ВОЗМОЖНОСТИ ДОСТИЖЕНИЯ ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

ВОЗМОЖНОСТИ ДОСТИЖЕНИЯ высокой ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ [c.279]

Автор вместе с группой товарищей в течение ряда лет занимается исследованием вопросов, имеющих отношение к проблеме связи структуры и свойств материалов. Вместе с этим он читает аспирантам курс физического металловедения. Изложение вопросов, так или иначе затрагивающих вышеуказанную проблему, и составляет основу книги. Последовательно рассмотрены металлическая связь и ее влияние на свойства металлов, строение атомов и межатомное взаимодействие, дефекты структуры, диффузия и теория фазовых превращений, некоторые конкретные процессы, формирующие конечные свойства металла полигонизация, старение, мартенситное превращение, возможности достижения высокой прочности, включая композиционные материалы, жаропрочность, поведение металлов в глубоком вакууме и, наконец, некоторые возможности использования ядерных процессов для исследования металлов. Где это возможно, делается акцент на вопросах связи строения и свойств. [c.8]

Как известно, имеются две принципиально различные возможности достижения высокой прочности одна, традиционная,— улучшение различными способами прочности пластичных металлических сплавов другая, получившая развитие в последнее время,— создание композиционных материалов на металлической или неметаллической основе, армированной волокнами (дискретными — нитевидными кристаллами или непрерывными) часто не пластичных и неметаллических соединений. [c.284]

Для емкостей, изготовляемых по заказу, трубопроводов и конструкций в основном применяют связующие на основе полиэфиров (или сложных виниловых эфиров). Объясняется это тем, что изделия из полиэфиров легче поддаются ремонту и имеют более низкую стоимость. Кроме того, они обладают химической стойкостью в более широком диапазоне воздействия агрессивных сред. В связи с этим конструктор имеет возможность создавать материал с заданными физико-механическими и химическими характеристиками с целью удовлетворения требований, предъявляемых к данному виду продукции. Высокое содержание стекловолокна в сложном пластике будет способствовать достижению высокой прочности, а при высоком содержании связующего будет повышаться химическая стойкость. Таким образом, конструктор может комбинировать эти два элемента для получения оптимального сочетания свойств. Существует ряд композиционных материалов, которые обладают [c.311]

Достижение высокой надежности таких соединений при благоприятных физико-химических условиях формирования паяного шва возможно в том случае, если напряжения в спае, вызванные разностью теплового расширения соединяемых материалов, не достигают уровня прочности спая. Желательно, чтобы спай находился в сжатом состоянии. Для этого, казалось бы, в случае охватывающих керамику спаев достаточно применять конструкционные металлы или сплавы с большим коэффициентом теплового расширения (КТР), чем у керамики. Однако это условие не является достаточным. [c.110]

Для оксидного уранового топлива при хорошо сконструированном твэле (разумно выбранной начальной пористости, наличии компенсационных объемов и полостей, достаточной прочности оболочки) в настоящее время убедительно показана возможность достижения глубины выгорания 100 кг/т и выше. Сказанное относится к реакторам на тепловых и быстрых нейтронах, исполь-зуюш,им оксид урана в первых наиболее освоены в настояш,ее время средние значения глубины выгорания 30—42 кг/т, во вторых— 70—120 кг/т. Достижение более высоких значений средней глубины выгорания ограничивается пока недостаточной стойкостью материалов оболочек твэлов и пэлов, кожухов ТВС (радиационное распухание, охрупчивание, ползучесть). [c.104]

Матрица действует как связующий материал, позволяющий геометрическому ряду волокон работать как конструкционному элементу. Матрица также выдерживает часть растягивающей нагрузки и оказывает сопротивление разрушению под действием напряжений сдвига при высокой служебной температуре и обеспечивает вязкость и пластичность. Требования к прочности матрицы изменяются в зависимости от служебной температуры. При температурах 1090° С и выше матрица из жаропрочного сплава вносит очень малый вклад в предел прочности или предел длительной прочности, по сравнению с вкладом тугоплавких волокон. Материалы матрицы, разрабатываемые для этих высоких температур, должны обладать достаточно высокой прочностью при сдвиге, чтобы дать возможность волокнам выдерживать нагрузку. Сопротивление сдвигу матрицы должно быть достаточно высоким, для обеспечения отношения 5 1 или 10 1 между длиной волокон, используемых в композиции, и их критической длиной. При температурах 1090° С и ниже прочность матрицы может быть существенной. Более прочная матрица позволяет снизить объемное содержание волокна, требуемое для достижения необходимой прочности детали. [c.261]

При склеивании жидкими клеями ультразвук активизирует проникание раствора клея в поры материала Особенно высокий эффект достигается, когда применя ются термопластичные клеи, а также материалы с пред варительно нанесенными на ких полимерными пленками Ультразвуковое склеивание обеспечивает достижение высокой прочности и в то же время позволяет ускорит весь технологический цикл, поскольку становится не нужной операция сушки и не надо заботиться о том, что бы не повреждались склеиваемые материалы. При бес швейном (клеевом) скреплении книжных блоков ульт развуковая обработка создает благоприятные услови для впитывания клея в поры бумаги, повышает проч ность связи на границе клеевая пленка — бумага С помощью ультразвука возможно и бесклеевое соеди нение материалов, обладающих необходимыми для этоп свойствами. [c.124]

Для промышленного применения металлов, армированных волокнами, необходимо преодолеть значительные трудности, связанные с разработкой технологии их получения, а также соответствующих методов конструирования н расчета деталей. Однако с учетом высокого уровня прочности (особенно удельной) и возможности достижения требуемого комплекса свойств путем выбора материалов матрицы и волокон, изменения объемной доли волокон, их ориеггтиропки и т. д. широкое применение таки.х материалов в ближаСинсм бу-д Н1ем не вызывает сомнений. [c.640]

Они оказываются более универсальными, чем классические конструкционные стали. Из отечественных марок мартенситно стареющих сталей, сочетающих высокую прочность и исключительную надежность, можно назвать сталь марки BKG-210. Эта сталь, легированная никелем, кобальтом, молибденом при содержании углерода не больше 0,03%, имеет Ов 210 кПмм и в то же время не чувствительна к трещинам и другим механическим повреждениям. Например, при трещине длиной до 2,5 мм ее предел прочности сохраняется практически неизменным (90%). Разработка этой марки стали — крупнейшее достижение металловедения в области конструкционных материалов за последние годы. На ее основе осуществляются все дальнейшие изыскания в области высокопрочных сталей. Однако высокая стоимость и дефицитность легирующих компонентов налагают серьезные ограничения на применение мартенситно стареющих сталей. Ведутся поиски возможностей сокращения содержания кобальта и молибдена и замены их другими компонентами, способными дать столь же высокодисперсные и равномерно распределенные выделения упрочняющей интер-металлидной фазы, какие образуются в железокобальтоникелевом растворе. [c.201]

Последние достижения в производстве волокнируых материалов с высокой удельной прочностью и высоким модулем упругости открыли новые возможности в разработке конструкционных материалов с высокими удельными механическими свойствами. Перспективны композиционные материалы на основе полимеров или металлов,, армированных волокном. [c.206]

Сущ ественное значение для условия прочности (1.1) имеет назначение и статистическое обоснование гарантируемых характеристик механических свойств (особенно Стьт и на базах до 10 —2-10 ч), а также уточнение запасов с учетом накопления опыта проектирования, изготовления и эксплуатации. Последнее становится все более важным по мере расширения применения конструкционных материалов повышенной и высокой прочности, что обычно требует некоторого увеличения запасов. В то же время следует иметь в виду, что достижение предельного состояния (статическое кратковременное или длительное разрушение, накопление недопустимо больших неупругих деформаций в конструкциях) по условию (1.1) для эксплуатационных условий возможно только в крайне ограниченном числе ситуаций (преимуш е-ственно аварийных). [c.16]

Уровень достижений в области получения твердых материалов с улучшенными свойствами сейчас высок. Однако эти достижения были бы невозможны без научно обоснованного подхода к проблеме улучшения механических свойств. Возможности для такого подхода появились с развитием физических методов исследования твердых тел и прежде всего структурных рентгеновского, электро-нографпческого, нейтронографического и электронно-микроскопи-ческого. Стало ясно, что. большинство свойств твердых тел зависит от особенностей их атомной структуры. Крупным шагом в развитии физической теории прочности твердых тел явились теория несовершенств и, в первую очередь, теория дислокаций. Оказалось, что механическая прочность твердых тел зависит, главным образом, от дислокаций и что небольшие нарушения в расположении атомов кристаллической решетки приводят к резкому изменению такого структурно чувствительного свойства, как сопротивление пластической деформации. [c.115]

По мере увеличения температуры горячего прессования от 1400° F (760° G) в результате улучшения уплотнения прочность композиционного материала растет. Однако в случае превышения допустимой степени развития реакции прочность начинает снижаться. Уи азанное понижение прочности продолжается до ниж-него предела, соответствующего предсказанной величине разрушающей деформации для полностью разупрочненных композиционных материалов. Интервал температур между этими двумя конкурирующими эффектами в данной системе довольно узок, что затрудняет достижение прочности, предсказанной по правилу смеси. Последняя составляет 200 ООО фунт/кв. дюйм (140,6 кгс/мм ) для 50 об.% волокна борсик с прочностью 350 ООО фунт/кв. дюйм (246,1 кгс/мм ) и разрушающей деформацией 6000 мкдюйм/дюйм (0,6%). Разработка более совместимой матрицы позволит повысить верхнюю температурную границу этого интервала. Однако горячее прессование матричного сплава не должно быть затруднено или, другими словами, нижняя температурная граница интервала не может быть повышена. Теоретически последнюю можно понизить путем применения повышенных давлений. Но возможности повышения давления до того, как начнется разрушение волокон и процесс станет практически неосуществимым, ограничены и так достаточно высокими применяемыми давлениями (типичный уровень 200 000 фунт/кв. дюйм — 1400 кгс/см ). Сочетание указанных ограничений объясняет трудности4 связанные с горячим прессованием композиционных материалов с титановой матрицей. [c.332]

Многослойные конструкции находят широкое применение в различных отраслях современной техники. Это связано, прежде всего, с тем, что умелым сочетанием полезных свойств отдельных слоев можно обеспечить не только высокую удслы у ) жесткость и прочность изделия, но и удовлетворить требованиям по таким характеристикам, как теплопроводность, термостабильность, герметичность, радиопрозрачность, коррозионная стойкость и многим другим. Для достижения этих целей при подборе слоев конструктор может использовать самые различные материалы металлические сплавы, композиты, пластмассы, пенопласты, керамики, резины и т. д. Однако следует отметить, что наличие требуемого набора исходных материалов является только необходимым, но не всегда достаточным условием. Для полной реализации возможностей, заложенных в самой идее многослойной конструкции, необходимо кроме незаурядной изобретательности проявить также умение опираться на надежные методы расчета, позволяющие прогнозировать свойства и поведение будущей конструкции. Без такого анализа практически невозможно создать конструкцию, удовлетворяющую требуемому комплексу физико-механических характеристик. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...