деформационные нанотехнологии в металлургии(история развития и современная составляющая)

Нанотехнология – область науки и техники, имеющая дело с объектами размером менее 100 нанометров (10-9м). Впервые упоминание методов, которые впоследствии будут назваться «нанотехнологией», связывают с выступлением Ричарда Фейнмана «Внизу полным-полно места», сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте. Она отличается от традиционных инженерных дисциплин, так как на обычном уровне обращения с материей и ее свойствами неприменимы. Так как здесь, пренебрежительно слабые и незначимые в обычных масштабах свойства и явления, становятся намного более значимыми и даже непредсказуемыми. Пластическая деформация является эффективным средством формирования структуры металлов, изменения свойств. В процессе деформации внутри материала идут необратимые изменения его кристаллического строения: повышается плотность дислокаций, возможно образование ячеистой структуры, при этом материал принимает необходимые свойства: твердость, пластичность и т.д.

---

Где найти заказ контрольных работ недорого в Кемерово ? На Work5.

---

. Существует значительное количество методов физико-химического воздействия на металлические материалы в процессах кристаллизации, деформации, термической обработки, приводящих к изменению структуры. Поскольку традиционные технологии производства дают крупнозернистое строение, так как практически всегда используются температуры обработки, при которых возникающие мелкие зерна не стабильны. Также повышение предела прочности часто приводит к охрупчиванию, а наноструктурированные материалы могут обеспечить оптимальное сочетание требуемых свойств. Поэтому использование пластической деформации является эффективным средством формирования структуры металлов. В процессе деформации внутри материала идут необратимые изменения его кристаллического строения: повышается плотность дислокаций, возможно образование ячеистой структуры и мелкие зерна, возникающие при деформация, отличаются повышенной стабильностью. Причем положительный эффект достигается благодаря особенностям структуры в нанометровом масштабе, а не в результате использования дорогих легирующих компонентов. В дальнейшем мы в вкратце рассмотрим основные методы пластической деформации, которые связывают с развитием нанотехнологий.

При рассмотрении последовательно всей технологической цепи производства : основное звено – сталеплавильное производство, отвечающее за качество конечной металлопродукции, в вопросе применения наночастиц оказывается в самом неблагоприятном положении. С одной стороны – высокая температура и большая масса (объем) металла, а с другой – метастабильность и кратковременное существование наночастиц, в сопоставлении с длительностью нахождения расплавов в жидком состоянии и пр., а также сложность обеспечения равномерного распределения их в объеме жидкого и затвердевающего расплава. Вероятно, поэтому сведения о воздействии наночастиц на большие массы высокотемпературных расплавов в процессе внепечной обработки, разливки и кристаллизации металлов и сплавов весьма немногочисленны и не всегда заслуживают доверия. При этом непонятно, как объяснить действие наночастиц на расплав, исходя из известных их свойств. Отсутствуют сведения о длительности существования наночастиц тугоплавких соединений в период нахождения железоуглеродистых расплавах в ковше, изложнице. Поэтому создание наноструктурированных материалов в металлургии, как правило, связано с осуществлением технологий термической и деформационной обработки металлов и сплавов, обеспечивающих формирование нанофрагментов в твердой матрице в процессе распада твердого раствора или диспергирования структуры. Для их реализации используют высокие и сверхкритические скорости деформации, нагрева и охлаждения при условии ограниченного объема обрабатываемых материалов и пр. Для создания технологий с использованием наночастиц и наноструктурирования металлургической металлопродукции следует избрать комплексный подход, включающий последовательный анализ возможности осуществления процессов и их реализацию в сталеплавильном переделе, при термической обработке и в прокатном производстве.

1. Рудской А.И. Нанотехнологии в металлургии. – СПб.: Наука, 2007 – 186с. 2. Жильцов А.Я. Новые технологии и материалы в машиностроении и металлургии. Часть1. Наноматериалы и нанотехнологии в машиностроении и металлургии. Учебное пособие. Издательство: Издательство Московского государственного открытого университета, 2011 – 180с. 3. К решению проблемы создания нанотехнологий и нанопродукции в металлургии / Титова Т.М., Титова Е.С.: диссертация Днепродержинского государственного технического университета, Украина, 2009.