Никоноров П. (сост.) Материалы в Приборостроении и автоматике (1021457), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Физическая сущность дисперсионного упрочнения заключается в том, что тонкодисперсные частицы препятствуют движению дислока­ций и стабилизируют структуру матрицы, что способствует повышению сопротивления высокотемпературной ползучести и жаропрочности ма­териала.

В настоящее время находят применение ДКМ на основе алюминия, никеля, хрома, молибдена, вольфрама, серебра.

ДКМ на основе алюминия упрочняет Al₂O₃, Al₄С₃,Ti, ZrС, NbC, Cr₃C₂, Mo₂C,WC и др.

ДКМ на основе алюминия широко применяют в приборостроении, материалы упрочненные оксидом алюминия Al₂O₃ имеют повышенную жаропрочность. Промышленность России выпускает три марки ДКМ отличающиеся концентрацией оксидов: CAП-I(6-9% Al₂O₃), САП-2 (9,1-13% Al₂O₃) и САП-3 (13,1...17% Al₂O₃)• За рубежом извест­ны также подобные марки ДКМ. С увеличением содержания оксида алю­миния в ДКМ увеличивается прочность, твердость, а пластичность, термическое расширение, тепло- и электропроводность снижаются, ухудшаются технологические свойства. Твердость ДКМ САП-1...САП-3 изменяется от 850 до 1200 МПа. САП,ы имеют высокую коррозионную стойкость.

Все ДКМ Al- Al₂O₃ хорошо деформируются в горячем состоянии, а САП-1 и в холодном состоянии. Промышленность поставляет ДКМ Al- Al₂O₃ в виде листов,прутков, труб, профилей. Прессованием и холодным волочением получают трубы с толщиной стенок 0,4 мм, а прокаткой – фольгу 0,03 мм. Эти материалы сваривают аргонодуговой сваркой с применением присодочных материалов. При контактной сварке необходимо нанесение плакирующего слоя из какого-либо свариваемого алюминиевого сплава.ДКМ полученный выдавливанием обладает хорошей износостойкостью. У прессованных профилей основные харак­теристики изменяются в следующих пределах: σ_В=350...70МПа, σ_Т=240...55MПa, δ = 13...15%.

ДКМ Al- С в качестве упрочняющей фазы содержит карбид алюминия Al₄С₃ и кроме того здесь содержится до 2% Al₂O₃. Увели­чение концентрации карбида алюминия до 5% приводит к увеличению прочности, а оптимальное соотношение прочности и пластичности

достигают при концентрации 3...5%. Износостойкие ДКМ системы Al-C получают на основе графитового порошка и расплава алюминия.

ДКМ на основе никеля упрочняют оксидаvb тория, гафния, иттирия, циркония, алюминия. Эти материалы имеют повышенную жаропрочность и уменьшенную ползучесть. Известны ДКМ ВДУ-I, ВДУ-2, ВДУ-3, ТД-никель и ДS-никель. Полуфабрикаты этого материала пос­тавляют в виде прутков, труб, проволоки, листов, лент, фольги. Предел прочности и предел текучести имеют близкие значения. У ДКМ с легированной матрицей механи­ческие свойства повышаются. ДКМ с матрицей из чистого никеля обла­дают высокими технологическими свойствами и превосходной обрабаты­ваемостью. Усложнение состава ДКМ снижает их технологические свойства. Листовые материалы соединяют диффузионной сваркой и вы­сокотемпературной пайкой; сварка с оплавлением ограничена; элек­тродуговая сварка возможна для ДКМ работающих при температурах ниже I373K.

ДКМ на основе серебра упрочняют оксидами кадмия, сурьмы, алю­миния, меди, никеля, олова, индия, свинца, цинка, титана и др. Известны электроконтактные материалы с высокой износостойкостью и жаропрочностью: КМК - AIO, KMK-A20, СОМ-8 и др. С σ_В= =140... 290 МПа, НВ = 450...80, ρ= 0,024...0,030 мкОмм.

2.6.5. Псевдосплавы. Композиционные материалы типа псевдосплавов - это гетероген­ные изотропные (в недеформированном состоянии) системы из невза­имодействующих или мало взаиморастворимых в жидком и твердом сос­тоянии металлических или металлоподобных, фаз. Псевдосплавы, соче­тающие в себе структурные составляющие с резко отличными физико-механическими характеристиками, обладают рядом очень важных для техники свойств: электроэрозионной стойкостью и износостойкостью при работе в качестве электроконтактов, высокой демпфирующей спо­собностью при вибрационном нагружении, самосмазываемостью в условиях сухого трения, высокой стойкостью, при воздействий интенсив­ных тепловых потоков. В ряде случаев у псевдосплавов обнаружива­ются уникальные свойства, незапланированные при их созданий.

В зависимости от технологии изготовления и природы исходных материалов псевдосплавы могут иметь каркасную или матричную структуру.

Псевдосплавы на основе железа. В промышленности применяют псевдосплавы Fe-Сu; разработаны композиции Fe-Ag, Fe-Mg и другие. Псевдоспдавы Fе-Сu, медь и железо ограниченно взаимно-растворимы: при температуре I373K растворимость меди в твердом же­лезе составляет 8...8,5%, а железа в меди – 4%. При комнатной тем­пературе взаимная растворимость компонентов незначительна. Крае­вые углы смачивания железа медью при температуре I373K и латунью при 127ЗК в водороде близки к нулю. Прочность железного каркаса при пористости 20...40% составляет соответственно 65...40 МПа. Прочность псевдосплава с объемной долей меди 22% равна 500 МПа, пластичность 10%.

Наряду с применением только двух компонентов для получения псевдосплавов Fе-Сu, в качестве составляющих используют также сплавы железа и меди с другими элементами. Так при 1% углерода в стали и 15% меди можно получить предел прочности при растяжении около 1300 МПа и повышенную износостойкость.

Псевдосплавы Fe-Cu имеют более высокую коррозионную стой­кость во влажной атмосфере и в растворах солей, чем литая сталь; эти сплавы имеют высокие демпфирующие характеристики.

Псевдосплавы на основе вольфрама и молибдена. Псевдосплавы W-Cu и W-Ag широко применяют в электротехнике в качестве электроконтактных материалов. Содержание вольфрама изменяется в этих материалах в пределах от 10 до 90% в зависимости от требуемых свойств изделий; увеличение содержания вольфрама увеличивает проч­ностные характеристики (твердость, предел текучести, предел проч­ности при растяжении, изгибе и сжатии) и уменьшает показатели пластичности (относительное удлинение, ударную вязкость), повыша­ется удельное электросопротивление, электроэрозионная стойкость и переходное сопротивление. Эти псевдосплавы, содержащие никель, имеют более высокую прочность и коррозионную стойкость, чем псев­досплавы без добавок. У электроконтактных материалов из псевдо­сплавов W-Сu (KМК-Б20, КМК-Б21, ШК-Б23, МСВ) предел прочности при растяжении σ_B = 510...680 МПа, твердость по Бринелю - Нв~1400...2400 МПа, удельное электросопротивление ρ = 0,048-0ДЗО мкОмм. Высокопористые псевдосплавы W-Ca используют для изготовления плазмотронов плазменной сварки. Свойства контактных материалов из псевдосплавов W-Ag (КМК-А60, KMK-A6I): предел прочности σ_В = 350...450 Mia, твердость по Бринелю - 1200...2000 МПа, удель­ное электросопротивление ρ = 0,040...0,045 мкОмм.

Псевдосплавы Mо-Сu , Mo-Ag. Стремление к снижению массы и стоимости изделий привело к замене вольфрама молибденом и созданию псевдосплавов этой группы. Псевдосплавы этой группы применяют как контактные материалы. Механические характеристики и удельное элек­тросопротивление этих псевдосплавов находится примерно в тех же пределах, что у псевдосплавов W-Сu и W-Ag.

Псевдосплавы на основе никеля. В приборостроении широко ис­пользуют псевдосплавы никель-серебро в качестве электроконтактных материалов слаботочной аппаратуры. Эти псевдосплавы отличаются высо­кой пластичностью, что позволяет изготовлять из них проволоку, прутки, ленты, полосы, из которых штамповкой получают различные миниатюрные детали. Эти псевдосплавы имеют высокую теплопроводность, электропроводность, повышенную коррозионную и эрозионную стойкость. Контакты из этого псевдосплава обладают низким и стабильным элек­тросопротивлением. Промышленные марки: Ni-Ag псевдосплавов (КМК-АЗО, KMK-A3I, КМК-А30М, КМК-А31М) имеют твердость по Бринелю НВ = 550...II00 МПа, удельное электросопротивление ρ = 0,025... 0,035 мкОмм,

Псевдосплавы на основе титана. Титано-магниевые псевдоспла­вы предназначены для изготовления деталей узлов трения. Магниевая фаза повышает работоспособность титаномагниевых псевдосплавов в узлах трения, выполняя функции смазки. При объемной доле 20...25% магниевого сплава псевдосплавы коррозионностойки в морской, тропи­ческой атмосфере, в 3% -ном растворе NaCl и 50%-ном растворе щелочи.

Литература

1. Материалы авиационного приборостроения и конструкций/Потемкин А.Я., Шейдеман И.Ю., Фролов Ю.П. и др.- М.^ Металлур­гия, 1982.- 400 с.

2. Материалы в приборостроении и автоматике. Справочник. Под ред.Ю.М. Пятина.- М., Машиностроение, 1982.- 528 с.

3. Композиционные материалы в технике. Д.М. Карпинос, Л.И. Тучинский А.Б., Сапожникова и др. – Киев: Техника, 1985.- 152 с.

Характеристики

Список файлов книги