Матрица различных металлов

Различные системы материалов, способные составить конкуренцию суперсплавам, описаны в гл.19. Основными конкурентами являются интерметаллидные соединения, композиционные материалы системы углерод-углерод и металл-матрица, тугоплавкие металлы и керамика. [c.339]

В композиционных материалах этого типа наибольшее распространение получила металлическая матрица из металла или сплава. Композиции на металлической основе упрочняются равномерно распределенными дисперсными частицами различной зернистости микроскопические с диаметром частицы d = 0,01- 0,l мкм мелкие с диаметром частицы d = 1 + 50 мкм. [c.295]

Назначение. Тяжелонагруженный штамповый инструмент, работающий при высоких удельных давлениях и разогреве поверхности до 600—700° прошивные пуансоны, выталкиватели, формирующие глубокие отверстия h d >0,7), зубчатые вкладыши, матричные вставки и др. (термообработка по Г режиму). Средненагружен-ный штамповый инструмент, работающий с разогревом поверхности до 600° и средними удельными давлениями на рабочей поверхности, выталкиватели, формующиеся неглубокие отверстия (А d<0,6), матрицы, различные вставки и др. (термообработка по режиму II). Пресс-формы для литья под давлением сплавов на медной основе, ножи для резки металла в горячем состоянии, работающие в очень тяжелых условиях. [c.268]

Таблица 3. Минимальные и максимальные двусторонние зазоры между матрицей и пуансоном вырубных и пробивных штампов для различных металлов в мм

Второй способ совместного горячего прессования для получения биметаллических профилей заключается в одновременном выдавливании двух различных металлов или сплавов из двух контейнеров через одну общую матрицу, где и происходит их соединение в процессе значительной пластической деформации (рис. 105). Таким способом можно получить биметаллические фасонные профили, у которых элементы профиля изготовлены из различных материалов. [c.187]

Образование головок различной конфигурации методом холодной высадки производится посредством последовательных, быстрых и сильных ударов (одного или нескольких), под влиянием которых металл начинает перемещаться и заполнять форму матрицы и пуансона. Таким образом, процесс холодной высадки заключается в том, чтобы из проволоки, профиль которой меньше головки и внутреннего диаметра матрицы, осадить металл до нужных размеров. Чем больше отношение высоты заготовки к ее диаметру, тем больше опасность ее продольного изгиба во время осадки. Изгиб металла вызывает образование складок в момент образования головки и ведет к браку продукции. [c.65]

В рассматриваемых композитах могут быть использованы самые различные металлы. Классификация в данном случае основана на относительных свойствах матрицы и наполнителя 1) наполнитель тверже матрицы 2) наполнитель мягче матрицы. В первом случае в качестве наполнителя могут быть использованы, например, У, Сг, Мо. Это хрупкие металлы, но они обладают высокой теплостойкостью. Если в качестве матричной фазы воспользоваться металлами с высокой вязкостью, то можно получить жаростойкие композиты с хорошей вязкостью. Во втором случае в качестве наполнителя можно использовать частицы свинца, которые будут рассеяны в железе или медном сплаве. Такой композит обладает хорошей обрабатываемостью. [c.418]

Характер кривых деформации волокнистых материалов металл — металлическое направленное волокно почти не отличается от аналогичных кривых для меди, алюминия. Для примера на рис. 141 и 142 [67] приведены кривые растяжения для чистого серебра (99,9%) и волокнистых материалов серебро — металлическое волокно из различных металлов или сплавов с одинаковым содержанием волокон, имевших диаметр 0,063—0,075 мм. Кривые получены в условиях растяжения при комнатной температуре. Можно видеть, что разница в напряжениях течения для чистого серебра и волокнистых композиций на начальной стадии деформирования невелика, но она увеличивается по мере роста степени деформации. Приведенные на рис. 141 и 142 кривые показывают, что при малых степенях деформации напряжение течения мало зависит от плотности распределения волокон в матрице (объемной доли волокон) и фактически начальное скольжение как в матрице, так и в чистом серебре начинается примерно при одинаковых напряжениях. Об этом же свидетельствуют и данные, представленные на рис. 143 [44]. Можно видеть, что все кривые (степень пластической деформации)—напряжение при их экстраполяции на ось абсцисс для чистого серебра и волокнистого материала с различной объемной долей волокна сходятся в одной точке. [c.182]

Профили с разными толщинами стенки и полок при прессовании имеют очень большие искажения продольной геометрии (профиль получается скрученным), так как металл в прорези матрицы различной толщины течет с различной скоростью. [c.335]

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]

Разнообразные комплексы могут образовываться при объединении вакансий, а также внедренных атомов металла матрицы с атомами различных примесей. Примеры такого типа комплексов были рассмотрены выше в случае сплавов внедрения Ре — С. [c.130]

В связи с этим возникает необходимость определения критических усилий на границе покрытие—матрица и влияния на них технологии и условий борирования. С целью упрощения решения поставленной задачи мы исходили из предположения, что на поверхности металла формируется однофазный боридный слой. Практика борирования располагает различными вариантами однофазного борирования. Так как глубина боридного слоя значительно меньше размеров борируемых изделий, задачу о напряженном состоянии в покрытии можно рассматривать для упругого полупространства. [c.29]

Результаты испытания на изгиб 0°-ных волокон в N1 и Ni — Сг матрицах после различных термообработок приведены на рис. 20. Очевидно, что волокна меньше разупрочняются в Ni — Сг-матрице. Последующие испытания на растяжение 0°-ных волокон, извлеченных из Ni — Сг-композитов, показали, что средние величины прочности превосходят 140 кГ/мм , а максимальные значения составляют около 190 кГ/мм . В этом исследовании прочность волокон, находящихся в матрице, была оценена методом акустической эмиссии при испытаниях композита на растяжение. Таким способом была определена деформация разрушения волокна, причем деформации волокна и матрицы предполагались одинаковыми. Прочность самого слабого волокна в матрице составила 253 кГ/мм , чтО существенно превосходит прочность извлеченных волокон. Судя по множеству фотографий и наблюдений структуры поверхности волокон, разупрочненных при взаимодействии с металлом, снижение прочности можно отнести на счет действия тех трещин, которые образуются на поверхности волокон при их изъязвлении. Влияние такого повреждения поверхности волокон на их высокотемпературную прочность в предполагаемом температурном интервале работы различных композитов является одной из интересных проблем, возникающих при анализе множества экспериментальных данных такого рода. [c.343]

Существуют различные классы композитных материалов, отличающиеся как областью применения, так и своими свойствами. Хотя прочностные свойства отдельных классов могут совпадать друг с другом, в этой главе будут рассмотрены только композиты с дисперсными частицами в хрупкой матрице. Понятие хрупкого поведения означает упругое состояние вплоть до разрушения и малую вязкость разрушения. Кроме керамики и перекрестно сшитых высокополимеров никакие материалы матрицы не подходят под это определение. Керамики являются наиболее хрупкими материалами и не обнаруживают текучести перед разрушением вплоть до температур, обычно превышающих половину их температуры плавления. Хрупким полимерам свойственна некоторая текучесть, но она пренебрежимо мала по сравнению с менее хрупкими полимерами (т. е. термопластами) и металлами. [c.12]

Использование в конструкции всех потенциальных возможностей композитов связано с решением ряда проблем. Одна из них — недостаточное понимание влияния первого разрушения слоя на последующее поведение материала в конструкции при различных внешних нагрузках и действии внешней среды. Микроскопические наблюдения обнаруживают в композитах е полимерной матрицей появление трещин в слабых слоях задолго до окончательного разрушения. Следует особо подчеркнуть, что этот процесс не имеет ничего общего с пластическим течением металлов, которое характеризуется значительным перемещением дислокаций. Появление трещин в слабых слоях не всегда сопровождается макроскопическими изменениями в материале, т. е. может не обнаруживаться на диаграмме а е). Тем не менее явление первого разрушения слоя может привести в конечном итоге к таким изменениям конструкционных свойств материала, как потеря жесткости, уменьшение долговечности, увеличенная абсорбция влаги. [c.136]

Исследована возможность применения в качестве матрицы различных металлов алюминия, магния, меди, никеля, кобальта и многих других. Наиболее эффективными для применения на практике ока1ались [c.241]

ЗХ2В8Ф Для деформирования в горячем Работа при высоких давлениях и на реве поверхности до 600—700 С состоянии Прошивные пуансоны, выталкиватели. формирующие глубокие отверстия (h d > 0,7), матрицы, различные вставки, пресс-формы для литья под давлением, ножи для резки металла [c.363]

Композиты, представляющие интерес для автоэмиссии, — материалы на основе углеродных волокнистых наполнителей с матрицами различной природы проводящими (металл, углерод) или диэлектриками (стекло, керамика). Автоэмиссионные свойства материала обеспечивают углеродные волокна, а матрица играет лишь роль механического носителя, придающего дополнительные свойства. Например, теплопроводность, электропроводность, электросопротивление. Набор этих свойств определяет конкретное назначение и конструкцию автокатода. [c.50]

Керамика на основе А1зОз (корундовая) обладает высокой прочностью, которая сохраняется при высоких температурах, химически стойка, отличный диэлектрик. Термическая стойкость корунда невысокая. Изделия из него широко применяют во многих областях техники резцы, используемые при больших скоростях резания, калибры, фильеры для протяжки стальной проволоки, детали высокотемпературных печей, подшипники печных конвейеров, детали насосов, свечи зажигания в двигателях внутреннего сгорания. Керамику с плотной структурой используют в качестве вакуумной, пористую — как термоизоляционный материал. В корундовых тиглях проводят плавление различных металлов, оксидов, шлаков. Корундовый материал микролит (ЦМ-332) по свойствам превосходит другие инструментальные материалы, его плотность до 3960 кг/м , Осда до 5000 МПа, твердость 92—93 НКА и красностойкость до 1200 °С. Из микролита изготовляют резцовые пластинки, фильеры, насадки, сопла, матрицы и др. [c.515]

Теперь рассмотрим обозначения TS и ТР в форме, доступной для технологов нехимического профиля. Пластмассы делятся на термореактивные смолы (TS) и термопластичные смолы (ТР). Если провести реакцию отверждения и затем нагреть термореактивную смолу, то она не будет плавиться и размягчаться. Напротив, термопластичные смолы, переведенные путем нагрева в жидкое состояние, при последующем охлаждении обратимо переходят в твердое состояние. Из термореактивных смол, используемых в качестве связующих для армированных пластмасс, применяют главным образом эпоксидные смолы и в некоторых случаях ненасыщенные полиэфирные смолы. Существует много термопластичных смол (разд. 3.1.2). В качестве матриц дляСРКМ можно использовать различные металлы, но в настоящее время чаще всего применяют алюминий и магний. Наиболее распространенный тип металлоком-позитов - материалы с алюминиевой матрицей. [c.21]

В сплаве А1—AI2O3 (САП) [12] дисперсные окислы получают за счет присутствия окисной пленки на поверхности частичек алюминиевого порошка. При спекании кислород из образовавшихся окислов диффундирует внутрь частицы й дает окисел AI2O3. При последующей экстракции порошковой глассы Образовавшиеся окислы распределяются равномерно по всей матрице. В настоящее время этот метод широко используется для различных металлов и сплавов и, в частности, для тугоплавких металлов [13, 14, 22, 23]. Так, стружку сплава Мо — 0,5Ti [13] размалывают в порошок, который прессуют и спекают в атмосфере водорода. При спекании кислород из образовавшихся частиц окислов диффундирует внутрь и дает окислы титана. Полученный материал затем прессуют. Этот метод получения сплавов с дисперсной упрочняющей фазой применим для металлов с низкой растворимостью кислорода в них. [c.129]

Матричный материал выбирают с учетом его сопротивления окислению и коррозии или других характеристик. В качестве матриц истюльзуют различные металлы и сплавы, обладающие достаточтюп пластичностью. При этом учитывают возможное взаихюдействие между матрицей и волокном и 1ГЧ механические свойства. [c.430]

Средненагруженный инструмент, работающий с разогревом поверхности до 600°С, а также инструме-нт с больщой поверхностью, работающий при 400—500°С, изготовляют из стали 4Х5В2ФС. Например, из них выполняют выталкиватели для неглубоких отверстий, матрицы, различные вставки, инструмент для штамповки трудноде-формируемых металлов, прессформ для литья под давлением цинковых и алюминиевых сплавов и т. д. [c.341]

В настоящее время та-кже Щlиpl0 к0 используются композиции матрица (различные полимеры) —упрочняющие волокна (стеклянные нити). В последние годы вместо стеклянных нитей усиленно стали применять навивку из тонких про1волок высокопрочной Стали, титана и бериллия [71], Такие композиции вследствие своей высокой пр очности сравнительно широко применяют в ракетН ОЙ и авиационной технике. Из этих композиций, изготавливают баки, сосуды, цилиндры, моторные кожухи, тюбинги, трубки, стержни и изделия прямоугольной формы [49]. Однако наибольших результатов ожидают от композиций, в которых в качестве матрицы слул<ит металл или сплав, а в качестве упрочнителя — керамические волокна. При этом предполагают, что большее распространение получат волокна в виде керамических усов, так как металлические усы теряют большую часть своей прочности при введении их в матрицу [12]. [c.198]

Цирконий и сплавы на его основе хорошо свариваются различными способами сварки давлением. Наибольшее практическое применение нашла контактная стыковая сварка оплавлением, применяемая в США и Канаде как основной способ сварки ТВЭЛов. При этом процесс длится не более 0,01 с в результате практически нет ЗТВ и отсутствует газонасыще-ние. Высокое удельное сопротивление в сочетании с низкой теплопроводностью облегчают процессы контактной сварки. Цирконий хорошо сваривается точечной и шовной контактной сваркой при защите зоны сварки аргоном или при проведении процесса в воде [1]. Как и для титановых сплавов, для соединения сплавов циркония весьма перспективна диффузионная сварка в вакууме, обеспечивающая получение равнопрочных соединений ((Те = 580 МПа, 6 = 20 %, if = 20 %), обладающих высокой коррозионной стойкостью [9]. Хорошая свариваемость при этом способе обусловливается полной очисткой соединяемых поверхностей за счет растворения оксидных пленок в матрице основного металла. [c.411]

Зависимость теплопроводности пористых металлов различной структуры от температуры имеет такой же вид, как и у соответству-юших сплошных. Это свидетельствует как об отсутствии изменений в пористой структуре, так и о том, что перенос теплоты за счет лучистой составляющей мал по сравнению с теплопроводностью матриц в исследованных диапазонах температуры. Поскольку у ряда металлов верхняя граница такого диапазона (например, для вольфрама t = 2600 °С) близка к температуре плавления, то можно не учитьшать радиационного переноса теплоты в пористых металлах во всем диапазоне их рабочих температур. [c.36]

В табл. 2.4 приведены условия и результаты экспериментов по определению коэффициента внутрипорового конвективного теплообмена в пористых металлах. Для сравнения выведенные критериальные соотношения изображены на рис. 2.7. Данные, приведенные в табл. 2.4, заимствованы из работы [16]. Экспериментам были подвергнуты разнообразные проницаемые матрицы, изготовленные из порошков различной формы и размера, волокон и сеток разных металлов. Необходимо отметить, что основная часть данных получена для образцов небольшой толщины, не более 5 мм. В качестве теплоносителя в основном используется воздух и другие газы. [c.37]

Результаты визуального наблюдения на внешней поверхности матрицу структуры вытекающего двухфазного испаряющегося внутри пористого металла теплоносителя без нагрева при адиабатическом дросселировании и при различных способах подвода теплоты к пронииземому каркасу (объемном тепловыделении и внешнем лучистом тепловом потоке) позволяют сделать важный вывод о том, что механизм теплообмена и структура двухфазного потока внутри пористого металла не зависят от способа подвода теплоты к последнему. При этом паровая фаза смеси находится в состоянии термодинамического равновесия. Внешняя поверхность с изменяющимися картинами вытекающего двухфазного потока представляет собой как бы ряд последовательных поперечных сечений образца по толщине и позволяет визуально наблюдать плавное изменение структуры потока. [c.81]

Существенное значение имеет кристаллическая решетка металла при рассмотрении природы различного типа сил взаимодействия между внедренными в нее атомами. Эти атомы вь зывают искажения решетки матрицы, причем поля упругнх деформаций, созданных разнь ми атомами, интерферируя, вызывают появление особого вида сил взаимодействия менщу этими атомами, обусловленного решеткой узлов (так называемых спл деформацион- [c.14]

Дефекты решетки, взаимодействуя мен<ду собой, часто объединяются, образуя различного дппа комплексы. В частности, точечные дефекты могут образовывать разнообразные комплексы, содержащие как одинаковые, так и разные дефекты. Комплексы точечных дефектов будут рассмотрены в 5. Отметим здесь лишь, что внедренный атом металла матрицы не обязательно занимает центр междоузлия. Более вероятной является так называемая гантельная или расщепленная конфигурация, возникающая, когда внедренный атом смещает один из соседних атомов металла с его узла и образует с ним симметричную пару или гантель (см. 5, рис. 27). В случаях, для которых были проведены вычисления, оказалось, что такая конфигурация более стабильна (хотя и не намного), чем один атом, занимающий центр менедоузлия. [c.31]

При контактировании двух металлов с различными постоянными решетки в межфазной границе возникают пограничные дислокации [2, 5], энергию которых необходимо учитывать при анализе адгезии. Особенно ощутимые изменения в энергетических характеристиках межфаэной зоны должны произойти вследствие изменения дислокационной структуры в процессе плазменного напыления, когда термопластическая деформация напыляемых частиц и поверхности матрицы способствует возникновению дополнительных источ- [c.6]

НОЙ системе серебро — окись алюминия. Окись алюминия не смачивается серебром и поэтому очень слабо упрочняет матрицу. Проблема несмачиваемости усов АЬОз расплавом серебра была решена предварительным напылением на них тонкого слоя металла (никеля) в вакууме. Впоследствии эту проблему обсуждали Ноуан, и др. [ 2в] в связи с разработкой покрытий для окиси алюминия с целью использования ее в матрице из никелевых сплавов. Было разработано несколько покрытий для AI2O3, но ни одно из них полностью не отвечало поставленной задаче, так как либо было нестабильным, либо вызывало разупрочнение волокна. Другой способ регулирования степени взаимодействия на поверхности раздела был предложен Саттоном и Файнголдом [45]. Никелевые сплавы, содержащие 1% различных активных металлов, сильно взаимодействовали с сапфиром. Существенно снижая содержание активных добавок, можно было в некоторой степени регулировать реакцию. Прочность связи была увеличена таким образом до [c.127]

Чтобы понимать особенности поведения композитных материалов при нагружении в упругопластической области, необходимо разобраться в роли поверхности раздела как элемента структуры, передающего напряжения от матрицы к упрочнителю кюмпо-зита. Классификация поверхности раздела может быть основана на различных принципах. С физико-химической точки зрения различают следующие типы связи (по отдельности или в совокупности) механическую путем смачивания и растворения окисную обменно-реакционную смешанные связи [58]. В зависимости от способа изготовления или выращивания композита можно выделить две основные группы поверхностей раздела в композитах, полученных направленной кристаллизацией (in-situ), и в волокнистых композитах, армированных проволокой или волокнами и изготовленных путем диффузионной сварки, пропитки жидким металлом или методом электроосаждения. В композитах, изготовленных направленной кристаллизацией, фазы находятся практически в равновесии тем не менее в них возможна физикохимическая нестабильность [4, 74], которая приводит к сфероиди-зации или огрублению структуры при незначительном изменении состава и количества какой-либо фазы. Иная ситуация имеет место в волокнистых композитах — различие химических потенциалов в окрестности поверхности раздела является движущей силой химической реакции и (или) диффузии, а эти процессы могут приводить к изменению состава и объемной доли каждой фазы. [c.232]

Одна из основных целей разработки композитов с металлической матрицей состоит в возможности значительного повышения прочности металла при растяжении, по крайней мере в направлении волокон. Однако, как следует из модели Саттона и Файнголда [47], на основании которой были объяснены прочность связи и характер разрушения в опытах с сидячей каплей (рис. 12), имеются веские доводы, говорящие о снижении прочности волокна как в процессе изготовления композита, так и при последующей работе волокна в матрице. Для количественного измерения степени разупрочнения композитов Ni —AI2O3 Ноуан и др. [39] использовали вместо тонких нерегулярных усов стержни сапфира диаметром 0,5 мм, которые легче было испытывать на изгиб. Стержни были "изготовлены бесцентровым шлифованием так, чтобы ось с была под углом 60° к оси стержня (далее они называются 60°-ные волокна ). В табл. 5 приведены данные о прочности волокон с различными покрытиями, после отжига, травления и других обработок. J Ia основе этих данных авторы пришли к выводу, что никелевые композиты, армированные волокнами сапфира с покрытиями из аольфрама или монокарбидов, нельзя изготавливать или ис- [c.340]

Изучение процесса распределения различных элементов в металле пароперегревателей в состоянии поставки и после различных сроков эксплуатации, проведенное с привлечением мик-рорентгеноспектрального анализатора, показало, что в состоянии поставки в металле труб из стали 12Х18Н10Т приграничные объемы в значительной степени обеднены хромом. Содержание Сг в приграничных объемах составляет 60—65% содержания хрома в матрице аустенитных зерен. С возрастанием температурно-временного параметра эксплуатации содержание Сг на границе увеличивается и достигает содержания Сг в матрице (рис. 2.9). Этот процесс способствует выделению вторичных фаз, содержащих Сг по границам зерен (<т-фазы, МззСб). Титан в стали выделяется в основном в виде карбидов Т1С, расположенных как по границам, так и по телу зерен. Суммарное содержание [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...