Алюминий — бор (волокно)

Как повысить стабильность перспективного композита алюминий (матрица) - бор (волокна), полученного методом жидкофазной пропитки, если известно, что они активно взаимодействуют друг с другом и прочность соединения на границе ухудшается [c.181]

Первой деталью, выбранной для этой программы, была хвостовая секция самолета Г-111, расположенная между двумя двигателями. Деталь имела следующие размеры полную длину 3764 мм (от отсека фюзеляжа, расположенного на отметке 610, отсчитываемой от носовой точки самолета, до отсека, расположенного на отметке 770), глубину 1219 мм, ширину 914 мм. Предназначенная для испытаний задняя (расположенная между отметками 673— 770 от носовой точки) секция этой детали имела длину 2464 мм. Передняя часть детали была спроектирована так, чтобы обеспечить разрушение в испытательной секции. Одной из задач программы являлось исследование возможностей применения трех типов перспективных композиционных материалов эпоксидных боро- и углепластиков и алюминия, армированного борными волокнами. Вследствие сокращения поставок борных волокон вскоре после начала выполнения программы основное внимание было уделено углепластикам. Для упрощения технологии и снижения стоимости оборудования форма поперечного сечения первой фюзеляжной детали была выбрана постоянной в отличие от основной алюминиевой конструкции, имеющей переменное сечение. Расчетные нагрузки определяли из типовых критических расчетных условий для каждого узла. [c.159]

Испытания на длительную прочность композитов с металлической матрицей, армированной волокнами бора, очень ограничены. В работе [66] осуществлены некоторые эксперименты на ползучесть и длительную прочность при растяжении композитов, изготовленных из алюминия 6061, армированного волокнами бора, [c.305]

Алюминий 6061, армированный волокнами бора, является в настоящее время наиболее усовершенствованным волокнистым композитом с металлической матрицей. На рис. 1, а приведены кривые напряжение — число циклов до разрушения (S — N) для характерных современных композитов, а микроструктуры их поверхностей раздела изображены соответственно на рис. 1, б для волокон без покрытия и на рис. 1, в для волокон с покрытием Si ). [c.398]

Рис. 6. Рентгеновский микроснимок, показывающий развитие усталостных трещин сдвига в матрице у концов разреза в композите алюминия 6061 с волокнами бора, длина разреза приблизительно 0,125 дюйм [28].

Не было найдено никаких подтверждений того, что скорость растущей в матрице усталостной трещины убывает, когда эта трещина приближается к волокну (рис. 10, 3). Усталостные трещины могут обходить волокна, распространяясь в условиях анти-плоской деформации [20, 22] (рис. 10, е) пример этого явления показан на рис. 13 для алюминия 7075-0, армированного бором. Волокно бора изображается на нем в виде конусообразного сегмента. Проводилось одноосное жесткое циклическое нагружение. [c.422]

Среди различных композиционных материалов с арматурой особое место занимает алюминий, армированный стальной проволокой, кремнеземными волокнами, волокнами бора, усами окиси алюминия (сапфира), углеродными волокнами и бериллиевой проволокой. [c.124]

Алмазный инструмент 143, 254 Алмазы 15, 143, 243 Алюминий —бор (волокно) 230 Анализ композиций 41, 45 Антикоррозионные свойства покрытий 224 [c.265]

Армирование железа оксидом алюминия или вольфрамовыми волокнами, титана молибденовой проволокой, кобальта вольфрамовой или молибденовой проволокой, магния волокнами бора позволяет в 3-5 раз повысить временное сопротивление соответствующего композита по сравнению с неармированными материалами. [c.185]

Определите соотношение между мод> лями упругости вдоль и поперек волокон для композитов алюминий - бор (волокно), алюминий -углерод (волокно). Доля волокна 0,3 [c.183]

Как правило, матрицей является металл, а армирующим компонентом — волокно. Однако возможно, когда матрицей будет керамическая фаза. Например, композиционной будет корундовая матрица, армированная волокнами нитрида алюминия или бора. Известно много вариантов таких композиций. Свойства волокнистых композиций зависят от природы компонентов, их соотношения, технологии производства. Большое значение имеют свойства волокон, которые различаются по кристаллическому строению (моно- и поликристалличе-ские), размерам (непрерывные или прерывные — штапельные) волокна обычно оценивают по соотношению длины / к диаметру d. Известно, что волокна обладают исключительно высокой прочностью, приближающейся у ряда материалов к теоретической. В табл. 53 приведены некоторые свойства нитевидных кристаллических волокон. [c.246]

Испытания волокон при растяжении показали, что они не могут остаться неповрежденными после выдержки более 1 с в расплавленном алюминии или 1 ч при 500° С. На скорость взаимодействия алюминия с бором, конечно, оказывают влияние легируюш ие примеси в алюминии и парциальное давление или активность кислорода в контакте с волокном. Основные легирующие элементы в алюминии, такие, как медь, марганец, кремний, магний, никель и железо, менее реакционноспособны по отношению к бору, чем алюминий. Положительная роль легируюш их компонентов состоит в том, что они снижают температуру плавления и повышают жидкотекучесть расплава (например, при легировании кремнием [c.431]

Для многих видов волокон разработаны технологические процессы нанесения покрытий для обеспечения лучшей смачиваемости и окалино-стойкости и оптимального взаимодействия волокна с матрицей. Борные волокна защищают от реагирования с расплавами титана и алюминия созданием на поверхности диффузионного барьера из карбидов кремния или бора. Волокна бора, защищенные карбидом кремния, называют борсик . Из-за высокой окислительной способности углеродных волокон на их поверхность наносят специальные покрытия, а процессы переработки осуществляют в защитной атмосфере. [c.872]

Свойства волокнистых КМ в большой степени зависят от схемы армирования (рис. 14.24). Ввиду значительного различия в свойствах волокон и матрицы при одноосном армировании физическим и механическим свойствам КМ присуща анизотропия. При растяжении временное сопротивление и модуль упругости КМ достигают наибольших значений в направлении расположения волокон, наименьших — в поперечном направлении. Например, КМ с матрицей из технического алюминия АД1, упрочненный волокнами бора, в направлении волокон имеет ггв = 1000... 1200 МПа, а в поперечном направлении — всего 60 - 90 МПа. Анизотропия свойств не наблюдается при двухосном армировании с взаимно перпендикулярным расположением упрочняющих волокон (см. рис. 14.24). Однако по сравнению с одноосным армированием прочность вдоль оси волокон уменьшается почти в 3 раза — с 1000 до 350 МПа (рис. 14.25). Остаются низкими характеристики при сжатии и сдвиге. При растяжении материала вдоль волокон нагрузку в основном воспринимают высокопрочные волокна, а матрица служит средой для передачи усилий. Нагрузки, воспринимаемые волокнами (Рв) и матрицей Pm)i выражаются через возникающие в них напряжения а в и (Тм следующим образом [c.444]

До сих пор речь шла о требованиях, которым должна удовлетворять поверхность раздела для эффективной передачи нагрузки между матрицей и волокнами. Еще одно важное требование заключается в том, что появление поверхности раздела не должно уменьшать вклад волокон в общую прочность композита. Последнее требование, вообще говоря, предусматривает неизменность собственной прочности волокон при образовании композита, хотя и допускает изменение прочности извлеченных волокон. Это кажущееся противоречие может быть разрешено, если рассмотреть различие между поведением волокон и матрицы, взаимодействующих в композите, и их индивидуальным поведением. Например, титан и бор, как показано выше, образуют истинный композит, если реакция между ними не достигает критического уровня развития. Однако извлеченные волокна бора явно разупрочнены, так как берега трещин в образовавшемся при реакции покрытии из ди-борида титана больше не поддерживаются матрицей. В то же время собственная прочность сердцевины волокна, состоящей из бора, очевидно, не меняется. Хороший пример этого рассмотрен в гл. 4, где показано, что в полностью разупрочненных композитах алюминий — бор каждое волокно бора окружено толстым слоем диборида алюминия. Прочность извлеченных волокон меньше, чем в композите однако после стравливания слоя диборида алюминия с извлеченных волокон бора их прочность примерно удваивается, практически достигая первоначального значения. [c.26]

К третьему классу относятся системы, в которых реакция начинается сразу же при контакте волокна и матрицы, а реакционная зона (первоначально постоянной толщины) начинает расти за счет процессов, контролируемых диффузией. Примерами являются системы титан —бор, титан — карбид кремния и титан — окись алюминия. [c.145]

Поскольку в волокнистых композитах поверхность раздела является границей физически, химически и механически не совместимых фаз, необходимо знать, какой вклад она вносит в прочность композита. Аналитические модели в предположении совершенной поверхности раздела позволяют просто рассчитать механические свойства. В действительности же может происходить (и часто происходит) потеря стабильности [58, гл. 3]. Поэтому в следующих разделах основное внимание будет уделено анализу свойств хорошо изученных волокнистых композитов. Наиболее детально изучена система алюминий—нержавеющая сталь кроме того, будут рассмотрены системы, армированные волокнами бора и вольфрамовой проволокой. Там, где это возможно, применимость идеализированных моделей к реальным системам будет оцениваться с помощью микроструктурного анализа. [c.238]

Вязкими могут быть и композиты, в которых отслаивания не происходит хорошим примером в этом отношении является система бор — алюминий. Предложены два возможных механизма, определяющие вязкость разрушения этой системы. Первый исходит из того, что поверхность излома борного волокна очень неровная, [c.282]

Борные волокна с покрытием из нитрида бора оказались весьма стабильными в контакте с расплавленным алюминием. Кэй-мехорт [8] показал, что до тех пор, пока сохраняется целостность этого покрытия, борное волокно остается неповрежденным в расплаве алюминия при 1073 К. На основании этих данных был разработан способ изготовления композитов А —В путем пропитки волокон расплавленным металлом. Форест и Кристиан [11] исследовали сдвиговую и поперечную прочности композита, состоящего из борных волокон с нитридным покрытием н матрицы из алюминиевого оплава 6061. Материал был изготовлен диффузионной сваркой. Прочность этого композита на сдвиг оказалась меньше, а поперечная прочность — существенно меньше, чем материалов, армированных волокнами бора и борсика. Такие низкие значения прочности, возможно, обусловлены слабой связью между нитридом бора и алюминием, хотя в работе отсутствуют данные о характере разрушения, которые могли бы подтвердить это предположение. Связь между алюминием и борным волокном с покрытием из карбида кремния в меньшей степени зависит от способа изготовления материала. По заключению авторов цитируемой работы, наиболее удачное сочетание механических свойств имеет композит алюминиевый сплав бОбГ —непокрытое борное волокно, закаленный с 800 К с последующим старением. [c.128]

Микроструктура поверхности раздела и прочность сцепления на границе раздела, несомненно, являются наименее изученными из тех основных факторов, которые влияют на усталостную прочность композита. Такое положение дел сохраняется и до сих нор из-за экспериментальных трудностей обнаружения границ раздела матрицы и волокна с достаточно высокой степенью разрешения. В последнее время, однако, для выявления поверхностей раздела алюминия и бора [22, 23, 25—27, 46] и оценки ее влияния на усталостную прочность композита были разработаны методы трансмиссионной электронной микроскопии. Почти все исследования поверхностей раздела, в которых достигалась высокая степень разрешения, проводились на бороалюминиевых композитах, поэтому в последующем подробном обсуждении композиты такой системы будут рассмотрены особо. [c.423]

Для бороалюминиевых композитов в условиях сложного напряженного состояния (осевое растяжение с изгибом) температура в интервале от комнатной до 260 °С очень слабо влияет на усталостную долговечность [2] (рис. 19) в этом случае, однако, разрушение всегда происходило у основания радиуса перехода от рабочей части. Проводя испытания на знакопеременный изгибу Бэйкер и его сотрудники [5, 8] нашли, что при повышенной температуре усталостная прочность алюминия, армированного кварцевыми волокнами (350 °С), или алюминия 6061, армированного волокнами бора (250 °С) (рис. 19), резко снижалась по сравнению, с той, которая имела место при комнатной температуре. [c.431]

При комнатной температуре у однонаправленных композитов алюминия 2024, армированного волокнами бора с объемным со-держанием 40% (диаметром 0,01 см), наличие водяного пара увеличивало скорость роста усталостных трещин и сокращало усталостную долговечность [49]. В ходе испытаний на знакопеременный изгиб композитные образцы колебались с постоянной амплитудой деформации и частотой, равной резонансной. Была получена тарировочная зависимость этой частоты от длины усталостной трещины, а затем изменения частоты были использованы для определения скоростей роста трещин. Испытывалось два типа образцов один с волокнами, ориентированными вдоль, а другой с волокнами, ориентированными поперек оси образца. Для поперечной ориентации волокон чувствительность к водяному пару была наибольшей, в этом случае после введения паров воды в испытательную камеру скорость роста трещины увеличилась в 200 раз (рис. 20). Для алюминиевых сплавов было найдено, что усталостная долговечность изменяется под действием паров воды не более чем в 10 раз [49]. [c.431]

Процесс подготовки пакета состоит из выкраивания заготовок нужной формы и укладки их на плиту или в пресс-форму для горячего прессования. Монослои разрезают ножницами, предназначенными для резки металла, или обычными бытовыми ножницами. В случае если горячее прессование осуществляется между пли-тамид укладку производят в оболочку, чтобы избежать окисления алюминия и бора при высоких температурах. Типичный композиционный материал, спрессованный в оболочке между плитами, приведен на рис. 6. На рис. 6,а показано поперечное сечение образца композиционного материала с 50 об. % борного волокна в матрице 6061, изготовленного из ленты, полученной плазменным напылением. На рис. 6, б показано поперечное сечение материала с 50об.% волокна борсик в матрице из САПа, полученного по технологии с применением выгорающей связки. В случае необходимости изготовления изделий сложной формы при горячем прессовании применяются соответствующие пресс-формы, в которые укладывается необходимое число слоев. Вакуумный пресс и [c.437]

Наибольшее внимание привлекают алюминиевые сплавы, армированные волокнами из бора, углерода, нержавеющей стали и бериллия титановые сплавы, армированные волокнами молибдена и бериллия, и никелевые сплавы, армированные волокнами вольфрама, молибдена и их сплавов. Данные о прочности некоторых волокон и армированных материалов приведены в табл. 156 и 157. Такие материалы наиболее перспективны для деталей, работающих в условиях, близких к одноосному растяжению, например лопаток турбин я компрессоров. Максимальные рабочие температуры этих материалов близки к температуре плавления матрицы. На рис. 465 в качестве примера показаны температурные зависимости прочности для алюминия, армированного стеклянными и кварцевыми волокнами. Для сравнения на графике приведены свойства дисперсноупроч ненного алюминия и алюминиевого сплава. На рис. 466 показана макро- и микроструктура прутка из сплава нихром, армированного волокнами вольфрама (50%). [c.640]

В современной технологии композиционных материалов все большее место занимают волокнистые материалы, представляющие собой композицию из мягкой матрицы (оспоБы) и высокопрочных волокон, армирующих матрицу. Материалы, упрочиепиые волокнами, характеризуются высокой удельной прочностью, а также могут иметь малую теплопроводность, высокую химическую и термическую стойкость и т. п. Для получения композиционных материалов используют различные волокна проволоки из вольфрама, молибдена, волокна оксидов алюминия, бора, карбида кремния, графита и т. п. —в зависимости от требуемых свойств создаваемого материала. Вопросами исследования и создания волокнистых материалов занимается новая, быстроразвивающаяся отрасль поронжовой металлургии — металлургия волокна. [c.421]

Шастер и Рид [154] использовали с несколько другими целями метод ударных плит для образования в боралюминии ударных волн с давлением до 76 кбар и длительностью воздействия менее 2 мкс. Скорость ударных плит увеличивалась до появления разрушения. Было установлено возрастание стенени разрушения волокон при увеличении скорости и определена скорость, вызывающая разрушение алюминия и расслоение двух видов бороалюми-ния. Скорость разрушения для композиционного материала, изготовленного плазменным напылением и диффузионной сваркой, в 3 раза превышает скорость разрушения для алюминиевых образцов, в то время как соответствующая характеристика для плазменно-наНыленного паяного материала оказалась несколько меньше скорости разрушения для алюминия. Этот эффект связан с различным характером расположения волокон, образующимся в процессе изготовления материала. Как показано на рис. 15, в, г, в образцах, изготовленных диффузионной сваркой, волокна не соприкасаются, что способствует затуханию волны в результате интенсивного рассеяния. В паяных образцах (рис. 15, а, б) волокна соприкасаются, причем точки контакта располагаются по направлению волны. Таким образом, волна распространяется по волокнам бора, обладает меньшим рассеянием, и в результате скорость разрушения оказывается того же порядка, что и для алюминия. [c.306]

В работе [12] представлены численные результаты для квадратной укладки круговых включений — волокон — при объемной доле материала волокна 40, 50 и 60%. Были рассмотрены случаи нагрузки как одного из указанных выше типов, так и комбинированные характеристики материала соответствовали в основном бороэпоксидиым композитам, но были исследованы также композиты стекло — эпоксид, графит — эпоксид и бор — алюминий. Хотя полученные результаты решения таких задач не позволяют точно установить пределы изменения параметров композита, они дают возможность хорошо предсказывать развитие зон пластичности при упругопластическом деформировании. [c.226]

Снайд [35] изучал совместимость изготовленных им волокон диборида титана с титаном. Совместимость в данной системе оказалась существенно выше, чем в системе титан —бор, однако в дальнейшем это направление не развивалось под действием ряда факторов. Главный из них — низкая прочность и высокая плотность волокон диборида титана. Поэтому основное внимание стали уделять второму и третьему из перечисленных выше направлений. Разработка покрытий, особенно для высокотемпературных применений, связана с трудностями, поскольку при наличии покрытия вместо одной поверхности раздела появляются две. Однако удачный выбор покрытия, совместимого с упрочнителем, позволяет свести проблему совместимости матрицы с волокном к совместимости матрицы с покрытием. С этой точки зрения волокна бора с покрытием из карбида кремния (торговое наименование борсик ) должны взаимодействовать с титаном так же, как карбид кремния. Значит, поверхность раздела должна удовлетворять тем же гЬизико-химическим требованиям, и в дальнейшем обсуждение может быть ограничено характеристиками композитных систем либо типа матрица — покрытие, либо типа матрица — волокно. В табл. 1 есть примеры системы, в которой волокно защищено покрытием (алюминий — бор, покрытый нитридом бора), и системы, в которой, как полагают, покрытие взаимодействует с матрицей так же, как волокно (система алюминий — карбид кремния, характеризующая поведение системы алюминий — бор, покрытый карбидом кремния). [c.28]

Способ изготовления композита заметно влияет на характеристики поверхности раздела. Композиты алюминий — бор, полученные путем пропитки расплавленным алюминием, принадлежат к третьему классу им присущи неравномерная коррозия волокна и неравномерный рост борида алюминия (рис. 6). Напротив, в композитах, изготовленных по оптимальной технологии диффузионной сварки, не происходит реакции на поверхности раздела на рис. 7 виден лишь один случайный кристалл борида. Для выяснения причин этого различия следует рассмотреть механизм диффузионной сварки. Такое рассмотрение послужит поводом для более общего анализа влияния технологии изготовления- 1 омиозита на характеристики поверхности раздела. [c.30]

В этом особом случае химическое взаимодействие может быть представлено в виде двух последовательных реакций, которые иногда практически неразличимы. Руди [36] широко использовал термин обменная реакция для описания процесса установления равновесия между двумя фазами в системе с тремя и более составляющими. Хорошим примером обменно-реакционной связи служит связь титано-алюминиевой матрицы с борным волокном. Вслед за реакцией образования диборида, содержащего титан и алюминий, происходит обмен между атомами титана матрицы и атомами алюминия диборида. На рис. 1 показаны полученные Блэкберном и др. [6] результаты микрорентгеноспектрального анализа состава слоев в зоне взаимодействия сплава Ti-SAl-lMo-lV с бором. В результате оттеснения алюминия растущим диборидам концентрация А1 в сплаве повышается с 8 до 14%. Согласно Кляйну и др. [20], оттеснение алюминия при обменной реакции приводит к уменьшению константы скорости реакции между бором и сплавом с 10% А1 при 1033 К от 5,2-10- до 3,4-10-7 см/с /. [c.84]

Особый случай представляет собой образование связи между алюминиевой матрицей и волокнами бора или карбида кремния. Работы, проведенные в лаборатории автора, показали, что многие особенности связи в этих системах можно объяснить, предположив образование связи между естественными окисными пленками на поверхности алюминия и, соответственно, пленками окиси бора или окиси кремния на волокне. Кажущаяся инертность алюминия в контакте с бором объясняется связью через окисные пленки, поскольку при непосредственном соприкосновении эти элементы легко вступают в реакцию. Такое взаимодействие происходит в случае пропитки расплавленным алюминием, который разрушает окисную пленку путем высокотемпературной эрозии или другого подобного механизма. Для описания таких композитов в гл. 1 введен термин системы псевдопервого класса . Веские доказательства в пользу этой модели получены Кляйном и Меткалфом 118] в опытах по извлечению окисной пленки. В дальнейшем существование окисной связи и присутствие окисных пле- [c.86]

Судя ПО этим данным, наименьшая скорость реакции характерна для бора, далее следуют карбид кремния и окись алюмл-ния. Легирование матрицы может увеличивать или уменьшать скорость реакции. Если волокно состоит из одного элемента (бора), то количество образующегося продукта реакции, видимо, прямо пропорционально количеству прореагировавшего бора. Однако для волокон из соединений или волокон с покрытием эта зависимость не соблюдается. Небольшое количество элементов внедрения из соединений AI2O3 или Si переходит в матрицу и, растворяясь н ней, вызывает упрочнение и охрупчивание, и тем не менее скорость взаимодействия матрицы с такими волокнами выше, чем с борным волокном. Тресслер и Мур [46] отмечают, что в композите титан — окись алюминия допускается большая степень химического взаимодействия, чем в материалах титан — бор и титан — карбид кремния. Этот вопрос будет обсуждаться в гл. 4 в связи с анализом механических свойств при растяжении и в гл. 8, посвященной композитам с окисным упрочнением. [c.125]

При разработке совместимых с бором матриц должны быть учтены также следующие соображения. -Сплав должен быть стабильным, легко прокатываться в фольгу ужной для изготовления композита толщины (при использовании диффузионной сварки в твердой фазе), должен иметь изкую плотность и высокую прочность в условиях службы, а также обладать хорошей обрабатываемостью, необходимой для промышленного производства композита. Кляйн и др. [20] отметили, что легирование титановых сплавов теми элементами, которые снижают скорость реакции с борным волокном, вызывает переход титанового сплава в р-мо-дификацию, которая предпочтительна и при прокатке фольги. Максимальное содержание алюминия в р-сплаве ограничивается образованием а-фазы или фазы T13AI. На основе диаграммы состояния тройной системы Ti—V—А1 [10] за вероятный предел растворимости принято содержание алюминия 2,6%. Молибден, как и алюминий, оттесняется растущим диборидом. Влияние этого элемента было изучено более тодроб-но. В указанной выше работе [i20] отмечается, что при высоком содержании молибдена в дибо-ридной фазе образуется двуслойная структура (рис. 17). Для выяснения влияния содержания молибдена был исследован ряд р-сплавов. Полученные в этой работе константы скорости реакции k при 1033 К приведены в табл. 6. Чтобы определить вклад молибдена в k, была использована величина удельной скорости ре- [c.133]

Композит с -прочными поверхностями раздела и однородными свойствами волокон и матрицы будет разрушаться по плоскости, перпендикулярной направлению приложенных нап ряжений, и поверхность излома будет гладкой. Если волокна неоднородны по прочности из-за наличия слабых точек (дефектов) или разрывов, трещина будет распространяться так, чтобы связать слабые точки. Вследствие этого трещина либо пройдет лишний участок пути в матрице (п рочная поверхность раздела), либо будет распро-ст ранять ся по поверхности раздела. Как показано выше, максимальная длина вытягиваемой части волокна определяется критической длиной. С другой стороны, матрица разрушится в первую очередь, если деформация разрушения для нее меньше, чем для волокон. На рис. 1 схематически показаны некоторые из этих типов разрушения. На рис. 1, а показан характер разрушения композита с малой деформацией разрушения матрицы согласно работе Джонса и Олстера [14], такое разрушение наблюдается в композитах алюминий — нержавеющая сталь. Рис. 1, б отвечает случаю,, когда мала деформация разрушения волокон (например, волокна бора). В этом случае предполагается, что прочность поверхности раздела высока, поскольку трещины соединяются путем сдвига матрицы. В случае рис. 1, в деформация разрушения волокна мала, но из-за малой прочности поверхности раздела трещина в матрице отклоняется слабо, поскольку волокна легко вытягиваются из матрицы. Такое поведение может быть ирисуще композиту алюминий — бор со слабой связью. Для этого типа разрушения предполагается, что деформация разрушения [c.142]

Первые попытки изготовить композит алюминий—бор путем пропитки расплавленным металлом были совершенно безуспешными. Кэймехорт [4], обобщив некоторые ранние исследования, привел примеры быстрого разупрочнения волокон бора в присутствии расплавленного алюминия. Волокно интенсивно взаимодействует с расплавом, при этом на нем растут ограниченные кристаллы диборида алюминия. Напротив, в композите, изготовленном путем горячего прессования при температуре ниже 366 К, следов взаимодействия не обнаруживается, хотя продолжительность прессования много больше считанных секунд, необходимых для проникновения расплавленного металла. Эти наблюдения привели Меткалфа к выводу, что окисные пленки сохраняются на поверхности раздела при диффузионной сварке, но разрушаются при пропитке расплавленным металлом [19]. [c.170]

Согласно Хэнкоку [32], в системе алюминий — бор усталостные трещины зарождаются на свободных поверхностях и разветвляются у поверхности раздела волокно — матрица. Крайдер и др. [49], изучая систему алюминий — борсик, установили, что пластичная матрица способна изолировать и притуплять вершины трещин. Существующий уровень знаний об усталости композитов недостаточен для создания обобщенной теории, на основании которой можно было бы разработать надежные методы расчетов композитов применительно к условиям эксплуатации, связанным [c.251]

Купер и Келли [7], а также Тетельман [47], считают, что уравнение (12) позволяет достоверно оценить вклад матрицы в вязкость разрушения меди, армированной вольфрамовой проволокой. Герберих [12] указал, однако, что, несмотря на возможность разумных количественных оценок, уравнение (12) некорректно, поскольку композит трехмерен, а волокна имеют не квадратное, а круглое сечение. По Олстеру и Джонсу [31], в алюминии, армированном от О до 6 об.% вольфрама, упрочнитель не оказывает существенного влияния на вязкость матрицы. Те же авторы предположили, что в композите бор — алюминий, содержащем 50 об.7о упрочнителя, вязкость разрушения матрицы практически не зависит от борных волокон. Такое предположение может быть оправдано лишь в случае, если деформация матрицы у вершины трещины локализована на столь малом участке, что на нее не влияет присутствие волокон. Поэтому к каждому композиту в зависимости от его поведения необходим индивидуальный подход. Будет ли вязкость разрушения матрицы столь же низка, как и для массивного образца материала матрицы, или несколько выше —это, согласно Куперу и Келли [7], определяется влиянием волокон. Если поверхность раздела прочна, а коэффициент вариации прочности волокон велик, то, по Меткалфу и Кляйну [27], места разрушения волокон будут характеризоваться значительным пространственным разбросом это может привести к увеличению деформации матрицы, а последнее, в свою очередь, — к росту вязкости разрушения. [c.288]

Это соотношение превосходно согласуется с экспериментальными данными Райса, полученными на композитах с содержанием волокон от 6 до 40% (рис. 20). В случае прочной связи на поверхности раздела (например, в системе бор — алюминий) Герберих [12] предположил, что высота пластичной полоски увеличивается, включая толщину волокна, и становится равной В дальней- [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...