Композиты дисперсно-упрочненные

По механизму упрочнения композиты можно разделить на две группы. В основу упрочнения композитов первой группы положен принцип армирования матрицы высокопрочными, несущими нагрузку элементами (железобетон, стеклопластик и др.). Ко второй группе относятся дисперсно-упрочненные материалы. Ведущую роль в них играет структурный фактор. Роль упрочняющей фазы сводится к облегчению формирования субструктуры в процессе получения композита. [c.6]

Основные виды композитов на основе металлической матрицы включают волокнистые, дисперсно-упрочненные, псевдосплавы, а также эвтектические. В качестве матриц для металлических композиционных материалов наиболее широко используются алюминий, магний, титан, никель, кобальт. [c.105]

Методы получения дисперсно-упрочненных композитов [c.110]

Расчет характеристик полей деформаций и напряжений в компонентах дисперсно-упрочненных композитов [c.52]

Напряжения в компонентах дисперсно-упрочненных композитов 53 [c.53]

Высокая сопротивляемость ползучести большинства современных жаропрочных металлических материалов создается присутствием мелкой и достаточно устойчивой (в отношении коалесценции) дисперсной фазы. Обычно такая фаза образуется при распаде твердого раствора в процессе термообработки (дисперсионно упрочненные сплавы) или вводится в состав сплава иным путем, например, методами порошковой металлургии (дисперсно упрочненные системы или дисперсные композиты). [c.55]

Дисперсная фаза в матрице может быть создана и другими способами. Чаще всего встречающиеся дисперсные оксидные частицы могут быть введены в матрицу методом порошковой металлургии или методом внутреннего окисления. Дисперсно упрочненные металлы или сплавы часто называются дисперсными композитами или просто композитами. К дисперсно упрочненным металлическим материалам также относится алюминий, упрочненный окисью алюминия (система металл - оксид также является композитом), В настоящее время наиболее важным представителем дисперсных композитов является сплав Ni - 20 Сг, дисперсно упрочненный оксидом тория или окси- [c.155]

Установлено [269], что дислокационная структура композита А1- 7 Al O , сформированная в процессе деформации при комнатной температуре, практически устойчива по отношению к статическому возврату при температуре 875 К. Отжиг при этой температуре в течение 360 кс не приводил к заметным изменениям в дислокационной структуре [269], Позднее были представлены результаты [267], свидетельствующие о том, что пока существует пороговое напряжение,-оно зависит от характеристик субструктуры - плотности дислокаций, размера субзерен, а также плотности двойников, т. е. от термомеханической обработки, а следовательно, и от деформационной предыстории. Получены и другие результаты, подтверждающие представление о том, что основное влияние дисперсной фазы заключается в снижении скорости ползучести [270]. Установлено, что основная роль в повышении "сопротивляемости ползучести" дисперсно упрочненных систем принадлежит субструктуре. [c.168]

Дисперсно упрочненные системы 55 - 57, 155 - 170, 184,- 189, 199, 200, 204 Дисперсные композиты 55, 155,166 -169 [c.296]

Б композиционных материалах, упрочненных частицами, матрица по своей важности играет промежуточную роль между двумя другими классами композиций. Если в дисперсно-упрочненных материалах матрица несет основную нагрузку, в волокнистых композитах передает ее на армирующие волокна, то при упрочнении частицами нагрузка распределяется между матрицей и частицами. Расстояния между упрочняющими частицами в таких материалах меньше их размера. Типичными представителями такого класса композитов являются твердые сплавы, представляющие собой тугоплавкие карбиды в металлической матрице. [c.189]

Для того чтобы эффективно релаксировать возникающие около твердых частиц, волокон в процессе нагружения композита концентрации напряжений, обеспечить совместность деформации компонентов и макродеформацию материала как целого, необходимо, чтобы матрица удовлетворяла следующим основным требованиям возможность произвольного формоизменения в любом микрообъеме в процессе деформации композита способность к высокому упрочнению при деформации [И]. Именно последнее свойство обеспечит возможность передачи нагрузки на твердую фазу и предотвратит преждевременное вязкое разрушение матрицы, имеющее место, например, в дисперсно-упрочненных материалах. [c.191]

В зависимости от вида армирующего компонента композиты могут быть разделены на две основные группы дисперсно-упрочненные и волокнистые, которые отличаются структурой, механизмами образования высокой прочности. [c.8]

Возможность получения дисперсно-упрочненных композитов заданной структуры можно продемонстрировать на примере гетерогенных сплавов, подвергнутых закалке и старению. Во многих сплавах после затвердевания происходят фазовые превращения, связанные с изменением взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии. Неустойчивый пересыщенный твердый раствор при нагреве (а в некоторых случаях и при комнатной температуре) начинает распадаться. На начальных стадиях распада в пересыщенном твердом растворе образуются объемы, обогащенные компонентом растворенного вещества. При дальнейшем распаде твердого раствора эти зоны растут, образуя ультра- [c.9]

Свойства композиционного материала существенно зависят не только от свойств наполнителя и матрицы, но и от формы наполнителя, от способа армирования. Наполнители разделяют на три основные группы (рис. 8.16) нуль-мерные, с помощью которых получают дисперсно-упрочненные композиты одномерные, которые используют для создания волокнистых композитов двумерные. [c.411]

Как уже упоминалось выше, композиты могут быть волокнистыми и дисперсно-упрочненными (табл. 8.4). [c.413]

ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫЕ КОМПОЗИТЫ НА АЛЮМИНИЕВОЙ ОСНОВЕ [c.425]

К дисперсно-упрочненным композитам на алюминиевой основе, нашедшим промышленное применение, относится, в частности, материал из спеченной алюминиевой пудры (САП). Он характеризуется высокой прочностью, жаропрочностью, коррозионной стойкостью и термической стабильностью свойств. [c.425]

Дисперсно-упрочненные композиты представляют собой систему, в матрице которой равномерно распределены мелкодисперсные частицы второго компонента в количестве, не превышающем 2—4 % (об.). Здесь всю механическую нагрузку в конструкции воспринимает матрица, а дисперсный наполнитель обеспечивает эффективное сопротивление пластическим деформациям. [c.114]

Дисперсно-упрочненные композиционные материалы на металлической основе принцип их получения, упрочняющие частицы композита, свойства, области применения. [c.26]

В отличие от волокнистых композитов в дисперсно-упрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций и тем повышают ее сопротивление деформации. Высокая прочность достигается при размере частиц 10—500 нм при среднем расстоянии между ними 100— 500 нм и равномерном распределении их в матрице. Прочность и жаропрочность в зависимости от объемного содержания упрочняющих фаз не подчиняются закону аддитивности. Оптимальное содержание второй фазы для различных металлов неодинаково, но обычно не превышает 5—10 % (объемн.). [c.300]

Отметим в заключение, что большое различие в термическом расширении может существенно повлиять на прочность композитов с дисперсией частиц большого размера вследствие наличия трещин, образующихся в процессе изготовления. Хотя одинаковые остаточные напряжения образуются и в композитах, содержащих дисперсные частицы меньшего размера, трещины в процессе изготовления не образуются и можно получить упрочнение стеклянной матрицы такими дисперсными частицами несмотря на большое, различие в термическом расширении. Таким образом, как отмечено ранее, можно получить оптимальную прочность композита путем введения дисперсной фазы, состоящей из частиц малого размера. [c.54]

Остановимся на построении модели. Как и в случае упругого поведения, поведение композита при разрушении зависит от того, армирован композит волокном или частицами. Особенности влияния частиц и волокна на армирование композитов показаны на рис. 5.2. Здесь же приведены коэффициенты упрочнения матрицы, представляющие собой отношение предела текучести композита к пределу текучести матрицы. Вид дисперсной фазы показан на оси абсцисс. Из приведен- [c.108]

Установлена применимость концепции обратного напряжения в случае дисперсных композитов. Однако закономерности ползучести дисперсионно упрочненных систем очень разнообразны, и концепция обратного напряжения пока не может существенно помочь лучшему пониманию ползучести этих систем, поскольку а) пока не доказано существование порогового напряжения, [c.169]

В учебном пособии рассмотрены основы материаловедения, включающие в себя взаимосвязь состава, Строения и механических, электрических, магнитных свойств материалов. Описаны технологии получения и обработки монокристаллов, поликристаллических слитков, аморфных структур, нанокристаллических материалов и композитов, упрочнение металлов и сплавов дисперсными модифицирующими добавками термическая обработка, высокоэнергетические технологии обработки деталей. Показано использование материалов в технике в зависимости от их химического состава, структуры и свойств. Дано описание свойств конструкционных и инструментальных сталей, сплавов алюминия, меди, магнитных, проводниковых, диэлектрических, полупроводниковых и других материалов. [c.4]

Исследованные композиты отличаются повышенным уровнем фиэико-мехаиическнх свойств по сравнению с классическими дисперсно-упрочненными композитами и обладают значительно более высокой стабильностью структуры и свойств по сравнению со стареющими сплавами. [c.200]

К композитам с каркасной структурой относятся, например, псевдосплавы, полученные методом пропитки с матричной структурой -дисперсно-упрочненные и волокнистые композиты со слоистой структурой - композиты, составленные из черед тощихся слоев фольги или листов материалов различной природы или состава с комбинированной структурой - включающие комбинации первых трех групп (например, псевдосплавы, каркас которых упрочнен дисперсными включениями -каркасно-матричная структура и др.). [c.8]

Как отмечалось, по структуре и геометрии армирования композиты на основе металлической матрицы мопт быть в виде волокнистых (МВКМ), дисперсно-упрочненных (ДКМ), псевдо- и эвтектических сплавов (ЭКМ), а в качестве материала основы наиболее широко примешает такие металлы как А1, Mg, Ti, Ni, Со [c.114]

Как отмечалось, процесс получения полуфабрикатов дисперсно-упрочненных композитов на основе металлической матрицы (ДКМ) включает следующие операции приготовление порощковой смеси, формование, спекание, деформационная и термическая обработка. Рассмотрим более подробно основные свойства, технологические методы nOjTy4eHHH и области применения конкретных видов ДКМ. [c.119]

Основной упрочняющей фазой в ДКМ А1 - С служит карбид алюминия. Дисперсно-упрочненные композиты получают методами порошковой металлургии и литья. Износостойкие ДКМ А1 - С получают также путем механического замешивания подогретого (873К) порошка графита в расплаве алюминия. Для улучшения смачивания алюминием графит покрывают медью. [c.119]

Для упрочнения серебра используют оксиды кадмия, алюминия, меди, никеля, олова, индия, свинца, цинка, сурьмы, титана и др. Дисперсно-упрочненные композиты на основе серебра получают методами порошковой металлургии и избирательным внутренним окислением сплавов Ag. Взаи юдействие компонентов ДКМ отсутствует вплоть до температуры диссоциации оксида. Оксидами кадмия упрочняют также псевдосплавы серебро-никель. Известны электроконтактные материалы с высокими износо- и жаростойкостью на основе серебра, упрочненные совместно оксидами кадмия, олова, индия, цинка. Получают их путем внутреннего окисления сложнолегированных сплавов серебра. Другой способ получения несколько различных сплавов серебра размальшают, механически смешивают, прессуют, спекают и избирательно окисляют. [c.122]

Дисперсно-упрочненный Huxpoju используют в производстве горячих газопроводов, теплозащитных панелей, высокотемпературных крепежных деталей. Дисперсно-упрочненные композиты на основе хрома перспективны для изготовления рабочих и сопловых лопаток газотурбинных двигателей, нагревателей ДJ я электропечей. Прочность печных нагревателей из хро ювых ДКМ значительно превышает прочность си-литовых нагревателей. [c.123]

Композиционные материалы с металлической матрицей (металло-композиты) — материалы, состоящие из металлической (чаше А1, Mg, Ni и их сплавы) матрицы, упрочненной высокопрочными волокнами (волокнистые материалы) или тугоплавкими тонкодисперсными частицами, не растворяюш имися в металле матрицы (дисперсно-упрочнен- [c.232]

Результаты проиллюстрированы решением прикладных задач, связанных с определением статистических характеристик полей напряжений в компонентах дисперсно-упрочненного стеклопластика и в матрице пористого материала. Более полный анализ результатов для макроизотропных композитов, статистические характеристики полей деформирования для однонаправленно-армированных композитов, оценка прочности волокон и матрицы в оболочках содержатся в работе [260]. [c.40]

Тогда безусловные корреляционные тензоры деформаций e,j и напряжений tTij могут быть вычислены по ранее полученному в 3.2, 3.3 решению для дисперсно-упрочненных двухкомпонентных композитов с учетом явного вида структурных моментных функций. Так, безусловные дисперсии деформаций вычисляются согласно формуле [c.59]

Дисперсно-упрочненные композиты представляют собой материал, в матрице которого равномерно распределены мелкодисперсные частицы второго вещества. В таких материалах при нагружении всю нагрузку воспринимает матрица, в которой с помощью множества практически не-растворяюшихся в вей частиц второй фазы создается структура, эф( к-тивно сопротивляющаяся пластической деформации. [c.8]

Композиты, армированные такими элементами, у которых все размеры являются величинами одного порядка, называются гранулированными ). Материалы, которые можно отнести к гранулированным композитам, разнообразны по своей природе от дисперсионно-упрочненных сплавов и синтетических пенопластов до облученных нейтронами металлов, имеющих дисперсные вакансии. Поликристаллические 1ела также можно отнести к этому классу, считая, что их матрица имеет нулевой объем. Несмотря на то что в настоящее время основное внимание уделяется волокнистым композитам, гранулированные композиты занимают несколько особое положение именно для них были впервые разработаны аналитические методы. [c.63]

Эвтектические направленно-кристаллизованные сплавы (естественные композиты) имеют по сравнению со сплавами, обладающими столбчатой и равноосной структурами, существенно более высокий уровень рабочих температур, поскольку стабильность нитевидных кристаллов карбидов сохраняется вплоть до температуры солидуса сплава, в то время как эффект упрочнения дисперсной у -фазой наблюдается лишь до ее растворения в матрице (у) при более низкий чем солидус, температурах. В эвтектических композициях матрицей является однородный или дисперсионно-упрочненный у -фазой твердый раствор, а в качестве основной упрочняющей фазы — вытянутые зерна (в виде волокон или пластин) карбидов (МС) или интерметал-лидов (М1зМ). Так, например, структура направленно-кристаллизованного сплава типа ВКЛС представляет собой матрицу (у-твердый раствор), упрочненную [c.363]

Композиционные материалы (КМ). Самым распространенным композитным материалом является железобетон, широко используемый в строительстве. В нем металлические стержни являются армирующими наполнителями, а бетон связующим компонентом - матрицей. В машиностроении используются композиционные материалы, в которых связующими компонентами являются металлы (МКМ), керамика (ККМ), полимеры (ПКМ). В данном разделе рассмотрены вопросы сварки МКМ. В качестве наполнителей в металлических композитах используют сплавы алюминия, магния, меди, никеля, тит)ана и т.д. В качестве армирующих материалов - высокопрочные материалы углеродные, борные, карбидокремниевые волокна, нитевидные кристаллы, металлическую проволоку. Армирующие материалы в композитах находятся в виде частиц различной дисперсности (дисперсионно-упрочненные ДУКМ), волокон длинной или короткой резки или слоев (рис. 15.1). [c.547]

Дисперсноупрочненные композиционные материалы, армированные частицами (рис. 3.1, а). По геометрическому признаку эти композиты относятся к одному классу, так как армирующий компонент является нуль-мерным компонентом, имеющим все три размера одного и того же порядка. Частицы второго компонента (фазы) беспорядочно распределены в матрице и в зависимости от их количества могут либо упрочнять матрицу, препятствуя развитию дислокационного скольжения при приложении нагрузки, либо разгружают матрицу, воспринимая часть приложенной нагрузки. В первом случае композиционный материал относится к дисперсноупрочненным, во втором — к армированным частицам и композитам. В дисперсноупрочненных композитах размер частиц d 1 мкм (субмикроструктурированные композиты), а их количество составляет 1...15%. В качестве дисперсных фаз обычно используют оксиды, бориды, карбиды, силициды (см. табл. 3.1). Возможно также использование интерметаллидов [5]. Эффективность упрочнения матрицы некогерентными дисперсными частицами фаз зависит от их размера и расстояния между соседними частицами. Наибольший эффект упрочнения наблюдается при размере частиц меньше 0,1 мкм, расстоянии между ними = 0,01...0,3 мкм и количестве около 15% [4]. Дисперси- [c.190]

Большое внимание в настоящее время уделяется естественным композитам, получаемым in-situ с матрицей, представляющей собой А1, или сложнолегированный Ni-суперсплав, или легкий ИМ (например, алю-минид никеля или титана). Упрочнение матрицы осуществляется либо дисперсными частицами, либо волокнами (дискретными или непрерывными) фаз, которые, согласно диаграммам состояния, находятся в равновесии с жаропрочной металлической или ИМ-матрицей. В зависимости от способа получения эти композиты могут иметь либо равноосную зернистую структуру, стабилизированную дисперсными жесткими частицами упрочняющей фазы, либо направленную структуру с близким к ре- [c.218]

Как мы уже видели в гл 3 и 4, для сплавов, упрочненных частицами (в основном, композитов), характерны, с одной стороны, высокие и часто зависящие от температуры значения кажущейся энергии активации ползучести Qp, а с другой стороны, — большие величины параметра т чувствительности к напряжению скорости установившейся ползучести. Поэтому вряд ли могут быть сомнения в том, что скорость ползучести сплавов, упрочненных выпадающими частицами, и дисперсных композитов контролируется процессами, зависящими от диффузии при низких напряжениях, недостаточных для про-давливания дислокаций между частицами, дислокации преодолевают частицы переползанием, тогда как при достаточно высоких напряжениях частицы преодолеваются по механизму Орована (продавливание дислокаций между частицами). При определенных условиях могут доминировать проскальзывания по границам зерен или диффузионная ползучесть. Преодолевать частицы их перерезанием дислокации могут только при совершенно специфических условиях, а именно частицы не только должны быть когерентны с матрицей, но и должны иметь одинаковую с матрицей кристаллическую структуру, а параметр решетки частиц фазы должен лишь незначительно отличатьбя от параметра решетки матрицы. Эти условия следуют из правила постоянства вектора Бюргерса вдоль линии дислокации. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...