Тольяттинский государственный университет, Тольятти, Россия

А. И. Ковтунов, профессор кафедры сварки, обработки материалов давлением и родственных процессов (СОМДиРП), докт. техн. наук
Ю. Ю. Хохлов, заведующий лабораторией кафедры СОМДиРП, эл. почта: Y.Y.Khokhlov@rambler.ru
П. Н. Селянин, старший преподаватель кафедры СОМДиРП

Поволжский государственный университет сервиса, Тольятти, Россия
А. А. Пудовкин, аспирант

Сплавы с магниевой матрицей являются перспективным материалом с низкой плотностью и повышенными прочностными свойствами. Еще более низкой плотностью и высокой удельной прочностью обладают композиционные материалы с пористой магниевой матрицей. В качестве упрочняющих компонентов в таких материалах успешно применяют сплавы на основе переходных металлов (меди, титана, никеля), в числе которых и на основе железа. Наиболее распространенными способами получения композиционных материалов с магниевой матрицей являются литейные технологии, при которых качество и свойства определяются наличием адгезионной связи между компонентами композита. Для активации поверхности стали и образования адгезионной связи при литье композиционных материалов с магниевой матрицей и стальной арматурой предложены составы хлористых, хлористо-фтористых и фтористых флюсов, которые применяют при пайке магниевых сплавов. На основании проведенных исследований установлены составы флюсов, обеспечивающие растекание жидкого магния по углеродистой и высоколегированной аустенитной стали. Установлено влияние температурных условий процесса на площадь растекания магния по стали. Наибольшую площадь растекания наблюдали при использовании флюсов на основе хлористого свинца, который активно взаимодействует с магнием, создавая условия для образования адгезионной связи между магнием и сталью. При этом свинец восстанавливается и насыщает поверхностные слои магния. Построена зависимость прочности сцепления магния со сталью от природы активирующих флюсов при формировании композиционных материалов с магниевой матрицей и стальной арматурой.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках государственного задания № 075-03-2023-260 (FEMR-2023-0003).

1. Мальцева Т. В., Озерец Н. Н., Левина А. В., Ишина Е. А. Цветные металлы и сплавы : учебное пособие. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2019. — 176 с.
2. Волкова Е. Ф., Дуюнова В. А., Мостяев И. В., Акинина М. В. Закономерности формирования и особенности влияния тонкой структуры на свойства магниевого сплава нового поколения // Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей». 2020. № 1. С. 55–63.
3. Мерсон Д. Л., Мерсон Е. Д., Засыпкин С. В. Перспективные литейные, деформируемые и медицинские магниевые сплавы: успехи и проблемы // Актуальные проблемы прочности: Материалы международной научной конференции, Витебск, 23–27 мая 2022 г. — Минск : УП «ИВЦ Минфина», 2022. С. 377.
4. Савич В. В. Магниевые сплавы в приборостроении и медицинской технике // Приборостроение-2020 : Материалы 13-й Международной научно-технической конференции, 18–20 ноября 2020 г., Минск. — Минск : БНТУ, 2020. С. 296–299.
5. Корнышев И. С., Волкова Е. Ф., Гончаренко Е. С., Мухина И. Ю. Перспективы применения магниевых и литейных алюминиевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2012 . № 8. С. 212–222.
6. Каблов Е. Н. Инновационные разработки ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ по реализации «Стратегических направлений развития
материалов и технологий их переработки на период до 2030 года» // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 1. С. 3–33.
7. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Селянин П. Н. Исследование процессов формирования и свойств пористого магния фильтрацией жидкого расплава через растворимые гранулы с предварительным вакуумированием // Цветные металлы. 2023. № 12. С. 70–74.
8. Sadeghi Z., Mansoorianfar M., Meratian M. Magnesium metal foam production using polypropylene fibers as an active hydrogen source // Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials. 2023. Vol. 33. P. 2497–2505.
9. ГОСТ 2856–79. Сплавы магниевые литейные. Марки. — Введ. 01.01.1981.

10. Волкова Е. Ф. Современные деформируемые сплавы и композиционные материалы на основе магния (обзор) // Металловедение и термическая обработка металлов. 2006. № 11. С. 5–9.
11. A Packia A. A., Sivaram N. M. A state-of-the-art review on magnesium-based composite materials // Advances in Materials and Processing Technologies. 2022. Vol. 9, Iss. 3. P. 760–778.
12. Кузина А. А. Композиционные материалы : учебное пособие. — Самара : Издательство Самарского университета, 2023. — 64 с.
13. Clyne T. W., Hull D. An introduction to composite materials. — Cambridge university press, 2019. — 345 p.
14. Кулик В. И., Нилов А. С. Композиционные материалы с металлической матрицей : учебное пособие. — СПб. : Балт. гос. техн. ун-т, 2020. — 69 с.
15. Vikram Titarmare, Sudip Banerjee, Prasanta Sahoo. Dry sliding tribological behavior of ultrasonic stir cast AZ31-B4C composites // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2023. Vol. 237, Iss. 4. P. 824–842.
16. Ковтунов А. И., Хохлов Ю. Ю., Мямин С. В. Исследование процессов формирования композиционных материалов с магниевой матрицей, армированной титаном // Металловедение и термическая обработка металлов. 2022. № 3. С. 34–37.
17. ГОСТ 23904–79. Пайка. Метод определения смачивания материалов припоями. — Введ. 01.07.1980.
18. Петрунин И. Е., Березников Ю. И., Бунькина Р. Р. С правочник по пайке. — М. : Машиностроение, 2003. — 479 с.
19. Лякишев Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем : справочник. — М. : Машиностроение, 1996. Т. 3. Кн. 1. 1999. — 872 с.
20. Лякишев Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем : справочник. — М. : Машиностроение, 1996. Т. 2. 1997.