10.1.4. Свойства и методы получения мвкм на основе никеля и кобальта
Существующие виды упрочнения промышленных никелевых сплавов (дисперсное твердение, карбидное упрочнение, сложное легирование и термомеханическая обработка) позволяют сохранять их работоспособность только до температур 1223-1323К. Поэтому важным явилось создание МВКМ никеля, армированных волокнами и способных работать длительное время при более высоких температурах. Применяют следующие упрочнители: нитевидные кристаллы («усы»), проволоки тугоплавких металлов, керамические и углеродные волокна.
В системе МВКМ Ni- А120з (волокна) при нагреве на воздухе образуется оксид никеля, который взаимодействует с арматурой, в результате чего на границе образуется шпинель NiAl2O4. При этом связь между компонентами нарушается. Для увеличения прочности связи на арматуру наносят тонкие покрытия из металлов (W,Ni, нихром) и керамики (оксиды итрия и тория). Так как жидкий никель не смачивает Аl2Оз, в матрицу вводят Ti, Zr,Cr, которые улучшают условия пропитки.
При комнатной температуре прочность композита никель — нитевидные кристаллы А12Oз, полученного электроосаждением никеля на волокна, существенно превышает прочность матрицы.
МВКМ Ni - С(волокна}. Никель практически не растворим в углероде. В системе Ni - С образуется метастабильный карбид NiзС, устой-
швый при температурах выше 1673К и ниже 723К. Обладая высокой шффузионной подвижностью, углерод насыщает никелевую матрицу за короткое время, поэтому главными разупрочняющими факторами в МВКМ Ni - С является растворение углеродных волокон и их рекриcталлизация вследствие проникновения никеля в волокно. Введение в никелевую матрицу карбидообразователей (Cr, A1, Ti, Мо. W, Nb) уси-швает взаимодействие матрицы с волокнами. Для повышения структурной стабильности на волокна наносят противодиффузионные барьерные покрытия из карбида и нитрида циркония, карбида титана.
МВКМ Ni - W, Мо (волокна) получают динамическим горячим прессованием, диффузионной сваркой, сваркой взрывом, прокаткой. В енязи с тем, что W, Мо интенсивно окисляются при нагревах, композиты получают в вакууме или защитной атмосфере. При нагреве МВКМ на воздухе происходит окисление волокон вольфрама или молибдена, расположенных на поверхности композита. Если волокна не выходят на поверхность, то жаростойкость МВКМ определяется жаростойкостью матрицы.
Волокнистые композиты на основе кобальта и его сплавов мало разработаны из-за большого дефицита кобальта и ограниченного использования кобальтовых сплавов по сравнению с жаропрочными сплавами на никелевой основе. В качестве упрочнителя Со-сплавов в основном применяют вольфрамовые и молибденовые проволоки. При высоких температурах Предел прочности МВКМ превышает предел прочности матрицы.
- Предисловие
- Введение
- Глава 1. Классификация и критерии конструирования композиционных материалов
- 1.1. Что такое композит?
- 1.2. Классификация композиционных материалов
- 1.3. Критерии конструирования композита
- 1.4. Свойства некоторых современных композиционных материалов
- Глава 2. Периодическая таблица Менделеева. Электронное строение элементов, типы связей и свойства веществ
- 2.1. Периодический закон д.И. Менделеева и свойства элементов
- 2.2. Электронная структура и типы связей элементов и соединений
- Глава 3. Фазовые переходы и их влияние на структуру и свойства материалов
- 3.1. Основные виды фазовых диаграмм двухкомпонентных систем
- 3.2. Фазовые превращения металлических структур
- 3.2.1. Полиморфные превращения
- 3.2.2. Условия образования и виды твердых растворов
- 3.3. Влияние на фазовые переходы внешних полей и размеров компонентов композита
- Глава 4. Физико-химические свойства основных компонентов композитов
- 4.1. Металлы
- 4.2. Полупроводники
- 4.3. Полимеры
- 4.4. Жидкие кристаллы
- 4.5. Стекла
- 4.6. Керамики
- 4.7. Основные группы композиционных материалов
- Глава 5. Термодинамика композиционных систем с границами раздела
- 5.1. Предмет термодинамики. Основные законы классической термодинамики и термодинамические функции состояния системы
- 5.2. Термодинамика систем с поверхностями раздела
- 5.2.1.Обобщенное уравнение термодинамики для систем с поверхностями раздела
- 5.2.2. Термодинамические функции для систем с межфазными границами раздела
- 5.2.3. Условие равновесия на фазовой границе с ненулевой кривизной. Формула Лапласа
- 5.2.4. Поверхностное натяжение и специальные границы
- 5.3. Пути развития термодинамики: от равновесной к неравновесной нелинейной
- Глава 6. Межфазное взаимодействие, совместимость компонентов, стабильность границы и прочность композита
- 6.1. Совместимость компонентов композита
- 6.1.1. Химическая совместимость компонентов
- 6.1.2. Основные термодинамические представления о совместимости материалов
- 6.1.3. Влияние легирующих добавок на стабильность волокнистого композита
- 6.2. Классификация композитов на основе межфазного взаимодействия
- 6.3. Типы связей и стабильность границы раздела композита
- 6.3.1. Типы связей на границе раздела между компонентами композита
- 6.3.2. Термическая и механическая стабильность поверхности раздела композита
- 6.3.3. Прочность границы и характер разрушения композита
- Глава 7. Физические свойства композитов. Упругие и прочностные свойства
- 7.1. Общее определение физических свойств композита. Х-y-эффект
- 7.2. Упругие свойства композиционных материалов
- 7.2.1. Упругие свойства композита, армированного непрерывными волокнами
- 7.2.2. Упругие свойства порошковых композитов
- 7.3. Прочность композиционных материалов
- 7.3.1. Прочность композита, армированного непрерывными волокнами
- Влияние ориентации волокон на разрушение композита.
- 7.3.2. Прочность при растяжении композита, армированного дискретными волокнами.
- 7.3.3. Вязкость разрушения композита
- Глава 8. Адгезия и смачивание в композитах
- 8.1. Основные определения
- 8.2. Формирование межфазного контакта. Уравнения Дюпре и Юнга
- 8.3. Адгезия композиционных материалов
- 8.3.1. Взаимодействие контактирующих поверхностей при адгезии и прочность соединений
- 8.3.2. Адгезионная прочность на поверхности раздела и механические свойства композитов
- 8.4. Смачивание композиционных материалов
- 8.4.1. Смачивание и его роль в технологии и природе
- 8.4.2. Основные условия смачивания в равновесных и неравновесных системах
- 8.4.3. Смачивание различных типов материалов
- Система жидкий металл - тугоплавкое соединение.
- 8.5. Процессы адгезии, смачивания и
- Глава 9. Краткая характеристика и общие методы получения и обработки композитов на основе металлической матрицы
- 9.1. Примеры композитов на основе металлической матрицы
- 9.2. Общая характеристика методов получения композитов с металлической матрицей
- 9.2.1. Классификация методов получения и обработки композитов с металлической матрицей
- 9.2.2. Жидкофазные методы
- 9.2.3. Методы осаждения - напыления
- 9.3. Технологические процессы получения и обработки металлических композиционных материалов
- 9.3.1. Обработка давлением
- 9.3.2. Процессы порошковой металлургии
- 9. 4. Методы получения дисперсно-упрочненных композитов
- 9.5. Методы получения псевдосплавов
- 9.6. Методы получения эвтектических композиционных материалов
- 9.7. Низкотемпературные методы изготовления композитов с металлической матрицей
- Глава 10. Основные виды композитов на основе металлической матрицы. Свойства, методы получения и области применения
- 10.1. Металлические волокнистые композиционные материалы
- 10.1.1. Свойства и методы получения мвкм на основе алюминия
- 10.1.2. Свойства и методы получения мвкм на основе магния
- 10.1.3. Свойства и методы получения мвкм на основе титана
- 10.1.4. Свойства и методы получения мвкм на основе никеля и кобальта
- 10.1.5. Области применения мвкм
- 10.2. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы
- 10.2.1 Свойства и методы получения дкм на основе алюминия
- 10.2.2. Свойства и методы получения дкм на основе никеля
- 10.2.3. Свойства и методы получения дкм на основе хрома
- 10.2.4. Свойства и методы получения дкм на основе молибдена
- 10.2.5. Свойства и методы получения дкм на основе вольфрама
- 10.2. 6. Свойства и методы получения дкм на основе серебра
- 10.3. Псевдосплавы
- 10.3.1. Свойства и методы получения псевдосплавов на основе железа
- 10.3.2. Свойства и методы получения псевдосплавов на основе вольфрама и молибдена
- 10.3.3. Свойства и методы получения псевдосплавов на основе никеля
- 10.3.4. Свойства и методы получения псевдосплавов на основе титана
- 10.3.5. Области применения псевдосплавов
- 10.4. Эвтектические композиционные материалы
- Глава 11. Композиты на основе полимерной матрицы. Свойства, методы получения и области применения
- 11.1. Состав и основные свойства полимерных композитов
- 11.1.1. Армирующие волокна для пкм
- 11.1.2. Матрицы для пкм
- 11.1.3. Наногибридные полимер-неорганические композиты
- 11.1.4. Поверхность раздела фаз в пкм
- 11.2. Методы получения полимерных композитов
- 11.2.1. Метод изготовления слоистыл и намотанных пкм
- 11.2.2. Золь-гель-методы получения наногибридных полимер-неорганических композитов
- 11.4. Дендримеры - новый вид полимеров и композиты на их основе
- Глава 12. Жидкокристаллические композиты. Свойства, методы получения и области применения
- 12.1. Основные свойства жидких кристаллов
- 12.2. Методы получения жидкокристаллических композитов
- 12.3. Области применения жкк
- Глава 13. Керамические и углерод-углеродные композиционные материалы. Основные свойства, методы получения и области применения
- 13.1. Керамические композиционные материалы
- 13.1.1. Основные свойства ккм
- 6 Армирование волокнами; в - «затупление» трещины на большой площади
- 13.1.2. Методы получения и области применения ккм
- 13.2. Углерод - углеродные композиционные материалы
- 13.2.1. Основные свойства уукм
- 13.2.2. Методы получения и области применения уукм
- Глава 14. Синергетика процессов создания композитов. Новые виды материалов и технологий: нано- и биоковмпозиты
- Послесловие
- Задачи и упражнения
- Литература основная
- Литература дополнительная
- Содержание
- Глава 1 Классификация и критерии конструирования
- Глава 2. Периодическая таблица Менделеева. Электронная
- Глава 3. Фазовые переходы и их влияние на структуру
- Глава 4. Физико-химические свойства основных компонентов
- Глава 5. Термодинамика композиционных систем
- Глава 6. Межфазное взаимодействие, совместимость компонентов, Стабильность границы и прочность композита................................68
- Глава 7. Физические свойства композитов. Упругие
- Глава 8. Адгезия и смачивание в композитах.........................................90
- Глава 9. Краткая характеристики и общие методы получения и обработки композитов на основе металлической матрицы............................105
- Глава 10. Основные виды композитов на основе м еталличгеской матрицы. Свойства, методы получения и области применения........................ .......... .............114
- Глава 11. Композиты на основе полимерной матрицы. Свойства,
- Глава 12. Жидкокрис галлические композиты. Свойства,
- Глава 14. Синергетика процессов создания композитов.