КАРБИД Прочность — Пределы

Перспективными высокотемпературными материалами являются композиционные материалы на основе карбида и нитрида кремния. Эти соединения обладают существенными преимуществами более высоким сопротивлением ползучести при температурах до 1600° С, малой плотностью (3 г/см ) и хорошим сопротивлением высокотемпературному окислению (это особенно относится к карбиду кремния). Например, предел прочности карбида кремния равен 45 кгс/мм при 1500° С. При температуре 1480° С и напряжении 35 кгс/мм ползучести карбида кремния не обнаружено [129]. [c.28]

Потеря прочности волокон и композиционного материала по сравнению с расчетными значениями иногда достигает 30% например, по данным [120] волокна карбида кремния, экстрагированные из титанового композиционного материала системы титан— карбид кремния, имеют предел прочности 210 кгс/мм вместо предела 320 кгс/мм , измеренного до изготовления композиции. Наиболее существенными причинами указанного снижения свойств является химическое взаимодействие на границах раздела матрица—волокно и волокно—подложка. Причем первое имеет превалирующее значение, т. е. наиболее существенное снижение свойств наблюдается в результате растворения, образования новых фаз, охрупчивания и прочих процессов, протекающих на границе раздела матрицы с волокном. [c.29]

Механические и физические свойства. Предел прочности на изгиб и твердость порошкового твердого сплава зависят от содержания в нем кобальта. Чем больше в твердом сплаве кобальта и чем крупнее зерна карбидов, тем выше предел прочности на изгиб, но тем ниже твердость. Однако повышение содержания кобальта сверх 15% нарушает сплошной каркас из зерен карбида и резко снижает предел прочности на изгиб. В случае уменьшения содержания кобальта и применения мелкозернистых карбидов, которые лучше растворяются в кобальте, вязкость и предел прочности на изгиб снижаются, но твердость и износостойкость увеличиваются. [c.418]

Карбиды вольфрама Кобальт Предел прочности при изгибе в кГ/мм (не менее) Удельный вес Твердость 4, (не менее) [c.273]

Для строительных сталей используют легирующие элементы, в основном упрочняющие твердый раствор а-железа, - кремний, марганец, никель, хром, медь - и в меньшей степени элементы, образующие специальные карбиды и нитриды. Предел текучести и временное сопротивление проката из большинства низколегированных сталей повышенной прочности не превышают соответственно 350 и 500 МПа. Более высокий уровень легирования сдерживается ухудшением свариваемости, снижением сопротивления хрупкому разрушению и экономической эффективности. [c.164]

Взаимодействие с углеродом. Углерод образует с титаном стойкий карбид Ti , повышает температуру его полиморфного превращения, увеличивает прочностные и снижает пластические свойства. Каждая сотая доля процента углерода увеличивает предел прочности на 7 МПа и твердость на 19 МПа. Титан в жидком состоянии активно взаимодействует с парами воды, СО, СОг, углеводородными и другими газами. [c.302]

При исследовании металла на вырезах из паропроводов определяются химический состав металла, в том числе содержание легирующих элементов в карбидах твердость (НВ) металла по поперечному сечению механические свойства металла при комнатной и рабочей температурах - предел прочности, предел текучести, относи- [c.117]

В упрочненных частицами металлах твердые частицы чаще всего увеличивают прочность и твердость, а пластичная матрица придает материалу вязкость и пластичность. В одном крайнем случае частицы в композитах способствуют увеличению предела текучести по сути пластичных металлов. Например, такую роль играют цементитные частицы (карбид железа) в малоуглеродистых сталях. В другом крайнем случае функция матрицы заключается в придании твердым и по существу хрупким материалам некоторой доли вязкости. Эту задачу, например, выполняет связующий металл в спеченных карбидах. [c.58]

Последующее обсуждение влияния содержания твердой фазы и расстояния между частицами основано главным образом на данных по прочности углеродистых сталей и спеченных карбидов при комнатной температуре. Содержание твердой фазы в двух сплавах достигало 22,3% по объему цементита в стали (1,46% С) и 90% по объему С в керамическом сплаве С — Со (6% Со). Эти величины были близкими к верхним пределам для промышленных марок. [c.83]

Спеченный карбид С — Со представляет собой одну из немногих систем, свойства которых определены в широком диапазоне изменения составов. С — твердая и хрупкая составляющая, а Со (в действительности богатый кобальтом твердый раствор) относительно мягкий и пластичный. Влияние состава, т. е. процентного содержания карбида, на механические свойства показано на рис. 15 для сплавов с приблизительно одинаковым средним размером частиц. С увеличением содержания карбида предел текучести и твердость увеличиваются монотонно, тогда как прочности при растяжении и изгибе достигают максимальных величин при промежуточном составе. В сплавах постоянного состава со сравнимой историей и микроструктурой уменьшение размера частиц W влияет на твердость и прочность так же, как и изменение состава (рис. 16). Максимум прочности обнаруживается также для нескольких составов на графике зависимости прочности при изгибе от среднего свободного пути, как показано на рис. 17. [c.85]

В общем случае, если в качестве характерного примера рассмотреть углеродистые стали и спеченные карбиды, то по приведенным ниже соображениям можно попытаться связать характер наблюдаемых видов разрушения с некоторыми параметрами, которые определяют прочность. Предел текучести и напряжение текучести двухфазных сплавов непосредственно обсуждаться не будут. Отметим лишь, что в сфероидизированных сталях и спеченных карбидах [c.89]

Зависимость предела прочности МПа, для стали, содержащей феррит и карбиды, имеет вид [c.212]

Пределы прочности для наплавок со структурами мартенсит, перлит + цементит, аустенит +мартенсит и аустенит-f карбиды внутри каждой группы близки между собой, износостойкости сплавов, принадлежащих к одной группе, отличаются незначительно и для них зависимости между е и Ств также не наблюдается. [c.172]

Химико-термическая обработка стальных деталей основана на поверхностном насыщении стальных деталей углеродом, азотом, алюминием, бором (цементирование, азотирование, алитирование, борирование). Она значительно повышает долговечность деталей, их контактную и усталостную прочность. Напряжения изгиба при хрупком разрушении и предел прочности получаются максимальными при поверхностном содержании углерода 0,8—1,0%. Наиболее высокий предел выносливости имеют детали, диффузионный слой которых состоит из мелкоигольчатого мартенсита и мелких карбидов 9—66 129 [c.129]

Предел прочности композиций, армированных волокнами углерода и карбида кремния в зависимости от давления при пропитке, изменяется по кривой с максимумом. Давление необходимо для обеспечения полной пропитки детали и создания минимального взаимодействия, достаточного для достижения оптимальной прочности связи волокна с матрицей. Однако слишком высокое давление пропитки приводит к значительному разупрочнению волокна и снижению свойств. [c.9]

На рис. 10 приведена температурная зависимость прочности волокон карбида кремния, из которой видно, что предел прочности [c.36]

В табл. 1 приведены максимальные значения прочности нитевидных кристаллов и непрерывных волокон тугоплавких соединений. Обращает на себя внимание тот факт, что предел прочности нитевидных кристаллов по максимальным значениям в большой степени отличается от средних значений предела прочности кристаллов, выпускаемых промышленностью. Например, средний предел прочности нитевидных кристаллов карбида кремния составляет 700—1000 кгс/мм , в то время как максимальные значения предела прочности нитевидных кристаллов, полученных в лабораторных условиях, достигают 3700 кгс/мм . Непрерывные волокна карбида кремния имеют средний предел прочности 200— 250 кгс/мм , а максимально достигаемый предел прочности в лабораторных условиях составляет 500—700 кгс/мм . [c.41]

Разработан метод получения пропиткой композиционного материала на основе алюминия, упрочненного волокном из карбида кремния [113]. Особенностью изготовления этого материала является весьма высокая температура расплава, достигающая 1050° С, необходимая для обеспечения хорошей смачиваемости волокна расплавленным металлом. В результате контактного взаимодействия волокна с [расплавленным металлом при этой температуре его прочность снижается более чем на 30% (с 350 до 220 кгс/мм ). Для снижения температуры пропитки и улучшения смачиваемости было предложено наносить на волокна карбида кремния покрытия из никеля, меди или вольфрама. Применение покрытия позволяет снизить температуру пропитки до 700° С и сократить до нескольких минут время пропитки. Изготовленный по такой технологии материал с матрицей из алюминия (предел прочности 3 кгс/мм , относительное удлинение 40%), упрочненный 15 об. % волокна с покрытием, имел предел прочности 24 кгс/мм и относительное удлинение 0,6%. [c.97]

Метод вакуумной пропитки применяли для получения композиционного материала алюминий — углеродное волокно. На жгуты из углеродного волокна наносили покрытие из кремния, карбида кремния или никеля, улучшающее смачиваемость и уменьшающее взаимодействие волокна с расплавом. Жгуты с покрытыми волокнами в вакууме (2—5) 10 мм рт, ст, загружали в расплавленный алюминий. Полученный композиционный материал, содержащий 30 об.% углеродного волокна, имел предел прочности 75 кгс/см (патент Японии № 7300106, 1973 г.). [c.100]

Титан — волокна карбида кремния. Композиционный материал на основе титанового сплава Ti—6% AI—4% V получали в вакууме 4-10 мм рт. ст. при температуре 870° С, давлении 420 кгс/см и времени выдержки 60 мин [216]. Предел прочности применяемого волокна составлял 210—280 кгс/мм . Композиционный материал, содержащий 23 об. % волокна, имел предел прочности в продольном направлении 112 кгс/мм . [c.141]

Никель — графитовое волокно. Композиционный материал никель — углеродное волокно получали горячим прессованием прядей графитового волокна, уложенных в одном направлении, на которые предварительно наносилось электролитическим методом никелевое покрытие толщиной 1—3 мкм [203, 204]. Для предотвращения взаимодействия волокна с никелевой матрицей на углеродное волокно наносят карбидные покрытия (патент США № 3796587, 1972 г.). В качестве примера применения карбидного покрытия на графитовом волокне может служить покрытие из карбида титана, наносимое на волокно методом его погружения в расплав, состоящий из металла-носителя, не взаимодействующего с волокном, например индия и растворенного в нем титана. Расплав содержал 99,5% индия и 0,5% титана. Для покрытия волокно погружали в такой расплав, нагретый до температуры 850° С, на 4 мин. После отмывки этого волокна в течение 15 мин в 50%-ном растворе соляной кислоты на поверхности графитового волокна оставался слой покрытия карбида титана толщиной 0,5 мкм. Режимы диффузионной сварки углеродного волокна с никелевым покрытием, приведенные в указанных выше работах, примерно одинаковы. Во всех случаях прессование осуществлялось в вакууме 2-10 —1 10 мм рт. ст. при температуре 840—1100° С, давлении 100—175 кгс/см в течение 45—60 мин. Оптимальный режим получения композиционного материала с углеродным волокном без нанесенного предварительного защитного покрытия температура 1050° С, давление 140 кгс/см и время выдержки 60 мин. Полученный по такому режиму материал, содержащий 46—55 об. % волокна Торнел-50, имел предел прочности 55—73 кгс/мм . [c.143]

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]

Повышает точки Ас, и A f Повышает температуру рокристалЛизацВ в, твердость, предел прочности и предел текучести феррита, снижает пластичность. В сложнолегированных сталях (быстрорежущих, штам-повых и т. п.) в качестве стабильной фазы присутствуют карбиды типа М,С—(FejWi ) и МиС,—(Ре, Сг, W)i, ,. Вольфрам и образуемые им карбиды уменьшают склонность аустенита к росту зерна.. Вольфрам повышает устойчивость аустенита а перлитной области, почти не влияя на его устойчивость в про- [c.76]

Изменение характера упрочнения двухфазных сплавов в сравнении с ниобием и однофазными сплавами определяется, как известно, барьерным действием дисперсных фаз, в данном случае карбидов, на движение дислокаций [216]. Интенсивное деформационное упрочнение карбидсодержащих сплавов позволяет повысить предел прочности и предел текучести ниобия при легировании его металлами IV А группы и углеродом до 100—110 кгс/мм и 90 кгс/мм соответственно при степени деформации порядка 80% [85]. Такое интенсивное деформационное упрочнение имеет немаловажную роль в проблеме повышения жаропрочности сплавов ниобия. Как будет показано позже, температура рекристаллизации сплавов с высоким содержанием карбидов значительно выше рабочих тем- [c.203]

Применяют различные виды наплавочных материалов, например порошковую смесь карбидов W2 - -W в эвтектической пропорции . Этой смесью заполняют железную трубку. Наплавление проводят с помощью расплавления железной трубки. Наплавленный слой состоит из железа с bkjuoi-ния-ми карбидов вольфрама. При высокой твердости и износостойкостн, превышающей остальные наплавочные материалы, этот наплавочный материал обладает весьма высокой хрупкостью. Предел прочности при изгибе составляет всего лишь 30—50 кгс/мм (при растяжении — близок к нулю). [c.507]

Исследования показали, что по химическому составу металл отливки корпуса задвижки соответствовал стали А-352 1СВ по АЗТМ и в зоне разрушения находился в охрупченном состоянии ударная вязкость КСУ 4д при пониженной температуре составляла 12 Дж/см , относительное удлинение 8 — 23,8%. Металл имел ферритно-перлитную структуру с крупными равноосными зернами и включениями карбидов внутри зерен феррита. Охрупчивание металла отливки в зоне разрушения было вызвано наличием усадочных межкристаллитных несплошностей и проявлением водородной хрупкости. По значениям прочности, твердости и относительного сужения металл отвечал требованиям нормативных документов к отливкам, предназначенным для эксплуатации в средах с высоким содержанием сероводорода. Разрушение стенки корпуса задвижки произошло в результате быстрого развития трещин, образовавшихся в металле под воздействием напряжений, превышающих предел текучести, в зоне расположения усадочных несплошностей. Наличие высоких напряжений в металле в момент, предшествовавший разрушению, подтверждалось тем, что в зоне зарождения и нестабильного роста трещин преобладал вязкий характер разрушения. Характер излома корпуса задвижки в зонах зарождения и докритического роста трещины смешанный, а в зоне лавинообразного разрушения — хрупкий с шевронным узором. Охрупчивание металла, вызванное его пониженной ударной вязкостью, способствовало лавинообразному развитию разрушения. На гболее вероятной причиной разрушения задвижки явилось, по-видимому, размораживание ее корпуса. [c.52]

При весьма высокой TBepAo TVi и 1 (гюсостопкости, превышающих аналогичные свойства большинства из известных в технике материалов, литые карбиды вольфрама обладают значительной хрупкостью. Так, предел прочности при изгибе составляет только 30—50 кг/мм-. [c.563]

Дальнейшие исследования особенностей влияния шлифовки на усталостную прочность титановых сплавов показали [172], что существенное значение имеет материал и зернистость абразива, режимы и шлифовальное оборудование. Определено, что по производительности и по меньшему снижению усталостной прочности лучшими являются круги из зеленого карбида кремния, борсиликокарбида и карбида бора, худшими—хромистый электрокорунд и монокорунд. Так, после шлифования образцов из сплава ВТЗ-1 кругами из зеленого карбида кремния усталостная прочность оказывается в 2 раза выше, чем после шлифования кругами из монокорунда. В некоторых странах (США, Япония) для шлифования деталей из титана применяют новые виды абразивных материалов - карбид циркония, корунд с присадками диоксида циркония и др. Важнейшими параметрами режима шлифования, оказывающими наибольшее влияние на усталость, являются смазочночэхлаждающая жидкость, величина подачи и скорость круга. Так, сухое шлифование приводит к микротрещинам в поверхностном слое даже при отсутствии при-жогов [ 172]. Охлаждение простой эмульсией уже повышает предел выносливости на 17 %, а применение в качестве охлаждения 10 %-ного раствора нитрата натрия и 0,5 %-ного бутилнафталинсульфоната увеличивает усталостную прочность по сравнению с сухим шлифованием на 33 %. Увеличение величины подачи заметно снижает усталостную прочность. Так, даже при охлаждении раствором нитрита натрия с увеличением [c.180]

М. Е. Гарбер исследовал карбиды легированием базисного чу-гуна (2,7—3,1% С) хромом в пределах 5,07—31,1% [22]. Количест но карбидов во всех чугунах было примерно одинаковым и состав ляло 26,6—32,0%, и только в сплавах с 29—31% Сг оно достигалс 35% по массе. Механические свойства изучали на литых образца после отпуска их при температуре 200° С в течение 2 ч. Повышение содержания хрома с 5,1 до 7,1% мало изменяет прочность чугунов Начиная с содержания 8,85% Сг механические показатели (вре менное сопротивление, предел прочности при изгибе) резко повыша ются. Дальнейшее повышение содержания хрома (до 20%) улучшает эти свойства. Для чугунов с содержанием хрома свыше 25% [c.58]

Получение композиционного материала методом горячего прессования в вакууме также описано в работе [178]. Для улучшения прочности связи матрицы с волокном и с целью исключения возможности образования на поверхности раздела углеродное волокно—алюминий карбида алюминия на поверхность углеродных волокон наносили слой меди толщиной 0,2—0,4 мкм. Исходные волокна имели предел прочности 200 кгс/мм , плотность 1,73 г/см средний диаметр отдельных волокон был равен 8 мкм. Материал получали в вакууме 2—5 10 мм рт. ст. при температуре 620—650° С и времени выдержки 30—120 мин прессованием пакетов из чередующихся слоев алюминиевой фольги и однонаправленного углеродного волокна с медным покрытием. Предел прочности композиций, содержащих 10—15 об. % волокон, был равен 23—32 кгс/мм , а композиций с 20—40 об. % волокон — 35—48 кгс/ мм . Микрорентгеноспектральное, электронно-микроскопическое исследования композиций, а также исследсвание в растровом электронном микроскопе не обнаружили повреждений углеродных волокон. [c.138]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...