На главную

Решебник методичек Тарга С.М. 1988, 1989, 1983 и 1982 годов по теоретической механике для студентов-заочников.

Статья по теме: Эвтектических композитов

Предметная область: материаловедение, композиционные материалы, металлы, стали, покрытия, деформации, обработка

Скачать полный текст

При росте эвтектических композитов волокнистой или стержневой морфологии предпочтительное кристаллографическое направление обычно параллельно оси волокна. Точнее говоря, стерженьки упрочнителя, как правило, огранены в поперечном сечении, причем соответствующие грани соседних волокон параллельны. Сделанные в некоторых работах выводы об отсутствии огранки, вероятно, ошибочны — часто с помощью металлографии высокой разрешающей способности удается показать, что в действительности поперечное сечение не является идеальным кругом.[1, С.252]

Получение эвтектических композитов за одну операцию вместо трех является весьма эффективным способом, так как при этом исключаются некоторые трудности, присущие каждой из трех операций. Так, например, отпадает необходимость манипулировать с отдельными волокнами, как это имеет место в ходе операции выкладки в процессе получения обычных композитов. Кроме того, удается избежать таких осложнений, связанных с процессом образования связи, как неполное смачивание или образование окислов на поверхности раздела. Важными особенностями направленной эвтектической структуры являются строение поверхности раздела, ее морфология, кристаллография, стабильность и поведение под воздействием внутренних и внешних полей напряжений. Эти особенности эвтектического композита будут в центре внимания данной главы.[1, С.354]

Свойствам эвтектических композитов при циклическом нагру-жении уделено, к сожалению, мало внимания по сравнению со свойствами при статическом нагружении и ползучести, хотя на самом деле применение этих материалов во многих областях может иметь ограничения по усталости. При предсказании усталостных свойств эвтектических композитов возникают три вопроса:[1, С.376]

Таким образом, к преимуществам эвтектических композитов следует отнести простоту их изготовления (нет необходимости отдельного изготовления "усов", исчезают трудности, связанные с их использованием), высокую прочность связи на поверхности раздела и отсутствие окисных слоев (что обеспечивает высокую термическую устойчивость - возможность длительной работы при повышенных температурах). Однако для таких композитов характерно постоянство объемной доли эвтектической фазы, что делает невозможным воздействие на их свойства путем изменения состава. Кроме того, для реализации плоского фронта кристаллизации необходимо использовать высокочистые вещества, так как примеси этому препятствуют.[3, С.131]

Хотя интерес к разработке систем эвтектических композитов, способных выдерживать высокие напряжения и высокотемпературную газовую коррозию в газотурбинном двигателе, был очень велик, мало внимания уделялось анализу деформации и механизма разрушения этих направленных микроструктур. То немногое, что было сделано, по-видимому, удовлетворяет общей картине и согласуется, в основном, с тем, что высокотемпературные механические свойства направленных эвтектических композитов существенно снижаются, если имеются некогерентные границы или участки ненаправленной микроструктуры. Проведя сравнительное исследование сплава Ag—-Си в равноосной и пластинчатой формах соответственно с некогерентными и полукогерентными границами, Кляйн и Ли [40] нашли, что материал с полукогереятными границами имеет повышенные высокотемпературные свойства. Действительно, интенсивное проскальзывание по некогерентным границам зерен делает равноосный эвтектический сплав сверхпластичным. Разрушение эвтектики NiAl—Сг по границам колоний также может свидетельствовать о более низких механических свойствах некогерентных границ [61].[1, С.382]

Характер деформирования направленных эвтектических композитов зависит от особенностей деформации обеих фаз и от взаимодействия скользящих дислокаций с приповерхностной зоной. Модели деформирования этих материалов будут обсуждаться для двух основных групп эвтектических сплавов: таких, где и матрица, и упрочняющая фаза могут пластически деформироваться, и таких, где пластически деформируется только матрица.[1, С.371]

Несмотря на благоприятное сочетание механического континуума и химического дисконтинуума, практическое применение ориентированных эвтектических композитов существенно ограничено по ряду обстоятельств. Термодинамика эвтектических систем позволяет варьировать объемную долю упрочнителя лишь в очень узких пределах. Кроме того, выбор материалов матрицы и упрочнителя невелик, а материалы матрицы очень часто обладают большой плотностью. Наконец, процессы изготовления ориентированных материалов часто недопустимо дороги и позволяют получать изделия далеко не любой формы.[1, С.47]

Главная цель выполненных за последнее время исследований в области эвтектических .композитов состояла в разработке высокотемпературных сплавов для газотурбинных двигателей. Интенсивные исследования привели к существенному продвижению в разработке эвтектических композитов: показана возможность использования в качестве композитов псевдобинарных и многокомпонентных эвтектических систем. Например, Томпсон и Лемке [67] изучали .механические свойства ряда псевдобинарных эвтек-тик, содержащих фазу NigAl, которая, как известно, определяет прочность промышленных сплавов на никелевой основе. В более подробном исследовании системы Ni3Al—NijNb Томпсон и др. [59] получили при температуре 1483 К предел прочности 62,6 кГ/мм2 и полное удлинение 4%. При U48 К 100-часовая длительная прочность составила 63,3 кГ/мм2, что превосходит свойства всех промышленных жаропрочных сплавов на Ni-основе. Хотя уровень (Прочности -был впечатляюще высок, сплав имел плохое сопротивление окислению. Недавно Лемке [44] при легировании системы Ni—Ni3Nb хромом и алюминием получил направленную[1, С.381]

Определенный успех в достижении химического дисконтинуума обеспечило сочетание матрицы с упрочнителем, практически не растворимым в расплавленном материале матрицы. Первой и основной системой такого рода, вероятно, является система медь — вольфрамовая проволока (рис. 2). Как и в случае ориентированных эвтектических композитов, свобода выбора материалов компонентов для композитов такого типа мала, поскольку лишь определенные их сочетания обеспечивают -небольшую растворимость[1, С.47]

К настоящему времени изучен широкий класс эвтектических сплавов, обладающих свойствами композитных материалов. Несмотря на морфологическое разнообразие структур этих сплавов, большинство из них представляет собой распределенный в матрице ориентированный упрочнитель в виде стерженьков (или нитевидных кристаллов) либо ориентированную пластинчатую структуру (рис. 17). Тип структуры зависит, в основном, от объемной доли второй фазы, которая, таким образом, определяет и величину удельной поверхности раздела (общую площадь поверхностей раздела в единице объема). Как правило, эвтектики, содержащие более ~30% второй фазы, имеют пластинчатую структуру [17, 39]. При исследовании роли поверхности раздела в процессе деформации эвтектических композитов в первую очередь необходимо изучать кристаллографию поверхности раздела, ее структуру и стабильность.[1, С.252]

Примеры микроструктуры и связанной с ней кристаллографии отдельных эвтектических композитов приведены в табл. 2. В таб-[1, С.252]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



В ПОМОЩЬ ВСЕМ СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборников Яблонского, Мещерского, Тарга С.М., Кепе. Решение любых задач по материаловедению, термодинамике, метрологии, термеху, химии, высшей математике, строймеху, сопромату, электротехнике, ТОЭ, физике и другим предметам на заказ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Браутман Л.N. Поверхности раздела в металлических композитах Том 1, 1978, 440 с.
2. Браутман Л.N. Разрушение и усталость Том 5, 1978, 488 с.
3. Андреева А.В. Основы физикохимии и технологии композитов, 2001, 193 с.
4. Симс Ч.Т. Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн2, 1995, 369 с.
5. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, 2001, 640 с.
6. Григорович В.К. Дисперсионное упрочнение тугоплавких металлов, 1980, 305 с.
7. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.

На главную