Деев В.Б. – докт. техн. наук, профессор факультета машиностроения и автоматизации; гл. науч. сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы», профессор кафедры «Обработка металлов давлением»
Textile Road, 1, Hongshan District, Wuhan, 430073, P.R. China; 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 4
Deev V.B. – Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the School of Mechanical Engineering and Automation of Wuhan Textile University; Chief researcher of the Laboratory «Ultrafine-grained metallicmaterials», Prof. of the Department of metal forming
Textile Road, 1, Hongshan District, Wuhan, 430073, P.R. China; 119991, Moscow, Leninkii pr., 4
Прусов Е.С. – канд. техн. наук, доцент кафедры «Технологии функциональных и конструкционных материалов»
600000, г. Владимир, ул. Горького, 87
Prusov E.S. – Cand. Sci. (Eng.), Associate prof., Department of functional and constructional materials technology
600000, Vladimir, Gorky str., 87
Ри Э.Х. – докт. техн. наук, проф., гл. науч. сотрудник, зав. кафедрой литейного производства и технологии металлов
680035, г. Хабаровск, ул.Тихоокеанская, 136
Ri E.Kh. – Dr. Sci. (Eng.), Prof., Chief researcher, Head of the Department of foundry and metal technology
680035, Khabarovsk, Tikhookeanskaya str., 136
Настоящий обзор посвящен известным теоретическим и экспериментальным результатам в области использования физических методов обработки расплавов при получении металломатричных композиционных материалов в условиях литейно-металлургических технологических процессов. Рассмотрены возможности, преимущества и недостатки различных способов физических воздействий с позиции их влияния на структурно-морфологические характеристики, физико-механические и эксплуатационные свойства литых композиционных материалов на основе алюминия и его сплавов. Представлена классификация и дано развернутое описание физических методов обработки расплавов при получении металломатричных композитов в зависимости от состояния расплава в ходе обработки (при плавке, заливке, кристаллизации) и по физическому принципу накладываемых воздействий (тепловые, электромагнитные, кавитационные, механические и др.). Изложены современные представления о закономерностях и механизмах влияния обработки расплава физическими методами на процессы структуро- и фазообразования металломатричных композитов в литом состоянии. С качественных и количественных позиций описаны известные к настоящему времени эффекты воздействия на их структуру, в частности связанные с изменением смачиваемости частиц, их распределения, дисперсности и морфологии, а также структурного состояния матричного материала. Систематизированы данные о свойствах металломатричных композитов, полученных с применением физических воздействий на расплав при плавке и кристаллизации. Показаны перспективы развития и практического применения физических воздействий на расплавы при получении металломатричных композитов на основе различных матричных материалов и систем армирования, включая эндогенно-, экзогенно- и комплексно-армированные композиционные материалы. Обсуждаются приоритетные направления теоретических исследований и экспериментальных разработок, раскрываются дискуссионные области и вопросы в области получения металломатричных композитов с применением физических воздействий на расплавы при плавке и кристаллизации. На основе системного анализа ключевых проблем, ограничивающих широкое промышленное использование физических методов обработки расплавов, предложены области будущих исследований в данном направлении.
This review focuses on the known theoretical and experimental results in the field of obtaining metal matrix composite materials by processing the melts using physical methods in the conditions of casting and metallurgical processes. The possibilities, advantages and disadvantages of various physical impact methods are considered from the standpoint of their effect on the structural and morphological characteristics, physicomechanical and operational properties of cast composite materials based on aluminum and its alloys. The paper provides a classification and a detailed description of physical methods used for melt processing when obtaining metal matrix composites depending on the melt state during processing (melting, pouring and crystallization) and according to the physical principle of the effects applied (thermal, electromagnetic, cavitation, mechanical, etc). The paper describes a contemporary view of the laws and mechanisms of the effect exerted by melt processing using physical methods on the structure and phase formation processes of as-cast metal matrix composites. The currently known effects of the impact on their structure are described from a qualitative and quantitative point of view, in particular, effects associated with a change in the wettability of particles, their distribution, dispersion and morphology, as well as with a change in the structural state of the matrix material. The paper systematizes the data on the properties of metal matrix composites obtained using physical impacts on the melt during melting and crystallization. The research shows the prospects for the development and practical application of physical impact methods for melts in the production of metal matrix composites based on various matrix materials and reinforcement systems including endogenously, exogenously and integrally reinforced composite materials. Priority areas of theoretical research and experimental development are discussed highlighting discussion areas and issues in the field of obtaining metal matrix composites using physical impacts on melts during melting and crystallization. Areas for future research in this field are proposed based on the systematic analysis of key problems limiting the widespread industrial use of physical methods for melt processing.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.