Длительная прочность проволок

Предварительные исследования по совместимости показали, что между волокном и матрицей в тугоплавких армированных волокнами жаропрочных сплавах возникают реакции легирования [50]. Также показано, что если реакции легирования возникают между матрицей и волокном, то свойства композита улучшаются. В результате был осуществлен ряд исследований для подбора пар материалов волокно — матрица, наиболее совместимых друг с другом. В [51] исследованы свойства длительной прочности при повышенных температурах (1093 и 1204 °С) для четырех проволок Т7М (молибден, 0,5% Т1, 0,08% 2г, 0,015% С) ЗВ (вольфрам, 3% рения) КР (вольфрам, 1% тория) и 21808 (промышленный вольфрам). Обнаружено, что проволоки 21808 и ЗВ были более совместимы с исследованными никелевыми сплавами, чем проволоки NF или Т2М. Овойства длительной прочности проволок в отсутствие материала матрицы были такие- же. [c.277]

Свойства бериллия также исследовались для определения возможностей его использования в качестве волокнистого армирующего материала для композитов с полимерной матрицей, если он сам имелся в достаточном количестве в форме пластичной проволоки. Высокий модуль (на 40% больше, чем у стали) и низкая плотность (на 30% меньше, чем у алюминия) сделали его привлекательным конструкционным материалом для авиации, и можно было надеяться, что пластичность проволок улучшит ударные свойства композита. В работе [62] опубликованы некоторые результаты по растяжению бериллиевой проволоки диаметром 0,005 дюйм. Она разрушалась вязко даже при комнатной температуре после удлинения примерно на 1—3%. Позднее [36] исследован более детально предел упругости проволоки и определено ее остаточное удлинение при различных уровнях нагружения. Кроме того, исследованы также свойства длительной прочности проволоки при комнатной температуре. Данные показывают уменьшение прочности с ростом продолжительности действия нагрузки, однако результаты имеют большой разброс. [c.278]

Поэтому авторами работы [51] был выбран один никелевый сплав (сплав 3) и две проволоки (промышленный вольфрам 218 С8 и вольфрам NF с 1% тория), и эти комбинации предложены в качестве лучших по длительной прочности для высокотемпературных приложений. Длительная прочность этих композитов сравнивалась с длительной прочностью проволоки, испытанной в вакууме. Обычное содержание волокна в экспериментах было от 40 до 70%, и поэтому предполагалось, что нагрузка, приложенная [c.302]

В работе [38] исследованы свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки диаметром 0,005 дюйм (тип 218 СЗ Дженерал Электрик ) в интервале до 225 ч при температурах от 649 до 1374 °С, результаты приведены на рис. 8. В противоположность большому разбросу значений прочности, типичному для волокон стекла, бора и графита, для вольфрамовой проволоки разброс результатов очень мал (рис. 8). Данные представлены логарифмической зависимостью напряжения от времени и аппроксимируются прямой линией. Называя значения прочности проволок при долговечности в 0,1 ч кратковременной прочностью, можно видеть, что потеря прочности с увеличением продолжительности нагружения при 649 °С составляет около 10% для каждого временного порядка. Для более высоких температур испытания потеря прочности даже больше и достигает при 1374 С примерно 20% на каждый временной порядок (в случае стеклян- [c.276]

Рис. 8. Длительная прочность вольфрамовой проволоки 218 S диаметром 0,005 дюйм [38].

Наряду с определением свойств длительной прочности вольфрамовых проволок в [38] проведены металлографические исследования, испытания микротвердости и измерения пластичности разрушенных проволочных образцов. Обнаружена корреляция между рекристаллизацией вольфрамовой проволоки (между 982 II 1093 °С) и изменениями, наблюдаемыми в значениях долговечности выше этих температур. Основной результат исследований состоял в том, что свойства длительной прочности вольфрамовой проволоки оказались лучше известных данных, полученных для других форм вольфрама, других тугоплавких металлов и жаропрочных сплавов. [c.277]

Рис. 24. Сравнение длительной прочности вольфрамовой проволоки в композитах на основе никелевых сплавов с прочностью проволоки, испытанной в вакууме.

В работе [51] сравниваются также способы улучшения свойств длительной прочности никелевых сплавов, армированных вольфрамом, по их удельной прочности (т. е. длительной прочности, деленной на плотность материала). Плотность сплава 3, использованного в [51], равна 9,15 г/см , а плотность вольфрамовой проволоки равна 19,3 г/см . Результаты приведены на рис. 25. Как для проволоки НР диаметром 0,020 дюйм, так и для проволоки 218 С8 диаметром 0,015 дюйм получается одно и то же. Видно, что даже с учетом плотности длительная прочность композитов при температурах 1093 и 1204 °С лучше, чем прочность стандартных жаропрочных сплавов и самых хороших литых никелевых сплавов. [c.304]

ВОЛОК. Образцы для испытаний диаметром 0,25 дюйма содержали 13 или 20% объема волокон и были составлены из четырех или пяти параллельных проволок (каждая диаметром 0,05 дюйм). По-видимому, проволоки из сплава вольфрам — 5% рения обладают более хорошими свойствами по сравнению с другими тугоплавкими. металлами. Если построить графики удельной длительной прочности для различных материалов (рис. 26), то видно, что только комбинация с вольфрамом, к которому добавлено 5% рения, дает существенное улучшение свойств композита. [c.305]

Влияние увеличения отношения Ид, на тип разрушения и долговечность композитов с короткими волокнами исследовано в работе [27]. При кратковременных испытаниях и экспериментах на длительную прочность при растяжении использовалась модель, состоящая из вольфрамовой проволоки и медной матрицы. Испытания проводились на образцах, показанных на рис. 11, б, при двух температурах (649 и 816 °С). Изменяя отношение длины к диаметру волокон, автор смог определить критическое значение ) отношения Ий, необходимое при армировании композита, подвергающегося испытаниям на длительную прочность, и сравнить его со значением, необходимым при кратковременных испытаниях на растяжение. [c.312]

Критическое значение lid ъ испытаниях на длительную прочность — это такое значение, при котором вид разрушения изменяется от разрыва проволоки (при lid меньших критического) к вытаскиванию. [c.312]

Вольфрамовые волокна (проволока) обладают более высокой длительной прочностью при 1100—1300° С по сравнению с длительной прочностью волокон, изготовленных из других металлов. [c.30]

Результаты, приведенные в табл. 19, 20, свидетельствуют о существенном повышении длительной прочности никелевых жаропрочных сплавов в результате армирования их вольфрамовой проволокой. [c.103]

Предполагается использование композиционных материалов на никелевой основе для длительной работы при температурах выше 1000° С. Однако разработка таких материалов затруднена из-за отсутствия упрочнителей, которые могли бы без потери прочности длительно работать в контакте с никелевой матрицей. Из металлических упрочнителей с точки зрения совместимости с никелевой матрицей лучшей пока остается вольфрамовая проволока, обеспечиваюш,ая довольно высокие значения длительной прочности в композиционных материалах на основе никелевых сплавов. Характеристики прочности и длительной прочности некоторых композиций приведены в табл. 18—22 и 61. Из таблиц видно, что введение вольфрамовой проволоки в количестве 40— 70 об. % позволяет получить материал с длительной (100-часовой) прочностью при 1100° С, равной 13—25 кгс/мм . Основными недостатками этих материалов является высокая плотность и необходимость защиты от окисления при высоких температурах. В этой же таблице приведены свойства композиции никель—углеродное волокно. Композиция привлекательна своей невысокой плотностью. Однако прочность ее невелика, и композиция не может работать длительно при температурах выше 1000° С из-за взаимодействия волокна с матрицей. [c.217]

Указанные испытания на растяжение производят по методам, изложенным в ГОСТе 1497—61, на цилиндрических и плоских образцах, согласно формам и размерам, установленным в том же стандарте. Испытания на растяжение при повышенных температурах (до 1200° С) установлены ГОСТом 9651—61, при пониженных (до 100° С)—ГОСТом 11150—65, на длительную прочность — ГОСТом 10145—62, тонких листов и лент (до 4 мм) — ГОСТом 11701—66, труб— ГОСТом 10006—62, проволоки — ГОСТом [c.4]

При температурах 300—500 °С ДКМ на основе алюминия превосходят по прочности все промышленные алюминиевые сплавы (табл. 109) и отличаются высокими характеристиками длительной прочности и ползучести (табл. 110, 111). Поставляются дисперсно-упрочненные композиционные материалы на основе алюминия в виде листов, полос, профилей, прутков, проволоки и штамповок. [c.344]

Марка проволоки Температу]1а, °С Прочность, МПа Длительная прочность за 100 ч, МПа Предел ползучести для Е-10 ч, МПа [c.265]

Эвтектические композиции, изготовленные путем направленной кристаллизации, обладают потенциально более высокими значениями отношения длительной прочности к плотности, чем обычные жаропрочные сплавы, и более низкими значениями, чем композиционные материалы на основе жаропрочных сплавов, армированных тугоплавкой проволокой. Кроме того, последние имеют то преимущество, что позволяют получать контролируемую и регулируемую прочность в различных направлениях. Возможность изменения количества и ориентации волокон независимо от того, является ли упрочняющая фаза волокнистой или имеет пластинчатую форму, служит дополнительным преимуществом этих композиций по сравнению с естественными эвтектическими композициями. [c.238]

Проволока из волъфраморениевого сплава до 1100 °С имеет более высокую длительную прочность. Однако при 1200 °С длительная прочность проволоки ВТ-15, содержащей добавку диоксида тория, превосходит длительную прочность проволоки ВР-20. Высокие прочностные свойства проволок из вольфрама, молибдена, тантала сохраняются до 1200-1500 °С. [c.298]

Фторидные бескислородные флюсы не обеспечивают достаточно xopoHiero формирования швов. Поэтому для сварки высокохромистых сталей рекомендуется применение либо безокислительного, высокоосновного флюса 48-ОФ-6, почти не изменяющего в процессе плавления состава электродной проволоки, либо слабо-окислительного (за счет введения в низкокремнистый флюс некоторого количества окислов железа) флюса АН-17 в комбинации со специальными проволоками 15Х12НМВФБ и 15Х12ГНМВФ. В связи с тем, что при флюсе 48-ОФ-6 выгорание легирующих элементов меньше, чем при флюсе АН-17, прочность и длительная прочность металла швов, выполненных с флюсом 48-Od>-6, выше, но при меньшей длительной пластичности. Для увеличения их длительной пластичности требуется в этом случае менее легированная электродная проволока. [c.266]

Для изучения высокотемпературной кратковременной и длительной прочности на растяжение проволок, фолы и микрообразцов из тугоплавких металлов создана специальная установка Микро-1 [147, 149, 151, 171]. Ее блок-схема показана на рис. 25, а техническая характеристика приведена ниже [c.77]

В системах с ограниченной растворимостью образуются связи второго типа. Обратимся к композиту никель — вольфрам. Согласно Хансену и Андерко [14], никелевый сплав с 38% вольфрама находится в равновесии с твердым раствором на основе вольфрама, содержащим малые количества никеля (менее 0,3%). Такое равновесие предполагает равенство химических потенциалов. Этот принцип был использован Петрашеком и др. [33] при разработке сплава на Ni-основе для композита никелевый сплав — вольфрам. Вначале был использован сплав Ni-S0 r-25W. Затем в него были добавлены титан и алюминий. Во второй серии сплавов содержание вольфрама было понижено он был частично заменен другими тугоплавкими металлами ниобием, молибденом и танталом. Совместимость этих сплавов с вольфрамовой проволокой оказалась выше, чем у стандартных жаропрочных сплавов, но все же ниже, чем у сплавов, легированных только вольфрамом. Дальнейшее существенное улучшение, совместимости достигается добавками алюминия и титана, однако механизм влияния этих элементов на совместимость отличен от рассматриваемого здесь регулирования химических потенциалов. По заключению авторов, во избежание существенного уменьшения сечения вольфрамовой проволоки за счет диффузии следует использовать проволоку диаметром 0,38 мм. После выдержки при 1366 К в течение 50 ч глубина проникновения составляла 26 мкм, что соответствует коэффициенту диффузии (2-f-5) -10 ы / . Уменьшением сечения. волокна за счет диффузии можно объяснить более крутой наклон кривых длительной прочности в координатах Ларсена — Миллера для композита по сравнению с проволокой. [c.132]

В [27] исследована проблема определения свойств матрицы и установлено соответствие между длительной прочностью при сдвиге меди, испытанной независимо (рис. 11, а), и меди, испытанной в образцах на вытаскивание (рис. 11, б). Образцы на вытаскивание были сделаны так высверливали отверстие в вольфрамовой головке, соединяли с вольфрамовой проволокой диаметром в 0,010 дюйм и с медной ОГНС втулкой и проводили запрессовку при соответствующих условиях. Такие образцы на вытаскивание сконструированы для того, чтобы попытаться воспроизвести условия, возникающие вокруг одного волокна в композите с правильным порядком чередования разрывных волокон. Изменением диаметра высверленного отверстия могут быть воспроизведены условия различного объемного содержания волокна. Результаты приведены на рис. 12. Можно видеть, что при 649 °С соответствие хорошее, но его не наблюдается при 816 °С. Последнее есть ясное указание на возможные ошибки, которые могут появиться, если использовать результаты, полученные лишь на одной серии экспериментальных устройств, для предсказания поведения материала при ругих условиях. [c.282]

Некоторые результаты по длительной прочности графито-эпоксидных образцов с угловой укладкой при 121 °С приведены в [23], они показывают наличие запаздывающего разрушения. Здесь опять полезная информация слишком ограничена, чтобы сделать какие-либо определенные выводы. В работе [36] исследована длительная прочность эпоксидных пластиков, армированных берил-лиевыми волокнами. Образцы были сделаны из 12 однонаправленных слоев, причем в соседних слоях волокна располагались перпендикулярно друг к другу (за исключением центральной плоскости). Композит перед разрушением подобно некоторым металлам показал три стадии ползучести. Значения длительной прочности для шести образцов берилпиевого композита попали в очень широкий интервал времен, соответствующих разрушению проволок. Тенденция здесь, по-видимому, состоит в стремлении к уровню, составляющему около 75% от максимальной прочности, при котором долговечность равна 788 ч. [c.297]

В работе [18] исследована комбинация вольфрамовой проволоки диаметром 0,003 дюйм с матрицей Инконел 600. Большинство экспериментов по длительной прочности проведено при 649 °С, а объемное содержание волокон было 7,17 и 27%. Вследствие ограниченного числа испытаний из этой работы можно извлечь лишь следуюш ие полезные замечания максимальные прочности на растяжение всех образцов (матрица и композит) остаются примерно одинаковыми, деформация разрушения уменьшается, а время до разрушения значительно увеличивается с ростом доли армирования. [c.301]

В работе [16] исследована длительная прочность двух материалов с никелевыми матрицами, армированных вольфрамовой проволокой, содержаш,ей менее 0,01 % включений (в основном, двуокиси кремния) и занимающей примерно 40% объема. Материалы матрицы — Нимокаст 258 и ЕРВ 16. В работе обнаружено, что добавка тонкой вольфрамовой прово.чоки (0,01 дюйм диаметром) оказывает малое или вообще не оказывает усиливающего действия на матрицу, исключение представляет случай, когда температура превьппала 900 °С. Интересно отметить, что модули Юнга волокна и матрицы при комнатной температуре в этом случае очень близки (55-10 фунт/дюйм для волокна и 30 X X 10 фунт/дюйм для матрицы). При высоких температурах испытания 1000 и 1100 С прочностные свойства вольфрамовой проволоки улучшаются, в особенности прочность при разрушении. На рис. 23 представлена зависимость 100-часовой прочности от температуры. В этой же работе [16] приведены и другие испытания, предпринятые для того, чтобы выяснить, как влияет степень армирования на длительную прочность, но полученные результаты, вероятно, недостаточны для каких-либо выводов. Другая часть работы [16] состоит в исследовании влияния диаметра волокна на прочность композитов. Здесь, кажется, существует противоречие между свойствами при кратковременном растяжении и длительных нагружениях при высоких температурах. Для кратковременного нагружения чем тоньше проволока, тем она прочнее, а при продолжительном нагружении и повышенных температурах тонкие вольфрамовые проволоки теряют свои качества быстрее, чем толстые, вероятно, из-за рекристаллизации в поверхностных слоях и реакции между волокном и матрицей. [c.301]

Отправляясь от более низкой температуры (1093 С), можно видеть (рис. 24, а), что для продолжительности нагружения, большей 8 час, волокна в композите теряют часть своей длительной прочности. Потеря почти постоянна и мала для более толстых проволок, а более тонкие быстро теряют свои прочностные качества. Для продолжительности нагрузки менее 30 час композит с более тонкими проволоками предпочтительнее композита, армированного волокнами с большим диаметром. Гораздо большая потеря свойств волокна в композите проявляется при 1204 °С (рис. 24, б). РГнтересно напомнить, что для армированной вольфрамом меди среднеквадратичная длительная прочность волокон, вычисленная из экспериментов на композите по той же самой фор- [c.303]

Длительная прочность композиционного материала нимокаст 258 с различным содержанием вольфрамовой проволоки показана в табл. 20. [c.103]

Указанные испытания на растяжение производятся по методам, излоя ен-ным в ГОСТ 1497—ТЗ, на цилиндрических и плоских образцах, согласно формам и размерам, установленным в том же стандарте. Испытания на растяжение при повышенных температурах (до 1200° С) установлены ГОСТ 9631—73, при пониженных (О-i—100 С) —ГОСТ 11150—75, на длительную прочность — ГОСТ 10145—62, тонких листов и лент (до 4 мм)—ГОСТ 11701—66, труб— ГОСТ 10006—73, проволоки — ГОСТ 10446—63, арматурной стали — ГОСТ 12004-66. [c.6]

Для сварки ряда сталей созданы также композиции чисто аустенитного металла шва типа Х15Н25М6 (электроды ЦТ-10, НИАТ-5) [35], типа Х25Н15Г7ВЗ (сварочные проволоки для автоматической сварки стали Х23Н18 [36]. Имеются данные о заметном повышении технологической прочности однофазного аустенитного металла шва в случае перехода к сварке в защитных газах (аргоне или углекислом газе). Необходимо, однако, подчеркнуть, что во всех случаях сварка сталей второй группы представляет заметно более сложную задачу и требует ведения ряда технологических ограничений, связанных прежде всего с введением процесса на пониженных режимах тока, применением электродов малого диаметра, недопущением разогрева детали при сварке и т. п. Длительная прочность сварных соединений сталей этого типа может уступать соответствующим показателям для основного металла. [c.39]

Рений имеет очень высоким предел длительной прочности при повышенных температурах 120, 70, 82]. Например, при 1000° длительность прочности для проволоки диаметром 1,25 мм изменяется от 30 сек при нагрузке 56 кг1мм пр 16,5 час при нагрузке 28 кг1мм . За время испытания полное удлинение на образцах длиной 75 мм равно примерно 2%. При 2000° относительное удлинение увеличивается до 4 о. [c.629]

Проволока из вольфрамо-рениевого сплава до 1100 °С имеет более высокую длительную прочность. Однако при 1200 °С длительная прочность [c.265]

ПОЗИЦИИ увеличивается с ростом содержания упрочнителя согласно закону аддитивности и при 34% проволоки ВТ 15 он составляет 265-10 МПа. Длительная прочность композиции ХН60В—ВТ15 (34%) на базе 100 ч при 1100 и 1200 °С равна соответственно 104 и 55 МПа. [c.279]

Композиционный материал ВКН-1 (матрица — литейный жаропрочный сплав ЖС6К, упрочненный вольфрамовой проволокой ВА диаметром 0,5 мм) получают вакуумным всасыванием. Длительная прочность ВКН-1 выше прочности сплава ЖС6К, и при одинаковых значениях наг 5узки и долговечности он по сравнению с неармированной матрицей имеет резерв по температуре 100 °С (рис. 10.16), [c.279]

Если принять последний механизм диффузионной ползучести, то чем больше составляющая растягивающего напряжения, перпендикулярная границе зерна, тем больше концентрация вакансий. Поэтому вакансии перемещаются с границы зерна, перпендикулярной растягивающему напряжению, на границу, параллельную этому напряжению. Холл и Риммер [711 исследовали скорость роста пор по механизму зернограничной диффузии и вывели уравнение, определяющее время до разрушения. На рис. 3.43 представлены результаты проведенных этими авторами испытаний меди на длительную прочность при гидростатическом давлении (медная проволока диаметром 0,5 мм, давление — аргон, температура 410 °С) и результаты их теоретического анализа (сплошные линии). Между экспериментальными и расчетными данными наблюдается хорошее соответствие. [c.86]

Совместимость волокнистого упрочнителя — проволоки с матрицей, является, как указывалось выше, очень ваншой проблемой при разработке композиционных металлических материалов, упрочненных проволокой [18, 24]. Установлена важность взаимодействия волокна с матрицей на границах раздела. Для изучения модельной системы были выбраны взаимно нерастворимые компоненты [6, 7, 11, 12, 14, 19]. На модельной композиционной системе со взаимно нерастворимыми компонентами медь — вольфрамовая проволока получены высокие значения длительной прочности при температуре выше 0,9 от абсолютной температуры плавления матрицы. [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...