Модификация структуры алюминиево-кремниевых сплавов методом фрикционной перемешивающей обработки, в том числе с внедрением порошковых частиц титана

Целью данной исследовательской работы является:
Проведение предварительных исследований формирования структуры алюминиево-кремниевых сплавов АК9 и АК12, подвергнутых многопроходной обработке трением с перемешиванием.
Получение композитных материалов на базе алюминиевого сплава АК12, путем внедрения порошков титана, с целью получения алюминидов титана в приповерхностной структуре.
Исследование влияния параметров фрикционной перемешивающей обработки (FSP) на механические и структурные характеристики зоны обработки.

Введение 10
Цель работы 12
Литературный обзор 13
1. Общие сведения о фрикционной перемешивающей обработке 15
1.1 Понятие о фрикционной перемешивающей обработке 15
1.2 Область применения 18
1.3 Обрабатываемые материалы 20
1.4 Методы модификации структуры 20
1.4.1 Традиционные методы модифицирования силуминов 21
1.4.2 Методы, основанные на использовании 25
концентрированных потоков энергии
1.5 Преимущества и недостатки метода фрикционной 30
перемешивающей обработки
2. Методика исследований 31
2.1 Исследуемый материал 31
2.2 Применяемое оборудование 33
2.3 Подготовка образцов 37
2.4 Режимы обработки 40
2.5 Исследование структурных характеристик зоны 43
перемешивания
2.6 Исследования механических характеристик полученных 56
образцов
3. Обсуждение результатов исследований 62
3.1 Обсуждение результатов исследования структурных 62
характеристик
3.2 Обсуждение результатов исследования механических свойств 63
Заключение 64
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 65
ресурсосбережение
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности 68
проведения исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 70
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции 70
ресурсоэффективности и ресурсосбережения
4.1.3 SWOT-анализ 72
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 77
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 77
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и 78
разработка графика проведения
4.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 79
4.3 Бюджет научного исследования 83
4.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического 84
исследования
4.3.2 Расчет амортизации специального оборудования 84
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 86
4.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 87
4.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые 88
отчисления)
4.3.6 Накладные расходы 88
4.3.7 Бюджетная стоимость НИР 89
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, 90
бюджетной, социальной и экономической эффективности
исследования
4.4.1 Интегральный показатель финансовой эффективности 90
4.4.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности 91
4.4.3 Интегральный показатель эффективности вариантов 92
исполнения разработки
Заключение по разделу финансовый менеджмент 93
5. Социальная ответственность 94
Введение 97
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения 97
безопасности
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового 98
законодательства
5.2 Профессиональная социальная безопасность 99
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут 101
возникнуть при внедрении разработки на производстве
5.2.2 Обоснование мероприятий по защите персонала 103
предприятия от действия опасных и вредных факторов
5.2.2.1 Анализ освещенности рабочей зоны 104
5.3 Экологическая безопасность 107
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 107
Заключение по разделу социальная ответственность 109
Список публикаций 110
Список использованных источников 111
Приложение А 116

1) Mishra, RS; Ма, З.Ы. Сварка трением и обработка с перемешиванием.
Матер. Sci. Англ. R Отчеты 2005 г., 50, 1-78 [Электронный ресурс]. Режим
доступа:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927796X05000768?via%3Dih
ub
2) Ма, З.Й. Технология обработки трением с перемешиванием: обзор.
Металл. Матер. Пер. А2008 г., 39, 642-658. [Электронный ресурс]. Режим
доступа.: https://link.springer.com/article/10.1007/s11661-007-9459-0
3) Padhy G K, Wu C S, Gao S. 2018 Journ. Mat. Sci. Tech. 34 1-38.
[Электронныйресурс].Режимдоступа:
https://www.jmst.org/EN/abstract/abstract26366.shtml
4) Yuvaraj N, Aravindan S, Vipin 2015 Journ. of Mat. Res.Tech. 4 398-410.
5) Zykova A P, Tarasov S Y, Chumaevskiy A V, Kolubaev E A. 2020 Metals 10 1-
35.
6) Модификация поверхности обработкой твердого тела [Электронный
ресурс].Режимдоступа:
https://www.sciencedirect.com/book/9780857094681/surface-modification-by-
solid-state-processing#book-info
7) Обработка трением с перемешиванием (ОТП) и сверхпластичность
[Электронныйресурс].Режимдоступа:
https://lettersonmaterials.com/Upload/Journals/793/246-2521.pdf
8) Li, K.; Лю, Х.; Чжао Ю. Состояние исследований и перспективы
технологии обработки трением с перемешиванием. Покрытия 2019, 9, 129.
[Электронныйресурс].Режимдоступа:https://www.mdpi.com/2079-
6412/9/2/129;
9) Тарасов С.Ю.; Рубцов, В.Е.; Фортуна, SV; Елисеев, А.А.; Чумаевский,
А.В.; Калашникова Т.А.; Колубаев Е.А. Старение с помощью ультразвука
при сварке трением с перемешиванием алюминиевого сплава Al-Cu-Li-Mg.
Сварка. Мир 2017, 61, 679-690 [Электронный ресурс]. Режим доступа:
https://link.springer.com/article/10.1007/s40194-017-0447-8
10) Калашников К.Н.; Тарасов С.Ю.; Чумаевский А.В.; Фортуна, SV; Елисеев
А.А.; Иванов А.Н. К старению в многопроходном трении с перемешиванием
АА2024. Int. j. Adv. Manuf. Technol. 2019, 103, 2121-2132 [Электронный
ресурс]. Режим доступа: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00170-
019-03631-3
11) Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству / В.Н.
Иванов. – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 2001. – 464 с. – ISBN-5-217-03047-
X.
12) Модифицирование и комплексная обработка силуминов: учеб. пособие /
К.В. Никитин. – 2-е изд., перераб. и доп. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т,
2016. – 92 с.: ил.
13) Добаткин В.И. Слитки алюминиевых сплавов. – М: Металлургиздат.-
1960г.-175 с.
14) Елагин В.И. Легирование деформируемых алюминиевых сплавов
переходными металлами. – М:Металлургия.-1975г.-248 с.
15) Мошняков М.Г., Быкова Н.В. Физическое моделирование упрочнения
алюминиевого сплава Д16 // 16 Международная конференция студентов,
аспирантов и молодых ученных: сб. статей. – Самара.-с192-194.
16) Сипунов С. В. Материаловедение. – М: Лань.- 2015. – 202 с.
17) Рыжонков Д. И., Левина В.В., Дзидзигури Э.Л. Наноматериалы.-
М:Бином.-2012г-368 с.
18) Старение литейных алюминиевых сплавов. Основные виды термической
обработки.[Электронныйисточник].Режимдоступа:http://delta-
grup.ru/bibliot/36/5.html
19) Новое в технологии получения материалов/под ред. Ю.А. Осипяна и А.
Хауфа. – М:Машиностоение.-1990-448с.
20) Новое в технологии получения материалов/под ред. Ю.А. Осипяна и А.
Хауфа. – М:Машиностоение.-1990-448с.
21) Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. – М:
Машиностроение. – 1989-480с.
22) Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера.-
М:Изд-во МГУ.-1975-383с.
23) Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и
электронными пучками /под ред. Дж. Поута, Г. Фоти и Д. Джекобсона. – М.:
Машиностроение. – 1987. – 424с.
24) Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справочник/
Рыкалина Н.Н., Углова А.А. Зуева Н.В., Кокора А.Н.-М.:Машиностроение.-
1985-486с.
25) Гнюсов С.Ф. Электронный луч в формировании неравновесныхструктур.-
Томск: Изд-во ТПУ.-2012-115с.
26) Будкер Г.И., Салимов Р.А. и др. Ускоритель заряженных частиц.
Авторское свидетельство №589698
27) Производство черных и цветных металлов и сплавов. [Электронный
источник]. Режим доступа: http://engineeringsystems.ru/procesi-proizvodstva-
chernih-i-cvetnih-metaliv-i-ih-splavov/elektronno-luchevaya- obrabotka.php
28) Цветные металлы и сплавы: учебное пособие / Т.В. Мальцева, Н.Н.
Озерец, А.В. Левина, Е.А. Ишина. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та. 2019,
44, 176с.
29) Алюминиевый литейный сплав АК9 [Электронный ресурс]. Режим
доступа: https://evek.org/materials/splav-ak9-al4v.html
30) Алюминиевый литейный сплав АК12 [Электронный ресурс]. Режим
доступа: https://evek.org/materials/splav-ak12-al2.html
31) Электроэрозионный станок [Электронный источник]. Режим доступа:
https://www.chinawedm.com/high-speed-wedm/high-efficiency-fast-wire-cutting-
dk7750.html
32) Установка сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым
воздействием[Электронныйисточник].Режимдоступа:
https://www.sespel.com/news/article/svarochnaya-ustanovka/
33) Металлографический микроскоп [Электронный источник]. Режим
доступа: https://altami.ru/microscopes/metallurgical/digi/altami_met1s/
34) универсальная испытательная машина (разрывная машина) [Электронный
источник]. Режим доступа: https://test-systems.ru/produkciya/universalnye-
ispytatelnye-mashiny/110m/uts-110m-50-0u
35) ГОСТ 1497-84 Межгосударственный стандарт. Металлы. Методы
испытаний на растяжение. Термины и определения: утвержден и введен в
действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам
от 16.07.84: дата введения 1986-01-01. URL:
https://docs.cntd.ru/document/1200004888 (дата обращения: 24.02.2021). –
Текст: электронный.
36)Безопасностьжизнедеятельности.Безопасностьтехнологических
процессов и производств. Охрана труда: учебное пособие для вузов / П.П.
Кукин и др. – 5-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2009. – 335 с.
37) Белов, Сергей Викторович. Безопасность жизнедеятельности и защита
окружающейсреды(техносфернаябезопасность):учебникдля
академического бакалавриата / С. В. Белов. – 5-е изд., перераб. и доп.. –
Москва: Юрайт ИД Юрайт, 2015. – 703 с.
38) ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые
уровни напряжений прикосновения и токов.
39) СН 2.2.4/2.1.8.562–96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,
общественных зданий и на территории застройки.
40)СН2.2.4/2.1.8.566–96.Производственнаявибрация,вибрацияв
помещениях жилых и общественных зданий.
41)СП52.13330.2016Естественноеиискусственноеосвещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*
42) СанПиН 2.2.4.548–96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений.
43) «Трудовой кодекс Российской Федерации» от 21.12.2001 N 197-ФЗ (ред.
от 20.04.2021)
44) ГОСТ 12.0.003-2015. ССБТ «Опасные и вредные производственные
факторы».