Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 74
Текст из файла (страница 74)
417 Существенно повышает температуру рекристаллизации вольфрама и его жаропрочные свойства, стабилизирует структуру легирование дисперсными частицами ТЬ02 (табл. 6.68). Таблица 6.6В. Времеииее сеиретивлеиве вельфрамевых силввев, иелучвемы* верешкевей техиеле~ ией [17] Перспективными оказались сплавы вольфрама с добавками циркония, гафния, ниобия, бора и углерода. Временное сопротивление этих сплавов в 3 — 5 раз превышает временное сопротивление иелегнрованного вольфрама и достигает 548 МПа при 1699 С, 148 МПа при 2482 С и 46 МПа при 2760 С.
Сплавы ив основе молибдена. При разработке жаропрочных сплавов на основе молибдена преследуют в основном две цели: улучшить характеристики жаропрочности и повысить низкотемпературную и технологическую пластичность. В большинстве случаев (за исключением сплавов, легированных рением), увеличение содержания легирующих элементов, повышающих жаропрочность (%, С и др.), приводит к заметному снижению характеристик пластичности. Механические свойства наиболее распространенных сплавов на основе молибдена представлены в табл. 6.69.
Жаропрочные сплавы на основе молибдена можно разделить на три основные группы. 1. Низкоуглеродистые (0„004-0,05 % С) низколегированные (0,07-0,5 % Т1 или Ег) сплавы молибдена. В эту группу могут быть включены сплавы Мо + 0,5Т1, ТЕМ, ЦМ-2А, ВМ-1 и ВМ-2. Эти сплавы характеризуются хорошими технологическими свойствами. Из них изготовляют ленты, полосы и другие полуфабрикаты в соответствии с техническими условиями 117]. 2.
Низколегированные высокоуглеродистые (до 0,25-0,5 % С) сплавы молибдена. По сравнению со сплавами первой группы они обладают более высокой жаропрочностью, в них несколько увеличено содержание тантала и циркония (до 0,5 %). Упрочнение достигается в основном благодаря процессам карбидообразования. Представителями этой группы являются сплавы ТЕС и ВМ-3. Применение высокоуглеродистых сплавов осложняется их плохой технолотшностью, высокой температурой перехода в хрупкое состояние.
3. Высоколегированные молибденовые сплавы. Эти сплавы имеют высокие жаропрочные свойства и могут длительное время работать при температурах до 2000 С. Сплавы с 25-50 % % могут работать при температурах 1500 — 2500 С. Хорошим соч~ танием прочностных и технологических свойств обладает сплав, легированный 47-50 % Ке. Этот сплав выпускают по техническим условиям в виде проволоки, ленты, полосы [17]. Порог хрупкости сплава МР-47ВП ниже -247 С. 4!8 Таблица 6.69. Временное сеиретивленне некеторых отечественных н зарубеииых сплавев на основе молибдена $17) Вид полуфаб- риккгз а„МПа а„МПа 20 20 982 ! 093 1205 1315 470 555 492 130-218 '$"г.М (0,5 Т1; 0,1-0,03 Ег; 0,02-0,015 С) 20 982 1093 1306 970 945 630 410 340 540 513 375 Пругок 24 982 ! 093 1315 1320 1649 350 100 400 800 1200 1600 1200 340 350 140 1093 1205 Лист 450 350 1315 275 ЦМ-2А (0,07-0,3 Т$; 0,07-0,15 Хг; 0,004 С» ВМ-1 (до 0,4 Т$; 0,03-0,25 Ег, <О,О! С;до0,6$$Ь) 800/820 500/510 Лист/пруток ! 000 1200 1500 1800 420/400 340/343 140/137 100/100 ВМ-2 (до 0,2 Т$; 0,25-0,40 Ег, 0,02 С; до 0,2 ХЬ) Пругок 419 14' Мо+ 0,5 Т1 (0,5 Т1; 0,02-0,05 С) Лист 871 982 1093 ! 204 1350 1649 20 300 1000 1200 1500 $800 20 800 1000 ! 200 1400 1510 1800 2000 610 460 420 350 135 70 800 500 420 340 140 !00 750 570 520 450 295 160 90 30 20 ! ООО 1200 1500 1800 870 650 603 445 210 $7 Окончание табл.
6.6У Сплавы нв основе ннобня. Чистый ниобий, обладая высокой пластичностью и технологичностью, имеет ограниченную жаропрочность. Предел сточасовой длительной прочности при 1 100 и 1200 С составляет соответственно 50 и 30 МПа 1361. Легнрование существенным образом повышает жаропрочные свойства, но при этом снижаются ха- рактеристики пластичности и технологичность; Основами высокожаропрочных сплавов являются системы ХЬ-Мо, ХЬ- чч'- Мо при содержании до 10 — 20 % чч' и Мо.
Указанные основы дополнительно легируют пирконнем илн гафнием. Жаропрочные и окалиностойкие сплавы создают на основе системы ХЬ- чч'-Т1 или ИЬ-Мо-Т1 нри содержании до 20 % Мо или %' и до 10 % Т1. Еще одна группа сплавов с умеренно жаропрочными и достаточно технологичными свойствами— низколегированные ниобиевые сплавы, содержащие 1-7 % Хг или титан. Основные типы сплавов представлены в табл. 6.70. Таблица б. 70. Механические евейетва неиетерых етечествеиных и зарубежных нреныиыениых ниебневых силаева 117, Зб1 420 Окончание гнабе. 6.
70. е„МПа ВН-3 (4-5, 2 Мо; 0,8-2 Ег, 0,08-0,16 С) 16-20 Пруток 20 450 250-290 40-43 ВН-4 (8,5- Ю,5 Мо; ! -2 Ег, 0„25-0,40 С) 15 24 РН-6(4,5-6 Мо; 4,5-6 %; 1-!,5 Ег) 20 1200 1800 Р-48(15%,5Мо, 1 Ег, 0,1 С) Лист 25 )9 2) 0.43 (10 %", 1 Ег; 0,1 С) 20 ! 093 609 330 ! 205 !3!5 246 190 190 )3-31(Ю Мо; ЮТ); 0,1 С) Пруток Р-50()5%; 5 Мо;! Ег; 5Т1;0,05С) 350 245 147 28 35 35 Огоиаке нное Сплавы на основе тантала. Вследствие дефицитности тантала они находят применение в областях, не допускающих применение других материалов. Это прежде всего злектроннаа промышленность, медицина и химическая промышленность. В соответствии с ТУ 48-05-Г-139 — 71 выпускают сплавы тантала, содержащие 4-21 %% 117].
' В скобках указан состав сплава а % (мас.) (остальное МЬ). 20 1)ОО ! 200 1500 20 1100 1200 1320 1370 1483 20 ! !ОО 1200 1320 24 ! 095 1205 1315 8)0 700 550 )70 875 456 336 217 232 170 700 245 175 140 Тайссица 6. 71. Свейетвя ясяренречных медных енлявев !2, 5, 17, 28) с,'С Ос БрКд! БрЦр0,4 БрХ БрХЦр БрХВЦр БрНХК БрХНб МКБ БрМВТ БрМсО,З 441 490 20 245 4!2 392 833 490 800 650 580 147 314 363 323 274 382 300 617 676 !08 216 343 4Ю 539 78 137 245 360 4!2 245 о„МПа 157 392 363 412 44! 510 780 20 745 823 608 ббб 363 430 630 98 274 304 353 69 186 284 ЗИ 235 265 186 167 333 400 570 49 108 49 284 235 340 2Ю 490 235 20 хс % 20 10 22 !3 74 68 82 68 40 58 21 95 70 20 82 !2 10 100 422 К жаропрочным сплавам на основе меди в зависимости от области применения предъявляют различные, часто трудно совместимые в одном материале требования: высокую жаростойкость, электро- и теплопроводность, износостойкость при высоких температурах.
Это, как правило, сплавы меди, легированные небольшими присадками тугоплавких компонентов. Жаропрочные медные сплавы по составу нли типу обработки подразделяют на две группы: деформационно-упрочняемые н дисперснонно-твердеющие сплавы. Причем сплавы второй группы сущесгвенно превосходят по свойствам сплавы первой группы, особенно когда между закалкой и старением их подвергают холодной деформации. К первой группе относятся сплавы, например, систем Си-Ая, Си-Сд, Си — М8, ко второй — сплавы на основе систем Си-Сг, Си — Ег, Си — Ве. Режимы обрабонси, свойства и области применения сплавов приведены в табл.6.71, 2.72. Большинство жаропрочных медных сплавов — это сплавы на основе системы Си-Сг. Хромовые бронзы не склонны к коррозии под напряжением. Их жаростойкость в среднем на 15-20 % выше, чем у меди, а коррозионная стойкость в большинстве случаев аналогична коррозионной стойкости меди.
Обрабатываемость резанием большинства хромовых бронз составляет в среднем 20 % от обрабатываемости латуни ЛС63-3. 6.5. Радиационно-стойкие материалы При облучении потоками частиц (нейтронов, протонов, электронов, альфа-частиц, осколков делении) и жестким электромапыпым (гамма- и рентгеновским) излучением в материалах образуются структурные повреждения, называемые радиационными дефектами.
Переданная материалу твердых тел энергия частиц или излучения частично расходуется на разрыв межатомных связей. Для образования, например, простейшего радиационного дефекта — пары Френкеля (вакансии и междоузельного атома) необходима энергия 14-35 эВ, превышающая пороговую. При облучении материалов частицами с энергией порядка мегаэлектронвольта смещаемым атомам передается энергия, на порядки более высокая по сравнению с пороговой. Смещаемый атом ускоряется, а его кинетическая энергия расходуется на ионизацию атомов, расположенных вдоль траектории движения.
В результате образуется каскад радиационных дефектов. Частицы и излучения могут приводить к химическим и ядерным реакциям (включая реакции деления) в материале тел, а также появлению в структуре материалов самих бомбардирующих частиц (ионное внедрение), что вызывает появление примесей в материале, и являются второй причиной возникновения радиационных дефектов. Физические процессы, приводящие к образованию радиационных дефектов, составляют научную основу радиационного материаловедения, изучающего совокупность методов, позволяющих, во-первых, создать материалы (конструкционные, полимерные, полупроводниковые и др.), устойчивые к воздействию ядерных излучений и, во-вторых, придать этим материалам требуемые свойства путем их дозированного облучения.
Радиационные дефекты способны изменять объемные и поверхностные свойства материалов. Характер изменения свойств зависит от длины пробеге частицы илн излучения. К поверхностным дефектам приводит облучение электрозаряженными частицами и излучениями низких энергий; к объемным — облучение быстрыми нейтронами. 1 При взаимодействии быстрого нейтрона с металлическим или керамическим материалом большая часть его энергии передается атомам, смещающимся из узлов кристаллической решетки (пороговая энергия смещения атома составляет около 25 эВ).
В результате происходит образование дефектов кристаллов в виде вакансий и междоузлий. Начиная с определенного количества радиационных дефектов становятся заметными изменения механических, физических, химических и других свойств конструкционных металлических или керамических материалов. При взаимодействии быстрого нейтрона с органическим веществом большая часть его энергии идет на образование протонов отдачи, на ионнзацию атомов водорода или их возбуждение. Разрыв связей С-Н или С вЂ” С является следствием облучения. Из жидких органических веществ выделяются газы, их вязкость повышается, Радиационная стойкость и стабильность органических веществ намного ниже, чем металлических и керамических материалов. Наибольшую чувствительность к радиации имеют полупроводники.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
