справочник (550668), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Применение этих материалов ограничено низкой коррознонной стойкостью в морской воде, а также на воздухе прн температурах выше 400 С. Наиболее перспективно применение ДКМ на основе магния в авиации, ракетной и ядерной технике в качестве конструкционного материала деталей несущих и корпусных изделий минимальной массы и повышенной прочности. Дисиерсме-уарочиемиые комиозициеииые материалы иа основе никели.
В качестве упрочняющей фазы в ДКМ на основе никеля и его сплавов используют окснды Т!зОз и НЮз. Оксид торил ТлОз в количестве до 2 % (об.) наиболее эффективен для упрочнения никеля и нихрома (ДКМ ВДУ-1, ТД-никель, Пб-никель, ТП-ннхром). Из-за токсичности ТлОз его часто заменяют оксидом гафния НЮз в ДКМ ВДУ-2 (Н! + 2 % (об.) НЮз), что приводит к существенному снижению жаропрочности.
ДКМ на основе никеля предназначены в основном длл работы при температурах выше 1000 С. Характеристики длительной прочности (табл. 5.102) при этих температурах выше у ДКМ с матрицей из нелегированного никеля, однако до 800 С более высоким временным сопротивлемием обладают ДКМ на основе никелевых сплавов типа Т!3-махром (Н! + 20 % Сг, упрочненный 2 % (об.) ТпОз) (табл. 5.103). Тоблияа 5. 102 Прааелы длительной прочности ДКЪ4 аа есаеае накала, МПа При не чан из. В еслятеле -лая листов, в знаменателе -для прутков. 335 Тсйвца 5.
103. Механические свейства ДКМ на асееве ннкелв н его силаева с'с 390-4!О 260-270 210-230 150-160 ПО-1ЗО 1ОО-1Ю 540-570 350-370 гво-зоо 200-220 140-160 ПО-1ЗО 20-24 21-24 21-24 12-18 Ю-1З 7-9 70-75 ВДУ-1 2О 400 600 воо 1000 1200 40-60 25-35 20-25 15-20 300-350 180-200 120-140 95-100 80-85 75-78 20-24 21-24 П-1В ю-и в-ю 7-9 70-75 40-50 25-35 25-30 20-25 15-Ю 450-500 220-250 ! 40-160 Ю5-ПО 95-100 80-85 ВДУ-2 го 500 воо 1 000 1 100 1200 440-460 ЗВО-З9О 250-260 200-220 1Ю-ПО 85-90 75-80 ВОО-В5О 650-700 480-500 240-260 130-140 95-105 80-90 2О 400 600 воо 1 000 1 100 1 200 25 2О 2З зо 25 25 15 18-19 18-19 20-23 20-22 15-16 14-15 1О-П Т0-явхром 336 ДКМ на основе никеля н его сплавов применяют главным образом в авиационной и космической техннке для нзготовлення лопаток газовых турбин, камер сгорання, тепло- защитных панелей, а также сосудов н трубопроводов, работающих прн высоких температурах в агрессивных средах.
Дисперсно-унрочненные немпознцнонные материалы на есневе кобальта ДКМ на основе кобальта н его сплавов с хромом, молнбдсном н вольфрамом упрочняют оксидом торна ТЬОз, содержание которого находится в пределах 2-4 56 (об.). Прн температурах ниже температуры полнморфного превращения (470 С) ДКМ аа основе кобальта имеют более высокое временное сопротнвленне н меньшую пластичность, чем ДКМ на основе никеля. Прн высоких температурах свойства кобальтовых в никелевых ДКМ отличаются незначительно.
Введение небольших добавок цирконня в кобальтовую матрицу повышает пластичность, временное сопротшшенне н предел длительной прочности (табл. 5.104, 5.105). Прн легнрованнн хромом н никелем существенно возрастает жаростойкость кобальта, что позволяет использовать ДКМ на его основе при температурах до! 100 С. Тавенча 5.10Ц Мехаивчсскве свойства ДКМ иа есиеве кевальта Оиоичацие амба. 5Л04 ДКМ на основе кобальта и его сплавов применяют для изготовления лопаток газовых турбин авиационных двигателей, а также деталей, работающих прн повышенных температурах в парах ртути. Дисперсно-упрочиеииые цомпезициоииые материалы иа основе *рема. Для упрочнения хрома и его сплавов используют окснд магния МКО нли окснд торна ТЬОп ДКМ на основе сплава Сг + 0,5 Т1, упрочненный б 44 (об.) МКО, называется хром -30; на основе сплава Сг+ 2,5 ч'+ 0,5 01, упрочненный 3 М (об.) МКΠ— хром — 90, а нв основе Сг+ 2,5 Ч + 1 01 + 0,5 Т1 + 2 Тв + 0,5 С, упрочненный 3 % (об.) МКΠ— хром — 90 8.
Основное назначение ДКМ на основе хрома — конструкцнонный материал дял детелей, работающих при высоких температурах в окнслнтельной среде (табл. 5.106). Табаева 5.! 06 Меквивческме свойства ДКМ крем-30 Таблица 5.!05. Прелел ллвтельвей пречве- ств )ПчМ ив есвеве кебальп Высокая эрозионная стойкость зтнх ДКМ под действием мощных тепловых потоков делает их перспективными материалами для сопл плазмотронов. Пределы длительной прочности трех ДКМ на основе хрома приведены ниже, МПа: 930 С 980 С 1090 С Хр -30 .
Хром-90 Хром-908 17,5 35 25 56 17,5 195 56 337 5.5.3. Эвтектические композиционные материалы Эвтекпозескнмн композиционными матерналамн (ЭКМ) называются сплавы эвтектнческого нлн близкого к нему состава, в которых упрочнающей фазой служат орнекшрованные кристаллы, образующиеся в процессе направленной крнсталлнзацнн. Методы, прнменяемые длл направленной крнсталлнзацнн эвтектнческнх сплавов (аналогнчные методам получення монокрнсталлов: Брнджмена, Чохрааьского, зонной плавки), должны обеспечивать плоский фронт кристаллизации — поверхность раздела между жндкой н твердыми фазами н однонаправленный отвод теплоты. В этом случае фазы эвтектнкн крнсталлнзуются перпенднкулззрно к поверхности раздела н следуют за ней по мере перемещенна фронта крнсталлнзацнн, образуя ориентированные волокнлстые нлн пластннчатые крнстаялы.
Структура ЭКМ, создаваемая естественным путем, а не в результате искусственного введения армнрующей фазы в матрицу, обладает высокой прочностью, термнческой стабильностью до температур, близких к температуре плавления эвтектнкн, н лишена многих недостатков, связанных с хнмнческой совместимостью между матрнцей н упрочняющей фазой нскусственных компознцнонных матерналов.
Изделия нз ЭКМ получают за одну операцню, нсключая трудоемкие процессы изготовления врмнрующнх волокон, введенне н ориентацию нх в матрице. К недостаткам ЭКМ можно отнести повышенные требования к чистоте исходных матерналов, зависимость свойств от скорости процесса направленной крнстаалнзацнн и ограниченную возможность нзменення объемного содержання армнрующей фазы, которое определяется в основном дныраммой состояння системы. Выбор ЭКМ заключается в подборе матричной основы, которая удовлетворяет заданной плотности, температуре эксплуатации, коррознонной стойкости н другам свойствам эвтектнкн, обеспечнвающей необходнмую прочность.
Эвтектнчеснне компознцненные мвтаб ица5.108 мехаввчееннеевейства терналы на осневе алюмнннн. ЭКМ на ЭКМ на есвеве алюмяввя 1141 основе алюминия получают в основном методом направленной кристаллизации (методом Брнджмена). Прочность ЭКМ зависит от скоростн крнсталлнзацнн т, (табл. 5.107) н орнентацнн армнрующей фазы по отношению к направленню прнложення нагрузки. Влнянне угла орнепгацнн волокннстой фазы на механнческне свойства ЭКМ А1-А11КП характернзуют следующие данные (15]: е,зрел.... 0 25 45 90 о„МПа...
335 100 75 40 2.3 18,5 48 14 После закалки. 338 Угол ориентации пластннчатой фазы глюке влияет на прочносты~рн изгибе ЭКМ А1-С А1, (15]: 45 75 90 0 30" о,, МПа ЗЗО 230 195 145 140 0,4 1„5 1,5 0,2 0,15 ' Образец не разрушился. Таким образом наибольшаа прочность и минимальное удлинение наблюдаются прн растажении образцов ЭКМ А1-А1з% вдоль волокон (О = 0 ), а минимальнал прочность и максимальное удлинение — под углом 45 . В ЭКМ А1 — СнА!з с пластинчатой формой армирующей фазы СиА17 максимальный прогиб~ р при ориентации пластинок под углом 30-45 . Существенным недостатком пластннчатой эвтектнки А1-СоА17 ведается большев хрупкость при нспытанилх на ударную вазкость. При повышенных температурах ЭКМ на основе алюминии достаточно хорошо сохраняют прочность на разрыв; при этом, начинал с 227 С, у ЭКМ А1-СвА!з многократно возрастает относительное удлинение.
Механические свойства ЭКМ А1-А13% (числитель) н А1-СиА1з (знаменатель) при повышенных температурах приведены ниже [151: 20 100 200 300 400 500 322 гж ж 3йй ' И~ Л 270 270 220 120 70 30 2,3 0,7 3-6 6-8 50 110 185 а„МПа 6 54 339 Кроме того, ЭКМ А! — А17% и А1-СнА!з обладают высокой стабильностью структуры при повышенных температурах. Волокна А!з% не укорачиваются и не подвергаются сфероидизации при ншреве до 611 С. ЭКМ на основе алюминиа обрабатываются холодной пластической деформацией и хорошо свариваются методом диффузионной сварки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
