Практическое занятие № 2. Тема: «Композиционные и порошковые материалы

Тема: «Композиционные и порошковые материалы. Неметаллические материалы».

План:

1. Волокнистые композиционные материалы. Основные механические свойства.

2. Дисперсно – упрочненные композиционные материалы.

3. Конструкционные и инструментальные порошковые материалы, классификация, механические свойства.

Краткие теоретические сведения.

Волокнистые композиционные материалы. Основные механические свойства.

У волокнистых композиционных материалов наполнитель является упрочнителем. По механизму армирующего действия различают волокнистые композиционные материалы:

Дискретные – с отношением длинны волокна к его диаметру 10…103; чем больше это отношение, тем выше степень упрочнения. Волокна в матрице расположены хаотично.

С непрерывным волокном. Укладка волокон наполнителя может быть слоистой непрерывной, тканевой или объемной. От обычных сплавов КМВ отличается высокими прочностными показателями, пониженной склонностью к трещинообразованию и высокой удельной прочностью (отношение прочностных показателей к плотности). Прочность КМВ определяется свойствами волокон, матрица должна скреплять волокна и распределять напряжения между ними. При этом механические свойства КМВ вдоль волокон значительно выше, чем поперек. КМВ малопластичны. Однако скорость распространения трещин в КМВ мала и практически исключается их внезапное хрупкое разрушение. Особенностью КМВ является малая скорость их разупрочнения во времени. Основным недостатком КМВ является низкое сопротивление межслойному сдвигу; это сопротивление значительно возрастает у КМВ с объемной укладкой.

Свойства некоторых КМВ приведены в табл. 2

Таблица 2 Механические свойства КМВ.

Композиция (марка)	σв МПа	σ-1 МПа	Е, ГПа
Никель — вольфрам (ВКН-1)			—
Алюминий — углерод (ВКУ-1)
Бор — алюминий (ВКА-IА)
Бор—магний (ВКМ-1)
Алюминий — сталь (КАС- 1 А)

Дисперсно - упрочненные композиционные материалы.

В отличие от КМВ в дисперсно - упрочненных композиционных материалах (КМД) матрица является основным материалом, несущим нагрузку, дисперсные частички (наполнитель) тормозят движение дислокаций в матрице.

Таблица 3 Механические характеристики САП

Марка	Содержание Al2O3%	σв, МПа	δ, %	σ100 (длительная прочность при Т=500°С), МПа
САП-1	6...9
САП-3	13...18