Оглавление:
Композиционные материалы с никелевой матрицей
- Матричных композитов никель Армирующими компонентами никелевых матричных композитов являются токсичные частицы диоксида тория (ThO2) или диоксида гафния (HfO2). Эти материалы обозначаются ВДУ-1 и ВДУ-2 соответственно. В сплаве ДУ-3, Матрица твердый раствор Никел-хрома (хромий 20%), и затвердитель гафний двуокиси.
Гафний и оксид тория проявляют высокие значения микротвердости и прочности на сжатие, также максимальная стабильность матрицы. Механические свойства оксида ThO2 Микро-Дост, МПа Прочность на сжатие, 20°C 400°C 600°C800°C 1000 ° C MPa.
- Термостойкость сплавов ВДУ-2 (и ВДУ-3) по отношению к ВДУ-1 связана с меньшим размером частиц оксида тория по сравнению с частицами оксида гафния. Объемная доля частиц tho2 и hfo2 в сплаве не превышает 2%.
Рекомендуется использовать дисперсионно упрочненные сплавы ВТУ-1, ВДУ-2 и ВДУ-3 при рабочей температуре 1100-1200 ° С.
Композиционные материалы ВДУ-1 и ВДУ-2 являются пластичными, а полуфабрикаты из этих сплавов деформируются в широком диапазоне температур различными методами (ковка, штамповка, шлам, глубокая вытяжка и др.) .). Для соединения деталей из сплавов типа ВДУ применяют высокотемпературную пайку или диффузионную сварку, чтобы избежать melting. In в расплавленной зоне частицы затвердевшей фазы флокулируют, в результате чего теряется термостойкость сплава.
Объемное содержание армированной дисперсной фазы оксида тория и гафния находится в пределах Людмила Фирмаль
9690 1372 1078 588 490 352,8 Твердость оксида HfO2 является 9070MPa, незначительно отличается от твердости Тю2. Термостойкие свойства дисперсных упрочненных сплавов зависят от количества и размера частиц оксида, а также от размера, формы и структуры зерен и подзерен матрицы, сформированных в оптимальных условиях обработки давлением и термообработки.
Композиционные материалы при умеренных температурах ВДУ-1, ВДУ-2 и ВДУ-3 уступают по прочности жаропрочным никелевым сплавам. При комнатной температуре временное сопротивление разрыву сплавов ВДУ-1 и ВДУ-2 составляет соответственно 540-570 и 450-500мпа, а сплава ВДУ-3-800-850 МПА. Большая прочность сплава ВДУ-3 по сравнению с двумя другими связана с легированием матрицы хромом.
- Дисперсно-упрочненный сплав по термостойкости превосходит стареющий кованый никелевый сплав (таб) при высокой температуре. 10.4). 256T б л я с А10. 4.
- Сплав долгосрочные прочностные характеристики VDU-1, VD-U-2 и вызревание сплав никеля сплав ранга полумануфактурный около 10oo, 900 1000 1100 1200 температура MPa、 ВДУ-1 штанга 140 120 100 65ВДУ-2 штанга 95 80 65 40ВДУ-3 лист 105 85 65 40ЖС-6К штанга 170 70 20-ЭП-868 лист 30 15 — — Снижение термостойкости сплавов ВДУ-2 (и сплавов ВДУ-3) связано с меньшим размером частиц оксида тория относительно частиц оксида гафния по сравнению с ВДУ-1.
Объемная доля частиц ThO2 и HfO2 в сплаве не превышает 2%. Дисперсионно упрочненные сплавы ВТУ-1,ВДУ-2 и ВДУ-3 рекомендуется применять при рабочей температуре от 1100 до 1200 градусов Цельсия. Волочение по композиционным материалам, ВДУ-1 и ВДУ-2 являются пластичными, а полуфабрикаты из этих сплавов получают в широком диапазоне температур различными методами (ковка, штамповка, седиментация, глубокая черновая обработка и др.).
Для деталей соединения из сплава типа ВДУ применяют пайку или диффузионную сварку, чтобы избежать плавления. Людмила Фирмаль
В зоне расплава происходит агрегация частиц затвердевшей фазы, в результате чего происходит потеря термостойкости из-за сплава. Сплав ВДУ-2, ВДУ-3, выпускаемый в виде трубки, стержня, листа, проволоки, фольги. Они главным образом использованы в здании двигателя воздушных судн.
Из состава ВДУ-2 и ВДУ-3 изготавливают не только трубопроводы и емкости, работающие при высоких температурах в агрессивной среде, но и сопловые лопатки, стабилизаторы пламени, камеры сгорания.
- Комбинируя различные компоненты матрицы и армирования, можно получить см с требуемыми характеристиками.
- Это позволяет решить задачу оптимизации созданной структуры с учетом необходимых характеристик.
Таким образом, легкая волокнистая, включающая алюминиевую или магниевую матрицу, армированную бором, углеродным волокном или высокопрочной стальной проволокой, сочетает в себе 2 противоположных свойства, необходимых для конструкционных материалов: высокую прочность на растяжение и достаточную вязкость разрушения.
Первое свойство обеспечивается высокопрочными армированными волокнами, а второе-специфическим механизмом диссипации пластической матрицы и разрушительной энергии композиции.
Стабильность свойств см при длительной эксплуатации зависит от характера взаимодействия, которое происходит между матрицей и волоконным интерфейсом. Разница в химическом потенциале компонентов на границе раздела заставляет волокнистый материал диффундировать в матрицу, способствуя химическим реакциям, приводящим к хрупким промежуточным фазам и изменениям состава и объемной доли каждой фазы.
Смотрите также:
