Cтраница 1
Дисперсно-упрочненные материалы могут быть получены методами порошковой и гранульной металлургии, путем химико-термической обработки, а также металлургическими методами, особенно широко. [1]
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. С увеличением содержания А12О3 повышается прочность, твердость, жаропрочность САП, но снижается его пластичность. 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 аргонодуго-вой 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. [2]
К дисперсно-упрочненным материалам относится большинство металлокерамических композиций, так называемых керметов. Свое название керметы получили от слов керамика и металл, что в известной степени отражает их происхождение и уровень свойстр. [3]
В дисперсно-упрочненных материалах заданные прочность и надежность достигаются путем формирования определенного структурного состояния, при котором эффективное торможение дислокаций сочетается с их равномерным распределением в объеме материала либо ( что особенно благоприятно) с определенной подвижностью скапливающихся у барьеров дислокаций для предотвращения хрупкого разрушения. [4]
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 А12О3, Y2O3, MgO, BeO, ZrO2, НЮ2 и других очень эффективно упрочняют медь, никель и его сплавы, титан, цирконий, ниобий, ванадий, хром, уран и другие металлы. [5]
В композиционных дисперсно-упрочненных материалах с металлической матрицей последняя является основным элементом, несущим нагрузку, и эффект упрочнения достигается за счет торможения движения дислокаций в ней дисперсными частицами упрочняющей фазы. Прочность при этом не подчиняется закону аддитивности в зависимости от объемного содержания упрочняющих фаз. [6]
Со времени открытия материала САП интерес к дисперсно-упрочненным материалам с повышенной прочностью при комнатной и высоких температурах постоянно растет. [7]
Как было показано выше, типичным механизмом разрушения однофазных ОЦК-металлов является механизм скачкообразного подрастания докритической трещины, который не наблюдается в дисперсно-упрочненных материалах. Основной причиной, объясняющей отсутствие этого механизма, наряду с легкостью развития межзеренного разрушения, является легкость зарождения пор. Поры, как уже указывалось ранее, образуются в результате разрушения хрупких частиц и их межфазных границ. [8]
Особо интересны каталитические свойства монокарбида вольфрама, которые успешно могут использоваться не только в химических процессах, но и для создания композиционных, дисперсно-упрочненных материалов с участием карбида вольфрама. [9]
Именно последнее свойство обеспечит возможность передачи нагрузки на твердую фазу и предотвратит преждев ременное вязкое разрушение матрицы, имеющее место, например, в дисперсно-упрочненных материалах. [10]
Материалы, армированные нуль-мерными упрочнителями, называют дисперсно-упрочненными. Изготавливают дисперсно-упрочненные материалы с металлической матрицей главным образом методом порошковой металлургии. При работе дисперсно-упрочненных материалов основную нагрузку воспринимает матрица. Дисперсные частицы, эффективно тормозя движение дислокаций, препятствуют развитию пластической деформации и, таким образом, упрочняют композиционный материал. Степень упрочнения определяется дисперсностью частиц и расстоянием между ними. [11]
В композиционных материалах, упрочненных частицами, матрица по своей важности играет промежуточную роль между двумя другими классами композиций. Если в дисперсно-упрочненных материалах матрица несет основную нагрузку, в волокнистых композитах передает ее на армирующие волокна, то при упрочнении частицами нагрузка распределяется между матрицей и частицами. [12]
Ко второй группе относятся дисперсно-упрочненные материалы. Ведущую роль в них играет структурный фактор. Роль упрочняющей фазы сводится к облегчению формирования субструктуры в процессе получения композита. [13]
Материалы с упрочняющими частицами, инертными по отношению к металлической основе, называются дисперсно-упрочненными. К ним относятся алюминий, упрочненный частицами А Оз ( САП); никель, упрочненный частицами оксидов ТЮ2 или НГОз - Преимуществом дисперсно-упрочненных материалов является устойчивость структуры при продолжительном нагреве. Такие материалы получают порошковой технологией из специально подготовленных порошков. Сущность подготовки заключается в размоле в шаровой мельнице порошков металла и оксида. Во время размола происходит сваривание и разрушение частиц порошков, получается механически легированный порошок. [14]
В процессе холодного деформирования осуществляют промежуточные отжиги для снятия внутренних напряжений и получения мелкого зерна. Из-за большой прочности и сравнительно небольшой пластичности высокопрочные сплавы прокатывают при высокой т-ре в защитных оболочках из нержавеющей стали, титана или молибдена. Дисперсно-упрочненные материалы), которые, обладая повышенной прочностью вследствие высокого объемного содержания дисперсной твердой фазы ( карбидов, нитридов, окислов), сохраняют хорошую технологичность при обработке давлением. Температурный предел применимости таких сплавов определяется т-рой начала интенсивной коагуляции дисперсных фаз. Разработаны два оптимальных режима деформирования и термической обработки дисперсноупрочненных сплавов: деформирование при т-ре 1700 - 1900 С в состоянии однородного твердого раствора и быстрое охлаждение; отжиг при т-ре 1700 - 1900 С для перевода избыточных фаз в твердый раствор, закалка до комнатной т-ры и деформирование в холодном или теплом состоянии. [15]