Создание дислокационных барьеров в виде границ зерен, субзерен, дисперсных частиц.
3)Образование полей упругих напряжений, искажающих кристаллическую решетку. Такие поля образуются вблизи точечных дефектов - вакансий, примесных атомов и, главным образом, атомов легирующих элементов.
Увеличение содержания примесей повышают прочность и твердость и снижают пластичность, коррозионную стойкость.
Повышение прочности, основанное на уменьшении подвижности дислокаций, сопровождается снижением пластичности, вязкости и тем самым надежности.
КРАТКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ МАТРИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В МКМ
Матрица должна обладать следующими свойствами:
- высокой вязкостью разрушения, приводящей к торможению распространения трещины в материале при разрушении или образовании трещины в волокне.
- способностью пластически обтекать волокно и связываться с ним.
- высокой прочностью.
- коррозионной стойкостью.
- жаростойкостью.
- высоким сопротивлением ползучести.
- способностью свариваться и соединяться пайкой, а в некоторых случаях позволять применять к композиционному материалу обработку давлением.
Три класса конструкционных промышленных металлов:
1) - низкотемпературные сплавы - алюминиевые, магниевые, медные.
2) - сплавы для работы при средних (промежуточных) температурах — титановые.
3) - высокотемпературные сплавы - жаропрочные сплавы на никелевой или ниобиевой основах.
|
|
|
Таблица 1. Прочность, удельная прочность и удельная жесткость
легких материалов (наиболее прочные сплавы)
| Материал | Прочность, МПа | Прочность (уд), км | Е(уд), км |
| МА 10 (магний) | 430 | 24 | 2300 |
| В96 (алюминий) ВТ15 (титан) Бериллий | 700 1500 680 | 21 22 37 | 2400 2600 16100 |
Таблица 2. Жаростойкость чистых металлов
| Металл | Жаростойкость | Определяющий фактор |
| Mg | Очень плохая | Рыхлые оксиды |
| Nb , Та, Мо, W , Ti , Zr | Плохая | Плотные оксиды с плохими защитными свойствами |
| С u , Fe, Ni, Со | У довлетворительная | Плотные оксиды с большой дефектностью |
| Al, Zn, Sn, Pb, Cr, Mn, Be | Хорошая | Плотные оксиды с хорошими защитными свойствами |
| Ag, Au, Pt | Отличная | Малое химическое сродство к кислороду |
Таблица 3. Жаропрочность сплавов на основе алюминия, магния, титана
| Марка сплава, | Содержания легирующих элементов, % | Температура, °С | Прочность, МПа | |||
| рекомендуемая (применения) | испытания | |||||
| Сплавы на основе алюминия | ||||||
| Д20 | 6,3Cu; 0,6Mn; 0,15Ti | 250 - 300 | 300 | 80 | ||
| АК4-1 | 2,3Cu; l,6Mg; l,lFe; | 250-300 | 300 | 45 | ||
| l,lNi; до 0,lTi | ||||||
| САП-1 | 6-9 А120з | 300-500 | 500 | 45 | ||
| АМ5 | 4,9Cu; 0,8Mn; 0,25Ti | 250 - 300 | 300 | 65 | ||
|
Сплавы на основе магния
| ||||||
| МА12 | 2,5- 3,5Nd; 0,5Zr | 150 - 200 | 200 | ~ 100 | ||
| МЛ11 | 2,5-4 P3M; 0,7Zr; 0,5Zn | 200 - 250 | 250 | 50 | ||
| МЛ19 | 1,6 - 2,3Nd; 0,6Zn; 0,7Zr; 1,7Y | 250 - 300 | 300 | 50 | ||
|
Сплавы на основе титана | ||||||
| ВТЗ-1 | 6А1; 2,5Мо; 0,5Fe; 0,25Si | 350-400 | 400 | 800 | ||
| ВТ6 | 6,25А1; 4V | 400 - 450 | - | - | ||
| ВТ8 | 6,5А1; 3,3Mo; 0,3Si | 450 - 500 | 500 | 500 | ||
| ВТ9 | 6,5А1; 3,3Mo; 0,25Si; l,6Zr | 500 - 550 | 550 | 400 | ||
| ВТ18 | 7,5А1; llZr; 0,7Мо; | 550- 600 | 600 | 200 | ||
| INb; 0,3Si | ||||||
АЛЮМИНИЙ
Алюминий входит в группу легких материалов (Mg, Al, Ti, Be) широко используются в авиации, ракетной и космической технике, а также в автомобилестроении, судостроении, строительстве и других отраслях промышленности.
Преимущества Al
- низкая плотность
- высокая теплопроводность (используют для различных теплообменников, в промышленных и бытовых холодильниках).
- высокая электрическая проводимость (способствует его широкому применению для конденсаторов, проводов, кабелей, шин и т.п.)
- высокая пластичность
- высокая коррозионная стойкость
- хорошие технологические свойства (обрабатываются давлением, сваркой, резанием).
- широко распространенный, доступный и дешевый металл
|
|
|
Недостатки Al
- невысокие прочность и жесткость (Этот материал предназначен главным образом для изготовления мало- и средненагруженных деталей и элементов конструкций, когда от материала требуется легкость, свариваемость, пластичность).
- невысокие Траб
АРМИРОВАНИЕ Al
С какой целью армируют Al ?
ВИДЫ НАПОЛНИТЕЛЕЙ:
В, С, Сталь
Удовлетворяет ли Al требованиям, предъявляемым к матрице?
При создании МКМ применяют:
- деформируемые сплавы
- литейные сплавы
- алюминиевый порошок
1) деформируемые сплавы (ТФТ) – б = 6 – 20 % (в виде порошков и фольги)
Невысокие мех. свойства отрицательно влияют на свойства МКМ в направлениях отличных от направления укладки волокон.
а)дюралюмины (сплавы системы Al – Cu – Mg) (заруб. марки 1100, 5052, и рос. марки Д16, Д18)
б)высокопрочные (сплавы системы Al - Zn - Mg - Cu) (применяют для высоконагруженных деталей конструкций, работающих в основном в условиях напряжения сжатия (обшивка, стрингеры, шпангоуты, лонжероны самолетов) (заруб. марки 2024, 6061, 7075, и рос. марки В95, В96)
2) литейные сплавы (ЖФТ) – б = 2 – 10 % высокая жидкотекучесть, низкая усадка, низкая склонность к образованию горячих трещин, высокие мех. свойства. (Лучшими литейными свойствами обладают сплавы А1 - Si (силумины), это сплавы АЛ2-АЛ12).
|
|
|
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 63; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!