Механические свойства некоторых материало при высоких температурах

За последнее время написано несколько обстоятельных обзоров [73—75] о влиянии растворенных атомов на механические свойства сплавов. Хотя в большинстве из них рассматривается поведение альфа-твердых растворов при низких температурах, некоторые положения применимы и для высокотемпературной ползучести. С другой стороны, относительная роль различных механизмов упрочнения изменяется с увеличением температуры службы, поэтому для анализа поведения материала при высоких температурах приходится вводить новые факторы. Следовательно, факторы, дающие большой вклад в упрочнение твердого раствора при низких температурах, не всегда будут лучшими для достижения высокой сопротивляемости ползучести при повышен- [c.298]

Предполагается, что, кроме названных выше основных эффектов, связанных с наличием окалины, на свойства материала подложки вблизи поверхности могут влиять и другие поверхностные факторы. В частности, модуль упругости и параметры решетки очень тонкого ( 30 А) приповерхностного слоя могут изменяться в результате адсорбции атомов газовой фазы [114]. На подобные эффекты ссылаются при объяснении ухудшения механических свойств поверхностных слоев некоторых неметаллических твердых материалов под влиянием адсорбции во влажных средах [136]. Наглядной иллюстрацией служит рис. И, где представлены данные об уменьшении временного сопротивления серебряной проволоки при высоких температурах в атмосферах различных газов (изменения наиболее велики в случае более тонкой проволоки) [137]. [c.31]

Факторы, влияющие на выбор покрытия, весьма многочисленны. Очевидно, что главной причиной применения покрытия является необходимость защиты материала подложки от вредного воздействия окружающей среды и этот выбор зависит от конструкции и области применения детали. Следует учитывать все возможные эффекты, связанные с влиянием как самого покрытия, так и процесса его нанесения, на механические или теплофизические свойства суперсплава, включая влияние взаимной диффузии элементов между покрытием и подложкой во время работы при высоких температурах. Технология нанесения покрытия может зависеть и от геометрии обрабатываемой детали, так как некоторые методы, например, позволяют обрабатывать лишь открытые участки детали. И, наконец, на выбор конкретного типа покрытия всегда влияет, а иногда является и определяющим фактором, его стоимость. [c.89]

Хотя обычно применяемые металлы, как, например, медь или простая сталь, достаточно хорошо сопротивляются окислению при средних температурах в условиях высоких температур, когда диффузионные процессы идут с большой скоростью и, особенно, если металл подвергается истиранию или механическому напряжению, необходима более высокая степень сопротивления. В этих случаях приобретают особую ценность свойства алюминия, хрома и кремния, которые, усиливая непроницаемость пленок, сообщают стали сопротивление газовой коррозии. Однако хороший жаростойкий материал должен быть не только достаточно химически стойким, но также иметь соответствующие механические свойства и, в особенности, противостоять ползучести при высоких температурах. Механическая прочность и химическая устойчивость сопутствуют до некоторой степени друг др)ту. Пластическая и даже, возможно, упругая деформация металла ведет к определенной опасности разрыва защитной окисной [c.144]

Повышенная, по сравнению с равновесной, концентрация дефектов при низких температурах может получаться в результате закалки (быстрого охлаждения) кристалла. Закалка может резко изменить механические и электрические свойства материала. Экспериментальные данные показывают, что резкое охлаждение материала от высоких температур до комнатной сохраняет некоторую часть избыточных тепловых вакансий. Чем больше скорость охлаждения и чем совершеннее кристалл, тем большая часть вакансий сохраняется в метастабильном состоянии. При сильно неравновесных условиях охлаждения возможно пересыщение кристалла вакансиями, тогда они могут объединяться и образовывать поры, перерастающие иногда в отрицательные кристаллы. [c.94]

Свойства изделий из спеченного ВеО- Полученные из порошкового оксида бериллия изделия обладают весьма ценными свойствами. В спеченном оксиде бериллия удается реализовать специфические природные физические свойства этого оксида и получить материал с исключительно высокой теплопроводностью, большой механической прочностью, отличной термостойкостью. Оксид бериллия имеет исключительную способность рассеивать радиоактивное излучение высоких энергий, что послужило причиной применения этого материала в ядерной энергетике в качестве различных элементов тепловых реакторов. Технические свойства изделий из оксида бериллия могут существенно зависеть от технологических методов производства. Некоторые свойства определяются главным образом плотностью обожженных изделий. Чем больше плотность, чем больше она приближается к теоретической, тем выше могут быть показатели этих свойств. В зависимости от методов оформления изделий и температуры окончательного обжига плотность спеченного оксида бериллия может составлять 0,9—0,99 тео- ретической. Твердость хорошо спеченного ВеО по шкале Мооса 9, микротвердость 15,2 ГПа. Механические свойства спеченного оксида бериллия как в холодном, так и в нагретом состоянии зависят главным образом от плотности, характера кристаллизации и наличия - примесей, образующих инородную фазу. Известное влияние оказывает также метод изготовления изделий. Предел проч ности при сжатии при нормальной температуре (по определению большинства исследователей) образцов плотностью 2,9 г/см составляет около 1500 МПа. [c.132]

Для оценки стойкости материала к длительным тепловым воздействиям определяют изменения его свойств при заданных температурах. С целью сокращения времени испытаний обычно материал выдерживают при более высоких температурах, чем температуры эксплуатации, и определяют время, в течение которого свойства сохраняются на требуемом уровне. Полученные результаты экстраполируют к условно выбранному времени длительной эксплуатации (20 ООО ч) и находят температуру, соответствующую этому времени. Выбор исследуемого показателя, изменяющегося во времени, зависит от конкретных условий работы материала. В некоторых случаях за относительный критерий работоспособности принимают сохранение механической прочности, относительного удлинения, электрической прочности. Работоспособность изоляции эмалированных проводов, например, определяют по электрической прочности. Экстраполяцией к 20 ООО ч получают так называе- лый температурный индекс. Для определения температурного индекса эмалированных проводов существуют стандартные методики, в которых указываются условия проведения испытаний и обработки полученных результатов (ГОСТ 10519—76). Определение температурного индекса в соответствии с существующими стандартными методиками занимает значительное время, поэтому иногда стойкость электроизоляционных материалов к тепловым воздействиям оценивают с помощью термогравиметрического метода. [c.14]

В значительной степени технологичность конструкций сварных деталей зависит от поведения материала при местном нагреве до температуры плавления. При этом изменяются физико-механические свойства металла в связи со структурными изменениями, фазовыми превращениями и изменением размера зерна. Указанные изменения зависят от химического состава исходного металла и состояния металла перед сваркой. При сварке в околошовных зонах появляются высокие внутренние напряжения, которые вызывают коробление детали и способствуют появлению трещин. На образование трещин в околошовных зонах в некоторой степени влияют конструктивные факторы свариваемых деталей, толщина свариваемых деталей, вид сварки, размеры и расположение сварных швов, жесткость крепления деталей при сварке и др. [c.120]

В условиях эксплуатации на материалы электрической изоляции повышенная температура воздействует в течение длительного времени, вызывая необратимые изменения свойств — тепловое старение. Органические диэлектрики, как правило, сильней подвержены тепловому старению, чем неорганические. В разных веществах, при разных температурных уровнях интенсивность термоокислительной деструкции, являющейся основным механизмом теплового старения, протекает по-разному. В первой стадии теплового старения за счет удаления остатков влаги и растворителей, улетучивания некоторых низкомолекулярных составных частей и других процессов электрические свойства твердых диэлектриков могут даже улучшаться без существенного снижения механических свойств. В дальнейшем термоокислительная деструкция, сопровождающаяся в органических диэлектриках выделением разных продуктов окисления, в том числе СО, СО2, Н2О и других продуктов иногда кислого характера с химическими агрессивными свойствами, будет вызывать прогрессивное ухудшение механических характеристик, в первую очередь тех, которые особенно чувствительны к появлению хрупкости материала падает удлинение при разрыве, число перегибов, удельная ударная вязкость, гибкость при изгибании вокруг стержней. В материале могут появляться сперва микроскопические, потом и более крупные трещины. При воздействии влаги, проникающей в эти трещины, может сильно снижаться удельное объемное сопротивление, возрастать tgб, падать электрическая прочность. Появление хрупкости особенно опасно при наличии динамических механических нагрузок, тряски, вибраций. Поэтому для выявления влияния теплового старения на электрические характеристики часто пользуются циклическими испытаниями чередующимися воздействиями на образцы высокой температуры, вибрации и влажности. При достаточно глубоком тепловом старении может произойти сильное науглероживание органического [c.98]

Для сооружений капитальных коэффициент запаса [л] должен быть принят более высоким, чем для сооружений временных. В некоторых конструкциях необходимо стремиться к уменьшению веса в таких случаях уменьшение коэффициента запаса [п ] должно компенсироваться большей точностью расчетов и высоким качеством применяемых материалов. В конструкциях, работающих в условиях высоких и низких температур, значение коэффициента 1л] нужно принимать иным, чем при нормальной температуре, учитывая изменение механических свойств материала под влиянием изменения температуры. [c.54]

Кроме перечисленных выше материалов, в последние годы для токарных резцов стали применять в некоторых условиях высокопроизводительные, обладающие очень большой стойкостью материалы — алмазы и эльбор. Алмазы применяют как естественные, так и искусственные (синтетические), допускающие температуру в зоне резания до 800° С. Эльбор — синтетический высокотвердый инструментальный материал, впервые полученный в лабораториях института физики высоких давлений Академии наук СССР. Он представляет собой нитрид бора (соединение бора с азотом). Высокие физико-механические свойства этого соединения позволяют обрабатывать резцами, оснащенными им, самые твердые материалы — закаленную сталь, металлокерамику и др. При этом температура в зоне резания может достигать 1400—1500° С без потери резцом его режущих свойств. [c.26]

В электротехнике свинец широко применяют для кабельных оболочек, защищающих кабель от проникновения в него влаги. Для этой цели свинец весьма пригоден благодаря своей мягкости (что позволяет сравнительно легко изгибать освинцованные кабели), полной водонепроницаемости и стойкости к коррозии. Однако свинец в качестве материала для защитных кабельных оболочек имеет и свои недостатки. Мало прочная механически свинцовая оболочка сильно увеличивает вес кабеля. Далее, свинец мало стоек по отношению к вибрациям (повторяющимся сотрясениям или толчкам), в особенности при повышенных температурах. При прокладке кабелей со свинцовыми оболочками вблизи линий железных дорог, на кораблях, мостах и пр. этО свойство свинца может быстро вызвать образование трещин в свинцовой оболочке кабеля, которое влечет за собой проникновение влаги в изоляцию кабеля и его пробой. Кроме того, свинец, несмотря на свою высокую химическую стойкость ко многим химическим веществам, о чем уже говорилось выше, 1В некоторых случаях все же подвержен коррозии. Так, азотная кислота, уксусная кислота, известь, гниющие органические вещества вызывают разъедание свинца. Кусок извести, положенный на свинцовую оболочку кабеля, про-17 [c.259]

Основу теплоизоляционных изделий зернистой структуры составляют зернистые высокопористые компоненты (заполнители) естественного происхождения (трепел, диатомит) или полученные искусственно (вспученные перлит или вермикулит). В некоторых случаях для улучшения структуры и повышения физико-механических характеристик при сохранении высоких теплоизоляционных свойств в состав композиций вводят дополнительно распушенный асбест, который армирует материал. Поскольку сам заполнитель обычно имеет достаточно высокую максимальную температуру применения (например, перлит и трепел — [c.242]

Сегодня имеются лишь ограниченные данные о природе связи между очищенным сапфиром и никелем, и поэтому подробное обсуждение этого вопроса не оправдано. Однако интересно отметить, что механическая связь (рис. 15) при 1373 К достаточно прочна, чтобы воспрепятствовать отделению частиц репликой при изготовлении препаратов для электронно-микроскопического исследования. Согласно иредварительньш результатам Бонфилда и Маркгам [6], при более высоких температурах (1573 К) на поверхности некоторых усов появляются питтинги и частицы никеля принимают неправильную форму, что указывает на возможность протекания химической реакции. Если эти данные подтвердятся, то они будут свидетельствовать о возможности двустадийного процесса получения оптимальных свойств композита (процесс формирования химической связи проводится при высокой температуре, а затем материал работает при более низких температурах, где упрочнитель и матрица совместимы). [c.411]

Титановые сплавы обладают максимальной удельной прочностью по сравнению со сплавами на основе других металлов, достигающей 30 км и более. В связи с этим трудно подобрать армирующий материал, который позволил был создать на основе титанового сплава высокоэффективный композиционный материал. Разработка композиционных материалов на основе титановыг сплавов осложняется также довольно высокими технологическими температурами, необходимыми для изготовления этих материалов, приводящими к активному взаимодействию матрицы и упрочни-теля и разупрочнению последнего. Тем не менее работы по созданию композиционных материалов с титановой матрицей проводятся, и главным образом в направлении повышения модуля упругости, а также прочности при высоких температурах титановых сплавов. В качестве упрочнителей применяются металлические проволоки из бериллия и молибдена. Опробуются также волокна из тугоплавких соединений, такие, как окись алюминия и карбид кремния. Механические свойства некоторых композиций с титановой матрицей приведены в табл. 58. Предел прочности и модуль упругости при повышенных температурах композиций с молибденовой проволокой показаны в табл. 59. [c.215]

Тем не менее в сплаве с пластинчатой микроструктурой даже при самых больших деформациях, например при однопереходной штамповке, не удается получить однородную УМЗ микроструктуру [192, с. 113—114], что ухудшает комплекс механических свойств материала. Запас пластичности сплавов с крупнозернистой микроструктурой может быть также далеко недостаточным при таких технологических схемах изготовления изделий, как пневмоформовка, листовая штамповка и др. Наконец, известные недостатки обработки титановых сплавов при высоких температурах — склонность к газонасыщению, необходимость использования специального инструмента — заставляют искать возможности снижения температуры СПД. Поэтому предварительная обработка с целью получения УМЗ микроструктуры в полуфабрикатах сплавов хотя и усложняет технологический процесс, может быть целесообразной. Рассмотрим некоторые методы измельчения микроструктуры титановых сплавов. [c.208]

При повышении интенсивности обжига возросла механическая нагрузка на детали печи (гребки, зубья, вал, питатель, привод), повысилась температура по этажам печи, вследствие чего усилилась коррозия, увеличилась деформация металлических деталей и ускорился их износ. Некоторые виды сырья (пиритный концентрат, углистый колчедан, сыпучка) при высоких температурах спекаются, причем на подах печей образуется твердая корка, вызывающая быстрый износ (вследствие истирания) зубьев гребков. Некоторые сорта ипритных концентратов и флотационных хвостов теряют свойство сыпучести при высоких температурах, комкуются, вследствие чего гребки начинают везти обжигаемый материал по поду, и это иногда ведет к поломкам гребков. Эксплуатация механических печей показала, что наиболее подвержены коррозии зубья гребков и стальной кожух печи. [c.15]

Некоторые детали машин (лопатки и диски газовых турбин, детали камеры сгорания реактивных двигателей, выхлопные клапаны, поршни и т. п.) работают длительное время при высоких температурах. Как показывает практика, материал для таких деталей должен обладать особыми физическими и механическими свойствами. Он должен быть прежде всего жаростойким и жаро-лрочным. [c.200]

Жаропрочные стали. Некоторые детали машин (двигателей внуфеннего сгорания, паровых и газовых турбин, металлургического оборудования и т.п.) длительное время работают при больших нагрузках и высоких температурах (500- 1000 С). Для изготовления таких деталей применяютспециальные жаропрочные стали. Под жаропрочностью принято понимать способность материала выдерживать механические нагрузки без существенных деформаций при высоких температурах. К числу жаропрочных относят стали, содержащие хром, кремний, молибден, никель и др. Они сохраняют свои прочностные свойства при нагреве до 650 С и более. Изтакихсталей изготавливают элементы теплообменной аппаратуры, детали котлов, впускные и выпускные клапаны автомобильных и тракторных двигателей (см. табл. 8). В зависимости от назначения [c.61]

Таким образом, облучение AI2O3 вызывает некоторое анизотропное расширение, но не воздействует значительно на стабильность размеров, что иллюстрируется уменьшением плотности менее чем на 1% после облучения высокими интегральными потоками нейтронов при комнатных температурах. Механические свойства AI2O3 существенно не меняются при облучении интегральным потоком тепловых нейтронов вплоть до 1,6 10 нейт,рон/см при 50° С. Тепловые и электрические свойства изменяются наиболее сильно как теплопроводность, так и удельное электросопротивление при облучении заметно уменьшаются. Во многих случаях изменения электрических свойств, видимо, недостаточно существенны, что позволит применять AI2O3 как изоляционный материал в радиационном поле. [c.152]

Чугунные элементы обладают такими положительными свойствами, как дешевизна, легкость отливки, хорошая акку.муляция тепла на поверхностях трения, меньшее расширение при нагреве и, следовательно, меньшие искажения геометрических размеров, высокая температура. плавления, излучательная способность и износостойкость самого чугуна и меньшее изнашивание фрикционного материала. В некоторых отраслях машиностроения применение чугунных элементов было ограничено опасностью разрыва его центробежными силами. Однако в связи с успехами, достигнутыми в металлургии чугуна в отношении повышения его механических свойств, а также в связи с развитием средств дефектоскопии чугун в настоящее время приобретает все большее распространение, постепенно вытесняя сталь. Чем выше теплоемкость металлического элемента, тем лучше тепло аккумулируется в нем и быстрее рассеивается в окружающей среде. Поэтому было бы желательно делать металлические элементы из сплавов меди, алюминия и магния, обладающих большей теплоемкостью. Но эти сплавы по своей механической прочности и низкой износоустойчивости не могут служить металлическим элементом. Поэтому в последнее время [c.571]

Необычные физико-механические свойства бора позволяют рассматривать его как перспективный конструкционный материал. При относительно малом удельном весе 2,35 г см (т. е. на 15% легче, чем алюминий) он обладает исключительной твердостью, высокой температурой плавления в некоторых кристаллографических формах до 2040° С, высокими значениями модуля нормальной упругости Е = 4,21-10 кПсм , отношения модуля нормальной упругости к удельному весу — 17,9-10 см и прочности на разрыв (волокон) 35 000 кПсм . Кроме того, он обладает антикоррозионными свойствами. [c.354]

Чугун находит широкое применение в промышленности в качестве конструкционного материала, так как имеет невысокую стоимость, хорошие литейные свойства, износостойкость, стойкость при знакопеременных нагрузках и повышенных температурах. Чугун содержит свыше 2 % углерода, до 5 % кремния и некоторое количество марганца. Используются легированные чугуны с добавками хрома, никеля, молибдена. В зависимости от состава, условий кристаллизации и скорости охлаждения углерод в чугуне может находиться в химически связанном или свободном состоянии в виде графита. В первом случае чугун называется белым, так как на изломе он более светлый. Такой чугун имеет высокую твердость, изностойкость, чрезвычайно трудно обрабатывается, имеет ограниченное использование в конструкциях. Во втором случае чугун называется серым, он на изломе имеет серый цвет. Этот чугун имеет удовлетворительную прочность, достаточную твердость, хорошо обрабатывается на механическом оборудовании. Серый чугун более распространен в промышленности в качестве конструкционного материала. [c.127]

При конструировании детали необходимо знать, какие нагрузки будет воспринимать деталь, в каких условиях она будет работать. Высокая рабочая температура снижает прочностные показатели материала. Некоторые пластмассы в процессе работы способны поглощать определенное количество атмосферной воды, что изменвгет механические свойства и размеры детали. Наряд пластмасс неблагоприятно действуют различные масла, кислоты и другие вещества. Выбор пластмассы определяется в значительной степени характером нагрузки. При динамических нагрузках важное значение имеют зависимость прочности материала от скорости нагружения, чувствительность к надрезу, чувствительность к удару. В некоторых случаях выбор пластмассы и конструкции Детали возможен лишь после необходимых испытаний материала в разнообразных условиях. Выбор материала должен быть очень конкретным, так как даже в преде.аах химически однородной группы диапазон свойств может быть очень широк. [c.33]

Для улучшения физико-механических свойств к полиизобу- тилену прибавляют некоторые другие полимерные материалы. Так, например, из смеси полиизобутилена с полиэтиленом получают прокладочный материал для соединения деталей стеклянных трубопроводов. Эти прокладки из смесей ПОВ-30 и ПОВ-50 обладают высокой химической стойкостью и могут применяться при температурах от —30 до +80° С. [c.207]

В электротехнике свинец широко применяют для кабельных оболочек, защищающих кабель от проникновения в него влаги. Для этой цели свинец весьма пригоден благодаря своей мягкости (что позволяет сравнительно легко изгибать освинцованные кабели), водонепроницаемости и стойкости к коррозии. Однако свинец в качестве материала для защитных кабельных оболочек имеет и свои недостатки. Мало прочная механически свинцовая оболочка сильно увеличивает вес кабеля. Далее, свинец мало стоек по отношению к вибрациям (повторяющимся сотрясениям йли толчкам), в особенности при повышенных температурах. При прокладке кабелей со свинцовыми оболочками вблизи линий железных дорог, на кораблях, мостах и пр. это свойство свинца может быстро вызвать образование трещин в свинцовой оболочке кабеля, которое влечет за собой проникновение влаги в изоляцию кабеля и его пробой. Кроме того, свинец, несмотря на свою высокую химическую стойкость ко многим химическим веществам, о чем уже говорилось выше, в некоторых случаях все же подвержен коррозии. Так, азотная кислота, уксусная кислота, известь, гниющие органические нгщества вызывают разъедание свинца. Кусок извести, положенный на свинцовую оболочку кабеля, проедает ее. Свежезамешанный бетон, мел и дубильные вещества в присутствии воды и воздуха также разрушают свинец. Поэтому не следует прокладывать кабели, не имеющие дополнительных защитных оболочек, поверх свинца, в недавно устроенной бетонной канализации. Морская вода разрушающе дей-248 [c.248]

Полиэтилен. Этот материал обладает рядом ценных свойств, благодаря которым он является одним из основных термопластичных конструкционных материалов. Он имеет достаточную механическую прочность, высокую стойкость к действию концентрированных кислот и щелочей, хорошую сопротивляемость воздействию масел и некоторых растворителей, проникновению водяных парлв, имеет ничтожную влагопоглощаемость (0,05%), обладает низкой диэлектрической проницаемостью и малым значением тангенса диэлектрических потерь, высокой электропрочностью (40 10 —44 10 л /л ) и удельным объемным сопротивлением, отличается прекрасной гибкостью при низких температурах (до 213° К), нетоксичен. К недостаткам его следует Отнести подверженность старению под действием ультрафиолетового излучения, кислорода воздуха, тепла и т. д. [c.15]

Установочные ситаллы. Такие материалы, как правило, принадлежат к фотоситаллам. Для образования центров вводят Ag lj, в некоторые стекла — Аи. Стекло варят в нейтральной атмосфере. Формование изделий можно вести прессованием, выдуванием, вытягиванием и прокаткой. После экспозиции иа свету изделие подвергают тепловой обработке вначале при температуре 500—600° С, затем при температуре 800—950° С для превращения материала в фото-ситалл обработка длится в течение примерно часа. Образующаяся разветвленная система топких кристаллов обуславливает высокие механические н электрические свойства. Так одно из силикатных [c.139]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...