Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.02.014

Ключевые слова: Cast aluminum matrix composites, boron carbide, recycling, interfacial interaction, structure, Литые алюмоматричные композиты, карбид бора, рециклинг, межфазное взаимодействие, структура

Аннотация: Увеличение масштабов промышленного освоения литых алюмоматричных композитов сдерживается недостаточной проработанностью вопросов их рециклинга. Сокращение безвозвратных технологических отходов и выявление эффективных подходов к рециклингу отработанных изделий будет способствовать снижению стоимости производства продукции из литых композиционных материалов. Одним из наиболее экономически привлекательных вариантов переработки отходов производства и потребления алюмоматричных композитов является прямой переплав для повторного использования при получении отливок и слитков, однако в этом случае необходимо принимать во внимание вероятность деградации армирующей фазы. В настоящей работе рассмотрен механизм протекания физико-химических процессов взаимодействия компонентов литых алюмоматричных композитов АК12оч + 10 об.% B₄C при их переработке методом прямого переплава. Экспериментально показано, что при повторных переплавах происходит увеличение доли фазы Al₃BC в структуре композитов, что является следствием интенсификации межфазных реакций на границах раздела. Состав и количество продуктов взаимодействия алюминиевого расплава с карбидом бора будут зависеть от температуры процесса и продолжительности их контакта до момента кристаллизации алюмоматричного композита. Расчетным путем определено, что температура перегрева литых алюмоматричных композитов с карбидом бора при их рециклинге не должна превышать 858 ºC в связи с изменением термодинамических условий взаимодействия компонентов, сопровождающимся резкой интенсификацией процесса деградации армирующих частиц. The increase in the scale of industrial development of cast aluminum matrix composites is constrained by the insufficient elaboration of the issues of their recycling. Reducing non-returnable technological waste and identifying effective approaches to recycling waste products will help reduce the cost of manufacturing products from cast composite materials. One of the most economically attractive options for processing waste from the production and consumption of aluminum matrix composites is direct remelting for reuse in the production of castings and ingots, however, in this case, it is necessary to take into account the possibility of degradation of the reinforcing phase. In this paper, the mechanism of the occurrence of physicochemical processes of interaction between the components of cast aluminum matrix composites AK12och + 10 vol.% B₄C during their processing by direct remelting is considered. It has been experimentally shown that repeated remelting results in an increase in the proportion of the Al₃BC phase in the structure of the composites, which is a consequence of the intensification of interfacial reactions at the interfaces. The composition and quantity of the products of interaction of the aluminum melt with boron carbide will depend on the process temperature and the duration of their contact until the moment of crystallization of the aluminum matrix composite. It has been calculated that the overheating temperature of cast aluminum matrix composites with boron carbide during their recycling should not exceed 858 ºC due to a change in the thermodynamic conditions of interaction of the components, accompanied by a sharp intensification of the process of degradation of reinforcing particles.

Журнал: Фундаментальные проблемы современного материаловедения

Выпуск журнала: Т. 19, № 2

Номера страниц: 258-266

ISSN журнала: 18111416

Место издания: Барнаул

Издатель: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, Сибирский государственный индустриальный университет, Томский государственный архитектурно-строительный университет, Алтайский государственный педагогический университет

• Прусов Евгений Сергеевич (Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых)
• Деев Владислав Борисович (НИТУ «МИСиС»)
• Аборкин Артемий Витальевич (Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых)
• Бокарёв Дмитрий Владимирович (Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых)
• Лесив Елена Михайловна (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК