КАРБИД Модули упругости

В уравнение (22) входит модуль упругости, так как он связан с энергией деформации. Модуль сплава определяется модулем его главного компонента, т. е. карбида. При фиксированных остальных параметрах прочность должна быть пропорциональна модулю. Приведенные в табл. II результаты [40] показывают, что прочности разнообразных сплавов карбид — кобальт при двух различных содержаниях кобальта увеличиваются примерно во столько же раз, что и значения модулей карбидов. [c.93]

Создание композиционных материалов нового класса стало возможным благодаря разработке и применению высокопрочных и высокомодульных борных и углеродных волокон, соединений ковалентного типа в виде нитевидных кристаллов и волокон карбидов, нитридов и других соединений, а также армирующих материалов на основе металлов, сталей и сплавов, обладающих высокой прочностью и высоким модулем упругости. [c.33]

В табл. 10 приведены типичные значения деформации до разрушения и модуля упругости для массивных материалов [70]. В целях сравнения укажем, что волокна бора и карбида кремния разрушаются при деформациях 0,7—0,8%. Теперь предположим, что в зоне продуктов реакции содержатся такие же дефекты роста, что и в массивном материале, и поэтому прочности их будут одинаковыми. Концентрация напряжений, обусловленная микротрещинами в слое толщиной ж, будет [c.74]

Методика и аппаратура для получения никелевого композиционного материала, содержащего нитевидные кристаллы карбида кремния, описаны в работе [224 I. Отмечено, что большая степень реализации прочности нитевидных кристаллов в композиции может быть достигнута только при достаточной ориентации кристаллов в материале в заданном направлении. Получены образцы композиционных материалов, содержащих около 10 об. % кристаллов карбида кремния, достаточно хорошо ориентированных в одном направлении. Материал имел очень высокие прочностные свойства предел прочности при растяжении — 227 кгс/мм , модуль упругости 31 200 кгс/мм . Эти результаты дают основание полагать, что метод электроосаждения является одним из наиболее перспективных, позволяющих реализовать уникальные свойства нитевидных кристаллов в металлических композиционных материалах. [c.180]

Весьма заманчива перспектива получения композиционного материала на основе алюминиевой матрицы и тонкой проволоки бериллия или нитевидных кристаллов карбида бериллия. Конструкционный материал, в котором содержится 50 процентов проволоки бериллия, при удельном весе 2,5 г/см обладает пределом прочности 70 кг/мм и модулем упругости 20 тысяч кг/мм . [c.114]

На рис. 2.12 приведены результаты определения модуля упругости первого рода для композита, составленного из кобальта и карбида вольфрама. Эти результаты получены на основании изложенной выше методики, которую можно распространить и на случай композитов, состоящих из п фаз. Для этого случая можно установить, что [c.38]

Прочностные и другие свойства карбидных сплавов изменяются при легировании. Так, например, легирование сплава W —Ti —Со карбидом тантала увеличивает его твердость, электросопротивление и термостойкость [25]. По этим же данным предел прочности при изгибе и ударная вязкость сплава W —Ti —ТаС с повышением содержания кобальта от 6 до 30 об. % увеличивается (при температурах от 20 до 700° С). Увеличение содержания кобальта в указанном сплаве приводит к уменьшению модуля упругости и увеличению термостойкости и термического коэффициента линейного расширения. [c.424]

Алмаз обладает самыми высокими твердостью и модулем упругости, низким коэффициентом трения, хорошей теплопроводностью, высокой износостойкостью и прочностью. Износостойкость кристаллов алмаза почти в 140 раз выше, чем корунда. Он в 4— 5 раз тверже корунда и твердых сплавов и более чем в 2 раза тверже карбида бора. К недостаткам как природного, так и синтетического алмазов относится повышенная хрупкость. Алмаз по твердости и прочности анизотропен. Формы кристаллов алмаза показаны на рис. 5. [c.187]

Волокна карбида кремния определяются следующими физико-механическими характеристиками плотностью 3200. .. 3500 кг/м , прочностью при растяжении 1700. .. 2500 МПа, модулем упругости 450000. .. 480000 МПа. Они жаростойки и жаропрочны и поэтому весьма перспективны для создания КМ на металлической основе с высокотемпературными характеристиками. [c.462]

Благодаря совершенству структуры нитевидные кристаллы имеют высокие, близкие к теоретическим прочностные характеристики. Например, нитевидные кристаллы из карбида кремния имеют плотность 3320 кг/м , прочность при растяжении 21 ООО МПа и модуль упругости 490 ООО МПа. Это свидетельствует о большой перспективности нитевидных кристаллов для армирования КМ с металлическими матрицами. Уже сейчас можно говорить о промышленных масштабах выпуска нитевидных кристаллов из карбида кремния и оксида алюминия. [c.463]

Для упрочнения алюминия, магния и их сплавов применяют борные (тугоплавких соединений (карбидов, нитридов, боридов и оксидов), имеющих высокие прочность и модуль упругости. Так, волокна карбида кремния диаметром 100 мкм имеют ag= 2500...3500 МПа, =450 ГПа. Нередко в качестве волокон используют проволоку из высокопрочных сталей. Для армирования титана и его сплавов применяют молибденовую проволоку, волокна сапфира, карбида кремния и борида титана. Для никелевых сплавов повышение жаропрочности достигается армированием их вольфрамовой или молибденовой проволокой. [c.235]

Композиционный материал на алюминиевой матрице ВКА-1 содержит в качестве упрочнителя 50 % (по объему) борных волокон. Этот упрочнитель способствует увеличению не только прочности, но и жесткости (модуль упругости повышается в 3-4 раза). Для предотвращения взаимодействия волокон бора с алюминием на волокна наносится слой карбида кремния или нитрида бора. Материал ВКА-1 сохраняет высокую прочность до 400-500 С. По прочности и жесткости этот материал значительно превосходит высокопрочные и жаропрочные алюминиевые сплавы в широком интервале температур. [c.265]

Усы получают также из неметаллических материалов (графитд, окиси бериллия, карбида кремния, окиси алюминия, окиси магния [12]). Прочность многих керамических усов значительно превышает прочность металлических усов (рис. 84). Упругое удлинение керамических усов 1,5—6% модуль нормальной упругости = (30 -н 50) 10 кгс/мм . Исключительно высокий модуль упругости имеют графитные усы ( = 100-10 кгс/мм ). V.,. [c.173]

Широко известно, что модуль упругости стали составляет 200 ГПа, но мало кто знает, у каких материалов он выше этой величины. В порядке возрастания модуля упругости можно привести следующие данные кобальт и никель - 210, родий и бериллий — 300, молибден - 330, вольфрам - 410, бороволокно - 430, карбидное волокно - 430, нитевидные кристаллы сапфир - Оо 530, графит - до 690), карболой карбид вольфрама, цементированный кобальтом) -700, алмаз - 1050, [c.125]

На температурный коэффициент модуля упругости влияет главным образом химический состав основного ферромагнитного твердого раствора. Модуль упругости зависит от состава основного твердого раствора и дисперсности упрочмнтелей (карбидов или интерметаллидов). [c.276]

Способы устранения отрицательных особенностей. Использование высоко-модульных, волокон. В целях увеличения жесткости композиционных. материалов ведутся интенсивные работы по созданию высокомодульных волокон. Наиболее распространенными в настоящее время высокомодульными волокнами, применяемыми в качестве арматуры для изготовления композиционных материалов, являются волокна бора, углерода, карбида кремния, бериллия, модуль упругости которых в 5 раз и более превышает модуль упругости стекловолокон [20, 33, 102]. Большой практический интерес вызывают также органические волокна типа PRD-49 Kevlar [113], удельная прочность и жесткость которых в 2—3 раза выше аналогичных характеристик стекловолокон [59, 113]. Появление волокон Kevlar вызвано стремлением создать легкие высокомодульные и высокопрочные волокна со стабильными свойствами при действии динамических нагрузок, резких изменений температуры и условий эксплуатации. [c.7]

Как правило, экспериментальные значения свойств хорошо согласуются с представлениями об идеальной поверхности раздела. Значения модуля упругости подчиняются правилу смеск [48]. Из-аа ряда синергических эффектов прочность композитов алюминий—бор может на 20—30% превышать расчетные значения [42, 81]. Однако лишь несколько исследователей проводили структурный анализ [5, 32, 82]. Блюхер и др. [5], исследуя поверхность раздела в композите алюминий—бор после изготовления, не обнаружили на ней следов взаимодействия (рис. И). В композите А17075—бор Свенсон и Хэнкок [82], а также Хэнкок [32] наблюдали четкие поверхности раздела, на которых отсутствовали микропоры, но имела место сегрегация выделений (она наблюдалась и на границах зерен в матрице). В непосредственной близости от границ зерен в матрице располагались зоны, свободные от выделений у поверхностей раздела они отсутствовали [82]. Субструктура поверхностей раздела в системах тугоплавкий металл — карбид металла исследована сравнительно мало это направление развивается медленнее, чем исследование механических свойств [9, 21, 55—57, 60, 63—65]. [c.245]

Стекловолокна, однако, не единственный вид волокон, используемых в настоящее время. Асбест, естественное неорганическое волокно, также обладает хорошими прочностью, модулем упругости и другими свойствами. Стальная проволока, вытянутая до малого диаметра и соответствующим образом термообработанная, может иметь прочность около 420 кгс/мм и модуль упругости в 3 раза более высокий, чем у стекловолокон. Более экзотические виды волокон интенсивно разрабатываются в настоящее время для авиационно-космической техники, к ним относятся волокна из углерода и графита, бора, бериллия и некоторых карбидов, однако они пока слищком дороги для строительной промышленности. Еще более экзотическими волокнами являются нитевидные кристаллы, прочность которых приближается к теоретической. Некоторые виды волокон и нитевидных кристаллов представлены в табл. 1 [2]. [c.264]

Карбид бериллия. Образцы карбида бериллия облучались интегральным потоком быстрых нейтронов 3,5-10 нейтрон 1см [73]. Во время облучения образцов температура была ниже 90° С. Электросопротивление образцов увеличилось на несколько порядков, тогда как другие физические свойства не претерпевали серьезных изменений. Было замечено небольшое уменьшение модуля упругости и модуля разрыва. Почти не менялись внешний вид, размеры и плотность испытуемых образцов. Из других результатов следует отметить отсутствие изменений рентгеновской дифракционной картины образца ВегС + 20 вес.% графита, уменьшение теплопроводности ВезС и смеси ВегС — графит вдвое и отсутствие изменений термостойкости ВегС. [c.205]

При изучении температурной зависимости прочности и модуля упругости волокон карбида кремния установлена потеря прочности при температурах выше 1000° С, что является следствием р — а перехода в небольших объемах и взаимодействия между вольфрамом и карбидом кремния, приводящего к образованию соединений а—Wg и WgSia [120]. [c.36]

Свинделс и Ларе [2081 использовали метод порошковой металлургии для получения композиционного материала на основе алюминиевого сплава, армированного одновременно двумя упроч-нителями — волокном типа борсик и нитевидными кристаллами карбида кремния. Введение нитевидных кристаллов, ориентированных в направлении, перпендикулярном к направлению волокон, позволило значительно повысить трансверсальную прочность и модуль упругости материала. [c.157]

Очевидно, что введение волокон борсик позволяет повысить прочность сплава с 26 до 80 кгс/мм , т. е. более чем в 3 раза, а модуль упругости в 2,5 раза. Однако трансверсальная прочность такого материала, как было показано ранее Прево и Крейдером [194], остается на довольно низком уровне и составляет - 24 кгс/мм . Введение 10% нитевидных кристаллов позволяет повысить ее до 31—32 кгс/мм введение 15% ориентированных кристаллов карбида кремния позволяет увеличить прочность алюминиевого сплава при отсутствии волокон борсик до 62 кгс/мм . Однако достижение таких высоких значений трансверсальной прО 158 [c.158]

Титановые сплавы обладают максимальной удельной прочностью по сравнению со сплавами на основе других металлов, достигающей 30 км и более. В связи с этим трудно подобрать армирующий материал, который позволил был создать на основе титанового сплава высокоэффективный композиционный материал. Разработка композиционных материалов на основе титановыг сплавов осложняется также довольно высокими технологическими температурами, необходимыми для изготовления этих материалов, приводящими к активному взаимодействию матрицы и упрочни-теля и разупрочнению последнего. Тем не менее работы по созданию композиционных материалов с титановой матрицей проводятся, и главным образом в направлении повышения модуля упругости, а также прочности при высоких температурах титановых сплавов. В качестве упрочнителей применяются металлические проволоки из бериллия и молибдена. Опробуются также волокна из тугоплавких соединений, такие, как окись алюминия и карбид кремния. Механические свойства некоторых композиций с титановой матрицей приведены в табл. 58. Предел прочности и модуль упругости при повышенных температурах композиций с молибденовой проволокой показаны в табл. 59. [c.215]

В настоящее время освоено промышленное производство усов карбида кремния. Цена на них снизилась более чем в 200 раз. В форме нитевидных кристаллов выращено свыше 30 элементов и 140 соединений. Нитевидные кристаллы сапфира и карбида кремния в будущем станут широко использоваться в качестве армирующих материалов. Они очень прочны, у них большой модуль упругости, низкая плотность и большое сопротивление деформации при высоких температурах. При растяжении при комнатной температуре их прочность равна соответственно 700 кг/мм и 1200 кг/М М , а модуль упругости находится в пределах 40 000—60 000 кг/мм2. С повышением температуры он снижается незначительно. Усовер- [c.68]

У таких армируюш,их материалов, как непрерывные волокна (бора, углерода, карбида кремния, окиси алюмиция, прочность наиболее высокая. У двух первых она достигает 300—350 кг/мм при модуле упругости 30 000— 40 000 кг/мм . Средняя прочность нитевидных кристаллов карбида кремния и окиси алюминия в несколько раз превышает и эти показатели. [c.121]

Хотя цаблюдается разброс значений, типичный для углеродных волокон, нужно отметить, что модуль упругости волокон, покрытых карбидом кремния, выше модуля упругости углеродных волокон без покрытия. - [c.211]

Распределительные валы (табл. 39). Тенденция к замене стальных распределительных валов литыми чугунными связана с высокими служебными свойствами низколегированного чугуна по сравнению со сталью, которые определяются особенностями структуры. Наличие графита в чугунных кулачках способствует удержанию смазки, что само по себе уменьшает износ кулачков. Меньший модуль упругости чугуна обусловливает и меньшие контактные напряжения в нем. Наилучшей износостойкостью обладают распределительные валы из низколегированного чугуна, в структуре которого содержатся первичные карбиды в виде игл, строчек или ячеек. При этом игольчатая структура карбидов наиболее желательна. Последующая термическая обработка (закалка) кулачков должна обеспечить максимальную твердость, не изменяя структуры первичных карбидов. Недопустимо содержание остаточного аустенита свыше 10%. Металлическая матрица закаленного чугуна состоит из игольчатого мартенсита и обеспечивает надежное удерживание карбидных зерен при воздействии на них циклических нагрузок. Химический состав чугуна должен обеспечить получение оптимальной исходной структуры в отливке и его хорошую прокаливаемость и закаливаемость. Высокая твердость кулачков лЪжет быть получена и в литье (отбеленные кулачки), при этом носки кулачков оформляются кокилем. Следует заметить, что чугунные закаленные распределительные валы более технологичны и обладают более высокими эксплуатационными свойствами. [c.104]

Институт металлокерамики и специальных сплавов АН УССР разработал новые марки твердых сплавов на основе карбида хрома. Цементирующим металлом является никель (5—40%). Карбидохромовые сплавы по твердости не уступают сплавам марки ВК, но имеют значительно меньшие модуль упругости, и прочность на изгиб, немагнитны, характеризуются стойкостью против коррозии и окисления, хрупкостью, небольшой плотностью (в 2 раза легче сплавов марки ВК). Коэффициенты линейного расширения карбидохромовых сплавов и инструментальной стали очень близки, что очень важно при креплении твердосплавных пластинок в оправках, держателях и т. п. Стоимость изделия из карбидохромовых сплавов в 2—4 раза меньше, чем из сплава марки ВК. [c.209]

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]

В реальных условиях бериллий представляет собой достаточно прочный металл, который характеризуется модулем упругости Е 320 ГПа, модулем сдвига G 157 ГПа, коэффициентом Пуассона 0 = 0,07, теоретической прочностью ст = 45 ГПа. В матрице присутствуют частично растворенные интерметаллиды типа ГеВеп, РеА1Ве4, а также нерастворимые карбиды и оксиды, причем ВеО - доминирующая примесь. После закалки бериллия от (1100 -200) К практически все примеси (кроме оксидов и [c.273]

Для упрочнения алюминия, магния и их сплавов применяют борные (Ов = 2500-ь3500 МПа, Е — 38-=-420 ГПа) и углеродные (Ов = 1400- -3500 МПа, Е = 160-ь450 ГПа) волокна, а также волокна из тугоплавких соединений (карбидов, нитридов, боридов и оксидов), имеющих высокие прочность и модуль упругости. Так, волокна карбида кремния диаметром 100 мкм имеют Ов = = 2500-ь3500 МПа, Е = 450 ГПа. Нередко используют в качестве волокон проволоку из высокопрочных сталей. [c.424]

Бескислородное соединение — карбид бора В4С—отличается высокими твердостью (HV 37,8 ГПа) и модулем упругости (483,4 ГПа), что предопределило его использование в качестве абразивного материала. Высокая износостойкость компактного карбида бора позволила использовать его в качестве деталей точных приборов. Имеются сообщения о том, что карбид бора был успешно применен для зготовления деталей газодинамических подшипников гироскопических приборов. [c.143]

Максимальная прочность сплавов системы Ti -Ni-Mo может составить 3 ГПа, что значительно ниже зкстремальной прочности сплава W — 10 % Со ( 8 ГПа). Основной причиной такого положения является низкий модуль упругости карбида титана по сравнению с карбидом вольфрама [95]. [c.78]

Большинство ниобиевых сплавов (табл. 19.5) отличается хорошей деформируемостью, свариваемостью и неплохой прочностью. На сегодняшний день упрочняющее легирование ниобия осуществляется простым упрочнением твердого раствора тугоплавкими элементами с высокими модулями упругости и дисперсного упрочнения карбидами типа МеС. Для образования твердых растворов замещейия, отличающихся повышенным сопротивлением ползучести, чаще всего вводят вольфрам, молибден и тантал. Элементы с высокой реакционной способностью, цирконий и гафний, взаимодействуя с углеродом и азотом, образуют очень мелкие выделения, еще более повышающие сопро1ивление ползучести. Алюминий и титан повышают стойкость основного металла против окисления однако они понижают температуру плавления и поэтому отрицательно сказываются на прочности. Сплавы выплавляют электроннолучевым способом или в вакуумной печи с двумя расходуемыми электродами и с последующей обработкой давлением. Литейные ниобиевые сплавы не известны. [c.310]

Армирующими наполнителями чаще служат дисперсные частицы тугоплавких оксидов, нитридов, боридов, карбидов (АЦОз, ТЬОг, НЮг, ВК, 81С, ВезС и др.). Эти тугоплавкие соединения имеют высокие значения модуля упругости, низкую плотность, значительную инертность в отношении материала матриц. Так, например, модуль упругости оксидов ТЬОг и АЦОз равен 380,5-10 и 146,12-10 МПа, а плотность — 1,0 и 3,97 г/см соответственно. [c.254]

Композиционные материалы с титановой матрицей армируют с целью увеличения модуля упругости и повышения рабочих температур. Производство композиционных материалов с титановой матрицей связано с необходимостью нагрева до высоких температур, что резко активизирует способность матрицы к газопоглощению и взаимодействию со многими упрочните-лями (бором, карбидом кремния, оксидом алюминия и др.). [c.278]

Упрочнение алюминия, магния и титана и их сплавов высокопрочными или выебкомодульными волокнами позволяет создавать КМ с высокой удельной прочностью и жесткостью и регулируемой анизотропией. Под удельной прочностью понимают прочность материала, отнесенную к его плотности = <3jy. Под удельной жесткостью понимают отношение модуля упругости материала к его плотности уд = Е/у. В качестве армирующих элементов используют волокна бора, борсика, углерода (УВ), карбида кремния, высоко- [c.120]

Конструкционная керамика — это материал на основе тугоплавких соединений (карбидов, нитридов, боридов, оксидов), которые отличаются высокими температурой плавления, твердостью, модулем упругости, химически инертны, имеют большой диапазон электрических и тепловых свойств (от сверхпроводников до диэлектриков, от теплоизоляторов до высокотеплоотводащих материалов), обладают специфическими свойствами (эмиссионными, оптическими, ядер-ными, каталитическими). [c.136]

Армирующими наполнителями чаще служат дисперсные частицы тугоплавких оксидов, нитридов, боридов, карбидов (AIO3, ТЬОг, HfOgBN, Si , ВезС и др.). Эти тугоплавкие соединения имеют высокие значения модуля упругости, низкую плотность, зна- [c.295]

Основное условие создания конструкций — жесткость и устойчивость материала. Важным свойством последнего является удельный модуль упругости (отношение модуля упругости к плотности). Промышленные материалы, такие, как сталь, алюминий, титан и стекло, имеют близкие значения удельного модуля упругости. Органические материалы характеризуются более низкими величинами отношения модуля упругости к плотности. Для повышения удельного модуля упругости конструктор вынужден в основном использовать материалы с более низкой плотностью и увеличивать размер сечения, чтобы обеспечить жесткость при изгибе без превышения массы. Однако для ряда конструкций этот выбор практически невозмон ен и требуется материал, обладаю-ш,ий повышенным отношением модуля упругости к плотности. Бор и углерод, которые обладают ковалентной связью, имеют более высокий удельный модуль (15 X 10 см) по сравнению с материалами, которые имеют металлическую или ионную связь. Другие материалы, имеющие высокую долю ковалентной связи, такие, как карбид бора, карбид кремния, окись алюминия, также обладают высоким удельным модулем упругости. [c.12]

Для того чтобы иметь наиболее высокий удельный модуль упругости материала, требуется не только большая доля ковалентной связи в твердом состоянии, но одновременно низкая плотность. Промышленные металлы, такие, как алюминий, кобальт, медь, хром, железо, магний, никель и титан, имеют удельный модуль упругости в пределах 1,3—3,5 X 10 см. Органические полимеры имеют обычно гораздо меньшие величины удельного модуля. К сожалению, материалы с высоким удельным модулем, например бор и карбиды, не могут быть использованы для изготовления крупногабаритных инженерных конструкций. Более того, они очень хрупки, и поэтому очень чувствительны к трещинам и дефектам, что не позволяет их применить в крупных сечениях. Действительно, материалы с высоким удельным модулем не могут быть использованы, если одновременно не достигается высокая прочность инн<енерной конструкции. Необходимость сочетания прочности и вязкости при растягивающих нагрузках, [c.12]

L Исходя из задач, поставленных в этом томе, слоистые композиционные материалы рассматривают как материалы, упрочнен-ныедповторяющимися слоями упрочняющего компонента с высоким модулем упругости и прочностью, которые располагаются в более пластичной и хорошо обрабатываемой металлической матрице. Межпластинчатые расстояния имеют микроскопический размер, так что в конструкционных элементах материал может рассматриваться как анизотропный и гомогенный в соответствующем масштабе. Эти композиции относятся к конструкционным материалам, и поэтому не включают многие типы плакированных материалов, в которых сдой может рассматриваться как конструкционный элемент с защитным от окружающей среды покрытием, являющимся вторым компонентом конструкционного материала. В качестве примера конструкционного слоистого композиционного материала можно привести композицию карбид бора — титан, в которой упрочняющим повторяющимся компонентом служат пленки карбида бора толщиной 5—25 мкм, полученные методом химического осаждения из паров. Другим примером являются эвтектические композиционные материалы, такие, как Ni—Мо и А1—Си, в которых две фазы кристаллизуются в виде чередующихся пластинок. Оба этих эвтектических композиционных материала состоят из пластичной металлической матрицы, упрочненной более прочной пластинчатой фазой с более высоким модулем упругости. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...