Упрочнение дисперсными фазами

Угол атаки 110—112, 116—120 Ударная вязкость 109 Удар тепловой 128 Упрочнение дисперсными фазами 8— 10 [c.209]

Характерными параметрами структуры являются плотность его линейных элементов в единице объема (примером может служить плотность дислокаций) и удельная поверхность — универсальный показатель дисперсности структуры, не зависящий от формы частиц. Показатели твердости и прочности являются обычно простыми линейными функциями удельной поверхности. Кроме рассмотренных параметров существенное значение имеют, например для жаропрочных сталей, упрочненных дисперсной фазой, такие факторы, как число частиц в единице объема и среднее расстояние между частицами дисперсной фазы. [c.211]

Стали, у которых достигнутый комплекс свойств связан с упрочнением дисперсной фазой (карбидами, нитридами). [c.180]

Имеются три типа наплавленного металла, в котором повышение износостойкости достигается за счет упрочнения дисперсной фазы сплавы на основе высокопрочных низкоуглеродистых высоколегированных мартенситно-стареющих сталей, среднеуглеродистые хромованадиевые стали с карбидной дисперсной упрочняющей фазой и высокоуглеродистые высокохромистые стали о кремнием, где упрочнение в значительной степени связано с выделениями дисперсных карбидов или а-фазы. [c.323]

Характерной особенностью аустенитных сталей является стабильность структуры, упрочненной дисперсными выделениями различных фаз при высокой температуре (рис. 13.11). Такая структура большинства аустенитных жаропрочных сталей достигается специальной термической обработкой. [c.211]

Дисперсные фазы в сплавах также препятствуют движению дислокаций. Механизм упрочнения в результате дисперсионного твердения рассмотрен в ряде работ [8—11 и др.]. Согласно представлениям Мотта 19], частицы создают внутренние напряжения в матрице, которые оказывают сопротивление движению дислокаций. Важным упрочняющим фактором при этом является степень дисперсности частиц, на чем мы еще остановимся ниже. [c.13]

Количественные расчеты эффекта упрочнения при наличии дисперсной фазы не проводились, но, согласно экспериментальным данным, предел текучести в результате выпадения дисперсной фазы существенно повышается, при этом существует критическая степень дисперсности фазы, соответствующая максимальному упрочнению. Упрочнение сплава при дисперсионном твердении достигает максимума при расстоянии между дисперсными частицами порядка 1000 А и их размере 50— 200 А [11]. Важно при этом получить равномерное распределение дисперсной фазы в матрице, что будет способствовать более однородному развитию деформационных процессов. [c.15]

Таким образом, процесс дисперсионного твердения в закаленных и затем деформированных сплавах протекает более интенсивно, чем в недеформированных сплавах, вследствие чего механические свойства, в особенности предел текучести, повышаются [150—154]. Ускорение процессов выделения упрочняющих фаз из твердого раствора в результате предварительной пластической деформации вполне объяснимо, если учесть, что дислокации могут являться центрами образования частиц дисперсной фазы [153], а так как в результате пластической деформации число (плотность) дислокаций растет, то, следовательно, увеличивается и число центров зарождения второй фазы. В этих условиях энергоемкость сплава после старения (при режиме, соответствующем, максимальному упрочнению) должна существенно возрастать, так как увеличивается однородность поглощения энергии. [c.96]

Сравнивая выражения (2.82) и (2.87), можно показать, что эффект упрочнения в сплавах со сложной морфологией дисперсной фазы заметно увеличивается. [c.82]

Всесторонний анализ структуры и свойств материалов с покрытиями поможет реализовать на практике комбинированное упрочнение, при котором покрытие обеспечивает," например, повышенную износостойкость, жаростойкость, а объемно упрочненный основной металл обладает достаточным запасом трещиностойкости. При этом успешно используются все главные дислокационные механизмы управления структурой создание субзерен, полигонов ячеек и зеренных микроструктурных барьеров — для упрочнения объема выделение дисперсных фаз, введение растворенных атомов замещения и внедрения и увеличение плотности дислокаций — для формирования специальных свойств поверхности. Полученное таким образом композиционное изделие будет удовлетворять требованию гармоничного сочетания надежности долговечности прочности, [c.193]

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]

В настояш,ее время известны способы сохранения высокотемпературной прочности и сопротивления ползучести. К таким способам относятся дисперсное упрочнение металлической матрицы тугоплавкими кислородными и бескислородными дисперсными частицами [52]. Сравнительно недавно созданы вольфрамовые сплавы W—Hf—С и W—Hf—Re—С для получения волокон (проволоки) для армирования никелевых матриц [95]. Упрочняющей фазой в волокнах из вольфрамового сплава является карбид гафния. Подобное упрочнение дисперсными частицами может быть осуществлено и на других металлах. [c.42]

Заметим, что роль дисперсных фаз в сплавах как концентратов локальных напряжений велика. Они ограничивают подвижность дислокаций, вызывают деформационное упрочнение и в то же время облегчают возможность появления микротрещин. Механизм их зарождения зависит от природы металла, условий нагружения и от других причин. [c.51]

Дисперсионно-упрочненный вольфрам до последнего времени выпускали в виде прутков, проволоки или ленты шириной до 100 мм. Освоение производства вольфрама с дисперсной фазой окиси тория в виде листов больших размеров потребовало длительной экспериментальной работы. Перед специалистами стоит важная задача разработки сплава вольфрама, пластичного при комнатной температуре. Она может быть решена регулированием размера зерен дисперсными окисными частицами, легирующими присадками и т. п. [c.88]

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]

Помимо указанных материалов значительные исследования проведены также и для полимерных строительных растворов и полимерных бетонов [5.27]. Однако эти исследования не позволили в достаточной степени выяснить механизм разрушения этих растворов и бетонов. Когда матрица представляет собой металлическую систему, упрочнение, обусловленное дисперсной фазой, обеспечивается за счет того, что в ней затруднены дислокационные перемещения, а для других движений требуются еще большие перемещения. Как можно видеть из рис. 5.28, дислокации огибают дисперсные частицы. В конечном счете остаются дислокационные кольца. [c.128]

По сравнению с у -фазой оксидные частицы обладают гораздо большей термической стабильностью и, следовательно гораздо более эффективны при высоких температурах выше 982 °С такие сплавы превосходят по длительной прочности сплавы, упрочняемые выделениями у -фазы. Работы последних лет сосредоточены на сочетании дисперсного оксидного упрочнения с упрочнением у -фазой по реакции старения этим путем стремятся обеспечить высокую длительную прочность в [c.335]

Зона II расположена на диаграмме правее зоны I. Закалка сплавов зоны II позволяет получать перенасыщенные твердые растворы, что используется для их упрочнения. Искусственное или естественное старение закаленных деталей из этих сплавов приводит к дисперсионному твердению, в результате чего повышается их твердость и прочность. Обработка давлением также вызывает выделение из перенасыщенного раствора дисперсных фаз, которые препятствуют [c.101]

Разработаны различные модификации этих интерметаллидов, в том числе с дисперсным упрочнением частицами -фазы - Ti (Si, А1)з и (Ti, Nb>5(Si, А1)з. [c.317]

Рис. 1.2. Вклад отдельных дислокационных механизмов упрочнения сплавов в уровень конструктивной прочности (соотношения предела текучести а (ад,а), (вязкости разрушения KJ и температуры вязкохрупкого перехода Оп—напряжение Пайерлса — Наббарро Од—упрочнение взаимодействием диелокаций Од(д)— упрочнение переплетением дислокаций по типу леса Пд д. я.)—упрочнение созданием полигональных ячеистых субструктур Ор— твердорастворное упрочнение, оф—упрочнение дисперсными фазами, <гз— упрочнение структурными барьерами (зернограничное у№

Упрочнение дисперсными фазами практически не обостряет противоречия между пределом текучести и напряжением разрушения, так как при этом механизме не вносятся дефекты в матрицу сплава, она остается пластичной. Рост предела текучести в этом случае мощет рассматриваться в промышленных сплавах без заметного снижения вязкости разрушения. Перспективность отдельных дислокационных механизмов упрочнения иллюстрируется также изменением температуры перехода стали из вязкого состояния в хрупкое (см. рис, 1,2). Снижение температуры охрупчивания сплавов необходимо для их успешного использования в экстремальных условиях Сибири. [c.10]

В таком случае обычно употребляют термин дисперсионно упрочненный (дис-персионнотвердеющий) сплав. К типичным сплавам этого типа относятся сплавы N1 - Сг илй N1 - Сг - Со, упрочненные дисперсной фазой у - Т1), когерентной с матрицей и имеющей ту же ГЦК-структуру, [c.155]

При необходимости иметь и высокую кислотостойкость (на уровне стали ЭИ943), и высокие механические свойства (ап>ЮО кгс/мм ) рекомендуется к применению сплав Сг— Ni—Мо— Си—Ti—А1. Последние два элемента вызывают ин-терметаллидное упрочнение [выделение дисперсных фаз типа Ni3(Ti, А1)]. [c.497]

Необходимо в этом отступлении сказать еще несколько слов о терминологии. В общем случае упрочнение, достигаемое с применением дисперсных частиц второй фазы, называют дисперсным упрочнением. Однако довольно часто в литературе с той же целью неправильно используется термин дисперсионное упрочнение , который на самом деле справедлив только для рассматриваемого нами частного случая упрочнения когерентными выделениями. Происхождение этой терминологии и связанные с ней ошибки И. Н. Францевич объяснил заимствованием ее из физической химии, в которой существуют понятия, дисперсная фаза (частицы) и дисперсионная фаза (матрица). Поэтому дисперсионное упрочнение — это фактически упрочнение матрицы, создаваемое полями упругих напряжений вокруг когерентных частиц, т. е. основное сопротивление движению дислокаций оказывают не сами частицы, а поля упругих напряжений в матрице. С потерей же когерентности, например, при росте частиц исчезают эти упругие поля и теперь только сами частицы препятствуют движению дислокаций. Такой переход от одного вида упрочнения к другому достаточно, наглядно разобран Анселом [1381. [c.73]

Первая система представляет собой композит стекло — А12О3 [27, 37], в котором термическое сжатие обеих фаз было приблизительно одинаковым (а р 8-10 /°С), а отношение модулей было не слишком высоким (т л 5). Зависимость прочности этой системы, приведенная на рис. 15, показывает, что введением второй дисперсной фазы можно получить существенное увеличение прочности. Хотя такое упрочнение нехарактерно для большинства композитных систем, подобные результаты были получены и для других систем, когда термические расширения обеих фаз были очень близкими [6, 17]. [c.44]

Особенность волокнистой композиционной структуры заключается в равномерном распределении, с повторяющейся геометрией, высокопрочных и высокомодульных волокон в пластичной матрице, содержание которых может колебаться от 15 до —75 об. %. В то же время в дисперсноупрочненных материалах оптимальным содержанием дисперсной фазы считается 2—4 об.%, кроме того, ультра-дисиерсные частицы в указанных материалах, в отличие от непрерывных и дискретных волокон в волокнистых композициях, создают только косвенное упрочнение, т. е. благодаря их присутствию стабилизируется структура, формирующаяся при деформационной термической обработке. [c.6]

В дисперсно-упрочненных композиционных материалах, полученных методом порошковой металлургии, дисперсная фаза в металлической матрице сдерживает рост зерна. Возьмем, например, окисную пленку на чешуйках алк>миниевой пудры. Толщина этой пленки постоянная, поэтому содержание окисла AI2O3 в сплаве зависит от размера чешуек. Алюминиевая пудра содержит 6—22 процента окиси алюми- [c.76]

В ДКМ с никелевохромовой матрицей, содержащей алюминий, и в более сложнолегированных матрицах упрочнение дисперсными частицами сочетается с упрочнением интерметаллидными фазами, выделяющимися из твердого раствора при старении. Уровень их механических свойств очень высок. [c.120]

Повышение температурных пределов применения ДКМ на основе Мо, достигается за счет введения стабильных дисперсных фаз (Zr , Ti , TiN и др.) в сочетании с твердорастворным упрочнением ДКМ получают методами дуговой или плазменно-дуговой плавки. Добавки упрочняющих оксидов (2Ю2, ТЬОгИ др.) вводят в молибден методами механического смешивания, химического осаждения и внутреннего окисления. Установлено, что дисперсные частицы Zr02, введенные методом химического осаждения в активный порошок юлибдена, оказывают значительное антирекристаллизационное влияние при спекании. [c.121]

И в будущем большое внимание будет уделяться оптимизации системы покрытие/подложка с целью достижения максимального защитного эффекта при минимальном влиянии на механические свойства подложки. Это будет стимулировать применение в качестве подложки материалов новых классов, таких как упрочненные волокнами суперсплавы, сплавы, упрочненные дисперсными оксидами, и т.д., что, в свою очередь, потребует, чтобы взаимодействие подложки с покрытием не влияло на стабильность упрочняющих фаз. И, наконец, такое же, если не большее, внимание должно уделяться проблеме испытания всех вновь разработанных покрытий. Особенно это относится к случаю относительно хрупких покрытий, таких как ТЗБП, когда термомеханические циклические испытания, применяемые для оценки циклической стойкости покрытий, должны быть как можно более близкими к реальности и, в то же время не быть чересчур жесткими, что может свести на нет все возможные преимуш ества таких испытаний. Как всегда, окончательное заключение о пригодности той или иной системы покрытия будет получено лишь после натурных испытаний в реальных условиях эксплуатации двигателя в рабочем режиме. [c.121]

Задача данной главы — обзор и оценка уровня современных знаний о механизмах, ответственных за прочность аустенитных суперсплавов. Подходя к решению этой задачи, мы рассмотрим механизмы упрочнения аустенитной фазы — матрицы, а также пути, посредством которых фазы (главным образом у [Nij Al, Ti)], но иногда и У (N13X1) или ц [Ni3(Nb, А1, Ni)]), выделяющиеся в процессе старения, воздействуют на прочность и сопротивление ползучести и усталости. При определенных обстоятельствах сплавы на железоникелевой или кобальтовой основе упрочняются в результате старения за счет выделения либо карбидов, либо интерметаллических соединений. Однако наиболее выразительного эффекта упрочнения удается достичь у сплавов на никелевой основе, поэтому при последующем рассмотрении главное внимание сосредоточено именно на них. В обзоре отводится место и дисперсному упрочнению твердыми некогерентными частицами типа оксидных. Подробности приготовления дисперсноупрочненных сплавов изложены в гл. 17, а факторы, влияющие на сопротивление усталости, — в гл.10. [c.83]

После закалки сталь обладает высокой пластичностью (6 = 30%, Ств = 900 МПа) и может пластически деформироваться и обрабатываться резанием. Обработка холодом вызьтает превращише -80% аустенита в мартенсит. Последующее старение приводит к дополнительному упрочнению стали (Ов = 1200—1300 МПа, 5 = 10%) за счет выделения в мартенсите дисперсных фаз типа №зА1. [c.171]

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]

Сплавы АМц, АМг2 и АМг5 относятся к неупрочняемым термической обработкой. Из диаграммы состояния А1—Мп видно, что теоретически упрочнение возможно за счет выделения из пересыщенного раствора дисперсной фазы МпА1 . Но присутствие в сплавах постоянной примеси (железа) дает вместо нее сложную фазу (Мп, Fe)A] , нерастворимую в твердом алюминии, что исключает образование перенасыщенного раствора. Тем не менее пластическая деформация вызывает заметное упрочнение сплава. Эти сплавы идут на изготовление изделий, получаемых глубокой вытяжкой из листовых заготовок, в виде которых они поставляются. [c.104]

Сплавы группы Mg—Zn относятся к высокопрочным. Фаза MgZn2 упрочняет сплав, но снижает пластичность. Цинк рафинирует и модифицирует сплав. Кроме того, взаимодействуя с водородом, он способствует повышению плотности прессованных деталей. Старение после закалки для этих сплавов нежелательно, так как при нем снижается наклеп и упрочнение за счет выделения дисперсной фазы не компенсирует этой потери. Сплавы Mg—Zn плохо свариваются, а плавка их затруднена из-за медленного растворения цинка. [c.109]

Для дисперсных частиц определенного фазового состава соотношение между упрочнением и разупрочнением, т е результирующая прочность, будет зависеть от содержания легирующего элемента, образующего дисперсную упрочняющую фазу Чем больше такого элемента выделяется в виде дисперсной фазы (при сохранении ее размеров), тем больше упрочнение преобладает над разупрочнением На рис 63 показано влияние содержания ванадия на прочность (твердость) стали 40 после закалки и отпуска В стали без ванадия упрочнение благодаря выделению карбида ванадия отсутствует, т е Ааус=0 При 0,25 % V]-f Аоус ]—Лам и на соответствующей кривой после отпуска при 500— 600 °С наблюдается почти горизонтальная линия При больших содержаниях ванадия (0,47, 0,9 и 1,7%) (+Ааус > —Аам и на кривых наблюдается повышение прочности, которое называют пиком вторичной твердости [c.115]

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]

Возможности повышения рабочих температур современных жаропрочных и жаростойких сплавов на основе титана, никеля и тугоплавких металлов за счет их твердораствор-ного упрочнения или создания гетерофазных структур практически исчерпаны. Поэтому большое внимание исследователей привлекают композиционные материалы на основе интерметаллидов, тугоплавких металлов и направленно закристаллизованных эвтектик, упрочненные дисперсными включениями, дискретными или непрерывными волокнами олее тугоплавких, прочных и жестких, чем матрица, фаз, в том числе керамических. [c.213]

Из пяти основных механизмов упрочнения суперсплавов — твердорастворного, дисперсного (дисперсионного), зернограничного, деформационного и текстурного — от природы сплава зависят первые три. В двух первых случаях упрочнение объясняется действием внутренних напряжений, возникающих в результате внедрения в упругую матрицу либо растворенных атомов (твердорастворное упрочнение), либо частиц второй фазы. Если частицы второй фазы выделяются из твердого раствора при старении, то они называются преципитатами , а упрочнение - дисперсионным. Если же дисперсные частицы искусственно вводятся в сплав, то они называются дисперсоидами , а упрочнение -дисперсным. В этом втором случае речь идет об искусственных компо- [c.303]

Результаты прочностных испытаний алмазных поликристаллов, полученных с применением дисперсноупрочненных катализаторов, представлены на рис. 6.12 - 6.13. Отметим, что эффект упрочнения алмазных поликристаллов наблюдается, если дисперсная фаза в исходном катализаторе распределена достаточно равномерно. Так, при использовании в качестве катализаторов прессованных порошковых смесей синтезируемые поликристаллы упрочняются лишь в случае дополнительной обработки смеси ультразвуком (см. рис. 6.12, 4). Если используются крупные порошки Ni и Мо, то добавки как ультрадисперсных, так и крупных порошков TiN незначительно влияют на прочность синтезируемых алмазных поликристаллов. Наибольшее упрочнение поликристаллов карбонадо достигается при использовании дисперсноупрочненных катализаторов, полученных методом внутреннего азотирования (рис. 6.13, 2). В таких катализаторах упрочняющая фаза TiN более дисперсна и равномерно распределена. [c.444]

Приведенные на рис. 6.12 — 6.13 экспериментальные данные объясняются, по-видимому, влиянием дисперсных частиц на прочность неалмазной составляюш,ей поликристаллов. Упрочнение металлической фазы некогерентными частицами описывается механизмом Орована. При этом количество упрочняющей фазы, как правило, не должно превышать нескольких процентов, а расстояние между частицами фазы и их размер должны различаться на порядок и более. Необходимо отметить, что не- [c.444]

Вышеизложенное позволяет объяснить как влияние дисперсности и шомерности распределения упрочняющей фазы в исходном катализа-)е на степень упрочнения синтезируемых алмазных поликристаллов, с и экстремальный характер концентрационных прочностных зависи-стей. В частности, большое количество дисперсной фазы нарушает оп-мальные геометрические параметры для дисперсного упрочнения, а оке охрупчивает неалмазную составляющую, что отрицательно сказы-гтся на прочностных свойствах поликристалла. [c.445]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...