Дисперсно-упрочненные жаропрочные материалы

В отличие от волокнистых композитов в дисперсно-упрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций и тем повышают ее сопротивление деформации. Высокая прочность достигается при размере частиц 10—500 нм при среднем расстоянии между ними 100— 500 нм и равномерном распределении их в матрице. Прочность и жаропрочность в зависимости от объемного содержания упрочняющих фаз не подчиняются закону аддитивности. Оптимальное содержание второй фазы для различных металлов неодинаково, но обычно не превышает 5—10 % (объемн.). [c.300]

Использование в качестве упрочняющих фаз стабильных тугоплавких соединений (оксиды тория, гафния, иттрия, сложные соединения оксидов и редкоземельных металлов), не растворяющихся в матричном металле, позволяет сохранить высокую прочность материала до 0,9—0,957 пл- В связи с этим такие материалы чаще применяют как жаропрочные. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы могут быть получены на основе большинства применяемых в технике металлов и сплавов. [c.300]

Если теперь возвратиться к феноменологическому подходу, различающему три основных типа упрочнения — твердорастворное, деформационное и дисперсное, то предложенная схема существенно облегчает анализ температурных пределов их применимости. Такой анализ является важной прикладной задачей для всех жаропрочных материалов, особенно для сплавов на основе тугоплавких металлов VA и VIA групп. [c.91]

Высокая прочность достигается при размере частиц упрочняющей фазы 10...500 нм, среднем расстоянии между ними 100...500 нм и равномерном распределении их в матрице. Оптимальное содержание частиц для обеспечения прочности и жаропрочности в различных дисперсно-упрочненных материалах неодинаково, но обычно не превышает [c.233]

Композиционные материалы ВДУ-1, ВДУ-2 и ВДУ-3 при умеренных температурах по прочности уступают жаропрочным никелевым сплавам. При комнатной температуре временное сопротивление разрыву сплавов ВДУ-1 и ВДУ-2 составляет 540—570 и 450—500 МПа соответственно, а у сплава ВДУ-3 — 800—850 МПа. Большая прочность сплава ВДУ-3 по сравнению с остальными двумя связана с легированием матрицы хромом. При высоких температурах по жаропрочности дисперсно-упрочненные сплавы превосходят стареющие деформируемые никелевые сплавы (табл. 10.4). [c.256]

Нуль-мерные упрочнители имеют очень малые размеры одного порядка во всех трех измерениях. Ими являются дисперсные частицы карбидов, оксидов нитридов и др. В дисперсно-упрочненных материалах несущим компонентом, воспринимающим нагрузки, является матрица. Дисперсные частицы препятствуют движению дислокаций при деформировании материала, за счет чего и происходит упрочнение. Поэтому дисперсно-упрочненные материалы имеют металлическую матрицу. Эти материалы характеризуются высокими показателями длительной прочности и сопротивления ползучести и применяются в качестве жаропрочных. [c.260]

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]

Более эффективным оказалось упрочнение металлов дисперсными включениями различных тугоплавких соединений, позволившее создать множество жаропрочных дисперсионно-упрочненных материалов (см. раздел Дисперсионно-упрочненные жаропрочные материа-алы . [c.483]

Более эффективным оказалось упрочнение металлов дисперсными включениями различных тугоплавких соединений, позволившее создать множество жаропрочных дисперсно-упрочненных материалов. [c.458]

Эффективность растворного упрочнения небольшая и сохраняется до температур около 0,6 - 0,65 пл- Материалы со структурой твердого раствора по жаропрочным свойствам уступают материалам, упрочненным дисперсными частицами. [c.496]

Высокое сопротивление ползучести некоторых сложных керамических материалов обусловливается большой энергией активации для механизма Пайерлса, интенсивным блокированием дислокаций растворенными атомами и большой энергией активации диффузии. У более пластичных материалов наиболее высокая сопротивляемость ползучести достигается, как уже указывалось выше, в результате введения н пластичную матрицу яа основе жаропрочного твердого раствора с о. ц. к. решеткой специальных твердых и одновременно стабильных фаз. Сопротивляемость ползучести таких сплавов определяется не только природой и распределением второй фазы, но и характеристиками ползучести более мягкой матрицы, в которую введена твердая фаза. Дополнительного повышения сопротивляемости ползучести сплава, содержащего дисперсную твердую фазу, можно достигнуть в результате дальнейшего упрочнения пластичной матрицы. Однако ниже будут рассмотрены только однофазные альфа-твердые растворы, чтобы выявить основные факторы, влияющие на поведение материала при ползучести. [c.299]

Материалы на основе алюминия или его сплавов, упрочненные дисперсной окисью алюминия, называют материалами типа САП. Основной особенностью САП является их более высокая прочность и жаропрочность, чем у стандартных алюминия к его сплавов, что обусловлено наличием высокодисперсной окиси алюминия (табл. 35, 36). [c.51]

Большие перспективы у никелевых дисперсно-упрочненных материалов. Наиболее высокую жаропрочность имеют сплавы на основе никеля с 2—3 об. % двуоксида тория или двуоксида гафния. Матрица этих сплавов обычно 17-твердый раствор N1 + -Ь 20 % Сг, N1 + 15 % Мо, N1 + 20 % Сг и Мо. Широкое применение получили сплавы ВДУ-1 (никель, упрочненный двуокисью тория), ВДУ-2 (никель, упрочненный двуокисью гафния) и В Д-3 (матрица N1 + 20 % Сг, упрочненная окисью тория). Эти сплавы обладают высокой жаропрочностью. При температуре 1200 С сплав ВДУ-1 имеет Оюо = 75 МПа и 01000 = 65 МПа, сплав ВД-3 — Оюо = 65 МПа. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы, так же как волокнистые, стойки к разупрочнению с повышением температуры и длительности выдержки при данной температуре (см. рис. 198). [c.427]

Дисперсно-упрочненные композиционные материалы. Среди дисперсно-упрочненных материалов ведущее место занимает САП (спеченная алюминиевая пудра), представляющий собой алюминий, упрочненный дисперсными частицами оксида алюминия. Получают САП из окисленной с поверхности алюминиевой пудры, частицы которой имеют форму чешуек толщиной менее 1 мкм, путем последовательного брикетирования, спекания и прессования. Структура САП состоит из алюминиевой основы с равномерно распределенными дисперсными частицами Al Og. С увеличением содержания AI2O3 повышается прочность, твердость, жаропрочность САП, но снижается его пластичность. Марки САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 содержат соответственно 6-8,9-12,13-17,18-22 %А1зОз. Высокая прочность САП объясняется большой дисперсностью упрочнителя и малым расстоянием между его частицами. По жаропрочности САП превосходит все алюминиевые сплавы. САП хорошо обрабатывается давлением в горячем, а САП-1 и холодном состоянии, легко обрабатывается резанием, сваривается контактной и аргонодуговой сваркой. Из САП производят листы, фольгу, трубы, различные профили, проволоку, штамповые заготовки. САП применяют в авиационной технике, химической и нефтехимической промышленности, электротехнике для деталей, работающих при температуре 300-500 С. [c.262]

Среди дисперсно-упрочненных материалов широкое распространение получили, например, спеченные алюминиевые пудры (САП) - материалы с алюминиевой матрицей, упрочненные чешуйками AI2O3. Содержание оксида в САП находится, в зависимости от марки, в пределах 6. .. 18 %. САП обладают прочностью до 400 МПа (САП-3), низкой плотностью, высокой коррозионной стойкостью. Длительная прочность бюо при температуре 500 °С материалов САП-1 и САП-2 составляет 45. .. 55 МПа. Наиболее высокую жаропрочность имеют материалы на основе никеля с 2. .. 3 % двуокиси тория (ВДУ-1) или двуокиси гафния (ВДУ-2). При температуре 1200 °С ВДУ-1 имеет Оюо = 75 МПа, а Оюоо = 65 МПа. [c.147]

При изготовлении дисперсно-упрочненных материалов типа спеченных алюминиевых порошков (САП) путем спекания совместимость алюминия с дисперсным порошком окиси алюминия в определенной степени определяется когерентностью решетки металла и его окиси, однако при таком способе получения жаропрочных материалов существует большая свобода выбора разнообразных упрочняющих фаз для самых различных материалов. Например, дисперсная двуокись тория в равной мере успешно используется для упрочнения меди, кобальта, никеля и их сплавов, циркония, платины, хрома, молибдена, вольфрама и других металлов. Малые добавки дисперсных окислов А 2О3, YgOg, MgO, BeO, ZrO , НЮ и других очень эффективно упрочняют медь, никель и его сплавы титан, цирконий, ниобий, ванадий, хром, уран и другие металлы. [c.120]

Оптимальные с точки зрения жаропрочности составы сплавов должны находиться в двухфазной области (a-V — Meiv С (N, О)) изотермических разрезов соответствующих тройных диаграмм. Проходящие через эту область политермические разрезы образуют квазибинарные диаграммы эвтектического типа. По данным работ [6, 8], построена квазибинарная диаграмма V—ZrN. Сплавы квазибинарных эвтектических систем V — Meiv С (N, О) (табл. 41) [9] можно условно разделить на три группы (как было показано в гл. П1) дисперсионно-твердеющие, предельные составы которых находятся вблизи максимальной растворимости фазы в а-твердом растворе на основе ванадия дисперсно-упрочненные — доэвтектические сплавы сплавы эвтектического составаЗаэв-тектические сплавы не могут рассматриваться в качестве перспективных конструкционных материалов. [c.278]

Возможности повышения рабочих температур современных жаропрочных и жаростойких сплавов на основе титана, никеля и тугоплавких металлов за счет их твердораствор-ного упрочнения или создания гетерофазных структур практически исчерпаны. Поэтому большое внимание исследователей привлекают композиционные материалы на основе интерметаллидов, тугоплавких металлов и направленно закристаллизованных эвтектик, упрочненные дисперсными включениями, дискретными или непрерывными волокнами олее тугоплавких, прочных и жестких, чем матрица, фаз, в том числе керамических. [c.213]

Закалка позволяет обеспечить однородный твердый раствор и некоторое упрочнение материалов старение - стабилизировать структуру сплавов за счет коагуляции упрочняющих фаз. Получение гетерогенной структуры с определенной степенью дисперсности фаз кроме упрочнения позволяет повысить жаропрочность сплавов и их длительную прочность, необходимые в процессе работы паяных конструкций в составе изделия обработка холодом, кроме аустенитных сталей, - повысить их прочность за счет уменьшения содержания остаточного аустенита, а отпуск - снять внутренние напряжения, возникшие при бездиффу-зионном переходе аустенита в мартенсит. Жесткий температурный регламент ТО вынуждает совмещать температуру закалки с температурой пайки. Поэтому пайку конструкций из указанных материалов проводят, как правило, в интервале температур, не превышающих [c.474]

Сплавы на никелевой основе. В качестве материалов для деталей газовых турбин широко применяются сплавы на никелевой основе, упрочненные дисперсной интерметаллидной у -фазой №зТ1А1, выделяющейся в процессе технологического старения. При дополнительном легировании сплавов кобальтом упрочняющей фазой является (К1Со)зТШ. В зависимости от количества у -фазы (содержания А1 Т1) и характера легирования твердого раствора сплавы на никелевой основе обладают различными жаропрочностью и сопротивлением термической усталости (рис. 1.24 и 1.25). Повышением жаропрочности сплавов системы N1 - Сг - Т1 - А1 достигается при их легировании молибденом. Положительное влияние на длительную прочность оказывают также малые добавки бора, щелочноземельных и редкоземельных элементов. Бор, выделяясь при старении сплава в виде боридных фаз преимущественно по границам зерен, тормозит диффузионные процессы, повышая тем жаропрочность, а в ряде случаев приводит к увеличению длительной пластичности. Влияние малых добавок щелочно- и редкоземельных элементов на длительную прочность определяется их рафинирующим действием в связи с химической активностью по отношению к вредным примесям (8, РЬ, В1, 8Ь), в результате чего эти примеси связываются в тугоплавкие соединения. Кристаллохимическими исследсюаниями установлено, что у -фаза имеет параметр решетки, весьма близкий к параметру решетки твердого раствора. Чем меньше разница указанных величин, тем интенсивнее происходит распад у-твердого раствора при охлаждении на воздухе и тем большей стабильностью против температурного воздействия обладает образующаяся з фаза. Интенсивность процессов выделения у-фазы и размеры частиц за- [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...