На главную

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

Статья по теме: Эвтектического композита

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

Скачать полный текст

При комнатных температурах и при 873 К усталостная прочность стержневого эвтектического композита Fe — Fe2B выше, чем чистого железа [24]. Усталостные трещины в этом композите зарождаются не на поверхности раздела матрица — волокно, а в местах выхода матрицы на поверхность образца. Де Сильва и Чэдуик рассмотрели возможные дислокационные механизмы, действующие при циклическом нагружении эвтектических композитов [24]. Если дислокации матрицы при скольжении пересекают поверхность раздела и армирующую фазу, то они перерезают упроч-нитель по минимальному размеру сечения. Напротив, скопление скользящих дислокаций матрицы у поверхности раздела может привести к концентрации напряжений и разрушению волокна. И тот и другой механизмы оставляют возможность для дальнейшей деформации матричной фазы. Эвтектический сплав Fe — Fe2B, в котором не действует ни один из этих механизмов, ведет себя как обычный металл, армированный волокнами, т. е. степени деформации волокна и матрицы должны быть соизмеримы. Таким образом, поведение этого сплава при циклическом нагружении иное, чем систем А1 — А1Э№ и Ni — Ni3Nb.[1, С.259]

Рис. 17. Поперечные сечения эвтектического композита А1—А13№ стержневой морфологии (а) [79] и эвтектического композита А1—,СиА12 пластинчатой морфология (б) (X поперечная субграница).[1, С.253]

Усталостная прочность волокнистого эвтектического композита Al — Al3Ni в условиях изгиба была на воздухе меньшей, чем в аргоне [43, 44]. В этом случае различие приписывалось влиянию содержащегося в воздухе водяного пара на усталостную прочность алюминиевой матрицы.[2, С.433]

Механические свойства (например, предел текучести) эвтектического композита с двумя деформируемыми фазами зависят от возможных механизмов упрочнения, основанных на движении дислокаций в каждой фазе и через поверхность раздела.[1, С.371]

Гувер и Гертцберг [32] изучали усталость образцов с надрезом эвтектического композита Ni—Ni3Nb. Эта система была выбрана для исследования потому, что обе ее фазы могут деформироваться пластически [1, 21, 33] (упрочняющая фаза деформируется двойникованием в плоскостях типа {211}). В противоположность системе А1—Al3Ni, усталостные трещины в сплаве Ni—Nb пересекают пластины Ni и NisNb .при всех исследованных уровнях напряжения. При высоких циклических напряжениях распространение трещины облегчается образованием двойников в NisNb и последующим растрескиванием впереди фронта главной трещины (рис. 18). Разрушение в Ni-фазе происходит с образованием бороздок. При среднем уровне напряжений образование бороздок в Ni-фазе и растрескивание по границам двойников в NiaNb происходят примерно с одинаковой скоростью. Число двойников деформации в NisNb, образующихся вдали от плоскости магистральной трещины, резко сокращается с уменьшением напряжения. И наконец, при низких напряжениях не видно добавочных двойников помимо тех, которые непосредственно вовлечены в продвижение фронта трещины. Может оказаться, что концентрация напряжения на кончике трещины такова, что образуется всего лишь один двойник в пластине NisNb, но и его достаточно для того, чтобы проложить путь растущей трещине.[1, С.379]

Сопоставление этих кривых показывает, что наличие армирующих нитевидных кристаллов вносит значительный вклад в длительную прочность эвтектического композита. Армирование волокнами приводит и к изменению характера кривых ползучести жаропрочных сплавов. В процессах ползучести армированного материала прослеживаются три характерные стадии: неустановившейся ползучести, продолжительной стационарной ползучести и ускоренной ползучести. В то же время кривые ползучести исходного матричного сплава ЖС6У при тех же режимах отражают одну ускоренную стадию ползучести.[4, С.219]

Величина эффекта, обусловленного действием первого или второго механизма, составляет для системы Ag — Си около 70 кГ/мм2. Согласно Киму и Столову [45], предел текучести пластинчатого эвтектического композита Ag3Mg — AgMg с тонкими пластинами сильно зависит от упорядочения в фазе AgaMg; упорядочение увеличивает сопротивление скольжению через поверхность раздела пластин.[1, С.260]

Было найдено, что в случае одноосного нагружения при комнатной и повышенной (при 260 °С) температурах усталостная прочность у композита алюминия Х7002 и бериллия (вязкое волокно) была одинаковой [54], в то время как у эвтектического композита Fe — Fe2B предел усталости при 500 °С был выше, чем при комнатной температуре [17] (рис. 18). Малоцикловая усталостная прочность волокнистого псевдодвойного эвтектического композита Ni (Cr) — ТаС уменьшалась приблизительно в 5 раз при изменении температуры в интервале от комнатной до 1000 °С[2, С.429]

Из сопоставления кривых на рис. ПО и 111 видно, что с повышением температуры испытаний роль армирующих нитевидных кристаллов возрастает. Расчеты, которые хорошо подтвердились экспериментами, показали, что при 900°С и напряжении ас = 340 МПа долговечность сплава ЖС6У и эвтектического композита отличается в 2 раза, а при 1000° С и ас = 200 МПа долговечность композита почти на порядок превосходит долговечность матрицы. На рис. 112 приведены расчетные и экспериментальные кривые ползучести композитов при более высоких температурах, при этом расчетные кривые сопоставляются с экспериментальными данными [279].[4, С.219]

В литературе описан ряд электрических, оптических, магнитных свойств композитов, которые основаны на периодичности, анизотропности структуры, влиянии размера фаз и межфазных эффектах, например, анизотропия электропроводности композита, состоящего из изолирующей или полупроводниковой матрицы и однонаправленных металлических проволок. Электропроводность в направлении осей проволок в десятки раз выше, чем в поперечном направлении. В композите такого типа анизотропия возникает из-за того, что напряжение Холла, или тер-моЭДС короткозамкнута в направлении проводящих проволок и не замкнута в перпендикулярных к ним направлениям. На основе полученного направленной кристаллизацией эвтектического композита InSb-NiSb разработаны уникальные магнито-резисторные устройства.[3, С.77]

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]

правила смеси с учетом преждевременного разрушения стержне-видных усов Al3Ni [34]. Прочность этого эвтектического композита направленной кристаллизации обычно по меньшей мере eipoe выше, чем прочность сплава того же состава в литом состоянии.[1, С.259]

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. Овчинский А.С. Процессы разрушения композиционных материалов, 1988, 280 с.

На главную