Применение и свойства композиционных материалов - карбоволокнитов, бороволокнитов, органоволокнитов. Металлы, армированные волокнами. Производство, испытание порошков, прессование и спекание порошков. Микроструктура и область применения твердых сплавов.
Российский химико-технологический университет им.Композиционные материалы - это искусственные материалы, получаемые сочетанием компонентов с различными свойствами. Упрочнителями служат волокна - стеклянные, борные, углеродные, органические, нитевидные кристаллы (карбидов, берилов, нитридов и др.) и металлические проволоки, обладающие высокой прочностью и жесткостью. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно, в зависимости от назначения, получать материалы с требуемым и значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости или получать композиции с необходимыми специальными свойствами, например магнитными и т. п. Содержание упрочнителя в композиционных материалах составляет 20-80 % по объему. Композиционные материалы имеют высокую прочность, жесткость, жаропрочность и термическую стабильность.Сплавы, изготовляемые из металлических порошков путем прессования и спекания без расплавления или с частичным расплавлением наиболее легкоплавкой составляющей их, называются порошковыми.Процесс производства порошковых сплавов заключается в получении порошка, составлении шихты, прессовании и спекании. Восстановление металлов из окислов широко применяется в производстве порошков тугоплавких редких металлов, вольфрама и молибдена, а также кобальта, никеля и железа. Руды редких металлов подвергаются сложной переработке и размолу для получения порошков окислов, которые восстанавливаются затем путем нагрева в газовой среде водородом, генераторным газом или твердыми восстановителями-сажей, коксом, графитом. Порошки, полученные путем механического измельчения, тверды, плохо прессуются и требуют отжига для снятия наклона. Электролитическое осаждение применяется для производства порошков электроположительных металлов - меди и некоторых других металлов, например, титана, ванадия я других, а иногда также и железа.Порошковым твердым сплавом называется сплав, состоящий из тончайших частиц (зерен) карбидов, например WC, связанных твердым раствором WC в кобальте. В СССР ГОСТ 3882-61 предусматривает две группы металлокерамических (порошковых) твердых сплавов - вольфрамовые, состоящие из карбида вольфрама и кобальта, и титановольфрамовые, состоящие из карбида титана, карбида вольфрама и кобальта. Металлокерамические или порошковые твердые сплавы применяются при изготовлении пластинок для оснастки инструмента при обработке металлов резанием, волок при волочении проволоки, бурового инструмента и других целей, в том числе для износоустойчивых детален (клапанов насосов, работающих в коррозионной среде, наконечников пескоструйных аппаратов, разных направляющих) и измерительного инструмент. Микроструктура титановольфрамокобальтового сплава Т15K6 после травления окислением на воздухе в электропечи при 400° С в течение 40 мин. состоит из трех фаз: угловатых светлых зерен фазы WC, окаймленных темной фазой (твердого раствора карбидов WC и ТІС в кобальте и серой титановой фазы), твердого раствора WC в TIC. Предел прочности на изгиб и твердость порошкового твердого сплава зависят от содержания в нем кобальта.Кроме того, они могут заменять бронзу или позволяют более экономно расходовать цветные металлы, но наличие пор снижает их прочность и поэтому для тяжелонагруженных подшипников, например коренных и шатунных двигателей, они не применяются. К антифрикционным автомобильным деталям та к же относятся направляющие втулки клапана, шестерни масляного насоса и т. д., которые изготовляются из смеси порошков 96% Fe 2,5% Cu 1,5% графита; после прессования и спекания они отжигаются при температуре 740 и 715° С, т. е. производится отжиг на зернистый перлит. Фрикционные материалы изготовляются из порошков меди, олова, железа и других, образующих металлическую их основу, куда добавляются в небольшом количестве порошки кремния, двуокиси кремния (SIO2), асбеста и пр. для повышения коэффициента трения, а также порошка графита, талька, свинца и пр. для создания смазки на поверхностях трения, Изменяя дозировку добавок, увеличивающих коэффициент трения и добавок, его снижающих, можно получить необходимые фрикционные свойства порошкового сплава, т. е. исключить пробуксовку обильно смазанных трущихся поверхностей при очень высокой износостойкости и фрикционного материала и сопряженной с ним стали. Порошковые сплавы также применяются для производства прецизионных сплавов, т. е. сплавов с очень небольшими колебаниями в химическом составе, биметаллов и комплексных сплавов с разным составом поверхности и сердцевины, а также особо жаропрочных сплавов и материалов для ракет н ядерных реакторов. Постоянные магниты небольшого размера, полученные из порошков Fe-Al-Ni сплавов (альни) или F"e-А1-Ni-Со сплавов (альнико), отличаются мелкозернистостью, в отличие от литых магнитов из этих сплавов, которые крупнозернисты.
Список литературы
1. Г.П.Фетисов. Материаловедение и технология металлов. М.:?Высшая школа?, 2001
2. Р.А.Андриевский. Пористые металлокерамические материалы. М., Металлургия, 1964.
3 Ф.Айзенкольб. Порошковая металлургия. М., Металлургиздат 1959. 4. Ю.А.Степанов. Технология литейного производства: Структура и свойства композициоонных материалов. М.: Машиностроение, 1979
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
