Прочность эвтектических сплавов

Длительная 1000-часовая прочность при температуре 1090° С композиции жаропрочный сплав — вольфрамовое волокно более чем в 4 раза превосходит длительную прочность обычных жаропрочных сплавов и более чем в 2 раза длительную прочность эвтектических сплавов, получаемых методом направленной кристаллизации. Возможно дальнейшее повышение прочности композиций жаропрочные сплавы — тугоплавкая проволока с целью увеличения их преимуществ. Потенциально достижимые значения прочности этих систем при использовании проволок с покрытиями диффузионными барьерами могут в 4—6 раз превосходить значения прочности (с учетом плотности материала) эвтектических сплавов при 1090° С. [c.274]

Литейный сплав силумин (5—14% Si) имеет вполне удовлетворительную коррозионную стойкость, особенно в атмосферных и в морских условиях. Высокая прочность эвтектического сплава обусловливается в основном тем, что эвтектика находится в тонкодисперсном состоянии. Уменьшение пористости литейных сплавов способствует повышению их коррозионной стойкости. Один из методов повышения плотности отливок — кристаллизация сплава под давлением по методу А. А. Бочвара и А. Г. Спас- ского. [c.57]

Обычно высокопрочные, высоколегированные стали и сплавы больше подвержены образованию горячих трещин, чем обычные конструкционные. Это можно объяснить большей направленностью кристаллитной структуры в шве, увеличенной усадкой, многокомпонентным легированием, способствующим образованию эвтектических составляющих по границам зерен. Для повышения технологической прочности таких сплавов кроме очень жесткого ограничения содержания вредных примесей (серы и фосфора) часто прибегают к дополнительному легированию молибденом, марганцем, вольфрамом, а также введением в шов некоторого количества модификаторов, способствующих измельчению структуры. [c.488]

Проведенные Томпсоном и др. [83] исследования стержневого эвтектического сплава Со — Сг с карбидным упрочнением свидетельствуют о прочности связи и высокотемпературной стабильности поверхности раздела. Характеристики кратковременной и длительной прочности приведены на рис. 21. Микроструктура эвтектики практически стабильна вплоть до 1370 К, а эвтектический сплав обладает более высоким сопротивлением ползучести, чем традиционный жаропрочный сплав на кобальтовой основе Маг М-302. Судя по энергии активации, процесс ползучести определяется упрочняющей карбидной фазой, что также подтверждает эффективность передачи нагрузки через поверхность раздела. [c.263]

Указанное явление многократно наблюдалось экспериментально не только в довольно очевидных случаях армированных смол, но и, например, в направленно кристаллизованных эвтектических сплавах [41, 80]. Отклонение трещины отмечалось также в слоистых материалах [26, 60, 5], где было получено значительное увеличение вязкости разрушения за счет механизма поворота трещины. Для изотропных материалов необходимое отношение прочности на растяжение к межслойной сдвиговой прочности равно примерно четырем. Для большинства сортов древесины это отношение около шести, в то время как для крайне анизотропных материалов типа углепластиков величина отношения может достигать 11 (см. [50]). Это означает, что для безусловного возникновения расслаивания, действующего как механизм торможения трещины в современных сильно анизотропных композитах, межслойная сдвиговая прочность должна быть довольно низкой. Это может быть допустимым в некоторых конструкциях, испытывающих воздействие простого растяжения, но при необходимости сопротивления двухосному нагружению невозможно одновременно достигнуть удовлетворительной прочности и нечувствительности к надрезам. [c.466]

Свойства в поперечном направлении и конструкция рабочих лопаток турбин. Свойства эвтектических сплавов вдоль оси, перпендикулярной направлению преимущественной ориентации структуры, такие как прочность на сдвиг, поперечная прочность и пластичность, могут стать главным фактором, ограничивающим сферу применения таких композитов. Сдвиговые механические характеристики играют важную роль при выборе конструкции хвостовика турбинных лопаток, тогда как прочность на поперечное растяжение и длительная прочность материала могут влиять на термоусталостную долговечность самих лопастей турбинных лопаток. [c.303]

Эвтектические сплавы пока не нашли практического использования главным образом из-за экономических соображений. Однако можно ожидать, что в связи в общей тенденцией повышения рабочих температур материала лопаток именно эти суперсплавы могут оказаться единственно пригодными для создания охлаждаемых лопаток ГТД. Тем более, что в настоящее время разработаны композиции эвтектических жаропрочных сплавов с высоким уровнем жаро прочности вплоть до 1200 °С. [c.10]

Предель длительной прочности эвтектических композиционных материалов превосходят пределы длительной прочности современных жаропрочных сплавов при рабочих температурах выше 900 °С (рис. 10.19). [c.284]

Эвтектическими АМ называют материалы, полученные кристаллизацией из сплавов эвтектического состава, в которых армирующей фазой служат ориентированные волокна или пластинчатые кристаллы, образованные в процессе направленной кристаллизации. Направленную кристаллизацию осуществляют перемещением расплава в зону охлаждения с постоянным температурным градиентом (метод Бриджмена). Эвтектические КМ получают, создавая плоский фронт кристаллизации. Температурный градиент составляет 50...70 °С/см, в усовершенствованных конструкциях — до 500 °С/см. Если объемная доля армирующей фазы менее 12 %, образуется волокнистая структура, свыше 32 % — пластинчатая. С ростом объемной доли упрочнителя прочность эвтектических КМ повышается. [c.126]

Оценка композиционных материалов, рассматриваемых в этом томе, проводится, главным образом, с точки зрения использования данных, полученных для определенной области, в которой они разрабатывались. Например, в композиционных материалах, армированных волокнами, основными расчетными критериями являются коэффициенты жесткости и предел прочности. В отличие от этого, для оценки композиционных материалов, армированных проволокой, и эвтектических сплавов основными свойствами будут высокотемпературная прочность и коррозионная стойкость. [c.10]

Можно ожидать, что жаропрочные эвтектические сплавы сохраняют свою прочность 7J.0 температур гораздо более близких [c.140]

Два вида композиционных материалов, разработанных для использования при высоких температурах жаропрочные эвтектические сплавы, полученные методом направленной кристаллизации, и никелевые сплавы, упрочненные волокнами окиси алюминия, — были рассмотрены в предыдущих главах. Жаропрочные композиции на основе тугоплавких сплавов, упрочненных проволокой, имеют некоторые преимущества перед указанными мате-рилами, что делает их более пригодными для ряда областей применения. Композиционные материалы, упрочненные высокопрочными неметаллическими волокнами, например окисью алюминия или углеродом, потенциально обеспечивают более высокие значения удельной прочности по сравнению с материалами, упрочненными проволокой из тугоплавких сплавов. Однако изготовление таких композиций встречает серьезные трудности. [c.238]

В последние годы все больший интерес в качестве жаропрочных материалов привлекают эвтектические сплавы [54—56]. В эвтектических сплавах, матрицей которых служит металл, а упрочняющая фаза имеет форму волокон или пластин, произвольно ориентированных, выполняется условие композиционного упрочнения. фект упрочнения усиливается при направленной ориентации пластин или волокон. Последние могут быть прерывные и непрерывные, при этом эффект композиционного упрочнения максимален при наличии структуры с непрерывным волокном. В связи с этим развивается метод получения эвтектических сплавов путем направленной кристаллизации. Кристаллизация расплава ведется таким образом, что фазы, составляющие эвтектику, растут в направлении наибольшего отвода тепла. Такая структура обеспечивает значительное повышение прочности в соответствующем направлении. [c.135]

Использование в качестве высокотемпературных упрочнителей металлов или интерметаллических соединений менее эффективно, чем использование фазы, значительно превосходящей матрицу по прочности, твердости и тугоплавкости. Поэтому эвтектические сплавы, образованные металлами и тугоплавкими фазами, типа карбид, нитрид, окисел, характеризуются высокой прочностью даже при температурах 0,6—0,87 пл- В настоящее время разработан ряд эвтектических сплавов на основе тугоплавких металлов [55, 57—59]. [c.135]

Прочность литых эвтектических сплавов на основе ниобия, при 1100° С [153] [c.270]

Рис. 21. Пределы кратковременной прочности (оплошные линии) и длительной прочности при скорости ползучести 1 % за 100 ч (штриховые линии) эвтектического сплава 73С (система Со—Сг с карбидным упрочнением) и жароярочного сплава на кобальтовой основе Маг М-302.

В работе [41] замечено что волокнистый эвтектический сплав А1 — AlзNi при циклическом кручении около оси, расположенной вдоль волокон, сначала разупрочняется, а затем упрочняется. В виду того факта, что при данном способе нагружения продольная прочность волокна не используется (так как передачи усилий на волокна не происходит) и что арматура занимает относительно малую долю объема, представляется разумным ожидать, что произойдет либо циклическое упрочнение, либо разупрочнение. Наблюдавшееся циклическое разупрочнение с последующим упрочнением было отнесено за счет перераспределения дислокаций вдоль волокон. [c.406]

Однако, с другой стороны, некоторые полученные результаты показывают, что прочность при сжатии подчиняется уравнению правила смесей . К первой группе можно отнести результаты на армированном бором магнии [76] и на образцах эвтектического сплава А1 — СнА12 [85]. В работе [71] по опытам с композитами алюминий — нержавеюш ая сталь обнаружено хорошее согласие с уравнением Дау и др. [24], модифицированным путем учета возможности деформационного упрочнения матрицы. В [55] также обнаружено хорошее согласие с теорией для композитов с двумя различными смолами, армированными волокнами бора. [c.456]

Для эвтектического сплава Ni-Nb (11% об.) средняя прочность волокон - 586 кгс/мм . Эти же волокна, выделенные щтем растворения матрицы, и,мели прочность 1030 кгс/мм , что свидетельствует о высоком совершенстве нитевидных кристаллов, формирующихся в процессе направленной кристаллизации эвтектики (рис. 10.1). [c.129]

Для увеличения пластичности карбида титана используются добавки диборида титана. Эффект реализуется при наличии мелкодисперсной равноосной структуры сплава с развитой сеткой межфазньк границ [246]. В табл. 76 представлены механические свойства сплавов системы Ti —TiB2. Наибольший предел прочности на изгиб и сжатие наблюдается у образцов с содержанием 43 % Ti и 57 % Т1Вг (эвтектический сплав). [c.187]

Рис. 19.5. Сравнение длительной прочности некоторых эвтектических сплавов 1 — №зА1 — NijNb, Э" —5

Усталость. Эвтектики, как правило, отличаются прекрасной усталостной прочностью при испытаниях в условиях циклического растяжения. Для сравнения, если никелевые суперсплавы при 22 °С обычно имеют значение отношения предела усталости к пределу прочности при растяжении равное 0,25—0,3, то для эвтектических сплавов ota это отношение возрастает до 0,62, а для эвтектики у/у —3 (О % Сг) — до 0,84. При повышенных температурах это отношение для сплавов ota и Nita возрастает до еще более высоких значений. [c.302]

Обычная технология получения композиционных материалов является многостадийной. Однако, выращивая нитевидные кристаллы непосредственно внутри металла, можно создать композицию, минуя промежуточные технологические стадии. Это осуществляют путем направленной кристаллизации двойных эвтектических сплавов. В этих условиях поверхность раздела между твердой фазой и жидкостью можно сделать плоской. Образуется упорядоченная микроструктура, одна из составляющих которой по форме и размерам подобна усам (рис. 175). Предел прочности пластинчатых, например, образований хрома, выделенных из меднохромового эвтектического сплава, составлял, по данным Лемке и Крафта, около 7 Гн м (700 кГ1мм ). [c.376]

Доэвтектические силумины (АЛ4, АЛ9, АЛЫ, АЛ9-1, А Л 34) несколько уступают по технологическим свойствам эвтектическому сплаву АЛ2, но имеют более высокие механические свойства за счет образования соединения MgaSi, которое влияет на прочность сплава. Применяются сплавы в закаленном и искусственно состаренном состояниях. Пониженное содержание кремния позволяет использовать сплавы без модифицирования в тех случаях, когда необходимы повышенные скорости охлаждения — литье под давлением и в кокиль. При литье в песчаные формы и по выплавляемым моделям силумины модифицируют. [c.178]

Растяжение. Томсон и др. [61] проводили испытания эвтектического сплава (Со, Сг) — (Сг, 00) 03 на растяя ение при комнатной и повышенной температурах в направлениях под углом 90 и 45° к оси роста эвтектики. Прочность материала для этих ориентаций в зависимости от температуры сравнивается с прочностью в продольном направлении (рис. 33). Прочность материала в направлениях, отличающихся от осевого, значительно ниже, чем в том случае, когда волокна параллельны оси прикладываемого напряжения. При температурах ниже 1000° С вредное влияние на пластичность для неосевых направлений оказывают трещины, которые зарождаются на карбидах и распространяются вдоль карбидной фазы. [c.152]

По данным Бибринга [2], эвтектический сплав Со—20%Сг — 10 %Ni, упрочненный волокнами карбида тантала, имеет следующие свойства прочность в поперечном направлении при комнатной температуре —900 МН/м , что составляет 85% от прочности в продольном направлении при удлинении 4,5% (15% от удлинения в продольном направлении). При 800° С прочность в поперечном направлении равна 345 МН/м (50% от прочности в продольном направлении) при удлинении 7% в поперечном и продольном направлениях. [c.152]

Рис. 33. Предел прочности в продольном, поперечном н под углом 45° направлениях эвтектического сплава (Со, Сг) — (Сг, oj a- Для сравнения дана кривая для сплава MAR-M302

Повреждение структуры эвтектического сплава с различными коэффициентами линейного расширения фаз после термоцикли-рования в широком интервале температур показано на рис. 35 и 36. В первом случае псевдобинарная эвтектика Ni — Nb подвергалась воздействию около 1800 циклов в интервале температур 400—1130° С. Испытания проводили в приспособлении для сжигания газа. В поперечном и продольном сечениях материала после испытания видно, что матрица рекристаллизована, а волокнистая фаза разрушена (рис. 35). Во втором случае сплав Со — 15%Сг — Nb подвергался 1500 термическим циклам в интервале температур 400—1130° С путем нагрева в электрической печи сопротивления. Аллотропия матрицы, а также различие в коэффициентах линейного расширения фаз способствуют образованию микроструктуры, характерной для термической усталости (рис. 36). Карбиды, представляющие собой в исходном состоянии длинные и иглообразные кристаллы, повреждаются по мере того, как матрица претерпевает повторные превращения и образуются новые зерна. Б данном случае не следует ожидать излома и дробления волокон из-за высокой прочности карбидов, хотя явно выявляются возникающие при этом высокие локальные напряжения. В более сложных сплавах упрочненных [c.155]

Сплавы системы Л1 - Си (АМ4,5 АМ5) характеризуются высокой прочностью при обычных и повышенных температурах они хорошо обрабатываются резанием и свариваются. Вместе с тем из-за отсутствия эвтектики сплавы обладают плохими литейными свойствами, имеют низкую герметичность. Как и деформируемые сплавы этой системы, они имеют структуру твердого раствора, но отличаются повышенным содержанием меди (см. рис. 13.4, в). Эвтектика в данной системе (в отличие от силуминов) образуется при высоком содержании меди (33 %), поэтому имеет большое количество твердой и хрупкой 0-фазы ( UAI2), вызывающей хрупкость эвтектических сплавов. [c.371]

При 1100 и 1200° С длительная прочность композиционного материала, полученного методом направленной кристаллизации эвтектического сплава NigAl—NigNb, отличается той же особенностью. [c.587]

Меднофосфористые припои. Наряду с медноцинковыми и медномарганцевыми припоями применяют припои на основе сплавов меди с фосфором. Диаграмма состояния системы сплавов медь — фосфор приведена на рис. 21. Наиболее низкой температурой плавления обладает эвтектический сплав меди с 8,4% Р, однако, несмотря на легкоплавкость, его применяют редко ввиду высокой хрупкости и низкой прочности. В качестве меднофосфористых припоев чаще применяют доэвтектические Ц [c.34]

Подводя итог рассмотрению структурных и фазовых изменений, происходящих при термической обработке углеродсодержащих сплавов, следует сделать следующие рекомендации по выбору режимов термической обработки. Для сплавов с 1—2мол. % фазы температура нагрева и скорость охлаждения с нее при о. т. р. должна обеспечить выделение достаточно дисперсных и наиболее равномерно распределенных метастабильных карбидов ниобия. Последующий режим старения должен обеспечить более полный переход к стабильному карбиду (Nb, Meiv) без его коагуляции для достижения наибольшей прочности. Для сплавов с 3 мол.% фазы и более температура о. т. р. должна обеспечить более полную гомогенизацию сплава, т. е. по возможности перевести наиболее полно сплав в однофазное состояние. При этом не должен развиваться процесс коагуляции остающихся нерастворимыми эвтектических карбидов, происходит только их сфероидизация. Режим старения устанавливается в зависимости от требований к уровню свойств сплава. [c.195]

Поскольку в начале этого раздела бьыо показано, что в квази-бинарных системах Nb—ZrN и Nb —HfN существуют две группы перспективных с точки зрения жаропрочности сплавов дисперси-онно-твердеющие и эвтектические, рассмотрим данные работы [144], касающиеся механических свойств эвтектического сплава Nb — (10—12) мол.% ZrN. Как показали результаты исследовании [144], предел прочности и предел текучести сплава мало изменяются до температуры 900°С, сохраняя сравнительно невысокие значения. При температурах, превышающих 1100 С, прочность сплава сравнима с прочностью лучших среднелегированных сплавов ниобия, а так как рассматриваемый сплав имеет низкую плотность (у = 8,5% г/см ), то по удельной прочности при этих температурах он имеет преиму- [c.240]

Сплавы вольфрама эвтектического типа, как это следует из закономерностей изменения свойств для соответствующих диаграмм состав—свойство, должны характеризоваться высокой прочностью при температурах вплоть до 0,6—0,7 Тил- В литературе имеются ограниченные сведения, касающиеся подобных сплавов на основе вольфрама. Так, при температуре 2100° С (0,6 Тпл) прочность литейного сплава [83] W — 12,7% Nb — 0,14% Zr — 0,29% V — 0,19% С оказывается выше прочности большинства дисперсионно-упрочненных сплавов на основе W и W—Re (см. рис. 122). Твердость при комнатной температуре сплавов, содержащих более 0,3— 0,6 мол. % Meiv , составляет 900—1200 кгс/мм , что превосходит значение твердости всех известных сплавов на основе вольфрама. [c.298]

Сопоставление этих кривь1х показывает, что наличие армирующих нитевидных кристаллов вносит значительный вклад в длительную прочность эвтектического композита. Армирование волокнами приводит и к изменению характера кривых ползучести жаропрочных сплавов. В процессах ползучести армированного материала прослеживаются три характерные стадии неустановившейся ползучести, продолжительной стационарной ползучести и ускоренной ползучести. В то же время кривые ползучести исходного матричного сплава ЖС6У при тех же режимах отражают одну ускоренную стадию ползучести. [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...