Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 58
Текст из файла (страница 58)
-196 -70 20 200 250 300 350 о„МПв.... 539-608 42! 4! 1-460 304 254 186 166 с'о~, МПв... 470-490 264-284 264-294 205 176 127 78 б,%...... 1,5-3 )4-)8 11-18 12 13 16 8 Пределы ползучести и длительной прочности образцов, вырезанных в продольном направлении из прессованного прутка диаметром ЗО мм из сплава АБМ с ЗО % Ве (без термообработки), приведены ниже, МПа 115]: 150 С 250 С оа.гпео Пр н м еч вн н е. Образцы, въуезвнные нз листов толщиной 1,5 мм в поперечном направлении, имеют при 200 С ов, 156 МПв н пел,г0 88 МПв.
326 а„-МПв 81е» % )86 )07 20 150 200 250 460 470 465 465 21 24 17,5 15 300 С 350 С 68 44 29 Тсппофтоичсские свойстзасплавов АБМ с 30% н 70% Ве предспалсны в табл.5.93,5.94. Табанца 5.93. Теплефизические свойства Таблнца 5.94. Тенлернзичаские свейства нрессеваннеге прутка из сплава АБМ с 70 % Ве в петермеебребетнпнем ееетеяпии !Ы1 прессеваинеге прутка из сплава АБМ с 30% Ве в етакженнем сеетеянии !Щ Примечания: 1. Зпаченияа нриведены е лля интервала от 20 С до температуры испытания. 2. Сплав АБМ с 70 % Ве имеет 7 2„01 ...
2,06 тlм, Е=! 96...225 ГПа. Примечание. Значения а приведены для интервала от 20 С до температуры нс- Механические свойства прессованного нетермообработанного прутка из сплава АБМ с 70 % Ве в зависимости от температуры испытания приведены ниже (15]: т,'С... а„МПа . сея, МПа % 20 509-549 353-402 7-12 200 362-4! 1 304-343 10-12 400 166-215 137-! 36 3-11 300 294-313 264-234 10-! 7 500 137-147 !! 7-127 2-3 П р име ч а н и е. Направление вырезки образца продольное. Таблица 5.95. Влияние легирукииня элементев на пречнесть бериллиевых силване, пелучеииых герячнм ирессеваиием таким образом, предварительные длительные нагревы до 500 С мало влияют на прочносп сплавов АБМ при повышенных температурах Испьттатппт показыввтот одно" легнрующнв содернанне, временное снижение прочности и относи элемент эь(мае.) и Мпа , тельного удлинения.
170-250 В отличие от двойных А! — Ве сплавов, Со 3,2 410 из которых полуфабрикаты изготавливают 5 435 спсканием н прсссованнем из порошков, спла- Ре 2 400 вы АБМ получают также литьем, а слитки 3 415 подвергают обработке давлением. Постввля- % ют их в виде деформированных и отожженных !О 360 ; полуфабрикатов (т, = 350...400 С). Эги Си 1 270 сплавы хорошо свариваются, и поэтому ре- 5 330 комендуются для сварных конструкций. 1О 370 Мо Лсгирование бериллия элементами, рас- % 2 260 ширяющимн температурную область пластич, ной высокотемпературной модификации Вер, увеличивает диапазон горячей обрабопси : давлением.
Эти элементы (М, Со, Си и др.) повышают прочность (табл. 5.95) и снижают пластичносп при 20 С бсриллиевых сплавов. Хорошей стабильностью прочностных характеристик обладают материалы, представляющие собой интерметаллидные соединения бериллия с переходными металлами (Та, ХЬ, Ег и др.), так называемые бериллиды. Они имеют высокую температуру плавления (- 2000 С), высокую твердость (500 — 1 000 НЧ), жесткость (Е = ЗОΠ— 350 ГПа) прн 3 относительно низкой плотности (2,7-5 т/м ). Состав и свойства бериллидов цирконий, ниобия и тантала представлены в табл, 5.96.
Таблица 5.96. Сестаа м свойства бермллмлев имркеммм, ммебмн м тантала )20) ЕсВе12 (45„6 'Ь Вс) 2свв12 1462Вс17 ! 111Вс12 (56,3%Во) (45,3%Во) (54,0%Во) Та Вен (29,734В ) ТаВсп (37,6 %Ве) Свойство Ромбоэд- ричюская Р боэд- Тор рнческая Йэльйая Ромбоэл- рнческм Тнп кристаллической ре- шетки Т р нальнм Параметры решетки, нм: а 0,7548 1,0067 0,5559 с2 $284' 0,7376 0,7388 0,7334 1,0997 1,457 0,4258 0,57 1,074 1,458 0,4267 0,582 с/а Плотность 7, т1м 3 3,28 Температура плавлений, С ! 980 1927 1750 1650 1988 Твердость НЧО,1 1300 1000 ! ООО !!20 720 о при изгибе, МПа, прис, С: 20 175 280 246 175 260 175 134 134 ИЗ 217 264 115 2!О 393 246 217 302 182 1370 1510 Ь прн изгибе, '/, прис, С: 20 1370 1510 0,1 0,3 1,1 0,1 0,5 О,! 0,1 0,1 0,25 0,6 2,0 7,0 1,0 2,2 2,6 5,0 1,1 2,6 о, прн сжатии, МПа, прн с, С: 20 1330 1050 490 1400 9!О 560 1050 ! 330 871 1370 335 140 70 330 140 70 33! 175 330 175 189 238 70 350 140 70 Недостатком бериллидов является высокая хрупкость.
Из них изготавливают методом порошковой технологии мелкие несложные по форме детали для гироскопов и систем управления. 328 Е,ГПа,прис, С: 20 1370 1510 5.4З. Бернллнды тантала, ннебни, ннркеннн Композиционные материалы (КМ) — это материалы, состоящие из двух или более компонентов (отдельных волокон или других наполнителей и связующей их матрицы) и обладающие специфическими свойствами, отличными от свойств составляющих их компонентов. Компоненты не должны растворяться друг в друге или образовывать химические соединения на границе раздела наполнитель — матрица, т.е. должны быль совместимы при изготовлении и эксплуатации КМ.
Свойства КМ нельзя определить только по свойствам компонентов, без учета их взаимодействия. Из КМ можно создавать элементы конструкций с заранее заданными свойствами. Классифицируют КМ по следующим основным признакам: материалу матрицы и армирующнх элементов, геометрическим размерам компонентов, структуре и расположению компонентов, методу изготовления. Иногда КМ разделяют по назначению, но, так как одни и те же КМ могут иметь различное назначение, этот принцип классификации используют редко.
5.5.1. Пелимериые кемиозиииеииые материалы Полимерными композиционными материалами (ПКМ) называются КМ, матрицей которых является полимер или связующее на его основе. Для большинства ПКМ харак- терны низкая плотность, высокая удельная прочносп и жесткость, химическая и радиационная стойкость, а также стабильные электрические свойства в определенном интервале температур.
Верхняя граница температурного интервала определяется потерей теплостойкости, нижняя — появлением хрупкости. 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, теплостойкосп конструкций. В табл. 5.97 приведены свойства полиэтилена, полилропнлена и политетрафторэтилена, обладающих невысоким временным сопротивлением, но очень высокой пластичностью, объединяющей их в одну группу.
В зависимости от метода полимеризацни различают полиэтилен высокого и низкого давления. Полиэтилен низкого давления имеет более высокую прочность, теплостойкость н химическую стойкость, Полипропилен отличается высокой стойкостью к многократным изгибам и износостойкостью; он менее подвержен растрескиванию под действием агрессивных сред. Температура перехода в хрупкое состояние полиэтилена о о О о ' находится в интервале -75 С ... -220 С, полипропилена — 7 С ... — 15 С.
Политетрафторэтилен (фторопласт) обладает низким коэффициентом трения; он наиболее химически стоек из всех полимеров, имеет повышенную термостойкость, хладостоек. Общие недостатки полимеров данной группы: невысокая теплостойкость, ползу- честь под действием нагрузки и зависимость механических свойств от температуры, ' длительности нагружения и скорости деформнрования. Еще одну группу образуют полимеры, успешно конкурирующие с металлами при изготовлении деталей конструкций повышенной жесткости и коррозионной стойкости ' (см, табл. 5.97). 329 ОФ !' СЧ !Ч ! 1 ! И И Ю 1 О 1 ! ЕЧ р Ю ! ! м З ЕЧ ЕЧ $ ю о ФЧ р вч м 1 Ю м" 1 ! 1 ч!' м "в~м 8 1 Ю Ю фч 1 'Ф ю 00 ! '4) Ю ЧЪ 1 Ю ФЧ ~4 ! Я! СЧ ~ф ~ Я ЮЧ р 8 ~О юч ~ч юч е! сч~ еч м м м 1 1 1 о о„о м м м 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 этом полистирол — хрупкий полимер, склонный к старению. Полиметиленоксид — горючий нетоксичный материал с высоким сопротивлением усталости при динамических знакопеременных нагрузках; обладает высокой износостойкостью и низкой ползуче- стью. Полиэтилентерефталат (лавсан) отличается низкой гнгроскопичностью, низким коэффициентом трения, стабильностью свойств. Он устойчив к действию слабых кислот, эфиров, масел и жиров; не стоек в концентрированных кислотах н щелочах.
Поликарбонат имеет стабильные механические свойства в интервале — 150 С ... 200 С, обладает низкой гигроскопичностью, сгабильноспю размеров и малой склонностью к ползучести под нагрузкой. Полиакрнлат огнестоек, устойчив к длительному действию о разбавленных кислот, нзносостоек при температурах до 130 С.
Перспективен конструкционный полимер — полиоксибензоат, обладающий термостойкосп ю до 500 С, низким влагопоглощением, высокой износостойкосп ю и коррозионной стойкостью. Высоким временным сопротивлением (120 — 140 МПа), высокими пластичностью и сопротивлением усталости, низкой ползучесп ю под нагрузкой обладают полннмид и полиамид (см. табл. 5.97). Полинмид в зависимости от строения главной полимерной цепи может быть линейным или трехмерным, а по строению мономерного звена — аянфатическим, алициклическим или ароматическим. Наибольшее применение получил ароматический линейный полиимид. Полиимидные преес-порошки ПМ вЂ” 67, ПМ вЂ” 69 (Россия); 2080, Р13И, ИŠ— 150 (США); кайнол (Франция) перерабатывают в изделия методом прямого или горячего прессования, литьем под давлением.
Изделия из полиимида отличаются высокой стабильностью размеров, термостойкостью до 300 С, низким коэффициентом трения и низкой ползучестью под нагрузкой. Полиамид, как и полиимид, может быть алифатическим (капролон, найлон-6) и ароматическим 1фенилон П, феннлон С1, фенилон С2 (Россия); номекс (США) н др.1. Для алифатического полиамида характерны высокое сопротивление усталости, истиранию и ударным нагрузкам, низкая гигроскопичность.
Ароматический полиамнд, имея резко выраженную температуру плавления, обладает стабильностью свойств при повышенных температурах. Он устойчив к действию органических растворителей, но раство- $,$.2, Диепереио-уирочиеииые композиииоииые материалы Материалы данного типа относятся к классу порошковых, в которых матрица из металла или сплава упрочняется искусственно введенными мелкодисперсными частицами размером менее 0,1 мкм в количестве 0,1 — 15 % (об.).
В качестве упрочняющей фазы используют дисперсные частицы оксидов, карбидов, нитрндов, борндов и других тугоплавких соединений. Смеси порошков получают механическим или химическим смешиванием, поверхностным илн внутренним окислением, разложением смеси солей, водородным восста- новлением или химическим осаждением из растворов. 332 После формованил и спекания проводят горячую пластическую деформацию с целью получения плотного, беспористого полуфабриката (лент, полос, профилей и т. д). ЗОО 140 130 120 500 70 65 60 При температурах 300-500 С ДКМ на основе алюминии превосходят по прочности все промышленные алюминиевые сплавы (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
