Тугоплавкие сплавы (см. Разрушение

Проведенные экспериментальные исследования позволили установить характерные особенности деформирования и разрушения тугоплавких сплавов при силовом и тепловом циклическом воздействиях в условиях высокого вакуума и температуры, превышающей 0,5 Т л- [c.71]

Покрытые или плакированные материалы неизменно обнаруживают локализованные участки разрушения. В том случае, когда матрица обладает достаточным сопротивлением окислению, это может быть допустимо. Более серьезная проблема возникает в том случае, если испытанию подвергается склонная к окислению проволока из тугоплавкого сплава. Для проведения таких испытаний и выяснения всех условий окисления требуется большее число данных. Однако предварительные результаты, полученные при воздействии окислительной среды, оказались обнадеживающими. Образцы композиционного материала из жаропрочного сплава и вольфрамовой проволоки выдерживались в атмосфере печи при малой скорости движения воздуха и при скорости его движения 1,85 м/с при температуре около 1090° С. Проволока [c.271]

В табл. 9.2—9.4 представлены результаты испытаний на вибрационной установке Мичиганского университета [19—21] с вибратором, имеющим экспоненциальный профиль. Испытания проводились при низких и повышенных температурах, причем образцы погружались в воду, жидкий сплав свинца с висмутом и ртуть. В табл. 9.5—9.7 приведены механические свойства материалов при температурах 21, 260 и 815 °С. Разрушение оценивалось по средней глубине проникновения, а также по потерям веса образца. Эта средняя глубина проникновения определялась как отношение потерь объема образца к площади его поверхности, подвергавшейся действию кавитации. По существу она представляет собой удельную потерю объема. В таблицах приведена средняя скорость глубины проникновения, представляющая собой наклон кривой зависимости средней глубины проникновения от времени для материалов, имеющих линейную зависимость потерь объема от времени (обычно за исключением самого начального периода испытаний), или средняя глубина проникновения, деленная на время испытания после продолжительного испытания материалов, не имеющих такой линейной зависимости. На фиг. 9.13, 9.24 и 9.25 представлены кривые разрушения в зависимости от времени для некоторых материалов, перечисленных в табл. 9.5. Все эти результаты получены при испытаниях в воде при 21 °С. На фиг. 9.13 приведены данные для холоднокатаных и отожженных образцов медноцинковых и медноникелевых сплавов. По оси ординат отложены потери веса. На фиг. 9.24 приведены данные для углеродистой стали и ряда тугоплавких сплавов, а на фиг. 9.25 — для чистой меди и никеля в холоднообработанном и отожженном состояниях. По ординатам на фиг. 9.24 и 9.25 отложена средняя глубина проникновения. [c.479]

Фиг. 9.24. Типичные результаты испытаний на кавитационное разрушение образцов из стали и тугоплавких сплавов в холодной воде (21°С), вибрационная установка Мичиганского университета [21].

КАВИТАЦИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕ ТУГОПЛАВКИХ СПЛАВОВ [c.516]

Тонометр для измерений прочности жидкости на разрыв 73 Тугоплавкие сплавы (см. Разрушение, материалы) [c.676]

Для предохранения формы от разрушения, особенно при отливке тугоплавких сплавов, весьма желательным является такое устройство литниковой системы, при котором струя металла, входящая в полость формы, не встречает на своем пути никаких выступающих частей. [c.252]

Хрупкие соединения являются причиной красноломкости тугоплавких металлов и сплавов. Твердые хрупкие соединения затрудняют межзеренное скольжение, непрерывность деформации вдоль границ зерен нарушается (вследствие снижения аккомодации за счет внутри-зеренной деформации) с последующим межзеренным разрушением. [c.514]

Наряду с определением свойств длительной прочности вольфрамовых проволок в [38] проведены металлографические исследования, испытания микротвердости и измерения пластичности разрушенных проволочных образцов. Обнаружена корреляция между рекристаллизацией вольфрамовой проволоки (между 982 II 1093 °С) и изменениями, наблюдаемыми в значениях долговечности выше этих температур. Основной результат исследований состоял в том, что свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки оказались лучше известных данных, полученных для других форм вольфрама, других тугоплавких металлов и жаропрочных сплавов. [c.277]

Как и для многих других процессов развития коррозии в настоящее время еще невозможно сделать окончательное заключение о механизме твердофазного флюсовании. Наиболее существенной особенностью твердофазного кислого флюсования является его самоподдерживающийся характер, что делает возможным полное разрушение сплава даже после однократного осаждения жидкого осадка. Такой эффект часто наблюдается в конструкционных сплавах, упрочнение твердого раствора в которых вызывается элементами, оксиды которых могут повышать кислотность расплава. Твердофазное кислое флюсование обычно происходит при высоких температурах, что связано с необходимостью интенсивного окисления тугоплавких металлов для получения сколь-нибудь значительного количества оксидов, повышающих кислотность расплава. Нередко до начала твердофазного кислого флюсования протекает другая стадия развития коррозии [41]. Именно на этой первой стадии расплав насыщается оксидами тугоплавких металлов. [c.75]

На практике чаще применяют дугу прямой полярности, обеспечивающую более высокую стойкость неплавящегося электрода. Кроме того, такая дуга передает детали наибольшую мощность, ею сваривают высоколегированные стали, титановые сплавы, медь. При сварке алюминиевых сплавов сжатая дуга прямой полярности не используется, так как не обеспечивает разрушения тугоплавкой окисной пленки. Хорошо разрушается пленка окиси алюминия при сварке аргоновой сжатой дугой на обратной полярности, однако при этом низка тепловая эффективность [c.225]

Сплавы на основе тугоплавких металлов обладают более высокой жаропрочностью, чем сами чистые металлы (1500...2000°С). Тугоплавкие металлы легируют в двух целях а) для уменьшения их склонности к хрупкому разрушению б) для повышения прочностных и жаропрочных характеристик. Сплавы на основе тугоплавких металлов подразделяют на две группы [c.198]

Коэффициент линейного расширения а многих металлов обратно пропорционален температуре плавления, поэтому тугоплавкие металлы имеют малую величину а. Кроме того, следует отметить, что коэффициент линейного расширения ферритных и аусте-нитных сталей, В обш,ем на 30 % меньше, чем соответствующий коэффициент обычно используемых сплавов. В связи с этим в сварных соединениях разнородных металлов возможно разрушение вследствие термической усталости, обусловленной разницей коэффициентов линейного расширения. [c.258]

Матрица действует как связующий материал, позволяющий геометрическому ряду волокон работать как конструкционному элементу. Матрица также выдерживает часть растягивающей нагрузки и оказывает сопротивление разрушению под действием напряжений сдвига при высокой служебной температуре и обеспечивает вязкость и пластичность. Требования к прочности матрицы изменяются в зависимости от служебной температуры. При температурах 1090° С и выше матрица из жаропрочного сплава вносит очень малый вклад в предел прочности или предел длительной прочности, по сравнению с вкладом тугоплавких волокон. Материалы матрицы, разрабатываемые для этих высоких температур, должны обладать достаточно высокой прочностью при сдвиге, чтобы дать возможность волокнам выдерживать нагрузку. Сопротивление сдвигу матрицы должно быть достаточно высоким, для обеспечения отношения 5 1 или 10 1 между длиной волокон, используемых в композиции, и их критической длиной. При температурах 1090° С и ниже прочность матрицы может быть существенной. Более прочная матрица позволяет снизить объемное содержание волокна, требуемое для достижения необходимой прочности детали. [c.261]

Легирование металлов различными элементами широко используется для получения сплавов с оптимальными физико-химическими и механическими характеристиками. Для упрочнения сталей большое значение имеет образование пересыщенных твердых растворов внедрения углерода, образующихся при мартенситном распаде аустенита. В тугоплавких ОЦК металлах IV—VI групп образование твердых растворов внедрения не играет такой роли, напротив, загрязнение тугоплавких ОЦК металлов примесями внедрения сильно снижает их пластичность при пониженных температурах и ведет к возрастанию температуры перехода к хрупкому разрушению. Так влияет, например, увеличение содержания кислорода и углерода в ниобии и особенно ванадии, или содержания углерода в хроме, молибдене и вольфраме. [c.139]

Анализируя стадийность процесса РУТ в ОЦК металлах и сплавах, при температурах, ниже можно отметить, что в этих условиях сохраняются те же самые стадии РУТ, что и при температурах испытания выше. Однако с понижением температуры испытания все больше сокращаются стадии стабильного и ускоренного РУТ. Так, в образцах Железа, испытанных на усталость при 77 К, стадия стабильного роста трещины, характеризуемая наличием бороздок, занимает по протяженности всего несколько кристаллических зерен. В более тугоплавких ОЦК металлах таких, как молибден, усталостное разрушение ниже связано со смешанным квазихрупким межзеренным разрушением и внутризеренным сколом. Легирование и микролегирование ОЦК металлов и сплавов является эффективным методом повышения критической температуры хрупкости и в условиях циклического деформирования. Создание предварительной дислокационной ячеистой субструктуры также способствует снижению критической температуры хрупкости в условиях циклического деформирования и повышению циклической прочности. [c.140]

Чтобы улучшить обрабатываемость резцом тугоплавких и жаропрочных материалов и сплавов ученые пробуют применять нагрев срезаемого слоя с помощью токов высокой частоты. При обработке горячепрессованного вольфрама и его сплавов с нагревом до 400° С твердость резко падает, значительно снижается предел прочности и силы резания снижаются на 25—30%. Индукционный нагрев обрабатываемых деталей позволяет сохранять стойкость инструмента, увеличивать производительность точения и устранять образование трещин и хрупкое разрушение деталей. Правда, такое оборудование дорого стоит, и применение метода наиболее эффективно лишь при серийном или крупносерийном производстве. [c.137]

Важное условие предупреждения горячих трещин — выбор соответствующего присадочного материала. При сварке аустенитных сплавов стремятся получить наплавленный металл, имеющий в своем составе вторую фазу в виде мелкодисперсных включений феррита, карбидов ниобия, термодинамически устойчивых нитридов типа TiN, тугоплавких оксидов. Легирование сварных швов аустенитных сталей и никелевых сплавов большими количествами молибдена, вольфрама, тантала, при которых подавляется процесс высокотемпературного разрушения, эффективно только при условии жесткого ограничения содержания в сварочной ванне кремния, фосфора, серы, легкоплавких примесей и газов [4, с. 141 5]. Положительные результаты дает рафинирование металла сварочной ванны или модифицирование структуры шва с помощью галоидных или высокоосновных флюсов-шлаков [9, с. 148 и 155]. [c.73]

Механические свойства тугоплавких металлов и их сплавов в большой степени зависят от чистоты металла, способа его получения, предшествующих видов механической и термической обработки (табл. 54—57). При прочих равных условиях хром и вольфрам наименее пластичные при 20° С, чем остальные тугоплавкие металлы (см. табл. 54), что связано, по-видимому, с высокой температурой перехода этих металлов из пластического состояния в хрупкое. Так, при испытании на растяжение с постоянной скоростью нагружения гладких образцов температуры перехода вязкого разрушения металлов в хрупкое следующие [c.161]

Другой сложностью процесса пайки алюминиевых сплавов является то, что паяные швы этих сплавов весьма чувствительны к коррозионно-агрессивным средам. В этих условиях возникает опасность быстрого разрушения таких соединений. Получение достаточно стойких в коррозионном отношении паяных соединений деталей из алюминиевых сплавов достигается в настоящее время лишь при условии применения тугоплавких высокотемпературных припоев, содержащих кремний, цинк и медь. [c.193]

Тугоплавкие и легкоплавкие примеси, располагаясь преимущественно по границам кристаллитов, всегда ослабляют межкри-сталлитные связи, особенно при высоких температурах, когда происходит разрыхление границ и образование жидких фаз. Поэтому наличие примесей в сплавах выше установленных пределов часто приводит к резко выраженному хрупкому состоянию (разрушению слитков, расслоению заготовок, образованию поперечных трещин). [c.145]

Помимо охлаждающе-смазочного действия активные молекулы жидкостей, проникая в микротрещины поверхностного слоя материала, адсорбируютс.ч на поверхностях трещины, оказывают расклинивающее действие ( эффект Ребиндера ) и тем самым могут способствовать разрушению поверхности срезаемого слоя. Этот процесс существенно связан с кинетикой зарождения и развития разнообразных дефектов структуры, дислокационными конфигурациями, с микронеоднородностью пластического течени.я и другими процессами. Например, характерная особенность разрушения тугоплавких сплавов при контакте с адсорбционно-активными средами — распространение трещин происходит в основном гю границам зерен, а не по телу зерна. [c.55]

Использование контролируемой восстановительной ат-мосмеры не решает проблемы защиты слитков тугоплавких сплавов от окисления кислородом воздуха, так как в процессе ковки, прокатки, штамповки раскаленные слитки энергично взаимодействуют с кислородом из окружающей атмосферы. Внедрение атмосферных газов в кристаллическую решетку ниобия повышает его прочность и хрупкость. По сечению слитка образуется градиент физико-механических свойств, что служит одной из причин разрушения металла в очаге деформации. [c.207]

Существеным при этом является температура плавления избь[-точной фазы. Она должна быть более высокой, чем пгемпература плавления основного твердого раствора. Разрушение скелета или сетки избыточной фазы при горячей обработке давлением, а также образование изолированных частиц этой фазы приводит к понижению жаропрочности литых сплавов. Из рассмотренного следует, что создание жаропрочных материалов сводится к тому, чтобы тем или иным путем уменьшить величину и скорость разупрочнения сталей и сплавов при повышении температуры. Это достигается путем комплексного легирования сплавов тугоплавкими металлами с получением отливок с заданной кристаллической структурой. [c.48]

Междендритные объемы, как правило, обогащены примесями легкоплавких элементов, окислов, сульфидов, некоторых фаз и легирующих элементов (Мо, Сг, Ti, А1, В, S, Р, Si, С), которые при застывании понижают температуру плавления никеля или основного твердого раствора сплава. Ввиду меньшей прочности и пластичности междендритных объемов разрушение при высоких температурах происходит в большинстве случаев именно в этих местах. По осям дендритов наблюдается обогащение более тугоплавкими элементами и фазами, образующимися в процессе застывания. Поэтому применение высокотемпературной закалки способствует частичному более равномерному перераспределению легирующих элементов, но мало влияет на величину зерна. Высокотемпературный нагрев с последующим старением благоприятствует равномерному выделению упрочняющих фаз, повышая механические свойства сплава (сочетание прочности и пластичности) и эксплуатационную надежность детали. Выделение фаз может иметь место не только при длительном старении, но для сложнолегированных сплавов с Ti, А1, W, Мо и в процессе охлаждения (на воздухе). Поэтому количество и ([юрма распределения фаз, а следовательно, п [c.215]

Характерной осо нностью электроискрового легирования карбидами является значительная доля хрупкого разрушения в эрозионном эффекте (более 90 % частиц — крупные). Наибольшей электрозрозион-ной стойкостью среди тугоплавких карбидов обладают карбиды вольфрама и титана [228]. Промьшшенное применение в качестве материала для ЭИЛ режущего инструмента нашли сплавы системы W - o. Однако в связи с дефицитностью вольфрама весьма актуальным является создание новых материалов для ЭИЛ. Карбид титана представляет большой интерес для ЭИЛ как основной компонент электродов. [c.175]

На свойства сплава. с-фаза оказывает специфическое вредное влияние. Ее "физическая" твердость и пластинчатая форма - превосходный повод для возникновения и распространения трещины, приводящих к низкотемпературному хрупкому разрушению, как это происходит у содержащих с-фазу нержавеющих сталей. Но еще более тяжкие последствия связаны с ее влиянием на длительную прочность при повышенных температурах с-фаза отличается высокой концентрацией тугоплавких элементов, "высосанных" ею из -матрицы суперсплава, а это приводит к утрате твердорастворного упрочнения. Кроме того, высокотемпературное замедленное разрушение может охотнее возникать вдоль пластин с-фазы ("меж-сигмафазное" разрушение) и сопровождаться жестокими потерями долговечности сплава. Впервые эте было продемонстри- [c.154]

Для раскисления сварочной ванны требуется введение энергичных раскислителей — фосфора, марганца, кремния и др. Содержание кислорода в основном металле ограничивают значением 0,03 % в сплавах меди для особо ответственных конструкций эта величина должна быть ниже 0,01 %. Для разрушения тугоплавких оксидов, образующих пленку на поверхности сварочной ванны, применяют флюсы на основе буры (95 % Na2B407 и 5 % Mg), которые способствуют химической очистке ванны, переводя тугоплавкие оксиды в легкоплавкие комплексные соединения. [c.264]

Необходимы дальнейшие испытания, чтобы показать важность указанного вида разрушения и оценить возможные меры для его нейтрализации. Способность сопротивляться термической усталости может быть критической характеристикой для работы авиационных двигателей, но, возмоншо, не будет иметь важное значение для лопаток, использующихся в энергетических системах, в которых применяются газовые турбины. Непрерывный или очень длительный период работы является нормой для наземных энергетических станций. В этих улучшенных энергетических системах, требующих высокой температуры подачи газа в турбину [21], могут хорошо эксплуатироваться композиционные материалы, состоящие из жаропрочного сплава и тугоплавкой проволоки. [c.273]

РЕБИНДЕРА ЭФФЕКТ — физико-хи-мич. влияние среды па механич. св-ва материалов, не связанное с коррозией, растворением и др. химич. процессами, Р. э. проявляется в понижении прочности и облегчении упругой и пластич. деформации под влиянием адсорбции (поглощения молекул из окружающей среды поверхностями, развивающимися в деформируемом теле). Р. э. проявляется у металлич. моно-и поликристаллов, полупроводников, ионных кристаллов, бетонов, стекол, горных пород и т. д. Величина Р. э. зависит от темп-ры, величины напряжения, способа нагружения, состава и структуры материала и резко зависит от времени нагружения. Наиболее сильно Р. э. проявляется в тех случаях, когда за время деформации, предшествующей разрушению, вновь возникающие поверхности успевают покрыться адсорбционными слоями. Это имеет место в процессах ползучести при длит, статич. нагружении, в процессах усталости. При переходе от моно- к поликристаллич. металлам Р. э. значительно ослабляется, т. к. облегчение деформации сосредоточивается в поверхностных слоях и не распространяется в глубь тела. Наибольшее понижение поверхностной энергии материалов (почти до нуля) вызывают расплавленные среды, близкие по мол. природе к деформируемому телу напр., если более тугоплавкие металлы и сплавы при нагружении находятся в среде жидких более легкоплавких металлов (в частности, наличие ртутной пленки на монокристаллах цинка уменьшает прочность и пластичность в десятки раз). Р. э. часто вреден для конструкционных материалов, т. к. понижает их прочность и пластичность. Для облегчения обрабатываемости резанием и для ускорения и улучшения ирирабатываемости при трении Р. э. полезен. Защита поверхности деталей от [c.112]

В модели жесткого индентора, скользящего по поверхности упругопластичного полупространства, можно говорить о создании области сжимающих напряжений впереди индентора и зоны растягивающих — позади. Зарождение пластического течения связано с достижением критического значения максимальных сдвигающих напряжений. Еще в первых исследованиях напряженно-деформированного состояния подшипников качения было показано, что область максимальных сдвигающих напряжений в общем случае находится на некотором расстоянии от контактной поверхности. Аналогичный вывод справедлив для трения скольжения [89]. В известной задаче Герца при отсутствии трения на контактной поверхности глубина действия максимальных сдвигающих напряжений определяется соотнощением hxOJR. С увеличением коэффициента трения область максимальных сдвигающих напряжений приближается к контактной поверхности и выходит на нее при ц 0,2. Именно в этой области происходит наиболее интенсивная генерация дефектов и, в частности, развитие процессов отслаивания в пластичных металлах. В малопластичных высокопрочных материалах наиболее опасной оказывается область максимальных растягиваюнщх напряжений. Пределы прочности на растяжение и сжатие твердых сплавов, быстрорежущих сталей, керамических материалов, ряда тугоплавких соединений переходных металлов отличаются в несколько раз (табл. 1.1). Кроме того, напряжения растяжения облегчают проникновение в устье зарождающихся трещин атомов и молекул окружающей среды, препятствуя их последующему захлопьгванию и интенсифицируя разрушение материала. [c.12]

Так, например, введение в молибден или вольфрам 25—30% рения сильно повышает низкотемпературную пластичность и резко понижает температуру перехода в хрупкое состояние. Отметим, однако, что практическому использованию рениевого эффекта препятствует очень высокая стоимость рения и крайне малая его распространенность. Поэтому обычно повышение пластичности металлов V—VI групп достигается тщательной очисткой их от примесей внедрения — кислорода, азота и углерода, малые количества которых способны вызвать сильное охрупчивание этих ОЦК металлов. Достигают повышения пластичности сплавов, связывая примеси внедрения в тугоплавкие соединения. Так, небольшие добавки титана и особенно циркония и гафния связывают растворенный углерод, азот и кислород в очень устойчивые дисперсные соединения, которые при низких температурах могут совершенно изменить механизм деформации и разрушения, переведя сплав в более пластичное состояние. [c.146]

Процесс нарезания резьб представляет собой с.тожный и трудоемкий процесс деформирования и разрушения материалов в условиях стесненного резания. Особенно большие трудности представляет нарезание резьб на заготовках из тугоплавких, жаропрочных и титановых сплавов, вязких цветных металлов и сплавов (алюминий, медь и сплавы на их основе, магниевые сплавы и др.). Процесс резьбонарезания характеризуется малыми сечениями срезаемого слоя, низкими скоростями резания, малыми задними углами профиля, а следовательно, повышенным трением. В этих условиях возникают большие пластические деформации, значительное упругое последействие, адгезионные и диффузионные процессы, что приводит к интенсивному износу режущего инструмента, его поломке, срыву витков резьбы, ухудшению качества поверхности резьбы и потере точности ее профиля. [c.163]

Эмаль ЭВТ-10 при формировании на сплаве ВТ-9 при 1200° С в течение 10 мин находится в стеклообразном состоянии.После выдержки при этой же температуре в течение 5,10 и 15 ч выпадает кристаллическая фаза — силлиманит А120з5102, количество которой с течением времени увеличивается. Образование силлиманита не вызывает разрушения эмалевого покрытия. По-видимому, присутствием тугоплавких кристаллов силлиманита объясняется высокая жаростойкость эмали ЭВТ-10 на сплаве ВТ-9 при 1200° С. [c.200]

Нагрев сплавов на основе тугоплавких металлов и металлокерамики, испытываемых при 1000—2000° С, осуществляется пропусканием тока (в машинах с невращающимся образцом). В ряде случаев такой нагрев дает побочные эффекты, вызываемые перегревом центральной части образцов, а также местными искажениями поля температур вблизи трещин на стадии начального разрушения. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...