Композиционные материалы титан — карбид кремния

Потеря прочности волокон и композиционного материала по сравнению с расчетными значениями иногда достигает 30% например, по данным [120] волокна карбида кремния, экстрагированные из титанового композиционного материала системы титан— карбид кремния, имеют предел прочности 210 кгс/мм вместо предела 320 кгс/мм , измеренного до изготовления композиции. Наиболее существенными причинами указанного снижения свойств является химическое взаимодействие на границах раздела матрица—волокно и волокно—подложка. Причем первое имеет превалирующее значение, т. е. наиболее существенное снижение свойств наблюдается в результате растворения, образования новых фаз, охрупчивания и прочих процессов, протекающих на границе раздела матрицы с волокном. [c.29]

Титан — волокна карбида кремния. Композиционный материал на основе титанового сплава Ti—6% AI—4% V получали в вакууме 4-10 мм рт. ст. при температуре 870° С, давлении 420 кгс/см и времени выдержки 60 мин [216]. Предел прочности применяемого волокна составлял 210—280 кгс/мм . Композиционный материал, содержащий 23 об. % волокна, имел предел прочности в продольном направлении 112 кгс/мм . [c.141]

В заключение можно отметить, что теория поверхностного взаимодействия предсказывает, что все хрупкие реакционные слои будут растрескиваться при деформации, определяемой их прочностными и упругими свойствами. Степень опасности этих трещин зависит от их длины, которая в свою очередь определяется толщиной реакционного слоя. Когда уровень концентрации напряжения, вызванной трещиной, меньше уровня концентрации напряжения, обусловленной уже существующими дефектами в волокне, прочность композиционного материала пе изменяется. По мере увеличения длины трещины сверх критического значения, определяемого равенством действия этих двух типов концентраторов напряжения, происходит постепенное сния ение прочности. При значениях длины, превышающих второе критическое значение, разрушение реакционной зоны немедленно приводит к разрушению волокна. Волокна с чрезмерной толщиной реакционного слоя разрушаются при деформации 0,25% и напряжении 105 кгс/мм в случае волокон бора, для волокон бора с покрытием из карбида кремния эти величины составляют 0,45% и 189,8 кгс/мм соответственно. Было показано, что для материала титан — бор упругое закрепляющее действие матрицы влияет на величину допустимого реакционного слоя. График соответствующей зависимости показывает, что в случае матрицы, сохраняющей упругость до предела деформации волокон, допустимая толщина реакционного слоя должна составлять около 8000 А. Многие титановые сплавы остаются упругими до этой точки, отвечающей пределу упругости 96 ООО фунт/кв. дюйм (67,5 кгс/мм ), в предположении, что модуль упругости равен 16 X 10 фунт/кв. дюйм (11 249 кгс/мм ). [c.289]

Виллифорд и Снейдр [37] указали на трехосное напряженное состояние, существующее мен ду волокнами, как на основной фактор, ответственный за преждевременное разрушение композиционного материала с 60 об. % волокон карбида кремния. Этот эффект, вероятно, усиливается, если пластичность матрицт.т низка, например, в результате растворения кислорода иди углерода (одно из преимуществ прессования при низкой температуре состоит в том, что число элементов внедрения в титане уменьшается). В случае существенного значения данного эффекта это означает, что оптимальное содерн ание волокон составляет менее 60 об. %. С другой стороны, считалось, что такое же ограничение объемного содержания волокон существует и для композиционных материалов с алюминиевой матрицей. Однако с усовершенствованием точности производства оно было смещено к более высоким относительным количествам. [c.322]

Было обнаружено повышение твердости матрицы которое распространялось на расстояния, равные расстояниям менаду волокнами в случае композиционного материала с 20 об. % волокна, после отншга при 1500° F (816° С) в течение 69 ч. Значения энергии активации для диффузионно контролируемой реакции составляли 50 и 51 ккал/моль в случае матрицы из сплава и нелегиро-ваниого титана соответственно. Скорости реакции оказались несколько более высокими, чем для взаимодействия бора с титаном, но они были подобны скоростям реакции карбида кремния с титаном. [c.327]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...