Требования к металлической матрице

Роль поверхности раздела в композитных материалах с металлической матрицей интенсивно изучалась как в научном, так и в технологическом плане лишь в последнее время. Представления о поверхности раздела развивались неравномерно в различных направлениях в данном томе рассмотрены лишь те области, где накоплено достаточно данных. Некоторые важные вопросы —такие, как влияние поверхности раздела на усталость и ползучесть,— совсем не обсуждаются. Более того, ограниченность сведений не позволила завершить книгу формулировкой требований к идеальной поверхности раздела. Тем не менее, редактор считает необходимым провести в первой главе совместное обсуждение ряда вопросов, каждому из которых посвящен самостоятельный раздел книги. Эта глава состоит из краткого введения и обзора предмета в целом. Хотя обзор имеет характер скорее обобщающий, чем специализированный, читатель, впервые обращающийся к данной области, возможно, захочет вернуться к нему после знакомства с отдельными главами. [c.11]

Проблемы, связанные с состоянием поверхности раздела, свойственны не только композитам с металлической матрицей. Для улучшения состояния поверхности раздела в стеклопластиках стеклянные волокна подвергают аппретированию. Известно, что оптимальное аппретирование является нелегким компромиссом между рядом требований, таких, как защита отдельных нитей от механических повреждений, хорошая связь стекла с полимером, сохранение этой связи в условиях эксплуатации, особенно в присутствии влаги. Оптимизация состояния поверхности раздела в композитных материалах с металлической матрицей требует, по-видимому, аналогичных компромиссных решений. Требования к поверхности раздела в металлических композитных материалах не менее жестки, чем для стеклопластиков. Так, уже упоминалась химическая несовместимость многих сочетаний матрица — волокно вследствие как недостаточной, так и излишней реакционной способности (в первом случае имеются в виду системы, где механическая связь компонентов не достигается из-за отсутствия соот- [c.12]

В свете существующих и ожидаемых требований к материалам со стороны Министерства обороны США композиты с металлической матрицей представляют особый интерес. Уникальное со- [c.231]

На рис. 25 показана матрица крупногабаритного вытяжного штампа, восстановленная эпоксидной пастой. Детали, изготовленные на этом штампе, имеют ровную рабочую поверхность, без сдвигов и вмятин. Толщина материала деталей 0,9 мм. Для получения качественной лицевой поверхности деталей сложного контура на рабочей поверхности матрицы по ее периметру проходят две перетяжные канавки, а на углах — три. Несмотря на повышенные требования к качеству изготовляемых деталей в местах ее формования дно матрицы восстанавливают пастой. После предварительной обработки поверхности штампа, восстанавливаемой при помощи ручной пневматической шлифовальной машинки и абразивным кругом, к поврежденному участку матрицы приваривают опорную призму. Углубление, образовавшееся между рабочей поверхностью матрицы и верхним торцом призмы (приблизительно 15 мм), после промывки ацетоном заполняют пастой. Таким образом, рассмотренные случаи восстановления пуансона и матрицы являются примерами применения эпоксидной композиции на металлических деталях штампов. В первом случае опорной частью для пластмассы была сошлифованная поверхность пуансона, во втором — приваренная призма. [c.46]

При отсутствии специальных требований к материалам по теплопроводности, электропроводности, хладостойкости и другим свойствам температурные интервалы работы композиционных материалов определяют следующим образом <250°С — для материалов с полимерными матрицами >1000°С — для материалов с керамическими матрицами композиционные материалы с металлическими матрицами перекрывают эги пределы [c.500]

В начале изучались изнашивающая среда, условия изнашивания, характер разрушения рабочей поверхности лопаток и разрабатывалась методика испытаний материалов, которая позволила бы получить достоверные результаты. Затем были проведены исследования изнашиваемого материала, включающие тип металлической матрицы и количества упрочняющей фазы и их взаимосвязь с износостойкостью металла в условиях эксплуатации лопаток. По результатам этого этапа исследований сформулированы требования, предъявляемые к износостойким сплавам в реальных условиях изнашивания, что позволило выбрать для дальнейшего изучения из существующих [c.49]

Эта сложность требований, предъявляемых к современным материалам, вообще делает невозможной использование традиционных металлических сплавов, совершенствование которых неспособно обеспечить принципиальное и резкое повышение эксплуатационных характеристик при высоких и низких температурах, в условиях сильных ударных, знакопеременных нагрузок, тепловых ударов, действия облучения, высоких скоростей. Отсюда основным направлением современного материаловедения является создание композиционных, сложных материалов, компоненты которых вносят в них те или иные требуемые свойства. Типичным примером являются композиционные жаропрочные сплавы, состоящие из достаточно пластичной основы (матрицы), упрочненной непластичными тугоплавкими составляющими в форме волокон, нитевидных кристаллов, тонких включений либо поверхностно упрочненной покрытиями. Практическое создание таких сложных материалов обычно невозможно традиционными методами сплавления с последую-, щим литьем и механической обработкой, так как входящие в их состав компоненты плохо совместимы, имеют не только разные температуры плавления, но и вообще различную природу. Это вызывает необходимость использования методов порошковой металлургии, заключающейся в смешении разнородных и разнотипных материалов в форме порошков, прессовании из смесей заготовок нужных форм и спекания этих заготовок для их упрочнения и формирования требуемой структуры. [c.77]

Возрастающее значение таких материалов и строгость требований, предъявляемых к их качеству, позволяют включить создание соответствующих СО в число приоритетных направлений. По-видимому, потребуются СО для контроля химического состава основ (матриц) — полимерных, углеродной, карбидных, а также наполнителей, армирующих матрицы,— высокомодульных полимеров и неорганических (стеклянных, углеродных, нитридных, металлических). [c.58]

При этом допускается компромисс в отношении деформационной совместимости, так как между слоями, полученными под малыми и большими углами намотки, развиваются большие межслоевые усилия сдвига, чем при схеме намотки под углом 54,75°. Если в качестве матрицы для стекловолокна используется иизкомодульная смола, наблюдается средний уровень сдвиговой деформации. Одиако по мере роста требований к очень теплостойким материалам приходится применять смолы со все более капризным строением, что может привести к разрушению структуры материала в результате образования микротрещин в матрице и расслоения покрытий, полученных под малыми и большими углами. Дальнейшее усовершенствование процесса заключается в использовании ленточных препрегов, полученных намоткой волокном, которые обладают хорошей деформационной совместимостью с металлическими втулками, применяемыми часто в сосудах высокого давления, получаемых намоткой волокном для предотвращения протечки содержимого. [c.270]

Хотя в последующих главах будут обсуждаться конкретные армирующие материалы для определенных композиционных систем, здесь полезно рассмотреть некоторые общие положения в отношении армирующих материалов. Было установлено, что армирование волокнами дает возможность получить наиболее эффективное упрочнение в системах с металлической матрицей. Этот вид армирования описан в данной гваве. Армирующие волокна рассматриваются с точки зрения их ценности в сочетании с тремя классами конструкционных промышленных металлов низкотемпературными сплавами, такими, как алюминиевые, сплавами для работы при средних (промежуточных) температурах — титановыми и высокотемпературными сплавами, например жаропрочными сплавами на никелевой или ниобиевой основах. Хотя требования к армирующим компонентам изменяются в зависимости от используемого сплава-матрицы, некоторые их свойства являются почти универсальными. [c.36]

Предъявляемым требованиям к точности заготовки удовлетворяют практически все существующие способы разделения труб. Сюда относятся резка пилами на токарных станках и разделение на специальных трубоотрезных станках. Любой из перечисленных способов может быть использован в зависимости от серийности производства. Заусенцы, имеющиеся на торцах заготовки после отрезки трубы, необходимо удалить. Поверхность труб в состоянии поставки может быть покрыта ржавчиной и окалиной, которые при штамповке вызывают повышенный износ матрицы, попадают в масло, засоряя масляную систему. Учитывая нежелательность окалинк, ржавчины, заготовки необходимо подвергать очистке перед штамповкой. Существуют способы очистки травлением, металлической дробью или песком в специальных очистительных установках. Травление заготовок является специфическим производством, организация его в ряде случаев затруднительна. Применительно к заготовкам для гидравлической штамповки можно использовать очистку металлической дробью или очистку в галтовочных барабанах, которые обеспечивают достаточное качество очистки поверхности. [c.173]

Известная модель сслабого звена (модель Вейбулла) может служить примером стохастической модели, удовлетворяющей поставленным выше требованиям [2]. Но эта модель и ее различные обобщения относятся к случаю идеально хрупкого материала, не позволяя описывать вязкие эффекты разрушения, резервирование, перераспределение поля напряжений и т. п. Применительно к большинству композитов на основе полимерных и металлических матриц эта модель непригодна. Удачные попытки статистической обработки экспериментальных данных по композитам при помощи модели Вейбулла — это не более чем аппроксимация эмпирического распределения при помощи двух- или трехпараметрического распределения. Если в результаты аппроксимации ввести зависимость от масштаба, содержащуюся в модели Вейбулла, то экстраполяция на большие масштабы, как правило, окажется неудовлетворительной. [c.167]

Армирующие волокна. Известно, что теоретическая прочность материала Отеор возрастает с повышением модуля упругости и поверхностной энергии вещества и снижается с увеличением межатомных расстояний. Исходя из этого наибольшей прочностью должны обладать композиты, в которых в качестве материала армирующих волокон используются бериллий, бор, азот, углерод, кислород, алюминий и кремний. При создании волокнистых композитов используют высокопрочные стеклянные, углеродные, борные и органические волокна, металлические проволоки или волокна и нитевидные кристаллы ряда карбидов, оксидов, бори-дов, нитридов и других соединений. Волокнистая арматура может быть представлена в виде моноволокон, нитей, проволок, жгутов, сеток, тканей, лент, холстов. Важными требованиями, предъявляемыми к волокнистой арматуре, являются их технологичность и совместимость с матрицей. [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...