ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Студенттер мен жас ғалымдардың
«Ғылым және білім - 2014»
атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ
IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых
«Наука и образование - 2014»
PROCEEDINGS
of the IX International Scientific Conference for students and young scholars
«Science and education - 2014»
2014 жыл 11 сәуір
Астана
УДК 001(063) ББК 72
Ғ 96
Ғ 96
«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».
– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.
(қазақша, орысша, ағылшынша).
ISBN 978-9965-31-610-4
Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.
The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.
В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.
УДК 001(063) ББК 72
ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық
университеті, 2014
3406
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С помощью метода Монте-Карло были проведены расчеты потоков космических лучей в земной атмосфере для минимума солнечной активности. При этом был использован программный комплекс PLANETACOSMICS основанный на GEANT-4.
Для описания земной атмосферы в расчетах была выбрана модель NRLMSISE00, в которой были заданы 28 уровней атмосферного давления. Для каждого из них были рассчитаны угловые и энергетические характеристики вторичных протонов, мюонов, электронов, позитронов, гамма квантов, пионов и нейтронов.
Полученные реультаты проведенных расчетов важны для изучения вариаций потока ГКЛ, изучения процессов взаимодействия ГКЛ в земной атомосфере и т.д
Список использованных источников
1. Agostinelli S., Allision J et.al // Nucl. Instrum. and Methods, V.506, A.2003, P. 250.
2. Desorgher L., FlȕckigerE.O.,Moser M.R., Bȕtikofer R. // Proc. 28th ICRC. Tsukuba. 2003.
P.4277
3. Desorgher L., FlȕckigerE.O ,Gurtren M.et al. // Int.J. Mod. Phys. A. 2005. №29. P. 6802 4. Makhmutov V.S., Bazilevskaya G.A., Desorgher L., Flȕckiger E.O // Adv. Space Res.
2006. V. 38.P. 1642.Лл
5. Makhmutov V.S., Bazilevskaya G.A., Desorgher L., // Adv. Space Res. 2007. V. 39.P.
1460.
6. Лучи космические галактические, ГОСТ 25645.122-85. М: Изд-во стандартов, 1986
УДК 669.5
УПРОЧНЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ СИЛУМИНОВ МОДИФИЦИРОВАНИЕМ ДИСПЕРСНЫМИ КОМПОЗИЦИЯМИ
Е.А Мусина, Н. Е. Калинина [email protected]
Аспирантка Днепропетровского национального университета им.Олеся Гончара, Днепропетровск, Украина
Научный руководитель - Н.Е. Калинина
Разработка новых узлов ракетно-космической техники ставит задачи повышения конструкционной прочности и коррозионной стойкости литейных алюминиевых сплавов. В данной работе использовали силумины системы алюминий-кремний: сплавы АЛ9, АЛ4 и АЛ4С, химические составы которых приведены в табл.1.
Таблица 1. Химический состав исследуемых сплавов Марка
сплава
Массовая доля элементов. %
А1 Si Мg Мn Cu Pb Zn Sb Fe
АЛ9 Основа 6-8 0.2 0.5 0.6 6-8 0.3 - 1.0
АЛ4 8.0-10.5 0.17-0.35 0.2-0.5 0.3 - 0.3 - 1.0 АЛ4С 8,0-10.5 0.17-0.35 0.2-0.5 0.3 - 0.3 0.10-0.25 0.9
Повышения механических характеристик алюминиевых сплавов можно достичь введением элементов-модификаторов. Модификаторы литейных алюминиевых сплавов разделяют на две принципиально различные группы[1]. К первой группе относятся вещества, которые создают в расплаве высокодисперсную взвесь в виде интерметаллидов, являющихся подложкой для образующихся кристаллов. Ко второй группе модификаторов относятся поверхностно-активные вещества, действие которых сводится к адсорбции на гранях растущих кристаллов и тем самым - торможению их роста.
3407
К модификаторам первого рода для алюминиевых сплавов относятся элементы Тi, Zn, В, Sb, входящие в состав исследованных сплавов в количестве до 1 % мас. Ведутся исследования по использованию в качестве модификаторов таких тугоплавких металлов, как Sc, Нf, V. Модификаторами второго рода являются Na, K и их соли, которые находят ши- рокое применение в промышленности. Степень модифицирующего влияние того или иного элемента можно оценивать по знаку разности эффективных ионизованных потенциалов матрицы и модификатора UMe – UМОД. Если эта разность больше нуля, то данный элемент может быть модификатором. Если эта разница меньше нуля, то данный элемент будет демодификатором. Новые направления в модифицировании литейных алюминиевых сплавов ведутся в области применения порошковых модификаторов. Применение таких модификаторов облегчает технологический процесс, является экологически безопасным, приводит к более равномерному распределению введенных частиц по сечению отливки, что повышает прочностные и пластические свойства сплавов[2]. При модифицировании литейных алюминиевых сплавов марок АК12 и АК9ч дисперсными частицами карбида кремния размерами до 1 мкм отмечено повышение технологических и механических свойств сплавов, а также коррозионной стойкости [3].
В работе [4] в состав сплава АЛ9 вводили порошковый модификатор – карбид бора В4С. В результате достигнуто повышение пластичности с 2,9 до 10,5 % при увеличении прочности с 220 до 225 МПа. При этом средний размер макрозерна уменьшился от 4,4 до 0,65 мм2. Механические свойства доэвтектических силуминов зависят от морфологии эв- тектического кремния и многокомпонентных эвтектик, которые имеют форму "китайских иероглифов". В работе [5] приведены результаты модифицирования сплавов системы А1-S1- Cu-Мg-Zn частицами нитридов титана ТiN размером менее 0,5 мкм. Исследование микроструктуры показало, что нитрид титана располагается в алюминиевой матрице, по границам зерен, вблизи пластин кремния. Механизм влияния дисперсных частиц ТiN на формирование структуры доэвтектических силуминов при кристаллизации состоит в том, что основная их масса выталкивается фронтом кристаллизации в жидкую фазу и принимает участие в измельчении эвтектических составляющих сплава. В публикации [6] рассмотрено модифицирование сплава АК7 дисперсными тугоплавкими частицами нитридов кремния Si3N4. Поскольку вводимые композиции модификаторов состоят из тугоплавких соединений, они не растворяются в расплаве алюминия, а служат дополнительными центрами кристаллизации. Оптимальное количество вводимого модификатора, определенное экспериментально на лабораторных плавках, составляло от 0,07 до 0,1 % от веса расплава. В результате достигаются следующие механические свойства: ζв = 350-370 МПа; δ = 3,2%;
НВ= 1180-1190 МПа. При введении в сплав АК7 частиц нитридов титана в количестве 0,01%
маc., ζв повышается до 20%, δ возрастает до 2 раз по сравнению с немодифицированным состоянием. После модифицирования сплава АЛ4 дисперсными частицами нитрила титана ζв
возросла до 213 МПа, а δ до 6 %.
В данной работе изучено влияние добавок сурьмы на усвоение частиц карбида кремния SiC фракции до 1 мкм жидким алюминиевым расплавом. Порошок SiC вводили в расплав путѐм механического замешивания при температуре расплава 770± 5оС. Количество вводимого SiC составляло 0,2 % от массы жидкого расплава.
В работе проведена серия опытных плавок алюминиевых сплавов АЛ9, АЛ4 и АЛ4С, в которые вводили порошковые модификаторы. Выплавку проводили в индукционной печи с разливкой в кокиль. Микроструктура сплава АЛ4С до модифицирования состоит из грубых дендритов α-Al и эвтектики α(А1)+Si Модифицирование карбидом кремния позволило существенно измельчить дендриты α-твѐрдого раствора алюминия и повысить дисперсность эвтектики. Механические свойства сплавов АЛ9 и АЛ4С до и после модифицирования представлены в табл. 2.
Таблица 2. Механические свойства
3408
Марка сплава Способ литья ζв, МПа ζг, МПа δ,% НB
АЛ9 Кокиль 220 134 4.0 680
АЛ9, модифицированный SiC Кокиль 235 145 4.5 700
АЛ4С Кокиль 235 180 3.0 700
AЛ4С, модифицированный SiC Кокиль 247 194 3.4 720
В данной работе изучено влияние температуры на степень усвоения тугоплавких частиц TiN и SiC. Установлено, что степень усвоения порошковых частиц расплавом АЛ4С изменяется с температурой. Во всех случаях наблюдали максимум усвоения при определѐн- ной для данного сплава температуре. Так, максимум усвоения частиц TiС достигнут при тем- пературе расплава 700...720оС, при 680оС усвоение падает. При повышении температуры до 780...790оС усвоение ТiС уменьшается в 3...5 раз. Аналогичная зависимость усвоения модификатора от температуры расплава получена для SiC.
Равномерное распределение дисперсных частиц модификатора в расплаве обеспечивается механическим перемешиванием. На механические свойства литейных силуминов существенно влияют размеры частиц вводимого модификатора. Механическая прочность литейных сплавов АЛ9, АЛ4 и АЛ4С линейно возрастает по мере уменьшения размеров частиц порошковых модификаторов. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны технологические режимы получения качественных литейных алюминиевых сплавов, модифицированных порошковыми тугоплавкими частицами.
Список используемых источников
1. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1964.
-236 с.
2. Фридляндер И.Н. Металловедение алюминия и его сплавов. - М.: Металлургия, 1983. — 522 с.
3. Елагин В.И. Лигирование деформируемых алюминиевых сплавов переходными металлами. – М.: Металлургия, 1975.- 125 с.
4. Крушенко Г.Г. Модифицирование алюминиево-кремниевых сплавов порошкообразными добавками // Материалы II Всесоюзной научной конференции "Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа". — Днепропетровск, 1982.-С. 137- 138.
5. Михаленков К.В. Формирование структуры алюминия, содержащего дисперсные части- цы нитрида титана // Процессы литья. — 2001. -№1.-С. 40-47.
6. Чернега Д.Ф. Влияние дисперсных тугоплавких частиц в расплаве на кристаллизацию алюминия и силумина // Литейное производство, 2002. — №12. — С. 6-8.
УДК: 621.771:669.15–194.591
ПРОИЗВОДСТВО НОВЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ
КОНТРОЛИРУЕМОЙ ОБРАБОТКОЙ Рычагов Владимир Васильевич
E-mail: [email protected]
Аспирант кафедры Технологии производства физико-технического факультета Днепропетровского национального университета им. О. Гончара, Днепропетровск, Украина
Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Санин А.Ф.
Целесообразность применения стали в различных типах металлических конструкций и изделий, в том числе и ответственного назначения, в Украине и ряде стран СНГ регламентируется современными нормативными документами [1-2]. Надежность элементов
