справочник (550668), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Свойства полимеров зависят от их химического строения, физического состояния и условий эксплуатации. По сравнению с традиционными материалами ПКМ имеют ряд преимуществ, по-.. зволяющих значительно снизить массу, повысить прочность, жесткость, теплостойкосгь конструкций. В табл. 5.97 приведены свойства полиэтилена, полипропилена и политетрафторзтилена, обладающих невысоким временным сопротивлением, но очень высокой пластичностью, обьедикяющей их в одну ~руину. В зависимости от метода полимеризацни различают полиэтилен высокого и низкого давления. Полиэтилен низкого давления имеет более высокую прочность, теплостойкость и химическую сгойкость.
Полипропилен отличается высокой стойкостью к многократным изгибам н износостойкостью; он менее подвержен растрескиванию под действием агрессивных сред. температура перехода в хрупкое состояние полиэтилена ' находится в интервале -75 С ... -220 С, полипропилена -7 С ... -15 С. Политетрафторзтнлен (фторопласт) обладает низким коэффициентом трения; он наиболее химически стоек из всех полимеров, имеет повышенную термостойкость, хладостоек.
Общие недостатки полимеров данной группы: невысокая теплостойкость, ползучесп под действием нагрузки и зависимость механических свойств от температуры, длительности натруженна н скорости доформирования. Еще одну группу образуют полимеры, успешно конкурирующие с металлами прн юготовлении деталей конструкций повышенной жесткости и коррозионной стойкости (см. табл. 5.97). 329 ффффф $888 8Я888$ О 1 МЪ 8о 1 1 ор «Ч «Ч о «Ч 1 1 МЪ а О О О„ «Хч«в «" 1 1 Ъ«Ъ В \Ъ Ф МЪ О ««Ъ 1 1 О ЧЪ «Ч И 1 1 Я Ф Ф вр 1 1 1 1 1 3 О «и «Ч «Ъ 88 О ««Ъ 11332 о р' «Ч ««Ъ чъ ю «и вО 1 1 1 1 1 Ю 'Ч' «Ч 'О «Ъ «Ч 3«ЧЪ «8 «В О О В Ю «Ч «Ч В В В «« «« Й ЧЪ ЧЪ «Ч «ч в «» е» О О 1 1 1 1 Я Я « О О О О О Д "Ъ ««Ъ«Ъ О «» «Ч" «4 «Ч О О О О 1 1 1 1 'О О О О «ч - «-„8 «С с4 " с4 «4 1 1 1 1 ! ЧЪ О «Ч -„М„О,,~ «Г «Ч" -" О О «Ч е4 с4 1 1 8 ю «4 с4 Ъ фФЯ8 О О О 11 11111 ~1~Ц ишь ззо 1 1 1 1 ДД8 Р Р 1 1 Я Я «Ч .ЧЪ 1 1 «Ъ О О О «Ъ ЮЪ 1 1 1 1 1 1 1 О О О„О В О «Ъ ° Ъ «Г Ю «Ъ ! Я Д Я Я ЧЪ ЧЪ Я„ в„ в 3 о в о о о о 1 1 1 1 1 1 в в О О О О О О 8 1 ««Ъ «В 8 1 О «ГЪ 1 Й 3 3''3"" о о е аа о ач Я М Ча 8о ач о сч аа 1 Я' "'о а о О ч о 1 1 ач 88 аа а ач сч 1 1 1 1 1 аа о М! ,ч оча ач 1 о=Я $ о аа 1Ч аа аа о 88 ачо о 8 1 1 1 Я8„ о о 8 ач О 283= 1 1 1 1 1 РЯ38 ооо ма Яа аа оо 8 а |аъ$ $ ~м а аа Ос о о 1 1 Ю\ 8 а 88Я «сч<ар "' ач! < Г о аа Осчрюач еч аа аа ча а 'Ф 'Ф 'Ф "а ма "о ач зз! о8 1 ° а о аа счч 1 в р о о 8 1 1 1 1 3„$ Ф о чо о 1 1 1 8 о аа еч еч еч ча юа 1 1 " 1 ооа ач 8 о м м 1 ч» 1 1 а м а ач ,аюо ва ааам " а4 1 1 1 1 сч ча ~о о " ю4 м «м 1 1 1 ооо Перспективность данной группы полимеров заключается в сочетании высокого временного сопротивления, модуля упругости и высокой пластичности со стабильностью свойств под нагрузкой, невысокой плотностью и коррозионной стойкостью.
При зтом полистирол — хрупкий полимер, склонный к старению. Полиметиленокснд — горючий нетоксичный материал с высоким сопротивлением усталости при динамических знакопеременных нагрузках; обладает высокой износостойкостью и низкой ползуче- стью. Полизтилентерефталат (лавсан) отличаетса низкой гигроскопичностью, низким коэффициентом трения, стабильностью свойств. Он устойчив к действию слабых кислот, зфиров, масел и жиров; не стоек в концентрированных кислотах и щелочах.
Поликарбонат имеет стабильные механические свойства в интервале — 150 С ... 200 С, обладает низкой гигроскопичностью, стабильностью размеров и малой склонностью к ползучести под нагрузкой. Полнакрилат огнестоек, устойчив к длительному действию разбавленных кислот, износостоек при температурах до 130 С. Перспективен конструкцнонный полимер — полиоксибензоат, обладающий термосгойкостью до 500 С, низким влагопоглощением, высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. Высоким временным сопротивлением (120-140 МПа), высокими пластичностью и сопротивлением усталости, низкой ползучестью под нагрузкой обладают полиимид и полиамид (см.
табл. 5.97). Полнимид в зависимости от строения главной полимерной цепи может быть линейным или трехмерным, а по строению мономерного звена — алифатическим, алициклическим или ароматическим. Наибольшее применение получил ароматический линейный полиимнд. Полиимидиые пресс-порошки ПМ-67, ПМ-69 (Россия); 2080, Р13Н, НК-150 (США); кайнол (Франция) перерабатывают в изделия методом прямого нли горячего прессования, литьем под давлением. Изделиа нз полинмида отличаются высокой стабильностью размеров, термостойкостью до 300 С, низким козффицнентом трения и низкой ползучестью под нагрузкой. Полнамид, как н полнимид, может быль алифатическим (капролон, найлон-6) и ароматическим [фенилон П, фенилон С1, фенилон С2 (Россия); номекс (США) и др.).
Для алифвтического полиамида характерны высокое сопротивление усталости, истиранию и ударным нагрузкам, низкая гнгроскопичность. Ароматический полиамнд, имея резко выраженную температуру плавления, обладает стабильностью свойств при повышенных температурах. Он устойчив к действию органических растворителей, но растворяется в концентрированных кислотах и спиртах. 5.5.2.
Дисперсно-упрочиеиные композиционные материалы Материалы данного типа относятся к классу порошковых, в которых матрица из металла или сплава упрочняется искусственно введенными мелкодисперсными частицами размером менее О,! мкм в количестве 0,1-15 56 (об.). В качестве упрочняющей фазы используют дисперсные частицы оксидов, карбидов, нитридов, боридов и других тугоплавкик соединений. Смеси порошков получают механическим или химическим смешиванием, поверхностным или внугренним окислением, разложением смеси солей, водородным восстановлением или химическим осаждением из растворов. 332 А С о, Оа. сне 200 300 400 500 230 140 110 70 210 130 95 65 190 120 80 60 При температурах 300-500 С ДКМ на основе алюминия превосходят по прочности все промышленные алюминиевые сплавы (табл.
5.98) и отличаются высокими характеристиками длительной прочности и ползучести (табл. 5.99). Табтща 5. 98 Махаммчаские свойства ДКМ иа асееве ваюмииия ааа а, Еая е, с с с'с дкм мпа мпа 10.5 5,5 2,5 САП-! 290-310 180-190 140-150 100 7-9 4-6 3-4 2,0 18МЬ-895 20 250 350 500 20 300 400 500 215 120 100 85 310 150 110 90 20 250 350 500 230 7,0 3,5 2,0 САП-2 320 190 150 100 4,0 3,0 2,0 1,0 20 300 400 500 265 155 120 105 380 175 !30 105 7,5 7,0 А!+ ! %С 20 400 260 110-! 20 20 250 350 500 340 400 240 190 130 3,0 САП-3 3.5 45 А1+24АС 1,5 1,0 20 400 360 145-160 4.2 4,5 1,0 20 400 430 450 145-160 А1+ 3 46 С А1+ 4%С !БЫЬ-930 20 300 400 500 250 110 85 70 175 95 75 65 14,5 8,5 20 400 3,5 40 470 150- 175 А1+ 5%С 20 400 3,5 2,0 520 !80-200 333 После формования и спеканиа проводвт горячую пластическую деформацию с целью получемня плотного, беспористого полуфабриката (лемт, полос, профмлей и т.
д). Дисперсно-упречменные кемпозицменные материалы на осиеве алюминия. Наиболее распространенными соединениями, применяемыми в качестве упрочняющей фазы в дисперсно-упрочненных композиционных материалах (ДКМ) на основе алюминия н его сплавов, являются оксиды. Наибольшее распространение получили трн марки ДКМ на основе алюминию САП-!, САП-2 и САП-З, отличающиеся концентрацией оксидов (6-9, 9-13 н 13-17 % А!10!). Зарубежными аналогами САП-1, САП-2 и САП-3 являются !ЗМЬ-930, !8МЬ-895 и !ЗМЬ-865 соответственно. Наряду с материалами типа САП разработаны ДКМ на основе системы А!-С, упрочняющей фазой в которых служит карбид алюминия А14Сз [14). Увеличение содержания А!!О! и А!4Сз в зтих материалах приводит к повышению прочности и снижению пластичности ДКМ. Пределы длительной прочностм ДКМ А!+3 % С при различных температурах приведены ниже, МПа: Таблица 5 99.
Проколы ялнтааьион прочности а пелзучестн ДКМ иа есаеае алюминия, МПа Поставляют ДКМ на основе алюминия в виде листов, полос. профилей, прутков, проволоки и штамповок. Дисперсно-упрочиеииые компвзициоииые материалы иа основе бериллня. Наиболее эффективными упрочнителями бериллня являются оксид ВеО и карбид ВезС. Временное сопротивление ДКМ на основе бериллия повышается с увеличением содержания ВеО; при этом эффективность упрочнения растет с увеличением температуры (табл. 5.100).
Таблица 5. 100. Механические саенстаа ДКМ аа основе бернллиа Сопротивление ползучестн и длительная прочность ДКМ. упрочненных оксндом ВеО, при повышенных температурах сравнительно невелики. Применение карбида бернллия ВезС в качестве упрочняюшей фазы позволяет повысить 100-часовую прочность бериллня при 650 С в 3 раза. а при 730 С вЂ” более чем в 5 раз (291. Ниже приведены пределы длительной прочности бериллия (числитель) и ДКМ Ве+ 2,5 % (об.) ВезС (знаменатель), МПа: 650 С 730 С 4бПО 30/55 14/40 14/45 9/35 Ф25 и, п~о . пюо 334 Благодаря высокому коэффициенту рассеяния нейтронов, высокому модулю упругости н низкой плотности ДКМ на основе бернллия является перспективным материалом в реакторостроении, а также в качестве армнрующих элементов в композиционных материалах с повышенным удельным модулем упругости.
Дисперсию-упрочиеимые композиционные материалы иа осколе магнии. Нсзначкгельнаа растворимость кислорода в магнии дает возможность упрочнять его оксидами. Наибольший эффект достигается при введении оксида магния МКО в количестве до 1 % (об.). Дальнейшее повышение содержания МяО практически не меняет временное сопротивление ДКМ, но существенно снюкаст его пластичность (табл. 5.101). Табяаяа 5. 101. Мехааачеекае еаейстаа ДКМ аа есаеве магния ДКМ на основе магниа обладают низкой плотностью, высокой длительной прочностью и высоким сопротивлением ползучести при нагреве. Ниже приведены предел длительной прочности и скорость ползучести т„ДКМ Мй + 1 % (об.) МВО при 450 С и 500 С: 450 С 500 С !О а,м, МПа з ' %1ч 0,9160 ' В числителе — пра о 5 МПа, в знаменателе — при о=10 МПа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
