Наполнителями в этих композитах часто служат частицы оксидов, нитридов, боридов и других соединений (Аl2O3, ВеО, SiС, ВN, B4С). Армированные ими металлические матрицы «работают» до 1200°С. Как правило, их изготавливают порошковым методом.
Свойства дисперсно-упрочненных композитов в отличие от волокнистых - изотропны.
Рис. 33. Зависимость прочностных и пластических свойств САПов
от объемной доли оксида Аl2O3
Из числа дисперсно-упрочненных материалов на алюминиевой основе промышленное использование получили так называемые САПы (спеченная алюминиевая пудра). Сплавы состоят из алюминиевой матрицы, в которой распределены частицы оксида алюминия - Аl2O3. В различных САПах размер частиц изменяется от 10 до 50 мкм, а их объемная доля - от 6…8 до 18…22 %. Прочность сплавов возрастает с увеличением объемной доли оксида (рис. 33).
В табл. 17 приведены свойства некоторых композитов. В промышленности используют и дисперсно-упрочненные жаропрочные композиты с матрицами на титановой, никелевой и алюминиевой основах.
|
|
Разработаны и композиционные коррозионностойкие сплавы, которые используют в промышленности.
При создании любых композиционных сплавов вопрос о совместимости входящих в них компонентов является одним из важнейших. При создании коррозионностойких композитов специфика их работы в контакте с агрессивными средами требует электрохимической совместимости компонентов.
Известно, что многие карбиды (ТiС; ZrС; Мо2С), нитриды (ТiN; ZrN; NbN; ТаN), бориды (TiB2; VB2 ; CrB2; Mo2B2), силициды (VSi2; TiSi2; Мо3Si; TaSi2) обладают высокой коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах.Но эти соединения хрупки, нетехнологичны, поэтому необходимо создавать композиционные материалы с пластичной и одновременно коррозионно-стойкой матрицей. Композиты, включающие в качестве наполнителя перечисленные выше соединения, получили в литературе наименование керметов. Порошки карбидов, нитридов и других соединений входят в состав коррозионностойких металлических сплавов. Относительная стойкость таких композитов в сопоставлении с коррозионностойкой (нержавеющей) сталью Х18Н8 представлена на рис. 34. В настоящее время теоретические основы коррозионной стойкости композитов еще недостаточно совершенны и подбор компонентов и их соотношений осуществляют эмпирически.
Рис. 34. Коррозионная стойкость композиционных материалов WC - Co
по сравнению с нержавеющей сталью:
1 - 12Х18Н8; 2 - 85 % WC + 15 % Co; 3 - 88 % WC + 12 % Co;
4 - 93 % WC + 7 % Co; 5 - 94,5 % WC + 5,5 % Co
Из числа коррозионностойких композиционных материалов, используемых в промышленности, можно отметить ферротитаниды (основа - легированные сплавы на основе железа, упрочняющая фаза 10…75 % (объемн.) ТiС). Так, сплавы с содержанием 20…45 % (объемн.) ТiС, остальное - сплав на железной основе, легированный хромом, молибденом, вольфрамом, алюминием и никелем, используют в качестве подшипников и шаров мельниц, работающих в агрессивных условиях. Сплавы с матрицей приведенного состава (14…24 % Сr; 0,4…1,2 % С; < 5 % Мо; ост. Fе), упрочненные карбидами ТiС, NbС, VС, используют как коррозионностойкие и износостойкие, в частности для изготовления инструмента, применяемого при вальцовке в консервной промышленности.
|
|