Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 59
Текст из файла (страница 59)
5.98) и отличаются высокими характеристиками длительной прочности н ползучести (табл. 5,99). Таблица 5.98. Механические евейетва ДКМ на есневе алюминия »02 ав Е0,2 МПа МПа 290-3 1О ! 80-!90 140-150 100 20 250 350 500 7-9 4-6 3-4 2,0 САП-1 18М$.-395 20 300 400 500 215 120 100 35 310 150 110 90 !0,5 5,5 2,5 САП-2 18М$.-865 20 250 350 500 230 320 190 150 100 4,0 3,0 2,0 1,0 265 155 !20 105 20 300 400 500 380 175 130 105 7,0 3,5 2,0 А!+ 1%С 20 400 260 400 240 !90 !ЗО САП-3 20 250 350 500 340 3,0 1,5 $,0 1,0 110-! 20 7,0 А1+2е~ С 360 145-! 60 3,5 4,5 20 400 430 450 145-!60 4,2 4,5 А!+ 3%С !АМ!.-930 175 95 75 65 250 110 85 70 14,5 3,5 4,5 А!+4%С 20 400 470 150-175 3,5 40 А1+ 5%С 520 180-200 3,5 2,0 333 Дисперсно-упрочнениые композиционные материалы иа осневе алюминия.
Наиболее распространенными соединениями, применяемыми в качестве упрочняющей фазы в дисперсно-упрочненных композиционных материалах (ДКМ) на основе алюминия и его сплавов, являются оксиды. Наибольшее распространение получили три марки ДКМ на основе алюминия: САП-1, САП-2 и САП-З, отличающиеся концентрацией оксидов (6-9, 9-13 и 13-17 % А120з). Зарубежными аналогами САП-1, САП-2 и САП-3 являются БМ$.-930, 18М$.-895 и !ЗА-865 соответственно.
Наряду с материалами типа САП разработаны ДКМ на основе системы А1 — С, упрочняющей фазой в которых служит карбид алюминия А14Сз 1141. Увеличение содержания А120з и А!4СЗ в этих материалах приводит к повышению прочности и снижению пластичности ДКМ. Пределы длительной прочности ДКМ А!+3 % С при различных температурах приведены ниже, МПа: »,С.......... 200 400 е» ........... 230 !10 Е»0 95 »2»00 .......... !90 80 Таблица 5.99. Пределы ллнтсльней пречнестн и пелзучсстн ДКМ ив есиеве алюминия, МПя Поставляют ДКМ на основе алюминия в виде листов, полос, профилей, прутков, проволоки и штамповок. Дисперсно-упрочнеиные комнезипнонные материалы на основе бернллия. Наиболее эффективными упрочнителями бериллия являются оксид ВеО и карбид Ве2С.
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 свействв ДКМ нв есиеве бериллия Сопротивление ползучести и длительная прочность ДКМ, упрочнеиных оксндом ВеО, при повышенных температурах сравнительно невелики. Применение карбида бериллия ВезС в качестве упрочняющей фазы позволяет повысить 100-часовую прочность бериллия при 650 С в 3 раза, в при 730 С вЂ” более чем в 5 раз (291. Ниже приведены пределы длительной прочности бернллия (числитель) и ДКМ Ве+ 2,5 % (об.) ВезС (знаменатель), МПа: 650 С 730 С 4Ы70 30/55 1Ф40 14И5 9/35 4/25 ою.
©'1оо Благодаря высокому коэффициенту рассеяния нейтронов„высокому модулю упругости и низкой плотности ДКМ на основе бериллия является перспективным материа- 334 лом в реакторостроении„а также в качестве армирующих элементов в композиционных материалах с повышенным удельным модулем упругости. Дисперсно-упрочиеииые композиционные материалы иа основе магния. Незначительная растворимость кислорода в магнии дает возможность упрочнять его оксидами.
Наибольший эффект достигается при введении оксида магниа МяО в количестве до 1 % (об.). Дальнейшее повышение содержания МяО практически не меняет временное сопротивление ДКМ, но существенно снижает его пластичность (табл. 5.101). о,ее, МПа ч„, %/ч ' В числителе — прн о=5 МПа, а знаменателе — нри о= Ю МПа. Применение этих материалов ограничено низкой коррозионной стойкостью в морю ской воде, а также на воздухе при 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. Дисперсно-упрочиеииые композиционные материалы иа основе пикеля. В качеетве упрочняющей фазы в ДКМ на основе никеля и его сплавов используют оксиды ТЬО2 и НЮз. Оксид торня ТЬО2 в количестве до 2 % (об.) наиболее эффективен для упрочнения никеля и нихрома (ДКМ ВДУ-1, ТД-никель, 138-никель, Т0-нихром).
Из-за токсичности ТЬОз его часто заменяют оксидом гафння НЮз в ДКМ ВДУ-2 (% + 2 % (об.) НЮ2), что приводит к существенному снижению жвропрочности. ДКМ на основе никеля предназначены в основном для работы при температурах выше 1000 С. характеристики длительной прочности (табл. 5.102) при этих температуо рах выше у ДКМ с матрицей из нелегированного никеля, однако до 300 С более высоким временным сопротивлением обладают ДКМ на основе никелевых сплавов типа Т0-нихром ~М + 20 % Сг, упрочненный 2 % (об.) ТЬОз) (табл.
5.103). Таблица 5.102. Пределы длнтельней прочности ДКМ на основе никеля, МПа Примечание. В числителе-для листов, а знаменателе-дла прутков. 335 ДКМ на основе магния обладают низкой плотностью, высокой длительной прочностью и высоким сопротивлением ползучести при нагреве. Ниже приведены предел длительной прочности и скорость ползучести ма ДКМ Мя+ 1 % (об.) МяО при 450 С и 500 С: 450 С 500 С Ю 0,9/60 8/300 Таблица 5.103.
Механические свействя ДКМ ия есиеве никеля и еге свлявев ь'с 390-410 260-270 2Ю-230 150-160 120-130 100-110 540-570 350-370 2ВО-ЗОО 200-220 140-160 120-130 20-24 21-24 21-24 12-13 Ю-13 7-9 го 400 600 воо 1000 аоо 70-75 ВДУ-1 40-60 25-35 20-25 15-20 300-350 130-200 ао-ио 95-100 ВО-35 75-73 20-24 21-24 а-1в Ю-1З В-1О 7-9 450-500 220-250 140-160 105-120 95-100 80-35 70-75 40-50 25-35 25-30 20-25 15-20 20 500 воо 1000 !! 00 1200 вду-г 440-460 ЗВО-З9О 250-260 200-220 1ю-ао 85-90 75-30 Воо-В50 650-700 480-500 240-260 1ЗО-ИО 95- Ю5 80-90 2О 400 600 300 1 ООО ! 100 1200 25 2О 23 30 25 25 Т0-иихром 18-19 13-19 20-23 20-22 15-16 14-15 10-12 336 ДКМ на основе никеля н его сплавов применяют главным образом в авиационной и космической технике для изготовления лопаток газовых турбин, камер сгорания, тепло- защитных панелей, а также сосудов и трубопроводов, работающих прн высоких температурах в агрессивных средах.
Дисперсно-уиречиеииые иемиазнциеиные материалы иа ееиеве кебальта. ДКМ на основе кобальта н его сплавов с хромом, молибденом и вольфрамом упрочняют оксидом торна ТЬОз, содержание которого находится в пределах 2 — 4 % (об,), При температурах ниже температуры полиморфного превращения (470 С) ДКМ иа основе кобальта имеют более высокое временное сопротивление и меньшую пластичность, чем ДКМ на основе никеля. При высоких температурах свойства кобальтовых и никелевых ДКМ отличаются незначительно. Введение небольших добавок циркония в кобальтовую матрицу повышает пластичность, временное сопротивление и предел длительной прочности (табл.
5.104, 5.105). Прн легнрованин хромом н никелем существенно возрастает жаростойкость кобальта, что позволяет использовать ДКМ на его основе при температурах до 1100 С. Таблица 5. 1О4. Механические свойства ДКМ ня есиеве кебяльтя Окончание табл. 5. 104 ДКМ на основе кобальта и его сплавов применяют для изготовления лопаток газовых турбин авиационных двигателей, а также деталей, работающих при повышенных Тайна~а 5 106. Мехвиичссиие свойства ДКМ хром-30 Табло 5.105.
Предел длительной ирвчие- сти ДКМ иа основе кобальта Высокая зрозионная 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 1 090 С 35 25 П,5 Хром-30 56 !75 Хром-90 Хр -90В 195 56 337 температурах в парах ртути.
Дисперсно-упречиеиные композиционные материалы иа есиеве хрома. Для упрочнения хрома и его сплавов используют оксид магния МиО или оксид тория ТЬОз. ДКМ на основе сплава Сг+ 0,5 Т1, упрочненный б % (об.) МцО, называется хром — 30; на основе сплава Сг + 2,5 Ч + 0,5 Я, упрочненный 3 % (об.) ̮Π— хром — 90, а на основе Сг+ 2,5 У + 1 Я + 0,5 Т1 + 2 Та+ 0,5 С, упрочненный 3 % (об.) МцΠ— хром — 90 8.
Основное назначение ДКМ на основе хрома — конструкционный материал для деталей, работающих при высоких температурах в окислительной среде (табл. 5.106). Эвтектическими композиционными материалами (ЭКМ) называются сплавы эвтектического или близкого к нему состава, в которых упрочняющей фазой служат ориентированные кристаллы, образующиеся в процессе направленной кристаллизации. Методы, применяемые для направленной кристаллизации эвтектических сплавов (аналогичные методам получения монокристаллов: Бриджмена, Чохраньского, зонной плавки), должны обеспечивать плоский фронт кристаллизации — поверхность раздела между жидкой и твердыми фазами и однонаправленный отвод теплоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
