Материалы упрочненные волокнами Подготовил: Барков Р. Ю. Проверил: Портной В. К.
• Армированный композиционный материал, состоящий из металлической или неметаллической матрицы (основы) с заданным распределением в ней упрочнителя – волокон, дисперсных частиц и др. , обеспечивающих эффективное использование индивидуальных свойств составляющих композиции.
• Арматурой в волокнистых КМ могут быть волокна различной формы: нити, ленты, сетки разного плетения. Армирование волокнистых КМ может осуществляться по одноосной, двухосной и трехосной схеме
Требования к волокнам • Волокна используют в качестве арматуры КМ. Они должны обладать: • небольшой плотностью • высокой прочностью во всем интервале рабочих температур • технологичностью • минимальной растворимостью в матрице • высокой химической стойкостью • отсутствием фазовых превращений в зоне рабочих температур • нетоксичностью при изготовлении и эксплуатации.
Требования к матрице • Роль матрицы в армированных КМ заключается в придании изделию необходимой формы и создании монолитного материала. За счет пластичной матрицы осуществляется также передача усилий от разрушенных или дискретных (коротких) волокон соседним волокнам и снижается концентрация напряжений вблизи дефектов. Матрица служит и защитным покрытием, предохраняющим волокна от механических повреждений и окисления.
Виды волокнистых КМ • КМ с пластичной металлической матрицей, упрочнённые хрупкими волокнами(борными, углеродными, волокнами карбида кремния, оксида алюминия, оксида циркония, нитевидными кристаллами тугоплавких соединений и др. ) • Волокнистые КМ с пластичной металлической матрицей, армированной пластичными волокнами (проволока бериллия, стали, молибдена или вольфрама) • Материалы с хрупкой матрицей, армированной волокнами, способными к пластической деформации (проволока тугоплавких металлов). • Материалы с хрупкой матрицей, армированной хрупкими волокнами, как непрерывными, так и дискретными (кислородные соединения, карбиды, нитриды, упрочненные непрерывными волокнами углерода или нитевидными кристаллами тугоплавких, кислородных и бескислородных соединений, а также композиции системы углерод - углерод
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ • Испытание на растяжение: Испытания на одноосное растяжение проводят на плоских и трубчатых образцах. Плоские образцы по форме можно разделить на полоски(растяжение вдоль оси волокон) и двусторонние лопатки (испытания на растяжения поперек слоям арматуры) • Испытание на сжатие • Испытания на изгиб(определяют модуль упругости Еи и предел прочности σи при изгибе) • Микроскопический анализ • Фрактографический анализ
• Области применения: судостроение (гребные винты, корпуса торпед), авиакосмическая техника (антенны, платформы), военная техника (корпуса двигателей, стабилизаторы ракет), автомобиле-строение (шатуны, головки поршней, детали тормозной системы).
• Изделия из КМ на основе магния используют в аэрокосмической технике, ядерных реакторах
• КМ на основе титана предназначены главным образом для изготовления лопаток вентилятора и створок регулируемого сопла газотурбинного двигателя
Методы изготовления волокнистых КМ • КМ с металлической матрицей подразделяют на материалы, полученные твердо- и жидкофазными методами, методами осаждения -напыления и комбинированными методами. • К твердофазным методам относят горячее прессование, прокатку, волочение, ковку, штамповку, экструзию, сварку взрывом, диффузионную сварку и др. • Для КМ, полученных твердофазными методами, характерно использование матрицы в виде порошка, листов, фольги, прутков и трубчатых заготовок. К жидкофазным методам относят пропитку арматуры расплавленными металлами, непрерывное литье, вакуумное всасывание. • При изготовлении КМ методами осаждения-напыления матрицу наносят на наполнитель осаждением (электролитическим или из парогазовой фазы) либо плазменным напылением. • Комбинированные методы заключаются в последовательном применении нескольких методов. Например, плазменное напыление используют как предварительную операцию, а в качестве окончательной применяют прокатку.
Спасибо за внимание
Список использованных источников 1. И. И. Новиков, В. С. Золоторевский, В. К. Портной и др. Металловедение, том 2. МИСи. С, 2008. 2. Конструкционные материалы. Справочник. Под ред. Б. Н. Арзамасова. М. , Издательство МГТУ им. Баумана, 2005. 3. Металлы и сплавы. Справочник. Под ред. Ю. П. Солнцева. 2003. 4. Физико-химические основы технологии композиционных материалов : теоретические основы процессов создания композиционных материалов : учеб. пособие / В. И. Костиков. – М. : Изд. Дом МИСи. С, 2011. – 240 с. 5. Новые материалы. Колл. Авторов. Под научной редакцией Ю. С. Карабасова. –М: «МИСИС» -2002 -726 с.
Скачать презентацию Материалы упрочненные волокнами Подготовил Барков Р Ю Проверил
материалы упрочненные волокнами.pptx