Аморфные сплавы твердость и прочност

Важными особенностями аморфных металлов являются их высокие твердость и прочность. В табл. 8.2 приведены типичные значения этих величин для различных аморфных сплавов. Как твердость, так и прочность сильно изменяются в зависимости от химического состава сплава. Например, в сплавах на основе элементов подгруппы железа (Fe, Со, Ni) твердость HV может достигать значений >1000, а прочность — выше 4,0 ГН/м Эти значения больше, чем максимальные значения прочности и твердости используемых в настоящее время металлических материалов. Так, прочность проволоки из некоторых аморфных сплавов на железной основе примерно на 1,0 ГН/м выше прочности так называемой рояльной проволоки, что видно по диаграммам деформации, представленным на рис. 8.3. Значения <т/ для аморфных сплавов равны 0,02—0,03, что составляет почти половину от значения i t/ = 0,05, отвечающего теоретической прочности. Это существенно выше, чем для наиболее прочных из используемых ныне металлических материалов, для которых afE составляет всего лишь 10- —Например, прочность рояльной проволоки, как наиболее прочного из известных в настоящее время стальных изделий, приближается к 3,0 ГН/м . Поскольку ее модуль Юнга равен 210 ГН/м то получается, что а IE составляет не более 0,015. Далее, как видно из табл. 8.2, отношение твердости к прочности HV/ t составляет 2,5—3,0, что близ-Таблица 8.2. Твердость и прочность некоторых аморфных сплавов [c.226]

Для аморфных сплавов характерна четкая линейная связь между твердостью и прочностью. Для сплавов на основе Fe, Ni, Со справедливо выражение HV = 3,2 Ст, что позволяет с достаточной точностью использовать показания твердомера для определения прочностных характеристик. Энергия разрушения и ударная вязкость аморфных сплавов также значительно превышает эти характеристики обычных кристаллических материалов — сталей и сплавов, тем более неорганических стекол. Характер излома свидетельствует о вязком разрушении металлических стекол. Это может быть обусловлено адиабатическим нагревом в результате пластической деформации. [c.862]

Особенность аморфных металлов - высокие значения твердости и прочности, которые сильно зависят от химического состава. В сплавах с одинаковыми основными металлическими элементами прочностные свойства меняются в зависимости от типа и количества атомов металлоидов, облегчающих аморфизацию. Чем выше по периодической системе порядковый номер группы и периода данного металлоида, тем ниже твердость сплава на основе железа. Твердость аморфного [c.217]

Характерными свойствами аморфных сплавов являются высокие прочность, тв дость и вязкость. По этим показателям они значительно превосходят высокопрочные кристаллические материалы. Прочность их достигает 5000 МПа и близка к теоретической, твердость также довольно высока - 500 - 1500 НУ. [c.306]

Аморфные сплавы нередко хрупки при растяжении, но сравнительно пластичны при изгибе и сжатии. Могут подвергаться холодной прокатке. Установлена линейная связь между пределом текучести и твердостью (НУ = 3,20т) для сплавов на основе железа и кобальта. Прочность аморфных сплавов близка к теоретической Р/От яй 50. Это объясняется, с одной стороны, высоким [c.372]

Особый механизм диссипации энергии аморфных сплавов, обусловленный дисклинационными, а не дислокационными процессами, обеспечивает их высокую прочность и твердость. Их значения для ряда сплавов представлены в табл. 31. [c.306]

Нанокристаллические материалы отличаются повышенной прочностью как у однофазных (медь, палладий), так и у многофазных, полученных кристаллизацией аморфных сплавов предел текучести в 2 - 3 раза, а временное сопротивление в 1,5 - 8 раз выше, чем у соответствующих аналогов. Как и для твердости, начиная с размера зерен 10 нм и меньше, установлено понижение предела текучести. [c.84]

Но наряду с перечисленными достоинствами алмаз имеет и ряд серьезных недостатков, из которых главным является пониженная прочность. Предел прочности алмаза на сжатие составляет а = = 200 кгс/мм , а предел прочности на изгиб = >30 кгс/мм , что значительно меньше, чем у твердых сплавов и у минеральной керамики. Несмотря на очень большую твердость, химическая устойчивость алмаза невысока. При нагреве на воздухе до температур 700— 800° С происходит графитизация алмаза и наружные поверхности кристаллов превращаются в аморфный углерод. При нагревании алмаза в контакте с железом при температуре 750° С происходит интенсивное растворение алмаза в железе. Поэтому критические температуры при резании не должны превышать 700—750° С. Алмаз является очень дорогим инструментальным материалом стоимость алмазных инструментов в 50 раз и более выше стоимости аналогичных твердосплавных инструментов. [c.29]

В верхней части рис. 8.6 показано изменение параметра е/а. Отчетливо видна взаимосвязь между всеми тремя механическими характеристиками (HV, и Оу), с одной стороны, и величиной eja с другой если среднее число электронов в сплаве снижается, то HV, Е <5у повышаются. Это обстоятельство наводит на мысль о том, что изменения твердости и прочности аморфных сплавов отражают изменения в химической связи между металлическими и металлоидными атомами. При этом предполагается, что в результате заполнения электронами атомов металлоидов валентных уровней атомов переходных металлов, входящих в состав сплава, возникает частичная связанность электронных состояний за счет sd-vvi-бридизации в атомах металлов и sp-гибридизации в атомах металлоидов. Эти процессы, вероятно, и определяют твердость и прочность аморфных сплавов. [c.228]

К режущим сверхтвердым материалам относятся природные (алмаз) и синтетические материалы. Самым твердым из известных инструментальных материалов является алмаз. Он обладает высокой износостойкостью, хорошей теплопроводностью, малыми коэффициентами линейного и объемного расширения, небольшим коэффициентом трения и малой адгезионной способностью к металлам, за исключением железа и его сплавов с углеродом. Наряду с высокой твердостью алмаз обладает и большой хрупкостью (малой прочностью). Предел прочности алмаза при изгибе = = 3000 МПа, а при сжатии = 2000 МПа. Твердость и прочность его в различных направлениях могут изменяться в 100—500 раз. Это следует учитывать при изготовлении лезвийного инструмента. Необходимо, чтобы алмаз обрабатывался в мягком направлении, а направление износа соответствовало бы его твердому направлению. Алмаз обладает высокой теплопроводностью, что благоприятствует отводу теплоты из зоны резания и обусловливает его малые тепловые деформации. Низкий коэффициент линейного расширения и размерная стойкость (малый размерный износ) алмаза обеспечивают высокую точность размеров и формы обрабатываемых деталей. Большая острота режущей кромки и малые сечения среза не вызывают появления заметных сил резания, способных создавать деформацию обрабатываемой детали и отжатия в системе СПИД. К недостаткам алмаза относится и его способность интенсивно растворяться в железе и его сплавах с углеродом при температуре резания, достигающей 750° С (800° С), что в наибольшей мере проявляется в алмазном лезвийном инструменте при непре-швном контакте стружки с поверхностью его режущей части, 1ри температуре свыше 800° С алмаз на воздухе горит, превращаясь в аморфный углерод. К недостаткам алмазных инструментов также относится их высокая стоимость (в 50 и более раз сравнительно с другими инструментами) и дефицитность. В то же время алмазный инструмент отличается высокой производительностью и длительным сроком службы (до 200 ч и более) при обработке цветных металлов и их сплавов, титана и его сплавов, а также пластмасс на высоких скоростях резания. При этом обеспечиваются высокая точность размеров и качество поверхности, что, как правило, исключает необходимость операции шлифования обрабатываемых деталей, [c.92]

Для оценки механических свойств аморфных сплавов широкое распространение получил метод измерения лшкротвердости. Существует методика корректной оценки прочностных и пластических свойств, в основе которой лежит классический метод измерения микротвердости [12.16]. Для того, чтобы полностью исключить )злияние геометрии и качества поверхности ленточных образцов, целесообразно измерять микротвердость на торцевой поверхности лент (рис. 12.14). Твердость, выраженная в мегапаскалях, представляет собой сопротивление материала большим пластическим деформациям при вдавливании идентора и находится, как показано, в прямой связи с характеристиками прочности. На рис. 12.15 приведены результаты одновременного и независимого измерения величины микротвердости HV (фактически твердости по Виккерсу) и величине при одноосном растяжении для ряда различных по составу аморфных сплавов па основе Fe, Со и Ni. Наблюдается четкая линейная зависимость HV КОт, где К = [c.173]

Металлические стекла обладают высокой твердостью, большой прочностью и износостойкостью. Так, для сплава РевдР зС—= 3100 МПа, НУ 760 для сплава РевдВао — < в = 3700 МПа, НУ 1100. Аморфные сплавы Ре, Со, N1 с добавками аморфообразующих элементов В, С, 51, Р (15—25 %) могут быть весьма эффективно использованы как магнитно-мягкие материалы. [c.303]

Диморфный металл обладает рядом уникальных свойств из-за отсугсг-вйя границ зерен и дефектов кристаллического строения (например, дислокаций). Прочность их превосходит самые лучшие легированные стали (-3000 МПа), Высокая твердость определяет их великолепную износостойкость. Правда пластичность аморфных металлов низка, но выше, чем у обычного стекла. Их можно, например, прокатывать при комнатной температуре. Другое важнейшее преимущество - их исключительно высокая коррозионная стойкость. Во многих весьма агрессивных средах (морской воде, кислотах) они вообще не корродируют. Аморфные сгшавы на основе ферромагнитных металлов (железа, никеля) также ферромагнитны, электросопротивление их гораздо выше, чем кристаллических (обычно в 2...3 раза). Получение аморфной структуры в принципе возможно для всех металлов. Наиболее легко аморфное состояние достигается в сплавах А1, РЬ, 5п, и др. Для получения метяплических стекол на базе N1, Со, Ре, Мл, Сг к ним добавляют неметаллы или полуметаллические элементы С, Р, 5), В, Аз, 5 и др. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...