Деформация разрушения карбид кремния

В табл. 10 приведены типичные значения деформации до разрушения и модуля упругости для массивных материалов [70]. В целях сравнения укажем, что волокна бора и карбида кремния разрушаются при деформациях 0,7—0,8%. Теперь предположим, что в зоне продуктов реакции содержатся такие же дефекты роста, что и в массивном материале, и поэтому прочности их будут одинаковыми. Концентрация напряжений, обусловленная микротрещинами в слое толщиной ж, будет [c.74]

В заключение можно отметить, что теория поверхностного взаимодействия предсказывает, что все хрупкие реакционные слои будут растрескиваться при деформации, определяемой их прочностными и упругими свойствами. Степень опасности этих трещин зависит от их длины, которая в свою очередь определяется толщиной реакционного слоя. Когда уровень концентрации напряжения, вызванной трещиной, меньше уровня концентрации напряжения, обусловленной уже существующими дефектами в волокне, прочность композиционного материала пе изменяется. По мере увеличения длины трещины сверх критического значения, определяемого равенством действия этих двух типов концентраторов напряжения, происходит постепенное сния ение прочности. При значениях длины, превышающих второе критическое значение, разрушение реакционной зоны немедленно приводит к разрушению волокна. Волокна с чрезмерной толщиной реакционного слоя разрушаются при деформации 0,25% и напряжении 105 кгс/мм в случае волокон бора, для волокон бора с покрытием из карбида кремния эти величины составляют 0,45% и 189,8 кгс/мм соответственно. Было показано, что для материала титан — бор упругое закрепляющее действие матрицы влияет на величину допустимого реакционного слоя. График соответствующей зависимости показывает, что в случае матрицы, сохраняющей упругость до предела деформации волокон, допустимая толщина реакционного слоя должна составлять около 8000 А. Многие титановые сплавы остаются упругими до этой точки, отвечающей пределу упругости 96 ООО фунт/кв. дюйм (67,5 кгс/мм ), в предположении, что модуль упругости равен 16 X 10 фунт/кв. дюйм (11 249 кгс/мм ). [c.289]

В последнее время были проведены детальные исследования процесса изготовления композитов с матрицей Ti-6A1-4V, содержащих от 45 до 50 об.% волокон B/Si диаметром 140 М1ш [5]. Хотя корреляция параметров изготовления со структурой поверхности раздела была неполной, последовательное увеличение температуры горячего прессования приводило к росту толщины слоя продукта реакции на поверхности раздела. Продолжительность прессования была постоянной (30 мин), а давление выбирали таким, чтобы при каждой температуре обеспечить прочную диффузионную сварку композита. На каждом режиме обрабатывали четыре образца усредненные результаты этих испытаний, а также результаты некоторых многократных испытаний на поперечную прочность приведены на рис. 14. Хотя в испытаниях на поперечную прочность влияние поверхности раздела непосредственно не оценивалось, их результаты приведены потому, что значения деформации разрушения разупрочненных композитов, полученных пре ссованием при 1144 К и 1172 К, совпадают со значениями, предсказанными для поверхности раздела титан— карбид кремния. [c.167]

Хотя прочность при продольном растяжении зависит, главным образом, от класса, к которому принадлежит композитная система (например, псевдопервому или третьему), важную роль играет и другой фактор, а именно, способность волокна за счет собственной пластичности компенсировать образование хрупкого п ро-дукта реакции. Такой продукт определяет разрушение лишь в случае хрупких (упругих) волокон. Примером такой системы, относящейся к третьему классу, является система Ti—В, в которой образуется реакционный слой постоянной толщины с малой деформацией разрушения. Трещины в нем образуются раньше, чем в волокне, а дальнейшее влияние реакционного слоя зависит от его толщины. К этому классу относится и титан, армированный борными волокнами или такими же волокнами с покрытием карбидом кремния, хотя в последнем случае зависимость толщины продукта реакции от условий изготовления может привести к изменению деформации разрушения. В типичной системе псевдопервого класса А1—В продукт реакции, обладающий малой деформацией разрушения, образуется на отдельных участках. Его толщи- [c.182]

ДЕФОРМАЦИЯ ДО РАЗРУШЕНИЯ МАССИВНЫХ КРИСТАЛЛОВ БОРА, КАРБИДА КРЕМНИЯ И ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ С ТИТАНОМ TiB , TiSij, Ti [c.74]

Из этих двух исследований было сделано заключение, что общий вид предложенного Меткалфом [16] соотношения между характеристиками разрушения и толщиной реакционного слоя является правильным. Кроме того, теория оказалась в равной степени хорошо применимой и к другой реакцианноспособной системе титан — бор, покрытый карбидом кремния. Предсказанное значение разрушающей деформации для продукта реакции титана с кремнием составляло 4500 мкдюйм/дюйм (0,45%) (см. табл. 2). Превосходное соответствие с этой величиной иллюстрирует рис. 7. i [c.286]

Полное ухудшение состояния композиционных материалов типа титана, упрочненного волокнами борсика, приводит согласно рис. 7 к снижению разрушающей деформации до 4500 мкдюйм/дюйм (0,45%). Данные табл. 2 свидетельствуют, что эта деформация равна ожидаемой деформации разрушения силицида титана, и подтверждают представление о том, что разрушение таких композиционных материалов контролируется свойствами промежуточного соединения. При данной деформации напряжение в волокне борсика равно 270 ООО фунт/кв. дюйм (189,8 кгс/мм ) или 315 ООО фунт/кв. дюйм (221,5 кгс/мм ), если в результате реакции с волокнами, покрытыми карбидом кремния, образуется силицид титана (вследствие более высокого модуля упругости).Отмеченные значения прочности близки к соответствующим величинам для партий волокна, полученных на первых этапах освоения технологии. Из результатов некоторых прежних работ следует вывод о том, что либо карбид кремния образует менее вредные продукты, либо скорость их образования меньше, чем в случае реакции с бором. Другая высказанная по этому поводу точка зрения состоит в том, что покрытие карбида кремния на боре (борсик) является жертвенным и предотвращает какое-либо ухудшение свойств до завершения реакции, после чего может начаться взаимодействие титана с лежащим под покрытием бором. [c.308]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...