Эвтектические композиции

Композиционные материалы, кроме повышенной вязкости разрушения, отличаются высоким сопротивлением усталостному разрушению. Предел выносливости сталей, алюминиевых и титановых сплавов составляет 0,3—0,5 от предела прочности, тогда как это отношение для композиционных материалов на основе алюминиевых и титановых сплавов и для никелевых эвтектических композиций составляет 0,6—0,75. [c.26]

Эвтектические композиции 6, 7 Электрохимические методы получения материалов 176 [c.254]

Направленную кристаллизацию можно считать удобным способом создания композиционных материалов из-за его. простоты этот способ позволяет избежать специфических трудностей, возникающих при манипуляции с усами микронных размеров. Большое преимущество эвтектических композиций заключается также и в их высокой термической устойчивости. Большая стабильность при высоких температурах объясняется,, по-видимому, минимальной величиной поверхностной энергии на границе раздела двух зерен вследствие кристаллографического-соответствия между фазами. [c.377]

Эвтектическими композиционными материалами называют сплавы эвтектического или близкого к эвтектическому состава, в которых упрочняющей фазой выступают ориентированные кристаллы, образующиеся в процессе направленной кристаллизации. Ориентированная структура в сплавах эвтектического состава получается методами направленной кристаллизации (методы Чохральского, Бриджмена, зонной плавки). В отличие от обычных композиционных материалов, получаемых путем последовательного выполнения нескольких трудоемких технологических операций, эвтектические композиционные материалы получают за одну операцию. Ценно то, что направленная ориентированная структура может быть получена на уже готовых изделиях. Это существенное преимущество эвтектических композиций по сравнению с другими технологиями получения композиционных материалов. [c.310]

Процесс деформирования эвтектических композиций никель— карбид (Та, Nb, Hf) сопровождается интенсивным дроблением (фрагментацией) армирующих волокон. Фрагментация охватывает всю рабочую зону и происходит в произвольном сечении. Разрушение волокон не приводит к разрушению всей композиции, поскольку деформирующаяся и вследствии этого упрочняющаяся матрица воспринимает нагрузку, которую несли разрушающиеся волокна. [c.312]

Механические характеристики эвтектических композиций таковы, что их прочность в большой степени зависит от объемной доли и свойств направленно расположенной упрочняющей фазы в непрерывной металлической матрице, служащей средой для передачи нагрузки и обеспечивающей вязкость. Следовательно, необходимы сведения об объемных долях фаз. В большинстве случаев они могут быть получены из правила рычага при наличии [c.113]

Упругие свойства эвтектической композиции, так же как и искусственно получаемых композиционных материалов, выражают пять независимых констант [c.131]

Упрочнение композиционного материала. Механические свой ства в продольном направлении эвтектических композиций могут быть лучше поняты при сравнении экспериментальных данных, полученных при растяжении, с результатами расчета по правилу смеси, т. е. [c.131]

Рис. 20. Кривые деформации при комнатной температуре термически обработанной эвтектической композиции Ni — 20% Со—10%

Рис. 24. Кривые деформации при комнатной температуре эвтектической композиции Ni — 2,5% А1—21,5% Nb

Тем не менее предсказанное высокое сопротивление ползучести для высокотемпературных эвтектических композиций присуще многим системам этого класса, что подтверждается термической стабильностью их микроструктуры и сохранением прочности при высоких температурах. [c.141]

Можно заключить, что сопротивление ползучести эвтектической композиции должно контролироваться прочной волокнистой фазой, которая действует так, как если бы она была непрерывной по длине. Это не следует интерпретировать таким образом, что выбор матрицы не является важным при разработке эвтектических композиций. Чем большим сопротивлением ползучести обладает матрица, тем меньшую нагрузку она передает упрочняющей фазе. Упрочнение матрицы эвтектик волокнистого строения можно осуществить и без изменения состава, уменьшая расстояние между волокнами, которые противодействуют течению матрицы, тем самым повышая ее сопротивление усталости [5]. [c.142]

Основываясь на работе Купера и Келли [9], можно ожидать, что уменьшение расстояния между волокнами или пластинками вызовет соответствующее снижение вязкости эвтектических композиций. Это будет следствием ограничения зоны пластической деформации в вязкой матрице, стесненной упрочняющей фазой. Имеется экспериментальное подтверждение этого эффекта. Томсон [55] установил, что уменьшение расстояния между волокнами сопровождается снижением вязкости материала. [c.150]

Вследствие процессов растворения одного из компонентов и повторного выделения его при изотермических или циклических отжигах, поверхности раздела в эвтектических композициях, упрочненных монокарбидами тантала, гафния или ниобия, утрачивают свою стабильность. На рис. 22 показана микрофотография боковой поверхности нитевидного кристалла ТаС после термоциклиро-вания эвтектики Со (Сг, Ni) — ТаС в интервале 1100° С 400° С в течение 2000 циклов. Первоначально гладкие боковые поверхности усов после термоциклирования превращаются в зазубренные. Естественно, такое изменение морфологии нитевидных кристаллов в первую очередь отражается на механических свойствах. [c.66]

Рис 22 Морфология нитевидны кристаллов монокарбмда тантала ТаС в направленной эвтектической композиции Со (СГ N1)—ТаС после термоциклирования (2000 циклов в интерв [c.66]

Процесс деформирования эвтектических композиций никель—карбид (Та, N6, Н1) сопровождается интенсивным дроблением (фрагментацией) армирующих волокон. Фрагментация охватывает всю рабочую зону и происходит в произвольном сечении. Разрушение волокон тем не менее не Рнс. 10.18. Зависимость а пластинча- приводит к разрушению всей компо-той эвтектики П1зА1—от темпе- зиции, поскольку деформирующаяся и ратуры и скорости кристаллизации вследствие этого упрочняющаяся мат- [c.282]

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]

Достоинствами естественных эвтектических композиционных материалов по сравнению с искусственными являются термодинамическая стабильность их состава и когерентность (сопряженность) решеток контактирующих фаз на межфазных границах. Все это обеспечивает композшу высокий уровень структурно-чувствительных свойств, таких, как жаропрочность. Так, например, длительная прочность сплава на основе псевдобинарной эвтектической композиции №зА1—равна = 170 МПа, а сплава ЖС6К — [c.370]

Oднal o волокнистая микроструктура обычно получается в системах с низкой объемной долей упрочняющей фазы, поэтому прочность таких эвтектик может быть меньше прочности эвтектических композиций с пластинчатой структурой. При почти равных объемных долях упрочняющей фазы для обеспечения требуемых механических свойств, вероятно, более желательна волокнистая микроструктура. С другой стороны, исходя из относительной термической стабильности этих двух видов микроструктуры, более благоприятно пластинчатое строение. [c.114]

Столбчатое зерно эвтектики, полученной методом направден-ной кристаллизации, состоит из взаимопроникающих монокристаллов эвтектических фаз, обычно имеющих специфические направления роста и кристаллографические соотношения между фазами. Так как микроструктура большинства эвтектических композиций является скоплением этих столбчатых зерен, беспорядочно ориентированных вокруг направления роста, материал может рассматриваться как негомогенный, но упругоизотролный в поперечной плос1 ости. По Велсу [70] упругие константы, характеризующие эвтектику, выбираются такими же, как для обычных жаропрочных сплавов, полученных методом направленной кристаллизации. [c.131]

Кривые деформации при комнатной температу- ре для эвтектического сплава с волокнистой = структурой, по данным Лемкеи Томсона [42], изображены на рис. 16. Эвтектическая композиция со- [c.133]

Пластические свойства эвтектических композиций Ni—NbG в общем не типичны для волокнистых композиционных материалов. Было установлено, однако, что они скорее характерны для сплавов на основе никелевой, кобальтовой и н елезной матриц, упрочненных небольшими объемными долями тугоплавких монокарбидов. В этих системах волокна начинают разрушаться при упругой деформации 2%, но матрица, окрун ающая волокна, является достаточно вязкой и имеется в достаточном количестве, чтобы препятствовать распространению в ней трещин или возникновению напряжений дерегрузки в примыкающих волокнах при нагружении. Длина волокон карбидов непрерывно уменьшается, что ведет к их дроблению (рис. 17). [c.133]

Упрочнение матрицы. Путем соответствуюш,его легирования могут быть разработаны эвтектические композиции, у которых матрицы упрочнены легированием твердого раствора или фазами, выделяющимися в твердом состоянии. Хотя это достигается в обоих типах сплавов, рассмотренных выше, очень интересный комбинированный подход (упрочнение матрицы в сочетании с упрочнением волокнами) был применен Бибрингом и др. 13] при исследовании сплавов, содержащих карбиды тантала. На рис. 20 показаны результаты исследования механических свойств эвтектической композиции Ni — 20% Со — 10%Сг — 3% А1 — ТаС (микроструктура которой сходна с микроструктурой сплава [c.135]

Влияние расстояния между пластинками. Шоу [51], Клайн и Стейн [8] и Томсон и др. [60] показали, что эвтектики с пластинчатым строением упрочняются по мере уменьшения расстояния между пластинками. Этот эффект объясняет различие в характере кривых деформации эвтектических композиций на рис. 21 и 22. Эвтектики с волокнистым строением также способны к упрочнению в результате измельчения структуры, но при растяжении влияние этого фактора выражено не так заметно, как в пластинчатых эвтектиках. [c.137]

В условиях ползучести совершенство микроструктуры эвтектической композиции имеет более важное значение, чем при обычном растяжении. Как показал Брайнен и др. [4], дефекты, которые несущественны при обычном растяжении, могут стать источниками преждевременного разрушения в условиях ползучести. [c.141]

На рис. 29 приведено аналогичное сопоставление свойств эвтектических композиций с пластинчатым строением и жаропрочных сплавов. Показано, что пластинчатая эвтектика NiaAl— NigNb, полученная при скорости кристаллизации 2 см/ч, обладает лучшими свойствами во всем температурном интервале, представленном на графике. При напрян ениях 345 и 138 МН/м разрушение за 1000 ч наступает при температурах 945 и 1055° С соответственно. Эта эвтектика имеет пластинчатое строение поэтому она [c.144]

Эвтектические композиции благодаря хорошей связи между высокомодульными упрочняющими фазами и матрицей обладают стабильным и высоким пределом текучести, что способствует созданию материалов с высоким сопротивлением усталости. Однажды возникшие трещины, двигаясь по объему некоторых эвтектических композиций, могут быть остановлены или отведены путем нарушения связи на поверхностях раздела или в результате продольного раскалывания упрочняющей фазы. Классический пример такого поведения показан на микроструктуре образца эвтектики NigAl—NigNb, подвергнутого циклическому нагружению 930 НМ/м (рис. 30). [c.146]

Пределы выносливости ряда эвтектических композиций, упрочненных волокнами или пластинками, приведены в табл. 2. Для сравнения в таблицу включены сплав U dimet 700 и направленно [c.147]

Другой эффект, который отсутствует или не имеет значения при термоциклировании монолитных материалов, но должен приниматься во внимание разработчиками эвтектических композиций — внутренние напряжения, которые возникают вследствие различия температурных коэффициентов линейного расширения эвтектических фаз. Эти напряжения можно оценить, задаваясь упругими характеристиками фаз они пропорциональны произведению разницы коэффициентов линейного расширения и интервала температур (Аа ДГ), которые были названы Лейзло [36] деформационным потенциалом мозаичности. Остаточные напряжения могут превысить предел текучести пластичной фазы и вызвать достаточно большую пластическую деформацию, приводящую к повреждению материала при циклической термической усталости [19]. Кроме того, остаточные напрянсения зависят от фазовых превращений, протекающих в нестабилизированных сплавах на основе железа или 1<обальта. [c.154]

Смотреть страницы где упоминается термин Эвтектические композиции : [c.232] [c.7] [c.130] [c.522] [c.280] [c.377] [c.131] [c.135] [c.136] [c.137] [c.137] [c.139] [c.140] [c.143] [c.143] [c.144] [c.146] [c.150] [c.111] [c.629] [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...