МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СОЗДАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Аннотация

Улучшение механических свойств металлов и сплавов лежит в основе усилий материаловедов и металлургов для обеспечения надежности современных конструкционных материалов в различных условиях. Специфика материала системы Al-Fe-Si с содержанием каждого компонента более 5% лишает возможности получения материала традиционным литьем. Аддитивное производство материалов – это новое перспективное направление, которое благодаря тепловому воздействию эффективно создает многокомпонентные системы с благоприятными свойствами.

Настоящая работа посвящена процессам моделирования физических процессов, в частности получение фазовой диаграммы состояния металлокерамического материала системы Al-Fe-Si в программном комплексе ThermoCalc.

Актуальность исследования определяется разработкой технологии получения материала с заданными составом и свойствами аддитивными методами, использование флюса минимизирует угар шихтовых элементов и исключает окисление при высоких температурах. При этом высокие температуры, достигаемые при реализации синтеза, обеспечивают полноценное формирование требуемого фазового состава.

Целью настоящего исследования является моделирование многокомпонентной системы Al-Fe-Si с дальнейшим ее апробированием.

Рассмотрены температурные условия формирования фаз в материале с составом 60-90 весовых % алюминия, 0-30 весовых % железа, при постоянном содержании кремния 10%. Для данного состава характерно образование одного тройного соединения, обладающего высокосимметричным типом кристаллической решетки – фазы α-AlFeSi, при этом фаза данная фаза существует в температурном диапазоне 950°С – 400°С. Полученные результаты прогнозируют восприимчивость материала к пластической деформации, но исключительно с использованием нагрева до температуры преобладания фазы α-AlFeSi. Результаты физического эксперимента хорошо согласуются с полученными результатами моделирования. После синтеза материал обладает характерной литой микроструктурой.

Полученные данные позволяют подобрать технологические условия, необходимые для проведения дальнейшей обработки полученного материала.