Материалов термической

С ростом температуры в некоторых покрытиях отмечается увеличение теплопроводности, в то время как у аналогичных компактных материалов теплопроводность при нагреве уменьшается. Такую необычную зависимость у покрытий можно объяснить активизацией механизмов Ям и Ап [8, 9].

Весьма перспективными для криогенной техники являются композиционные материалы. Их отношение предела прочности к теплопроводности на несколько порядков выше, чем у материалов других классов. Результаты работ, проведенных по программам ВВС и НАСА, содержатся в обзорах [12—14]. Настоящая программа предусматривает определение упругих констант, термического расширения и теплопроводности композиционных материалов пяти классов: стеклопластиков, материалов на эпоксидной основе с синтетическим волокном, боропластиков, угле- и боралю-миния. В табл. 3 сопоставлены повышенные значения ряда расчетных параметров этих материалов (теплопроводность/модуль Юнга; теплопроводность/предел текучести; предел текучести/плотность и модуль Юнга/плотность) ,со свойствами некоторых конструкционных сплавов. Все дан-

2. Физические и механические свойства исследуемых материалов (теплопроводность, модуль упругости, коэффициент температуропроводности и т. д.).

IV. Теплоизоляционные материалы для глубокого холода. В технике глубокого охлаждения широко используются сжиженные газы, хранение и транспортирование к-рых осуществляется при наличии материалов и конструкций, позволяющих свести до минимума потери на испарение, т. е. при очень высокоэффективной изоляции из мелкодисперсных порошков, тонких волокон и др. материалов, теплопроводность к-рых значительно понижается с темп-рой (см. табл. 7).

пература, при которой производится измерение теплопроводности, тем ближе она к теплопроводности необлученного материала [228], т. е. эффект падения теплопроводности облученного графита снижается с ростом температуры измерения [160]. Из представленных на рис. 3.7 данных видно, что теплопроводность реакторного графита, облученного флюенсом 2-Ю21 нейтр./см2 при 300° С, в 10 раз ниже, чем у необлученного материала, в то время как при 600—700° С она ниже всего иа 50% [83]. Высокотемпературное (500—1000° С) ; облучение флюенсом (1,7-т--=-6,0)-1021 нейтр./см2 графитов, полученных из гилсонитовоп> и иглообразных коксов, снижает их первоначальную теплопроводность до уровня 0,04—0,08 кал/(см-с-град). Как показали Энгл и Каяма [214], это снижение для указанных условий облучения оказалось независимым от вида исследованных материалов.

Термофизические свойства формовочных материалов — теплопроводность и коэфициент теплового расширения — сказываются на их долговечности.

Рассмотрим зависимость параметра теплоотвода через корпус ТПС от диаметра зубчатого колеса, в котором ТПС эксплуатируется. На рис. 3.17, а и б приведены эти зависимости для ненаполненных термопластов или материалов с небольшим количеством наполнителей, не оказывающих влияния на теплопроводность. Для этих материалов теплопроводность составляет 0,3 Вт/(м-°С). На рис. 3.17, виг приведены аналогичные зависимости для высоконаполненных термопластов, теплопроводность которых достигает

ператур по толщине ограждения. Потери тепла зависят от теплового потока, величина которого определяется разностью температур и теплопроводностью материалов. Теплопроводность материала, принятую для средней температуры каждого слоя, можно считать практически постоянной на всей поверхности рассматриваемого участка.

Известно, что некоторые относительно медленные, эволюционные процессы, сопровождающие ресурсную работу установки, необратимы во времени. Сюда можно отнести выгорание топлива, формоизменение твэлов и элементов конструкции реактора под действием высоких температур и потоков нейтронов, процессы массопереноса, окисления и коррозии в контуре теплоносителя, процессы диффузии в местах механического контакта металлов, изменение структуры и свойств конструкционных материалов и т. п. Необратимость таких процессов приводит к старению и износу работающей установки, в результате которых меняются физические свойства материалов (теплопроводность, теплоемкость, излучательная способность), геометрия конструкции (проходные сечения, условия теплообмена, контактные сопротивления и т. п.). Поскольку априорное математическое описание динамики в смысле (6.5) строится неформально, параметры а, имеют здесь вполне конкретный физический смысл. Это — эффективные значения коэффициентов теплопередачи, теплоемкости элементов конструк-170

Для комплексного исследования теплоемкости и коэффициента а твердых тепло-изоляторов (пластиков, огнеупоров) и полупроводников в режиме монотонного разогрева образцов в диапазоне температур от 50 до 900° С разработан прибор ДК-ас-900, представляющий собой техническую реализацию метода трубки [109]. Погрешность измерений 5—8%. Для независимых измерений коэффициентов а и Я твердых полимерных и полупроводниковых материалов, теплопроводность которых не превышает 10 Вт/(м-°С), в режиме монотонного разогрева образцов в интервале температур от —100 до +400° С разработан прибор ДК-а>.-400, представляющий собой объединение двух калориметров, один из которых приведен выше [см. рис. (5-17)]. Погрешность измерений не превышает 3—5% [Ю8]. Универсальный при. бор ДК-асА-400 (рис. 5-22), предназначенный для комплексного исследования тепло-физических свойств материалов в монотонном режиме [109], является объединением трех калориметров, два из которых приведены выше [см. рис. (5-17) и (5-19)].

Тепло- и электропроводность металлов почти на два порядка больше, чем у полимерных материалов и поэтому в случае металлов не возникает никаких проблем в отводе тепла от локального источника (например, в корпусах подшипников, плитах разъема). На практике при расчете теплопередачи к жидкостям через металлические стенки редко возникала необходимость принимать во внимание тепловое сопротивление стенки. Несколько отличная картина наблюдается в случае композиционных материалов, теплопроводность которых определяется теплопроводностью матрицы и армирующего наполнителя, причем и матрица, и наполнитель являются худшими проводниками, чем металлы, которые они могут заменять. Естественно, что с увеличением масштабов использования высокопрочных композиционных материалов появилась необходимость в получении информации об их теплофизических и электрических свойствах.

Третье издание «Справочника металлиста» в отличие от второго издания, вышедшего в трех томах в 1965—1966 гг., выпускается в пяти томах. Это позволило дополнить справочник сведениями по новым видам материалов, термической и химико-термической обработке, испытанию материалов, по физическим методам обработки и ряду других вопросов.

Во втором томе приведены данные по физико-механическим и технологическим свойствам черных и цветных металлов, сплавов и неметаллических материалов, методам защиты от окисления, термической и химико-термической обработке, испытаниям металлов.

Третье издание «Справочника металлиста» в отличие от. второго издания, вышедшего в трех томах в 1965—1966 гг., выпускается в пяти томах. Это позволило дополнить справочник сведениями по новым видам материалов, термической и химико-термической обработке, испытанию материалов, по физическим методам обработки и ряду других вопросов.

Во втором томе приведены данные по физико-механическим и технологическим свойствам черных и цветных металлов, сплавов и неметаллических материалов, методам защиты от окисления, термической и химико-термической обработке, испытаниям металлов.

При изучении сопротивления конструкционных материалов термической усталости по методике Коффина и ее модификациям отмечается нестационарность условий деформирования в зависимости от числа циклов и существенное влияние ряда факторов на величину деформации, а также характер ее протекания. Это определяет необходимость исследования кинетики деформирования при термоусталостном нагружении с применением методик, позволяющих с достаточной точностью регистрировать диаграммы деформаций в процессе испытания [182].

Наиболее простым и чаще всего встречающимся случаем термоциклического нагружения является режим, при котором фазы циклов нагрева и нагружения совладают. Это происходит, в частности, если напряжения являются следствием нагрева деталей или их элементов, а свободные термические деформации при этом ограничены. В связи с этим качественную или сравнительную оценку сопротивления материалов термической усталости производят по зависимостям типа /'max—N и tcp—N, где

Таким образом, сопротивление материалов термической усталости определяют различные сочетания значений действующих размахов деформаций и исходных механических свойств. Однако сопоставление материалов по абсолютным значениям механических характеристик недостаточно; необходимо, в частности, учитывать, что размах возникающих термонадряжений может значительно различаться в аналогичных сплавах, как это было показано на примере сплавов ХН60ВТ, ХН50ВМТЮБ и ХН68МТЮК. С другой стороны, развивающаяся в цикле пластическая деформация должна быть отнесена к ресурсу пластичности; поэтому представление данных в относительных координатах Де/8р—'N является более объективным.

Изложенные в настоящей книге данные о методах исследования термической усталости, основных факторах, влияющих на сопротивление жаропрочных материалов термической усталости, и о способах расчетной оценки долговечности можно кратко сформулировать следующим образом.

Технологический процесс изготовления термопластичных подшипников скольжения состоит из следующих этапов: литья под давлением втулок из термопластичных материалов, термической обработки отлитых деталей, запрессовки их в металлический корпус или

Технологический процесс изготовления ТПС состоит из следующих этапов: литья под давлением втулок из термопластичных материалов, термической обработки отлитых деталей, запрессовки их в металлический корпус или промежуточную обойму и обработки резанием (расточка, сверление).

Выбор оптимальных сочетаний материалов, термической и термохимической обработки трущейся пары. Эта группа мероприятий привлекает к себе наибольшее внимание.