ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55

The parameters of the infiltration process of porous frameworks based on metal shavings with molten aluminum, which ensure the production of composite materials for elements of mine protection structures, were studied. The possibility of effective utilization of metalworking waste of machine-buildin...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2024
Автори:	Ямшинський, М.М., Биба, Є.Г., Мініцький, А.В., Лук’яненко, І.В., Бісик, С.П., Кивгило, Б.В., Коваленко, В.В., Гринюк, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2024
Теми:	металева стружка алюміній композиційний матеріал міцність на згин ударна в’язкість міцність температура заливання температура каркаса рециклінг відходів механічного оброблення
Онлайн доступ:	https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/260
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Casting Processes

Репозитарії

Casting Processes

id	oai:ojs2.localhost:article-260
record_format	ojs
institution	Casting Processes
baseUrl_str
datestamp_date	2024-12-04T11:01:41Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	металева стружка алюміній композиційний матеріал міцність на згин ударна в’язкість міцність температура заливання температура каркаса рециклінг відходів механічного оброблення
spellingShingle	металева стружка алюміній композиційний матеріал міцність на згин ударна в’язкість міцність температура заливання температура каркаса рециклінг відходів механічного оброблення Ямшинський, М.М. Биба, Є.Г. Мініцький, А.В. Лук’яненко, І.В. Бісик, С.П. Кивгило, Б.В. Коваленко, В.В. Гринюк, В.В. ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55
topic_facet	металева стружка алюміній композиційний матеріал міцність на згин ударна в’язкість міцність температура заливання температура каркаса рециклінг відходів механічного оброблення metal shavings aluminum composite material flexural strength impact toughness strength pouring temperature frame temperature machining waste recycling
format	Article
author	Ямшинський, М.М. Биба, Є.Г. Мініцький, А.В. Лук’яненко, І.В. Бісик, С.П. Кивгило, Б.В. Коваленко, В.В. Гринюк, В.В.
author_facet	Ямшинський, М.М. Биба, Є.Г. Мініцький, А.В. Лук’яненко, І.В. Бісик, С.П. Кивгило, Б.В. Коваленко, В.В. Гринюк, В.В.
author_sort	Ямшинський, М.М.
title	ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55
title_short	ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55
title_full	ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55
title_fullStr	ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55
title_full_unstemmed	ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55
title_sort	дослідження впливу технологічних параметрів процесу інфільтрації пористих каркасів на структуру та механічні властивості композиційних матеріалів на їх основі: procesi littâ, 2024, vol 4 (158), 44-55
title_alt	STUDY OF THE INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF THE INFILTRATION PROCESS OF POROUS FRAMES TO THE STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE MATERIALS BASED ON THEM: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55
description	The parameters of the infiltration process of porous frameworks based on metal shavings with molten aluminum, which ensure the production of composite materials for elements of mine protection structures, were studied. The possibility of effective utilization of metalworking waste of machine-building enterprises by forming porous frameworks with a given volume of pores followed by infiltration with molten metal is considered. At the same time, it was determined that the main problem in the formation of the structure of composites is the interaction of aluminum with the iron frame, which leads to the formation of intermetallic phases, such as FeAl3, which characterize the composite and reduce the mechanical properties of the material. It was established that themain technological parameter that determines the mechanical properties of the composite is the temperature regime of the infiltration process. The paper analyzes the influence of the aluminum pouring temperature and preheating of the metal frame on the formation of the structure of the composite material. It was established that the pouring temperature at the level of 800 °С and preheating of the steel frame to 300 °С provide optimal conditions for obtaining a composite with high mechanical characteristics, due to the absence of cavities in the material structure. Metallographic analysis showed a uniform distribution of the reinforcing phase in the volume of the composite and the absence of a significant number of pores, which confirms the effectiveness of the infiltration process during infiltration at a temperature of 800 0C. An increase in the pouring temperature above 800 °C leads to saturation of the melt with gases, which negatively affects the quality of the composite due to the formation of closed porosity. At the same time, to ensure the effectiveness of the infiltration process, it is recommended to carry out the process quickly using the vacuuming of the metal equipment.For the practical application of such materials, it is important to take into account their behavior during explosive loading. The results of computer modeling show that the use of such composites in mine protection structures can significantly reduce damage to the hull during an explosion, while ensuring sufficient strength and plasticity of the material.Thus, the study of the technological parameters of the process of infiltration of aluminum melts into the porous frame is an important step on the way to the creation of highly effective composite materials with high mechanical properties and economic efficiency.
publisher	National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
publishDate	2024
url	https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/260
work_keys_str_mv	AT âmšinsʹkijmm studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT bibaêg studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT mínícʹkijav studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT lukânenkoív studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT bísiksp studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT kivgilobv studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT kovalenkovv studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT grinûkvv studyoftheinfluenceoftechnologicalparametersoftheinfiltrationprocessofporousframestothestructureandmechanicalpropertiesofcompositematerialsbasedonthemprocesilitta2024vol41584455 AT âmšinsʹkijmm doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455 AT bibaêg doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455 AT mínícʹkijav doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455 AT lukânenkoív doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455 AT bísiksp doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455 AT kivgilobv doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455 AT kovalenkovv doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455 AT grinûkvv doslídžennâvplivutehnologíčnihparametrívprocesuínfílʹtracííporistihkarkasívnastrukturutamehaníčnívlastivostíkompozicíjnihmateríalívnaíhosnovíprocesilitta2024vol41584455
first_indexed	2025-09-24T17:41:11Z
last_indexed	2025-12-17T12:07:44Z
_version_	1851757181825712128
spelling	oai:ojs2.localhost:article-2602024-12-04T11:01:41Z STUDY OF THE INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF THE INFILTRATION PROCESS OF POROUS FRAMES TO THE STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE MATERIALS BASED ON THEM: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55 ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНФІЛЬТРАЦІЇ ПОРИСТИХ КАРКАСІВ НА СТРУКТУРУ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ЇХ ОСНОВІ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 44-55 Ямшинський, М.М. Биба, Є.Г. Мініцький, А.В. Лук’яненко, І.В. Бісик, С.П. Кивгило, Б.В. Коваленко, В.В. Гринюк, В.В. металева стружка алюміній композиційний матеріал міцність на згин ударна в’язкість міцність температура заливання температура каркаса рециклінг відходів механічного оброблення metal shavings aluminum composite material flexural strength impact toughness strength pouring temperature frame temperature machining waste recycling The parameters of the infiltration process of porous frameworks based on metal shavings with molten aluminum, which ensure the production of composite materials for elements of mine protection structures, were studied. The possibility of effective utilization of metalworking waste of machine-building enterprises by forming porous frameworks with a given volume of pores followed by infiltration with molten metal is considered. At the same time, it was determined that the main problem in the formation of the structure of composites is the interaction of aluminum with the iron frame, which leads to the formation of intermetallic phases, such as FeAl3, which characterize the composite and reduce the mechanical properties of the material. It was established that themain technological parameter that determines the mechanical properties of the composite is the temperature regime of the infiltration process. The paper analyzes the influence of the aluminum pouring temperature and preheating of the metal frame on the formation of the structure of the composite material. It was established that the pouring temperature at the level of 800 °С and preheating of the steel frame to 300 °С provide optimal conditions for obtaining a composite with high mechanical characteristics, due to the absence of cavities in the material structure. Metallographic analysis showed a uniform distribution of the reinforcing phase in the volume of the composite and the absence of a significant number of pores, which confirms the effectiveness of the infiltration process during infiltration at a temperature of 800 0C. An increase in the pouring temperature above 800 °C leads to saturation of the melt with gases, which negatively affects the quality of the composite due to the formation of closed porosity. At the same time, to ensure the effectiveness of the infiltration process, it is recommended to carry out the process quickly using the vacuuming of the metal equipment.For the practical application of such materials, it is important to take into account their behavior during explosive loading. The results of computer modeling show that the use of such composites in mine protection structures can significantly reduce damage to the hull during an explosion, while ensuring sufficient strength and plasticity of the material.Thus, the study of the technological parameters of the process of infiltration of aluminum melts into the porous frame is an important step on the way to the creation of highly effective composite materials with high mechanical properties and economic efficiency. Досліджено параметри процесу інфільтрації пористих каркасів на основі металевої стружки розплавом алюмінію, що забезпечують отримання композиційних матеріалів для елементів конструкцій протимінного захисту. Розглянуто можливість ефективної утилізації відходів металооброблення машинобудівних підприємств шляхом формування пористих каркасів із заданим об’ємом пор із подальшою інфільтрацією металевим розплавом. При цьому визначено, що основною проблемою при формуванні структури композитів є взаємодія алюмінію із залізним каркасом, що призводить до утворення інтерметалідних фаз, таких як FeAl3, які окрихчують композит та знижують механічні властивості матеріалу. Встановлено,що основним технологічним параметром, який визначає механічні властивості композита, є температурні режими процесу інфільтрації. У роботі проаналізовано вплив температури заливання алюмінію та попереднього нагрівання металевого каркаса на формування структури композиційного матеріалу. Встановлено, що температура заливання на рівні 800 °С тапопереднє нагрівання сталевого каркаса до 300 °С забезпечують оптимальні умови для отримання композита з високими механічними характеристиками, що зумовлено відсутністю порожнин у структурі матеріалу. Металографічний аналіз показав рівномірний розподіл армуючої фази в об’ємі композита та відсутність значної кількості дефектів у вигляді пор, що підтверджує ефективність процесу інфільтрації при просочуванні за температури 800 °С. Підвищення температури заливання вище 800 °С призводить до насичення розплаву газами, що негативно впливає на якість композита через утворення закритої пористості. Водночас для забезпечення ефективності процесу інфільтрації рекомендовано швидке проведення процесу з використанням вакуумування металевої оснастки. Для практичного застосування таких матеріалів важливим є врахування їх поведінки під час вибухового навантаження. Результати комп’ютерного моделювання показують, що використання таких композитів у конструкціях протимінного захисту може суттєво знизити пошкодження корпуса під час вибуху, забезпечуючи при цьому достатню міцність і пластичність матеріалу. Таким чином, дослідження технологічних параметрів процесу інфільтрації алюмінієвих розплавів у пористий каркас є важливим кроком на шляху до створення високоефективних композиційних матеріалів із високими механічними властивостями та економічною ефективністю. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2024-12-04 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/260 10.15407/plit2024.04.044 Casting processes; Casting processes №4 (158) 2024; 44-55 Процеси лиття; Процеси лиття №4 (158) 2024; 44-55 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/260/264 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

Репозитарії

Схожі ресурси