Дисперсионное упрочнение сплавов

Целью этой главы является описание свойств композитов, т. е.. материалов, состоящих из двух или нескольких взаимно нерастворимых компонентов (фаз). Согласно этому определению, к композитам относятся дисперсионно упрочненные сплавы, бетоны, металлы с покрытием и т. д. Поликристаллические тела, состоящие из одного вещества, тоже можно отнести к этому классу материалов, рассматривая гранулы с разной ориентацией как различные фазы. [c.62]

Наблюдения влияния твердых частиц на прочность при сколе показывают важность двух параметров, а именно размера частиц и расстояния между ними. Например, в работе [79] приведены зависимости хрупкого разрушения от объемного содержания твердой фазы для большого количества дисперсионно упрочненных сплавов с гранецентрированной (ГЦК) решеткой и показано, что [c.79]

В сплавах карбида вольфрама С молибденом может быть 90 и более процентов твердой фазы. Между частицами карбида вольфрама существуют контакты, хорошо различимые в микроскопе. А в дисперсионно-упрочненных сплавах содержание твердой фазы составляет не более 20 процентов. Твердые частицы упрочняющей фазы изолированы, здесь металлической фазой. Композиция карбида вольфрама с кобальтом как исключение причислена к классу дисперсионно-упрочненных сплавов. Над загадкой счастливого брака карбида вольфрама и кобальта и технологией получения твердых сплавов на их основе продолжают работать научные коллективы многих стран. [c.79]

Термическая обработка, микроструктура и дисперсионное упрочнение сплавов многокомпонентной промышленной серии 2000 могут быть поняты до некоторой степени при изучении основной бинарной системы А1 — Си. Алюминиевый угол диаграммы состояния этой системы показан на рис. 85. Алюминий может удерживать в твердом растворе до 5,7 % меди. Сплавы серии 2000 нагреваются под закалку до температуры в пределах от 493 до 535°С. [c.234]

СВОЙСТВ при служебных температурах, которые на несколько сот градусов ниже точки начала их плавления такие материалы, однако, необходимы для изделий, разрабатываемых в 70-х годах [65]. Микроструктуры жаропрочных сплавов, упрочненных v -фа-зой, часто оказываются нестабильными при таких температурах (например, из-за повторного растворения выделившихся частиц). Упрочнение за счет образования твердых растворов при этих температурах еще менее эффективно высокие скорости диффузии способствуют переползанию дислокаций, что облегчает пластическую деформацию дисперсионно-упрочненных сплавов. Кроме высокотемпературных механических свойств при создании улучшенных жаропрочных материалов должны учитываться такие важные параметры, как сопротивление коррозии и технологичность. [c.113]

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСИОННО-УПРОЧНЕННЫХ СПЛАВОВ [c.128]

Таким образом, деформационное упрочнение тугоплавких ОЦК металлов и твердых растворов на их основе, недостаточно эффективное при рабочих температурах выше 0,4 Гпл, может быть полезным для дополнительного высокотемпературного упрочнения дисперсионно-упрочненных сплавов на основе ОЦК тугоплавких металлов благодаря выделению упрочняющих фаз.. [c.139]

Эффективность дисперсионного упрочнения сплавов, относя-ш,ихся к квазибинарному разрезу Me —М.е тХп, сильно зависит от температуры этой эвтектики, ограничивающей рабочую температуру сплава, от объемного содержания тугоплавкого упрочняющего соединения в эвтектике, определяющего уровень жаропрочности сплавов, и от растворимости упрочняющего соединения в металле-основе, достаточно большая величина которой позволяет реализовать эффект дисперсионного упрочнения путем закалки с высоких температур и старения доэвтектических сплавов с умеренным содержанием упрочняющей фазы. [c.160]

ДИСПЕРСИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ НИОБИЯ [c.175]

ДИСПЕРСИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ СПЛАВОВ НИОБИЯ ТУГОПЛАВКИМИ КАРБИДАМИ, НИТРИДАМИ И ОКИСЛАМИ [c.267]

Использование гетерофазных дисперсионно-упрочненных сплавов позволяет, как было показано в предыдущих разделах, реализовать дополнительно такие резервы повышения жаропрочности, как термическая обработка и деформационное упрочнение. [c.267]

ДИСПЕРСИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ВАНАДИЯ, ТАНТАЛА, ХРОМА, МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА [c.277]

Наличие систем V—Me с ограниченной меняющейся с температурой растворимостью металла в ванадии (Zr, Hf, Re, Fe, Со, Ni и т. д.) свидетельствует о возможности дисперсионного упрочнения сплавов ванадия металлическими фазами. Однако, как и для всех тугоплавких металлов, процессы коагуляции металлических фаз развиваются при достаточно низких температурах. [c.277]

Исходя из рассмотренной систематизации тройных диаграмм состояния с элементами внедрения [4, 5], системы V—Zr(Hf)— (N) [1, 6], относящиеся к П1 типу диаграмм состояния по принятой систематизации (см. табл. 18), являются перспективными для разработки дисперсионно-упрочненных сплавов. К перспективной можно также отнести систему V—Ti—N [2] (II тип диаграммы) и [c.277]

Высокая сопротивляемость ползучести большинства современных жаропрочных металлических материалов создается присутствием мелкой и достаточно устойчивой (в отношении коалесценции) дисперсной фазы. Обычно такая фаза образуется при распаде твердого раствора в процессе термообработки (дисперсионно упрочненные сплавы) или вводится в состав сплава иным путем, например, методами порошковой металлургии (дисперсно упрочненные системы или дисперсные композиты). [c.55]

РИС. 4.1. Зависимость параметра ш от напряжения ст при различных температурах для дисперсионно упрочненного сплава Zr-6Sn-1Me [98]. [c.61]

Типичный пример зависимости среднего эффективного и приложенного напряжений от температуры представлен на рис, 8.3 (дисперсионно упрочненный сплав Ът - 2,5 NЬ [ 174]). Из рисунка Видно, что среднее эффективное напряжение, измеренное методом нулевой скорости ползучести, составляет существенную часть приложенного напряжения и при данном напряжении растет с повышением температуры. [c.92]

Наиболее распространенным на практике методом повышения сопротивляемости ползучести является создание в сплаве стабильной дисперсной фазы в результате дисперсионного твердения. Дисперсные частицы на границах матричных зерен препятствуют сдвигу по границам зерен, что не только снижает скорость ползучести из-за подавления сдвиговых приграничных процессов, но и делает более эффективным полезное действие обратных напряжений на дислокации, поскольку в этом случае такие напряжения не релаксируют (обычно их релаксация осуществляется при сдвиге по границам зерен). Движущие дислокации в зернах дисперсионно упрочненного сплава могут взаимодействовать с дисперсными частицами, участвовать в поперечном скольжении, вызывать деформацию частиц или их разрущение. Неудивительно, что при такой сложности данной проблемы в этой области проведено очень мало экспериментальных работ или теоретических исследований, направленных на дальнейшее изучение природы ползучести многофазных сплавов. [c.288]

Полученные данные и приведенный выше анализ позволяют дать обобщенную концепцию поведения дисперсионно упрочненных сплавов, включающую также и высокотемпературную ползучесть. При этом будет рассмотрена стабильная дисперсная фаза, внедренная в матрицу, в которой дислокации и растворенные атомы не взаимодействуют. При данных условиях можно ожидать, что для первой стадии ползучести будет справедливо уравнение (35), выведенное для движения винтовых дислокаций, имеющих пороги. Такая неустановившаяся ползучесть будет отличаться от ползучести, которая происходит в свободном от дисперсии альфа-твердом растворе, поскольку присутствие дисперсных частиц обусловливает интенсивное поперечное скольжение. [c.293]

Множественное и поперечное скольжение вблизи диспергированных частиц приведет к большому числу центров зарождения дислокационных сплетений и, вследствие этого, к более быстрому уменьшению свободно движущихся винтовых дислокаций по сравнению с аналогичным альфа-твердым раствором. Из-за наличия частиц и связанных с ними дислокационных сплетений плотность подвижных винтовых дислокаций для одного и того же уровня напряжений и температуры будет меньше, чем для альфа-твердого раствора. Если дислокации имеют большое число порогов, то энергия активации ползучести при более низком напряжении равна примерно энергии активации самодиффузии. Однако при более высоких напряжениях и, в частности, для металлов с низкой энергией дефектов упаковки энергия активации ползучести с увеличением приложенного напряжения должна уменьшаться линейно. Поскольку структурный фактор р, так же как и величина энергии активации, зависит от напряжения, пока не представляется возможным обоснованно предсказать общую зависимость высокотемпературной ползучести дисперсионно упрочненных сплавов от напряжения. Скорость ползучести для второй стадии процесса может быть выражена уравнением [c.293]

Важно отметить, что огрубление структуры дисперсионно упрочненного сплава в процессе ползучести осуществляется значительно быстрее. Небольшое увеличение диффузионной под- [c.297]

На этом примере видно, что соединения с большой теплотой образования характеризуются наибольшей структурной стабильностью. С этой точки зрения, оптимальными свойствами обладают дисперсионно упрочненные сплавы, содержащие частицы окислов, но и менее стабильные системы также могут иметь практическое значение. Необходимо учитывать при оценке свойств системы, в частности ее стабильности, силы сцепления между матрицей и дисперсными частицами выделений. [c.298]

ДИСПЕРСИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ СПЛАВОВ [c.42]

Возможность упрочнения с помощью легирования твердого раствора для ниобиевых и танталовых сплавов значительна, тогда как растворимость большинства элементов в молибдене и вольфраме невелика и существенно повысить жаропрочность этим способом нельзя. Для указанных металлов используют дисперсионное упрочнение. [c.529]

Однако если первые три стадии процесса приводят к упрочнению сплава (так называемому дисперсионному твердению), то четвертая стадия (коагуляция дисперсных частиц) связана со снижением твердости (рис. 13.13). [c.213]

Современными методами легирования (т.е. внесения в решетку чужеродных атомов), создающими всякого рода несовершенства и искажения кристаллической решетки, являются методы создания препятствий для свободного перемещения дислокаций (блокирюва-ния дислокаций). К данной технологии относятся способы образования структур с так называемыми упрочняющими фазами, вызывающими дисперсионное твердение, и др. Известны следующие методы п]юизводства дисперсионно-упрочненных сплавов порошковые методы, методы взаимодействия твердого металла с газовой средой (метод окисления и азотирования) и металлургические методы- (плавка и легирование тугоплавкими металлами). [c.27]

Композиты, армированные такими элементами, у которых все размеры являются величинами одного порядка, называются гранулированными ). Материалы, которые можно отнести к гранулированным композитам, разнообразны по своей природе от дисперсионно-упрочненных сплавов и синтетических пенопластов до облученных нейтронами металлов, имеющих дисперсные вакансии. Поликристаллические 1ела также можно отнести к этому классу, считая, что их матрица имеет нулевой объем. Несмотря на то что в настоящее время основное внимание уделяется волокнистым композитам, гранулированные композиты занимают несколько особое положение именно для них были впервые разработаны аналитические методы. [c.63]

Заманчивое направление разработки дисперсионно-упрочненных сплавов связано с попыткой повысить жаропрочность мате-Лзиала путем формирования у -выделений в сплаве, упрочненном дисперсией [291, 294]. Один из таких сплавов на основе системы [c.117]

Метод рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) используют при исследовании процессов диффузии (объемной, поверхностной, граничной) и влияния на эти процессы различных факторов (примесей, структуры, напряжения) изучении химического состава субмикроскопических зон, возникающих при дисперсионном упрочнении сплавов изучении распределения примесей у границ зерен и распределения легирующих элементов, минеральных включений и т. д. [c.496]

Металловедению ванадия, ниобия, молибдена, вольфрама, хрома и их сплавов посвяш ены обстоятельные монографии советских ученых [1—4 и др.]. Физико-химические принципы разработки жаропрочных сплавов в связи с диаграммами состояния, основанные на учении академика Н. С. Курнакова, развиты в обобш,ающих трудах [5—8]. Структура и свойства тугоплавких металлов и их сплавов детально рассмотрены в монографиях [9—12]. Систематически изложены также теория и практика дисперсионного упрочнения сплавов железа, никеля и кобальта [13—16], Однако дисперсионное упрочнение тугоплавких металлов, представляюш.ее наиболее важный метод повышения жаропрочности их сплавов, пока еш,е не получило адекватного освещения. Исследования дисперсионного упрочнения тугоплавких мета.рлов карбидами, нитридами, оксидами, боридами переходных металлв, опубликованные в периодической литературе, были детально проанализированы с позиций физичеС кого металловедения [11], однако необходима систематизация и дальнейшее обобщение имеющихся данных в аспекте электронного строения и физико-химического анализа сплавов. В монографии сделана попытка восполнить этот пробел. [c.3]

Исходя из рассмотренной систематизации тройных диаграмм состояния [4, 5] системы Сг — Meiv — С и Сг — Меу — С (за исключением Сг — V — С), а также Сг — Zr(Hf) В являются перспективными для разработки дисперсионно-упрочненных сплавов. Для этого составы сплавов должны находиться в двухфазной области на соответствующих тройных диаграммах, характеризующихся устойчивым равновесием между хромом и соединением Meiv(V) (B), образующими между собой квазибинарную диаграмму эвтектического типа. Это предопределяет возможность получения двух типов сплавов дисперсионно-твердеющих и сплавов эвтектического типа. [c.282]

Сплавы вольфрама эвтектического типа, как это следует из закономерностей изменения свойств для соответствующих диаграмм состав—свойство, должны характеризоваться высокой прочностью при температурах вплоть до 0,6—0,7 Тил- В литературе имеются ограниченные сведения, касающиеся подобных сплавов на основе вольфрама. Так, при температуре 2100° С (0,6 Тпл) прочность литейного сплава [83] W — 12,7% Nb — 0,14% Zr — 0,29% V — 0,19% С оказывается выше прочности большинства дисперсионно-упрочненных сплавов на основе W и W—Re (см. рис. 122). Твердость при комнатной температуре сплавов, содержащих более 0,3— 0,6 мол. % Meiv , составляет 900—1200 кгс/мм , что превосходит значение твердости всех известных сплавов на основе вольфрама. [c.298]

Уиртмен [67] и Ансел и Уиртмен [68] показали, что деформация дисперсионно упрочненного сплава при постоянном напряжении может протекать при высоких температурах непрерывно в результате переползания дислокаций. Они предположили, что дислокации генерируются фиксированными источниками Франка — Рида, число которых М беспорядочно распределено в заданном единичном объеме. Под действием приложенного напряжения дислокации движутся от этих источников, образуя серии концентрических колец с максимальным радиусом Ь, до момента взаимодействия их друг с другом, что приводит к закупорке источников. Когда дислокации из внешнего кольца серии начинают переползать и взаимно аннигилировать, то площадь вокруг каждого источника, охваченная этими процессами, равна [c.289]

Регулируемые входные направляющие аппараты 2 у вентилятора и 7 у осевого компрессора, а также регулируемые направляющие аппараты 4 у вентилятора и 9 — у компрессора. Ротор 9 КВД моноблочный, сварной из высокопрочного никелевого сплава, диски получены методом изостатического прессования. Камера сгорания 10 с тепловой защитой керамическими покрытиями, перспективной системой охлаждения, с применением дисперсионно-упрочненных сплавов. Корпус 12 турбины высокого давления 14 имеет систему активного управления зазорами, с рядом кольцевых деталей из керамических и композиционных материалов. Диск ротора турбины высокого давления получен изостатическим прессованием никелевых сплавов, а лопатки — монокристалличе-ские или из эвтектических сплавов. Намечено применение регулируемые сопловых аппаратов 11 и 13 турбин и смесителя 16. Реали-552 [c.552]

Естественно, упрочнение сплава вследствие дисперсионного твердения повышает прочность в то же время перестарива-ние сплава, т. е. его разупрочнение вследствие коагуляции избыточной фазы снижает жаропрочность. [c.461]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...