Материал с высокой прочностью Использование

Использование стекловолокна марки 8 (994)—НТ8 позволило создать конструкционный материал с высокой удельной прочностью. По данным фирмы, удельная прочность стеклопластика при содержании стекла 80% в 1,7—2 раза выше, чем у высокопрочной стали и в 1,2—1,4 раза выше, чем у титановых сплавов. Кроме того, преимуществом стеклопластика является возможность ориентировать при изготовлении стекловолокно в требуемом направлении, что является очень важным при несимметричном нагружении несферических конструкций. [c.343]

Отличительными особенностями способа являются малая интенсивность теплообмена между отливкой и формой использование песчано-смоляной смеси с высокой подвижностью для получения четкого отпечатка модели использование термореактивных смол в качестве связующих для получения тонкостенных форм с высокой прочностью и повышенной размерной точностью полости формы использование мелкозернистого огнеупорного материала (кварцевого песка) для получения поверхностного слоя отливок с малой шероховатостью. [c.180]

Механические свойства. Привлекательность аморфных сплавов для использования в технике, как уже отмечалось, определяется сочетанием особых физических свойств с высокой прочностью. Они обнаруживают экстремально высокую твердость, превышающую твердость материала в кристаллическом состоянии в 2—4 раза, а их прочность близка к прочности нитевидных кристаллов. Последняя, как известно, приближается к теоретической прочности. Предел текучести составляет 0,1—0,2 Е. [c.304]

Механические свойства матов и заготовок, как и армированных формовочных композиций, существенно зависят от количества и типа армирующего материала. Самая высокая прочность достигается при использовании матов из непрерывного стеклянного волокна, но их применение ограничивается деталями простой формы с небольшой вытяжкой. Свойства изделий, полученных с использованием матов из рубленого волокна или заготовок, примерно одинаковы и почти на 20 % ниже, чем у изделий, армированных непрерывным волокном. Практическое содержание стекловолокна в матах и заготовках колеблется в пределах 25—50 %, но чаще всего составляет 25—35 %. В табл. 15.6 и 15.7 приведены некоторые свойства изделий, полученных из заготовок и матов на основе рубленого волокна. [c.185]

Важнейшим требованием к материалам, используемым в производстве мебели, подвергаемой высоким нагрузкам, является жесткость. Однако не следует переоценивать этот показатель, так как очевидно, что высокая жесткость не всегда сочетается с высокой прочностью и долговечностью материалов. Так, корпуса кресел из полипропилена оказались вполне конкурентоспособными с более жесткими деревянными креслами. Другим примером может служить использование полиэтилена в производстве изделий широкого потребления. Этот легкий материал оказался более пригодным для производства кухонных принадлежностей, мусорных ведер, контейнеров и т. п., чем более жесткие материалы, отличающиеся, как правило, высокой хрупкостью. Полиэтиленовые изделия способны восстанавливать свою форму даже после значительного деформирования. Тем не менее большинство видов мебели должны изготавливаться из достаточно жестких материалов, чтобы выдерживать длительные нагрузки без.потери формы. [c.428]

По определению армированный волокнами композиционный материал может иметь хорошие механические свойства только тогда, когда волокна имеют неизменно высокую прочность и высокий модуль упругости. Таким образом, основной задачей исследователей, работавших с сапфировыми волокнами, было применение волокон с высокой прочностью и попытки сохранить эту прочность при введении волокон в металлическую матрицу. С одной стороны, для того чтобы избежать химического взаимодействия между матрицей и волокном, в большинстве описанных экспериментальных работ особое внимание уделяли использованию подходящих покрытий, с другой, при этом была несправедливо упущена необходимость развития химической связи между волокном и матрицей. Было показано, что предотвращение взаимодействия волокна с активными матрицами (на никелевой основе) является труднейшим технологическим искусством, которым в настоящее время не удалось полностью овладеть. [c.232]

Развитие народного хозяйства в значительной степени определяется производством металлов и сплавов. В современной технике применяются материалы с высокой прочностью, коррозионной стойкостью, электро- и теплостойкостью. Правильный выбор материала и его рациональное использование зависят от знания свойств металлов и сплавов. Металловедение изучает связь между строением и свойствами металлов и сплавов в зависимости от химического состава, технологии получения И обработки. [c.3]

Величина запасов прочности при расчете на выносливость зависит от точности определений усилий и напряжений, от однородности материалов, качества технологии изготовления детали и других факторов. При повышенной точности расчета (с широким использованием экспериментальных данных по определению усилий, напряжений и характеристик прочности), при достаточной однородности материала и высоком качестве технологических процессов принимается запас прочности я = 1,3- 1,4. Для обычной точности расчета (без надлежащей экспериментальной проверки усилий и напряжений) при умеренной однородности материала п=1,4-ь1,7. При пониженной точности расчета (отсутствии экспериментальной проверки усилий и напряжений) и пониженной однородности материала, особенно для литья и деталей значительных размеров, п = = 1,7 3,0. [c.678]

Нитевидные кристаллы нашли пока еще весьма ограниченное применение. В то же время уникальные свойства усов — высокая прочность, стойкость против окисления, способность сохранять высокие упругие и прочностные свойства при повышенных температурах, высокие тензометрические свойства и некоторые другие — позволят в будущем использовать усы в различных отраслях техники [164]. Основным препятствием для широкого использования нитевидных кристаллов является их малый размер — длина кристаллов с отмеченными выше свойствами не превышает 10—15 мм, а диаметр не более 10 мк. Поэтому пока еще такие кристаллы могут найти применение лишь в приборостроении как материал для изготовления пружин, подвесок и других чувствительных элементов в измерительных приборах [196—1971. [c.108]

В связи с перспективностью использования покрытий в качестве электроизоляционного материала при высоких температурах исследовали закономерности измерения электрической прочности и проводимости окиси алюминия, нанесенной плазменным методом на никелевые пластинки [136]. Электрический пробой покрытия при различных температурах (до 1600 К) на воздухе осуществлялся между основным металлом и полусферическим электродом, прижимаемым к поверхности покрытия. Радиус полусферы никелевого или изготовленного из дисилицида молибдена электрода подбирался таким образом, чтобы электрическое поле в зоне пробоя было равномерным. Напряжение, которое подавалось на электроды, увеличивалось с постоянной скоростью л 200 В/с. [c.86]

Предел прочности типичного композиционного материала, предназначенного для кузова автомобиля, составляет 85—105 кгс/мм, а модуль упругости при изгибе (0,7—10,5)10 кгс/мм. В панелях кузова большого размера толщиной 2,54 мм этот материал обеспечит жесткость, сравнимую с жесткостью стального листа толщиной 0,9 мм. Поскольку композиционный материал не обладает пластичностью, исключается возможность его повреждения из-за деформационных воздействий и срок службы будет определяться временем до его разрушения. Следовательно, для материала с указанными характеристиками допустимы достаточно высокие изгибающие моменты, действие которых в случае использования стального листа вызовет его деформацию. Материал может быть также использован в конструкциях, составляющих каркас кузова. [c.15]

При получении композиционных материалов на песчаном грунте листы часто имеют коробление и шероховатую поверхность. При деформировании композиционного листа на таком основании из-за значительного прогиба в материале появляются большие касательные напряжения вследствие относительного сдвига металла матрицы и волокна, обладающих разными пластичными характеристиками. Величина этих напряжений может превышать прочность связи волокна с матрицей, что иногда приводит к образованию непроваров, снижающих прочность композиции. Однако металлическая плита в качестве основания имеет и свои недостатки, так как в этом случае отраженная волна, интенсивность которой составляет более 20% интенсивности падающей ударной волны, создает на границах раздела между слоями матрицы значительные растягивающие напряжения. Это может приводить к образованию локальных дефектов, также снижающих прочность композиции. Более благоприятные условия сварки, обеспечивающие высокую прочность соединения, создаются при использовании в качестве основания плиты из материала, имеющего достаточно высокую жесткость в сочетании со сравнительно низким акустическим сопротивлением. [c.161]

Предполагается использование композиционных материалов на никелевой основе для длительной работы при температурах выше 1000° С. Однако разработка таких материалов затруднена из-за отсутствия упрочнителей, которые могли бы без потери прочности длительно работать в контакте с никелевой матрицей. Из металлических упрочнителей с точки зрения совместимости с никелевой матрицей лучшей пока остается вольфрамовая проволока, обеспечиваюш,ая довольно высокие значения длительной прочности в композиционных материалах на основе никелевых сплавов. Характеристики прочности и длительной прочности некоторых композиций приведены в табл. 18—22 и 61. Из таблиц видно, что введение вольфрамовой проволоки в количестве 40— 70 об. % позволяет получить материал с длительной (100-часовой) прочностью при 1100° С, равной 13—25 кгс/мм . Основными недостатками этих материалов является высокая плотность и необходимость защиты от окисления при высоких температурах. В этой же таблице приведены свойства композиции никель—углеродное волокно. Композиция привлекательна своей невысокой плотностью. Однако прочность ее невелика, и композиция не может работать длительно при температурах выше 1000° С из-за взаимодействия волокна с матрицей. [c.217]

На рекристаллизованном сплаве высокой чистоты, как это показано на рис. 39, получены два участка с постоянной скоростью роста трещины (два плато скорости) и соответственно два участка зависимости скорости от максимальных значений коэффициента интенсивности напряжений. Новый участок на кривой о—К еще не наблюдался для промышленных высокопрочных алюминиевых сплавов, рассмотренных выше, хотя и является обычным для других сочетаний среда — материал. Поскольку это является аномальным явлением и поскольку рост трещины в сухом аргоне является исключением, для практического использования данный факт не играет большой роли и представляет только академический интерес, так как речь идет о сплаве высокой чистоты с ре кристаллизованной структурой и равноосным зерном. Промышленные алюминиевые сплавы высокой прочности обладают в этой среде очень высоким сопротивлением КР даже в наиболее чувствительном высотном направлении полуфабриката. [c.193]

Разрушающее действие разрядов атмосферного электричества известно давно. В литературе описаны многочисленные случаи наблюдавшегося в природе разрушения естественных объектов и сооружений (деревья, скалы, башни, железобетонные опоры и т.п.) при ударе в них молнии. Электрический пробой твердой изоляции в электрических аппаратах и в системах передачи импульсного высокого напряжения тоже, как правило, сопровождается ее механическим разрушением. Это явление обращает на себя особое внимание в исследованиях электрической прочности твердых диэлектриков, когда зримо проявляются определенные закономерности характера разрушения материалов. Поэтому вполне естественно, что появилась идея полезного использования наблюдавшегося эффекта. Согласно предложению А.А.Воробьева /1/, способ разрушения горных пород и руд за счет их электрического пробоя с использованием импульсного высокого напряжения от емкостного накопителя энергии реализуется следующим образом. На кусок породы, породный массив устанавливают электроды (металлические контакты) и подают на них импульс высокого напряжения с уровнем напряжения, достаточным для электрического пробоя. Энергия, выделяющаяся в канале разряда, действует на материал подобно взрывчатому веществу и приводит к его разрушению. При достаточном количестве энергии в разряде способ позволяет разрушать отдельные куски породы, отделять порции материала с поверхности массива. [c.9]

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]

При создании и эксплуатации композитных конструкций, как правило, применяются высокопрочные коррозионно-стойкие стали в сочетании с другими сталями и сплавами. Выбор материалов определяется не только условиями работы, но и технологической совместимостью материалов в процессе изготовления. Эта особенность проявляется в необходимости проведения технологических операций с использованием нагрева и совместной ТО для получения оптимальных параметров каждого материала в отдельности (высокая прочность, коррозионная стойкость под напряжением и т.д.). Кроме того, важно исключить возникновение дополнительных остаточных напряжений в процессе изготовления и добиться стабильных размеров деталей и изделий, а при создании напряженных конструкций — заданных уров- [c.159]

Материал. Замена материала, например, алюминиевого сплава сталью с высоким сопротивлением разрыву, а также использование проката или листового материала вместо литья должны привести к увеличению усталостной прочности. Для определенного типа материала усталостная прочность увеличивается с увеличением прочности на разрыв, но не всегда пропорционально. [c.426]

Стеклянные волокна имеют очень низкую стоимость и их измельчение для использования в полимерных композициях с короткими волокнами незначительно удорожает стоимость стеклопластиков, хотя при этом несколько снижается эффективность их усиливающего действия. Возможно даже снижение стоимости некоторых изделий из термопластов, таких как полиамиды при наполнении их стеклянными волокнами, хотя этот выигрыш в стоимости материала может понизиться за счет возрастания стоимости его переработки. С другой стороны, введение дорогих нитевидных кристаллов, таких, как кристаллы карбида кремния или оксида алюминия, целесообразно только при резко выраженном усиливающем эффекте. Так как монокристаллы обладают длиной больше критической, на практике обычно наблюдается высокая эффективность усиления ими полимеров, а вследствие малого диаметра и высокой прочности они значительно меньше повреждаются в процессах переработки. Кроме того, из-за чрезвычайно высокой прочности монокристаллы резко повышают прочность наполненных композиций при сравнительно низких объемных долях. Однако, несмотря на эти достоинства, высокая стоимость производства высококачественных монокристаллов требуемой прочности, длины и диаметра, а также дополнительные трудности получения полимерных композиций с ориентированными монокристаллами затрудняет их конкуренцию с обычными стеклопластиками. [c.98]

Опыт применения пространственно-армированных материалов в целях тепловой защиты значительно расширил область их использования используются не только теплозащитные, но и прочностные свойства материалов. Появилась новая область применения материалов, образованных системой ех нитей, — в супермаховиках. Применение современных композиционных материалов в супермаховиках представляет значительный интерес, так как максимальная удельная энергия, которая может быть накоплена в маховике, пропорциональна отношению прочности материала к плотности. Маховики, изготовленные намоткой из однонаправленных материалов, наряду с высокой прочностью в направлении армирования обладают традиционными [c.9]

Борные волокна позволили получить первый истинно композиционный материал для авиационно-космической техники. Преимущества борных волокон состоят не только в том, что они обладают высокими показателями удельных механических свойств, но и в том, что их использование возможно в сочетании как со связующими, ранее разработанными для стеклопластиков, так и с алюминием. Поскольку авиационные конструкции обычно проектируются с учетом требований как по жесткости, так и по прочности, композиционные материалы на основе борных волокон эффективнее использовать в тех агрегатах, в которых малые деформации должны сочетаться с высокой прочностью. Борное волокно пока еще относительно дорогой материал, хотя его стоимость не столь велика, как указывается в некоторых источниках. Пауэрс [16], например, считает, что цена борного волокна до некоторой степени зависит от уровня цен и технологии получения других волокон. Относительно высокий спрос и усовершенствование процессов изготовления могли бы обеспечить снижение цены на борное волокно до 110 доллар/кг. [c.46]

Другое конструктивное решение основано на использовании резины, нестойкой к действию химических агентов, покрытой пленкой полимерного материала с высокой химической стойкостью. Этот материал должен обладать соответствующей адгезией к резине, достаточной эластичностью и усталостной прочностью (пленочное покрытие из материала хрупкого или имеющего слишком низкую усталостную прочность растрескалось бы, обнажая резину). По данным фирмы Дюпон этим требованиям полностью удовлетворяет политетрафторэтилен (тефлон). В насосе, схематически изображенном на фиг. XVII. 18, из политетрафторэтилена изготовлены все детали, соприкасающиеся с жидкостью, за исключением диафрагмы / и тарелки 2, которые были изготовлены из химически нестойкой резины и покрыты политетрафторэтиленом. Число ходов штока диафрагмы в минуту равно 350, стрела прогиба диафрагмы равна 2 мм. Насос запроектирован для работы при температуре от —45 до +150° С, но теплостойкость политетрафторэтилена позволяет значительно расширить этот интервал. [c.364]

Конструкционные композиционные материалы, как правило, считаются линейноупругими и не допускают больших деформаций, т.е. их использование обычно приводит к получению жестких конструкций, для описания которых могут быть привлечены линейные уравнения, приведенные выше. Однако для композитных оболочек характерен один вид нелинейности, связанный с особенностями композиционных материалов. В связи с высокой прочностью материала стенка оболочки, спроектированной по условию прочности, часто оказывается достаточно тонкой и допускает изгибкые деформации, приводящие к заметному изменению радиусов кривизны оболочки. Для приближенного учепа этого эффекта третье уравнение равновесия (9.14.1) необходимо заменить следующим [c.228]

Японской фирмой Норитаке разработан новый высокопрочный композит с керамической матрицей, армированный углеродными волокнами Материал обладает высокой ударной вязкостью, которая в 6 раз выше ударной вязкости традиционных керамических материалов и не ухудшается в интервале температур до 1200 °С. Его изготовляют методом фила-ментарной намотки, применяя в качестве исходного связующего суспензию из нитрида кремния или муллита. После сущки заготовку спекают при 1700 °С методом горячего прессования под давлением 35 МПа. Для получения материала с высокими характеристиками по прочности на разрыв и вязкости разрущения, содержание углеродных волокон в материале должно составлять от 30 до 45 %. Такой материал имеет вязкость разрущения 29 МПа и прочность при изгибе 690 МПа в случае использования в качестве матрицы нитрида кремния, и 18 и 610 МПа соответственно в случае использования муллита. [c.240]

В целом следует отметить, что метод элех тролитического осаждения никеля -и никелевых сплавов на углеродные волокна обеспечивает формирование плотного покрытия, однородного по толщине по всему сечению жгута. Однако различные дефекты (пористость, разупрочнение й механическое разрушение волокон, формирование недостаточной прочности связи на межфазной границе и т. п.), образующиеся при получении компактного материала, не позволяют реализовать высокую исходную прочность углеродных волокон и получить материал с теоретической прочностью. Верхний предел рабочей температуры композиции никель — углеродное волокно ограничен наличием интенсивного взаимодействия в системе, приводящего к рекристаллизации и разупрочнению армирующих волокон, и низким сопротивлением материала окислению, протекающему весьма интенсивно из-за разложения молекулярного 1 ислорода на атомарный при диффузии его через никелевую матрицу. Возможно, что использование более жаростойких никелевых сплавов, специальная поверхностная обработка волокон и разработка методов формирования компактного композиционного, материала прессованием через жидкую фазу позволит преодолеть все эти трудности. [c.400]

По механич. св-вам С. х. уступает переплавленному металлу, особенно по пластичности. Однако совершенствование технологии и экономичность в ряде случаев сделают целесообразным применение деталей из хрома и нек-рых его сплавов, изготовленных методами порошковой металлургии. Сплавы типа Сг - -30%Со - -+ 6% W, изготовленные методами порошковой металлургии, обладают св-вами, близкими к сплавам, полученным методами металлургии. Однако они имеют более низкую Y и пониженные а 2- Разработано иеск. композиций сплавов системы хром— окись А1 и Mg (напр., хром -(-16% окиси алюминия) после спекания и деформации сплав имеет след, механич. св-ва при 20° 0(,= 38 кг1мм , разрушение хрупкое. При ()50° 0(,=38кг/л1.и, 0 , 2=36 кг мм , 6=0,5% при 815° соответственно 33, 29 и 3,5 и при 980° соответственно 19, 18, 14. При 815° и выше сплав пластичен и обладает довольно высокими прочностными св-вами, однако стойкость против ударных нагрузок невысокая. Данный тип сплава может найти применение для деталей, когда от материала требуется высокая прочность, коррозионная стойкость в окислит, атмосфере, низкий уд. вес, но не требуется пластичности и высокой стойкости против ударных нагрузок. Напр., сплавы могут надежно работать в стационарных условиях при сжимающих нагрузках. Из сплавов типа Сг -Ь (10—15%) Ni прессуют готовые изделия или заготовки и спекают. Спекание сплава производится при 1200—1300° в проточной атмосфере сухого и очищенного от примесей водорода (усадка сплава при спекании достигает 17—20%). Сплавы могут быть подвергнуты деформации истечением в условиях всестороннего неравномерного сжатия при 1000—1350°. Несмотря на высокую темп-ру деформации, сплавы сильно наклепываются, что повышает их хрупкость. При использовании смазки деформация облегчается, а стойкость инструмента повышается. После деформации сплавы подвергают термич. обработке. Отличит. особенностью сплавов является высокая твердость НВ = 650 кг мм ). [c.189]

Использование прессованного профиля из дюралюминиевого материала позволило формировать профиль лонжерона с наиболее целесообразным сечением (рис. 2.3.1). Применение замкнутого профиля, полученного методом прессования (экструзия), ограничил диапазон использования существующих дюралюминиевых сплавов. В процессе прессования происходит разделение материала на две части, поэтому в формирующем профиль инструменте (фильере) эти две части должны соединяться и свариваться давлением. Чтобы структура материала в местах сварки не ухудшалась, необходимо применять материал с высокой коррозионной стойкостью, Усталостная прочность дюралюминиевого лони ерона может снизиться из-за дефектов, возникающих в процессе прессования профиля и механической обработки лонжерона. Поэтому необходимо ие только нарун щую, но и внутреннюю поверхности лонжерона упрочнять виброударным способом. Предел выносливости может быть доведен [c.33]

Все эти условия и многие другие (физические и химические свойства среды, в которой работает подшипник, особенности мапшны или устройства, в котором он применяется и т.д.) определяют выбор подшипникового материала не по его механической прочности, а из других соображений. Так как часто требуются противоречивые свойства для одного и того же материала (например, высокая прочность, но пониженная твердость), решения почти всегда компромиссные и поэтому иногда используются не только сплавы, но и вкладыши, изготовленные с одновременным использованием нескольких материалов. [c.283]

Необходимо отметить, что использование данных о трещино-стойкости материала при определении а<г и шт возможно, если разрушение образца с трещиной так же, как и цилиндрического образца с кольцевым надрезом, контролируется процессом зарождения микротрещин. Как будет показано в подразделе 4.2.2, для сталей средней и высокой прочности при испытании на тре-щиностойкость это требование выполняется автоматически. [c.99]

Надежность работы системы транспирационного охлаждения существенно повышается при использовании многослойной стенки. Известно несколько вариантов многослойной пористой стенки. Расчеты показывают, что наиболее приемлемой является двухслойная стенка, внутренний конструкционный слой которой выполнен из теплопроводного материала малой пористости, высокой прочности, с большим гидравлическим сопротивлением. Наружный теплозащитный спой изготовлен из тугоплавкого материала низкой теплопроводности, высокой пористости и проницаемости. [c.10]

Оборудование нефтяной и газовой промышленности эксплуатируется в чрезвычайно тяжелых условиях. Долговечность и надежность работы оборудования во многом зависят от технико-экономической характеристики применяемых конструкционных материалов. К ним предъявляются очень высокие требования они должны обладать определенным комплексом прочностных и пластических свойств, сохраняющихся в широком интервале температур хорошими технологическими свойствами, не должны быть дефицитными и дорогими. Во многих случаях предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости материала, особенно к специфическим видам разрушения — водородному охрупчиванию, коррозионному растрескиванию, межкрнсталлитной коррозии и др. Важное значение при выборе конструкционных материалов имеют металлоемкость и масса оборудования. Многие нефтяные и газовые месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах, во многих районах намечается тенденция увеличения глубины скважин. В связи с этим весьма перспективно использование конструкционных материалов с высокими удельной прочностью, плотностью, коррозионной стойкостью и отвечающих также другим требованиям. К таким материалам относятся прежде всего алюминиевые сплавы, получающие все более широкое применение в нефтяной и газовой промышленности, неметаллические материалы, титан и его сплавы. Эти материалы могут быть использованы также в виде покрытий, что позволяет значительно расширить диапазон свойств конструкционных материалов и увеличить долговечность оборудования. Конструкционный материал должен обладать высокими показателями прочности — времен- [c.23]

Наличие волокон с высокой жесткостью позволяет варьировать в самом широком диапазоне зависимость уд ль-ной прочности композиционных материалов от их удельной жесткости. Это обусловливает существенные преимущества композиционных материалов перед металлами, где удельная жесткость примерно постоянная при некотором изменении удельной прочности [15]. Управление удельной жесткостью и прочностью, а также другими физико-механическими характеристиками в плоскости армирования осуществляется нзд1енением укладки волокон или одноосных тканей различного плетения как в плоскости, так и по толщине пластины или изделия [2, 14]. При этом характеристики композиционных материалов перпендикулярно плоскости армирования практически не изменяются [25]. Варьирование укладки волокон приводит не только к изменению степени анизотропии свойств, при незначительном изменении сопротивления межслойному сдвигу и поперечному отрыву [20, 69]. Наличие переменной укладки по толщине приводит к существенному увеличению неоднородности структуры композиционного материала, что необходимо учитывать при расчете конструкций из таких материалов [2, 104]. Выбор закона укладки в плоскости и по толщине пакета подчиняется назначению конструкции. Таким образом, использование высокомодуль-пых волокон при традиционных схемах армирования, когда толщина изделия создается набором плоских армирующих элементов — ирепрегов или слоев ткани, не устраняет указанных выше отрицательных особенностей композиционных материалов. [c.8]

Простейшие слоистые материалы состоят из связанных гомогенных изотропных пластин. При изготовлении этих материалов слабые плоскости можно располагать благоприятным образом — так, чтобы обеспечить высокую вязкость разрушения композита. Рассмотрим идеализированный слоистый материал, изображенный на рис. 25. Поле напряжений перед трещиной задается уравнением (2). На небольшом расстоянии перед вершиной трещины развиваются поперечные растягивающие напряжения 0 . Они, в сочетании со сдвиговыми напряжениями Хху (возникающими при любых зиачениях угла 0, кроме 0=0°), могут вызвать межслоевое разрушение. Маккартни и др. [24] изучали сопротивление развитию трещины слоистого материала из высокопрочной стали (203 кГ/мм ) для случаев низкой, средней и высокой прочности связи. Связь низкой прочности (3,5—7,0 кГ/мм ) обеспечивали с помощью эпоксидных смол, а также оловянного и свинцово-оловянного припоя, связь средней прочности (38—60 кГ/мм )—с помощью серебряного припоя, а высокопрочную связь (140 кГ/мм ) — путем диффузионной сварки слоев. Во всех случаях при испытании на ударную вязкость по Шарпи образцы разрушались лишь до первой плоскости соединения слоев. Остальная часть образца сильно деформировалась и расслаивалась по той же поверхности раздела, но не разрушалась. Сходные результаты получил и Эмбе-ри с сотр. [9]. Если прочность связи уступает прочности листов, то происходит торможение трещины. Ляйхтер [23], однако, установил, что охрупчивающая фаза, возникающая при использовании некоторых твердых припоев, может существенно снизить вязкость разрушения. [c.296]

Некоторые интересные аспекты выбора материала представлены на рис. 6. Типичные стеклопластики имеют высокие значения параметра стоимость/прочность (более 8,5). При упрочнении матами стеклопластики обладают наибольшим значением этого параметра, но зато не имеют остронаправлепного характера прочности. Композиционный материал с сердцевиной из дугласовой древесины имеет прекрасные значения параметра стоимость/прочность. Смеш,ение в сторону низких значений этого параметра происходит из-за благоприятного расположения древесины по шкале стоимость/прочность. По удельной прочности (рис. 7) имеем обратную картину положение стеклопластика при использовании в композиционной слоистой панели смещается в сторону низких значений. [c.208]

Кроме того, некоторые приборы, в которых использован пластик, применяют в оборудовании, предназначенном для осуществления ядерных взрывов. В течение многих лет в ядерной промышленности для производства детонаторыых головок используется композиционный материал на основе диаллилфталатного пластика (ДАР) с наполнителем из асбеста (рис. 8). Типичные свойства этого материала прочность при растяжении > 3,5 кгс/мм сопротивление воздействию дуги > 120 с ударная вязкость по Изоду > 0,0011 кгс-м/см , теплостойкость > 150 С. Детали, изготовленные из этого материала, имеют высокую точность и отличную стабильность. [c.462]

Выбор присадочного материала. При сварке двух деформируемых сплавов было опробовано несколько присадочных материалов. При сварке плит сплава 5083-Н321 использовали проволоку сплавов 5183, 5356 и 5556. Сварные соединения, изготовленные с присадкой проволоки сплава 5556, имели более высокую прочность, а с присадкой проволоки 5356 — более высокое отношение а /оо.а-В общем, при использовании всех трех присадочных материалов имеет место очень незначительная разница в свойствах. [c.188]

Вкрапление в состав металлокерамики твердых минералокерамических частиц [197] увеличивает коэффициент трения, но несколько повышает износ металлического элемента пары. Количество и состав керамических частиц обусловливают фрикционные свойства материала. Достаточно высокая механическая прочность и постоянство фрикционных свойств в диапазоне рабочих температур приводят ко все более широкому использованию таких материалов, менее подверженных термической усталости, чем обычные металлокерамики. Износостойкость их в 3—10 раз выше, чем материалов на асбестовой основе. Металлокерамические и минералокерамические материалы обладают меньшим изменением фрикционных свойств и износоустойчивости, чем асбофрикцион-ные материалы на органическом связующем. Так, на фиг. 321 показано изменение коэффициента трения и износа металлокерамического материала (кривая 1) и асбофрикционного материала с органическим связующим (кривая 2) в зависимости от изменения температуры для одинаковых условий работы [184]. Металлокерамические материалы допускают давления до 28 кПсм вместо 1,5—8 кПсм , принимаемых для асбофрикционных материалов. [c.542]

В основу принятых в нормах методов расчета котельных деталей положен принцип оценки прочности по несущей способности (предельной нагрузке). Оценка прочности по предельной нагрузке, а не по наибольшим местным напряжениям (по наибольшим местным эквивалентным напряжениям — для случаев многоосного напряженного состояния) позволяет применить для котельных деталей, изготовляемых из материалов с достаточно высокой пластичностью и работающих при спокойных нагрузках, наиболее прогрессивный метод расчета, обеспечивающий наилучШее использование механических свойств материала с срхранением надежности детали, при условии, что будут строго выполняться все требования к материалам, установленные в Правилах Госгортехнадзора по паровым котлам. Выполнение этих требований должно гарантировать прочность котельных деталей при наличии местных пластических деформаций, допускаемых принятым принципом расчета по предельным нагрузкам. [c.298]

Использование в качестве упрочняктщих фаз стабильных тугоплавких соединений (оксиды тория, гафния, иттрия, сложные соединения оксидов и редкоземельных металлов), нерастворяю-щихся в матричном металле, позволяет сохранить высокую прочность материала до 0,9—0,95 Т л- В связи с этим такие материалы чаще применяют как жаропрочные. Днснерсио-упрочненные композиционные материалы могут быть получены на основе большинства применяемых в технике металлов и сплавов. [c.426]

Возможность улучшения пластичности NijAl путем микролегирования в сочетании с добавками марганца, гафния или железа обеспечивает прорыв в области разработки новых сплавов на основе этой системы. Усовершенствованные сплавы на основе твердого раствора с добавками гафния и железа имеют очень высокую прочность по сравнению с исходными промышленными сплавами (рис. 19.2), и при этом их плотность примерно на 10 % ниже [4]. Для сплавов, предназначенных для работы при низких температурах, возможно дальнейшее повышение характеристик за счет холодной деформации. Существуют также возможности для дисперсионного упрочнения NijAl или его использования в качестве матрицы для механически скомпонованного композиционного материала. [c.293]

Композиционные материалы с титановой матрицей являются перспективными жаропрочными материалами для авиакосмической техники и найдут применение в новых конструкциях реактивных двигателей, где возникает необходимость в материалах, вьщерживающих температуру эксплуатации до 800 °С. Использование композиционного материала позволяет значительно снизить массу конструкции, что крайне необходимо двд аэрокосмической техники. В настоящее время ведутся исследования по созданию из КМ деталей компрессора, например лопаток, турбин и др. К материалу матрицы жаропрочного КМ предъявляются следующие требования значительное сопротивление окислению, высокая прочность при повышенных температурах, удовлетворительная пластичность при комнатной температуре. Между материалом волокон и матрицей не должно происходить химического взаимодействия при повышенных температурах. В качестве матрицы жаропрочных КМ могут быть использованы псев-до-а-титановые сплавы, например сплав IMI834. В качестве упрочните-ля выступают волокна Si . Сплав IMI834, упрочненный волокнами Si (S S-6), предназначен для эксплуатации при температурах до 550 °С. При производстве данных КМ используются технологии магнетронного распыления и горячее изостатическое прессование. Для предотвращения химического взаимодействия при повышенной температуре волокна и матрицы используются защитные покрытия волокон и метод фазовой [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...