Прочность алмаза

Рис. 2. Зависимость прочности алмазов АСВ 250/200 от толщины пленки сплава Си—Sn—Ti.

Рис. 3. Диаграмма прочности алмазов синтетических (АСВ) и природных, металлизированных различными металлами

Высокая твердость обеспечивает алмазному зерну весьма высокие режущие свойства, способность разрушать поверхностные слои твердых металлов и неметаллов. Прочность алмаза на изгиб невысокая. Одним из существенных недостатков алмаза является сравнительно низкая температурная устойчивость. Это значит, что при высоких температурах алмаз превращается в графит, такое превращение начинается в обычных условиях ири температуре около 800°С. [c.58]

Алмазы (природные и искусственные) имеют наиболее высокие твердость (НУ 10 ООО) и модуль упругости (80 ООО кгс/мм ). Но прочность алмазов при изгибе пониженная (30 кгс/мм ). Алмазы устойчивы до 800° С, когда наступает обугливание. Кроме того, алмаз при резании с повышенной скоростью, сопровождающимся нагревом в участках резания выше 800° С, взаимодействует со сталью. [c.441]

Прочность алмазов и других высокопрочных материалов [c.14]

Твердость и прочность алмаза не одинаковы по различным направлениям, поэтому перед изготовлением алмазных резцов в кристалле вы- [c.46]

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]

Следует иметь в виду, что твердость и прочность алмаза по различным направлениям неодинаковы (явление анизотропности). Поэтому кристалл необходимо ориентировать таким образом, чтобы его обработка производилась в направлении наименьшей прочности, а износ при резании имел место в направлении наибольшей прочности. В ряде случаев алмаз заменяют более дешевым, хотя и менее стойким, искусственным корундом. [c.15]

Для твердых тел чаще более характерны смешанные виды связи. Известно, что ионная и ковалентная связи, а также ковалентная и металлическая не имеют резкого разграничения и может наблюдаться переход от одного вида связи к другому. Так, упрочнение металла в результате пластической деформации и легирования объясняется превращением металлической связи в ковалентную. При деформации в металлах появляются области высокой прочности и малой пластичности, приближающиеся по своим свойствам к типичным веществам, обладающим ковалентной связью (алмазу). [c.10]

Сильная ковалентная связь с энергией порядка 10 Дж/моль определяет высокую температуру плавления и прочность кристаллов. Ковалентной связью обусловлены структуры так называемых атомных кристаллов — алмаза, кремния, германия, серого олова и др. [c.9]

Вид периодической функции для х х) совпадает с функцией, используемой в выводе теоретической прочности по Френкелю. Однако существенное различие здесь в определении ф(л ), изменяющейся в пределах Ь/2. Этой функцией описывается взаимное смещение двух атомов, расположенных один против другого по разные стороны от плоскости скольжения в ядре дислокаций, т. е. эта функция описывает смещение атомов в ядре дислокации от участка плоскости скольжения, на котором скольжение произошло, к участку, на котором скольжение не произошло. Ширина этого перехода вдоль плоскости скольжения, в пределах которого смещения составляют i/4, т. е. 50% от общего, носит название ширины дислокации и служит мерой плавности этого перехода. Когда этот переход происходит в интервале (1—2) Ь, дислокация узкая, а когда интервал более 56, дислокация широкая. Широкие дислокации характерны для металлов, узкие — для ковалентных кристаллов типа алмаза с направленным характером связи. Для широких дислокаций характерно меньшее смещение атомов выше плоскости скольжения относительно положений атомов ниже этой плоскости, в связи с чем энергия несовпадения и величина энергии А.Е, расходуемая на преодоление сил связи в ядре дислокации, будут меньше. Поэтому подвижность дислокации возрастает с увеличением ее ширины. [c.62]

Температура испытания. С ростом температуры пластичность всех металлов повышается (прочность понижается) даже такие нетипичные металлы (полуметаллы), как сурьма (выше 300°С) и висмут (выше 100°С), пластичны. Вблизи точки плавления пластичны типичные неметаллы, например кремний, германий, сера и даже алмаз. Природная пластичность чистых металлов при низких температурах меньше, но она достаточна для обработки их давлением. У чистых металлов нет температурных зон хрупкости, горячеломкости, хладноломкости. [c.191]

При сравнительно низких температурах для измерения твердости тугоплавких материалов используется алмаз. Высокая твердость алмаза связана с локализацией валентных электронов у остовов атомов с образованием весьма устойчивых конфигураций, определяющих в свою очередь жесткость и направленность химических связей. Эти положительные свойства позволяют применять кристаллы алмаза в качестве материала инденторов при измерении твердости тугоплавких соединений и материалов на их основе до температуры 1100 К. Алмазные наконечники, характеризующиеся высокой твердостью при низких температурах, обнаруживают быстрое притупление и уменьшение стойкости в условиях высоких температур. Установлено [112], что при температурах, начиная с 1200 К, измерение твердости вызывает быстрый износ алмазных пирамид, а при температуре 1370—1470 К в результате одного вдавливания наконечник выводится из строя. В процессе длительного пребывания при высоких температурах алмазный наконечник постепенно подвергается графитизации, резкой потере прочности и разупрочнению. При температурах свыше 1100—1150 К происходит превращение алмаза в графит. [c.55]

Углерод — неметаллический элемент, однако он обладает многими металлическими свойствами. Он существует в различных аллотропных формах, обладающих различными свойствами от чешуйчатого графита, который очень мягок и обладает относительно хорошими тепловыми и электрическими свойствами, до твердого и хрупкого алмаза, имеющего относительно плохие тепловые и электрические свойства. Графит очень широко используют в реакторостроении вследствие его превосходных данных как замедлителя, из-за его доступности, большой прочности при высоких температурах, легкости обработки и надежности. Поэтому было проведено много исследований по определению влияния облучения на этот материал. [c.184]

Прочность алмазных зерен, а также прочность закрепления их в матрице инструмента является первостепенным фактором, определяющим работоспособность, стойкость и производительность алмазных инструментов, удельный расход алмазов в них [41. [c.100]

Однако применяемые способы нанесения покрытий не повышают существенно прочности крепления алмазов в связке и прочности самих алмазов, а выполняют только роль жесткой оболочки, мешающей выпадению осколков зерен. Это связано с тем, что для металлизации применяют металлы и сплавы, обладающие либо относительно низкой адгезией по отношению к алмазу (например, никель, вольфрам) либо абсолютно неактивные (медь). [c.101]

Определение прочности производили методом разрушения отдельных зерен между вращающимися твердосплавными валками на установке ПАЗ, разработанной Украинским полиграфическим институтом (г. Львов). В установке предусмотрена автоматическая фиксация момента разрушения зерна и количества разрушенных зерен. Установка развивает усилия достаточные для разрушения синтетических алмазов всех марок, а также природных алмазов. Определяли прочность исходных, термообработанных и метал- [c.102]

Определение прочности зерен, покрытых никелем (гальванически) и медью (вакуумным испарением из газовой фазы) и алмазов, металлизированных из жидкой фазы Си—Sn—Ti расплавом одинаковым количеством металла (рис. 3) показало, что металлизация алмазов никелем увеличивает прочность частиц примерно на 20%, те же алмазы, металлизированные Си—Sn—Ti прочнее исходных на 50%. Подобный характер упрочнения наблюдается и для при- 4т родных алмазов. Прирост прочности при металлизации из жидкой [c.103]

Эффективность работы такого инструмента можно значительна повысить за счет увеличения прочности удержания алмазов в связке. С этой целью был разработан способ получения алмазных порошков со специальной формой частиц, позволившей увеличить прочность закрепления алмазов в связке и вовлечь в работу по их удержанию больший объем материала связки (рис. 4, см. вклейку). Эти частицы представляют собой укрупненные агрегаты с разветвленной формой, состоящие из нескольких алмазных зерен, спаянных друг с другом и покрытых адгезионно-активным к алмазу металлическим сплавом [7]. [c.104]

Проведенные исследования показали, что применение адгезионно-активных по отношению к алмазу износостойких связок чрезвычайно перспективно для получения алмазного инструмента высокой стойкости и работоспособности. Применение таких связок позволяет значительно повысить и концентрацию алмазов в инструменте благодаря высокой прочности связи алмаз — металл. [c.107]

Высокая адсорбционная активность поверхности синтетических алмазов к раствору МЭА обеспечивает наибольший эффект в снижении прочности частиц при диспергировании, что обусловливает самый высокий выход порошка класса I—О мкм (67%). [c.116]

Таким образом, повышение работоспособности шлифовального инструмента на органической связке с использованием металлизированных алмазов и кубического нитрида бора следует объяснить не улучшением собственно адгезионных свойств металлизированных зерен алмаза (кубического нитрида бора) по отношению к связке круга, а в основном повышением прочности самих зерен за счет металлической или карбидо-металлической оболочки. Оболочка предохраняет зерна от выкрашивания и разрушения в момент контакта с обрабатываемой поверхностью. Удержание же зерна в связке круга зависит от формы зерна и развитости его поверхности. [c.128]

В результате исследования получены материалы, обладающие близким к алмазу коэффициентом термического расширения, повышенной прочностью и высоким сопротивлением к истиранию, что определяет их как хорошие связки для изготовления алмазного инструмента. Рис. 4, библиогр. 3. [c.227]

Применительно,к созданию абразивного инструмента из алмаза, кубического нитрида бора на ограниченной связке исследовались смачивание и адгезия связки к поверхности различных твердых тел (алмазу, кубическому нитриду бора, окислам, металлам). На основании проведенных исследований сделан вывод, что повышение работоспособности шлифовального инструмента на органической связке с использованием металлизированных алмазов и кубического нитрида бора следует объяснять не улучшением собственно адгезионных свойств металлизированных зерен алмаза как кубического нитрида бора к связке круга, а в основном повышением прочности самих зерен металлической и интерметаллидной оболочки, наносимой в процессе металлизации. Табл. 3, библиогр. 11. [c.228]

С, науглероживанием перед ней или использованием смеси сажи и глицерина. Прочность частиц алмазов различных марок неодинакова. Алмазы АСВ, АСК и АСС наиболее приемлемы для создания инструмента наиболее прочен алмаз марки АСО. Микрофотографии частиц приведены на рис. 48. [c.144]

Таким образом, существенная пластическая деформация алмаза в области его стабильности наблюдается при температурах Т > 0,4 Т л), что соответствует интервалу пластической деформации ковалентных кристаллов. В этом случае за Тпл следует считать истинную температуру плавления углерода по р — Т диаграмме, равную 4000° К. В то же время при деформации вдавливанием индентеров [10] в области метастабильного состояния при оценке влияния температуры на механические свойства, следует использовать эффективную температуру плавления , равную температуре интенсивного протекания графитизации (около 2000° К). Поэтому уже при 1500° К оказывается возможной пластическая деформация под ин-дентером (при нагрузке Р = I кг) без хрупкого разрушения. Отметим, что при этом предполагается более высокая прочность алмаза, находящегося в области стабильности, по сравнению с метаста-бильным состоянием, поскольку подавлен процесс графитизации. [c.154]

Алмазы АСК и AG (ранее A KG) имеют наибольшую прочность. Алмазы АСС имеют прочность значительно выше, чем природные алмазы, соответственно хрупкость их самая низкая. Эти порошки применяют для изготовления инструмента, работаюш,его в особо тяжелых условиях, при резке камня, правке абразивных кругов и т. п. Изготовляют их только на металлической связке поверхность зерен у них гладкая. [c.58]

Опыты по шлифованию твердых сплавов кругами из дробленых балласов АСБ (крупнозернистых алмазов) показали, что прочность их зерен соответствует прочности алмазов АСР и АСВ, а износостойкость в ряде случаев выше износостойкости указанных алмазов. Хорошо проявили они себя и при черновом хонинговании сталей ШХ15, 35Х, 18ХГТ, когда брусками зернистостью 400/315 была достигнута, производительность 180—250 мм /мин с обеспечением шероховатости в пределах 7-го класса. Дробленые балласы зернистостью 40/28 можно применять для суперфиниширования [101]. [c.82]

Чрезвычайно ценным свойством кубического нитрида бора является его высокая теплостойкость (1200—1300° С). По этому показателю он превосходит алмаз (850° С). Если обработку алмазом часто приходится вести с охлаждением, то кубический нитрид бора этого не требует. При обработке стальных деталей круги на основе куби-ческогсг нитрида бора превосходят алмазные, а при обработке деталей из твердых сплавов и неметаллических материалов уступают алмазу. Прочность кубического нитрида бора соответствует прочности алмазов марки АСО и АСР. [c.90]

Алмаз является самым твердым в природе веществом его твердость в 4—5 раз превышает твердость корунда и твердых сплавов и в 2 раза — карбида бора. Кроме того, он обладает высокими прочностью и износостойкостью, абразивной способностью, хорошей теплопроводностью, самым высоким модулем упругости и низким коэффициентом трения. Недостатком алмазов является их повышенная хруйкость. По твердости и прочности алмазы анизотропны. [c.220]

Изготовленные сплавы-катализаторы применяли для синтеза поликристаллов карбонадо . После синтеза поликристаллы дробили и вьщеляли фракции 630/500 и 400/315 для проведения прочностных испытаний по ГОСТ 9206-80. Прочность алмазов АРК4 630/500 и 400/315, синтезированных с применением катализаторов системы никель-хром, представлены на рис. 6.5, а синтезированных с применением катализаторов системы (20 % Сг — 80 % Ni) — С — на рис. 6.6. [c.436]

Прочность алмазов, изготовленных с применением сплавов—катализаторов системы Х20Н80 - Ti (Та, Мо), представлена на рис. 6.8 Ni - Мо -на рис. 6.9. [c.438]

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]

Алмазное зерно, благодаря его исключительной твердости, обладает высокими режущими свойствами, однако низкая прочность алмазов позволяет применять их только при малых нагрузках, безударной и безвибрационной работе. Хорошая теплопроводность алмазов способствует развитию в зоне резания сравнительно низких температур, что как раз и важно при шлифовании пластмасс. [c.77]

В связи с тем, что твердость и прочность алмаза в различных направлениях кристалла неодинаковы, т. е. алмаз анизотропен — разносвойствен, грани его должны быть расположены так, чтобы износ резца происходил в твердом кристаллографическом направлении, а его обработка (разрезка, огранка и заточка) производилась в мягком направлении. [c.64]

Эксперименты, в которых трещины известной длины создавались с помощью стеклорезного алмаза, оказались в очень хорошем соответствии с уравнением (ж). Было также экспериментально показано, что если принять меры предосторожности для исключения микроскопических трещин, можно получить прочность, намного превышающую обычную. Некоторые стеклянные стержни, испытанные Гриффитсом, показали предел прочности порядка 60 000 кГ1см , который составляет более половины вышеупомянутой теоретической прочности. [c.265]

К композиционным сверхтвердым материалам относится Славутич, не уступающий природным алмазам по износостойкости, но значительно превышающий их по прочности. Изготавливают их в виде цилиндров и пластин различных размеров (до 25 мм). Применяют Славутич дзя буровых до- [c.112]

Некоторое увеличение прочности гальванически металлизированных зерен можно объяснить тем, что часть осажденного металла все же попадает в дефектные места поверхности зерен (металлизация ведется из жидкого раствора электролита). Этого не происходит при нанесении покрытия вакуумным напылением (теневой эффект) в случае металлизации медью. Последняя, к тому же, совершенно не адгезирует к алмазу, этими объясняется полное отсутствие-упрочнения в этом случае. . [c.103]

Исследовались алмазо-металлические композиции с использованием связок на бронзовой, медно-серебряной, кобальтовой и хромовой основе с введением адгезионно-активных добавок (Ti, Сг, Zr) и различных тугоплавких соединений (карбидов титана, вольфрама, хрома, бора и других), увеличивающих их износостойкость и прочность. [c.105]

На рис. 4 (см. вклейку) представлены микрофотографии изломов образцов, спеченных при различных температурах. Температуре спекания 670° С соответствует материал в стеклообразном состоянии с закрытыми порами (рис. 4, а), в котором отмечено появление мелких единичных кристаллов (по-видимому, низкотемпературной формы метабората цинка). Однако рентгенографически кристаллических фаз в материале не обнаружено (рис. 3, а). В процессе спекания при 670° С мелкие поры мигрируют в более крупные, пористость снижается и наблюдается усадка. Спекание при температуре 685° С приводит к кристаллизации а-метабората цинка, но стеклофаза по-прежнему преобладает (рис. 4, б). При температуре 710 С материал формируется в плотное мелкокристаллическое тело с однородной микроструктурой (рис. 2, б). Кристаллическая фаза здесь в основном представлена кристаллами неправильной вытянутой формы размером 7— Ъ мкм. Материал, полученный при данной температуре, обладает высокой механической прочностью (оизг = 750—800 кПсм ) и повышенной износостойкостью. Присутствие в материале а-метабората цинка в качестве основной кристаллической фазы обеспечивает необходимый коэффициент термического расширения, примерно равный коэффициенту расширения алмаза а о-ьжс, = 29,3 10 град [3]. [c.119]

Нитриды. Наиболее распространенным веществом для создания КЭП является нитрид бора [75, 78, 86, 91, 92]. Он существует в различных модификациях гексагональный типа графита BNr(a-BN), кубический типа сфалерита ВЫсф(р-ВН), имеющий техническое название эльбор или боразон , и гексагональный типа вюрци-та BNb. Известны промышленное производство и использование нитрида бора первых двух модификаций. Алмазоподобные нитриды BNb и ВЫсф метастабильны при нормальных условиях. Особенно важен из них эльбор, обладающий такой же твердостью и прочностью, как и алмаз, но более высокой (до 2000 °С на воздухе) термостойкостью алмаз сгорает на воздухе при 900 °С. [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...