциализации…………………………… 89
4.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………….. 91
4.2.1 Цели и результат проекта ………………………………………………………………. 91
4.2.2 Организационная структура проекта ……………………………………………… 92
4.2.3 Ограничения и допущения проекта ……………………………………………….. 93
4.3 Планирование и управление техническим проектом …………………………. 94
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта. ……………………………………….. 94
4.4 План проекта……………………………………………………………………………………. 94
4.5 Бюджет научного исследования ……………………………………………………….. 96
4.5.1 Сырье, материалы, комплектующие изделия, покупные материалы и
полуфабрикаты ……………………………………………………………………………………… 97
4.5.2 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ
……………………………………………………………………………………………………………… 97
4.5.3 Основная заработная плата ……………………………………………………………. 98
4.5.4 Дополнительная заработная плата научно-производственного
персонала ……………………………………………………………………………………………… 99
4.5.5 Отчисления на социальные нужды ………………………………………………… 99
4.5.6 Накладные расходы …………………………………………………………………….. 100
4.5.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 101
4.6 Оценка эффективности НТИ ……………………………………………………………… 103
5 Социальная ответственность ……………………………………………………………….. 104
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …. 104
5.2 Производственная безопасность …………………………………………………….. 104
5.3 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возник-нуть в
лаборатории при проведении исследований …………………………………………. 106
5.3.1 Микроклимат ……………………………………………………………………………. 106
5.3.2 Превышение уровня шума ………………………………………………………… 107
5.3.3 Вибрации………………………………………………………………………………….. 108
5.3.4 Недостаточная освещенность рабочей зоны ………………………………. 109
5.3.5 Использование вредных веществ ………………………………………………. 111
5.3.6 Психофизиологические факторы ………………………………………………. 113
5.3.7 Электробезопасность ………………………………………………………………… 114
5.3.8 Экологическая безопасность …………………………………………………….. 116
5.3.9 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………….. 117
Выводы ………………………………………………………………………………………………….. 120
Список литературы ………………………………………………………………………………… 121
Приложение А ……………………………………………………………………………………….. 126