Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Козлов Г.С. УП порошковые мат. испр 28.01.09.doc
Скачиваний:
13
Добавлен:
16.08.2019
Размер:
1.01 Mб
Скачать

1.6.3. Дисперсно-упрочненные материалы

К этому виду композиционных материалов относятся материалы типа САП (спеченная алюминиевая пудра), которые представляют собой алюминий, упрочненный дисперсными частицами оксида алюминия. Алюминиевый порошок получают распылением расплавленного металла с последующим измельчением частиц в шаровых мельницах до размера около 1 мкм в присутствии кислорода. С увеличением длительности помола пудра становится мельче и в ней повышается содержание оксида алюминия. Дальнейшая технология производства изделий и полуфабрикатов из САП включает в себя холодное прессование, предварительное спекание, горя­чее прессование, прокатку или выдавливание спеченной алюмини­евой заготовки в форме готовых изделий, которые можно подвер­гать дополнительной термической обработке.

Все марки отечественных и зарубежных сплавов типа САП удовлетворительно деформируются в горячем состоянии, а сплавы, содержащие 6–9 % Аl2О3, деформируются и при комнатной температуре. Из сплава САП-1 холодным волочением можно получить фольгу толщиной до 0,03 мм. Эти материалы хорошо обрабатываются резанием и обладают высокой коррозионной стойкостью.

Отечественные марки САП содержат 6–23 % Аl2О3. Марка САП-1 содержит 69 % Аl2О3, САП-2 – 913 %, САП-3 – 1318 %. С увеличением объемной концентрации оксида алю­миния возрастает прочность композиционных материалов. При комнатной температуре характеристики прочности материалов марки САП-1: σв = 280 МПа; σ0,2 = 220 МПа; марки САП-3: σв = 420 МПа, σ0,2 = = 340 МПа.

Материалы типа САП обладают высокой жаропрочностью, превосходят все деформируемые алюминиевые сплавы. Даже при температуре 500 °С σв этих материалов составляет не менее 60–110 МПа. Жаропроч­ность объясняется тормозящим действием дисперсных частиц на процесс рекристаллизации. Характеристики прочности сплавов типа САП весьма стабильны. Испытания длительной прочности образцов из САП-3 в течение двух лет практически не повлияли на уровень свойств как при комнатной температуре, так и при нагреве до 500 °С. При 400 °С прочность сплавов типа САП в 5 раз выше, чем прочность стареющих алюминиевых сплавов:

Температура 20 100 200 300 400 500

испытаний, °С

σ0,2, МПа 265 235 190 155 120 105

σв, МПа 380 315 235 175 130 105

δ, % 7,0 6,5 5,0 3,5 2,0 2,5

Сплавы типа САП применяют в авиационной технике для изго­товления деталей с высокой удельной прочностью и коррозионной стойкостью, работающих при температурах до 300–500 °С. Из них изготавливают штоки поршней, лопатки компрессоров, оболочки тепловыделяющих элементов и трубы теплообменников.

1.6.4. Армированные волокнистые материалы

Волокна, используемые в качестве арматуры, должны иметь следующие свойства: высокую температуру плавления, малую плотность, высокую прочность во всем интервале рабочих температур, минимальную растворимость в матрице, высокую химичес­кую стойкость, отсутствие фазовых превращений при рабочих температурах, отсутствие токсичности при изготовлении и эксплуатации. Для армирования алюминиевых сплавов используют стальную, бериллиевую или вольфрамовую проволоку, нитевидные кристаллы оксидов алюминия и магния, карбида кремния и неорганические поликристаллические волокна (углеродные, борные, алюмосиликатные).

В армированных композициях матрица придает изделию форму и делает материал монолитным. Кроме того, матрица должна обеспечивать прочность и жесткость композиционной системы при действии растягивающей или сжимающей нагрузки.