Направленную перпендикулярно

Рассмотрим направленную кристаллизацию, которая происходит при постоянном направлении отвода теплоты и определенном градиенте температур в жидкой и твердой фазах. Распределение температуры у межфазной поверхности определяется соотношением градиентов температуры в жидкой и твердой фазах, а также выделением при кристаллизации скрытой теплоты плавления. В результате ее выделения температурные градиенты снижаются в области жидкой фазы и возрастают в твердой. Характер распределения температуры у межфазной поверхности определяет ее микрорельеф, а следовательно, и структуру металла, формирующуюся в процессе кристаллизации.

При проектировании отливки необходимо учитывать ее положение в форме. Она должна располагаться так, чтобы обеспечить спокойное заполнение формы без разрушения струей металла отдельных участков формы или стержней. Конструкция формы должна обеспечивать направленную кристаллизацию отливки снизу вверх с тем, чтобы з'садочные раковины, примеси, неметаллические включения выводились в части отливки, удаляемые при обрубке и очистке (выпоры, прибыли, припуски на механическую обработку). В связи с этим, чтобы уменьшить дефекты, массивные и ответственные элементы отливок следует располагать в нижней половине формы, в крайнем случае — вертикально. Поверхности, связанные между собой точными размерами, рекомендуется располагать в одной половинке формы

Основным фактором, определяющим направленную кристаллизацию эвтектического сплава или любого расплава этого вида с аналогичными свойствами, является осевой теплоотвод. Для осуществления этого процесса нужны только печь и протяжной механизм, обеспечивающий перемещение отливки вдоль печи. Предположим, что отливка вытягивается из печи так, как это показано на рис. 1. Поскольку большая часть отливки пребывает в печи длительное время, возможен небольшой боковой теплоотвод. Основной же поток тепла направлен вдоль оси отливки к тому ее концу, который покидает печь. Этот осевой поток тепла от горячего к холодному концу отливки вскоре приводит к установлению 'равновесного положения границы раздела твердой и жидкой фаз.

Направленную кристаллизацию используют для формирования волокнистой фазы непосредственно в

Пройдя долгий путь в поисках средств восстановлени пластичности, сочли неприемлемым возврат к старым, мене прочным никелевым сплавам (или избрание кобальтовых спла BOB, в меньшей степени страдающих потерями пластичности' Вместо этого металлурги — специалисты по суперсплавам об рагились к развитию методов обработки. Ориентируясь н направленную кристаллизацию и порошковую металлургик упорно разрабатывали новые процессы, позволяющие сохра нить или улучшить прочностные характеристики, обеспечи

Направленную кристаллизацию суперсплава осуществляют в вакууме (рис. 7.2), наливая жидкий сплав в оболочковую керамическую изложницу, предварительно подогретую до температуры выше температуры ликвидус (см. также обсуждение методов литья по выплавляемым моделям в гл.15). Со стороны дна изложница открыта и посажена на медную плиту-холодильник. Жидкий суперсплав затвердевает после контакта с медным холодильником и образует тонкий слой равноосных зерен. Последующий рост зерен стимулируется в направлении температурного перепада, практически параллельном

деть, какого прогресса удалось достичь в разработке суперсплавов и покрытий к ним. Эти данные указывают на направленную кристаллизацию как наиболее мощный источник улучшения свойств. Она и устраняет границы зерен, ориентированные поперек главной оси напряжения, и обеспечивает в этом направлении модуль упругости, который на 40 % ниже модуля упругости поликристаллического материала [45]. С понижением модуля упругости снижаются и напряжения, порождаемые наведенными тепловыми деформациями.

Направленную кристаллизацию можно считать удобным способом создания композиционных материалов из-за его^ простоты; этот способ позволяет избежать специфических трудностей, возникающих при манипуляции с усами микронных размеров. Большое преимущество эвтектических композиций заключается также и в их высокой термической устойчивости. Большая стабильность при высоких температурах объясняется,, по-видимому, минимальной величиной поверхностной энергии на границе раздела двух зерен вследствие кристаллографического/ соответствия между фазами.

Верхнюю литниковую систему используют в основном для мелких отливок при вертикальной плоскости разъема формы — такая система обеспечивает направленную кристаллизацию сплава. В тех случаях, когда в одной форме располагают несколько мелких отливок, применяют упрощенную литниковую систему с боковым подводом расплава (см. рис. 37, I, в). Для устранения усадочных дефектов подводят сплав через отводные (боковые) прибыли.

По способу изготовления КМ подразделяют на полученные жидко- и твердофазными методами, методами осаждения — напыления 'И комбинированными методами. К жидкофазным методам относят пропитку арматуры полимером или жидким металлом, а также направленную кристаллизацию. К твердофазным методам относятся прессование, прокатка, экструзия, ковка, сварка взрывом, волочение, диффузионная сварка, при которых компоненты формируются в КМ, где в качестве матрицы используют порошки или тонкие листы (фольги). При получении КМ осаждением — напылением матрица наносится на волокна из раствора солей, парогазовой фазы, плазмы. Комбинированные методы предусматривают совмещение нескольких методов. Например, пропитку или плазменное распыление используют в качестве предварительной операции, а прокатку, прессование или диффузионную сварку — окончательной.

Эвтектическими AM называют материалы, полученные кристаллизацией из сплавов эвтектического состава, в которых армирующей фазой служат ориентированные волокна или пластинчатые кристаллы, образованные в процессе направленной кристаллизации. Направленную кристаллизацию осуществляют перемещением расплава в зону охлаждения с постоянным температурным градиентом (метод Бридж-мена). Эвтектические КМ получают, создавая плоский фронт кристаллизации. Температурный градиент составляет 50...70 °С/см, в усовершенствованных конструкциях — до 500 °С/см. Если объемная доля армирующей фазы менее 12%, образуется волокнистая структура, свыше 32 % — пластинчатая. С ростом объемной доли упрочнителя прочность эвтектических КМ повышается.

В этом уравнении содержится три неизвестных: величина и направление реакции Я12 и величина реакции Pis. Для того чтобы его решить, т. е. чтобы построить представленную им векторную сумму, разложим реакцию Р12 на две составляющих: Р1 , направленную перпендикулярно линии ВС, и -р^, направленную

Сила резания при протягивании складывается из сил, приложенных ко всем одновременно участвующим в резании зубьям. Сила, действующая на каждый зуб протяжки, может быть разложена на две составляющие: Р,, направленную вдоль оси, и PfJ, направленную перпендикулярно к оси протяжки.

радиальных и радиально-упсрных шарико- и роликопод-под эквивалентной статической нагрузкой понимают такую постоянную радиальную нагрузку, направленную перпендикулярно к оси подшипника, а для уюрных и упорно-радиальных такую постоянную осевую центральную нагрузку, при которой остаточные деформации в наиболее нагруженной точке контакта такие же, как и при реальном нагружении.

в виде векторов ДД1=ю$ и BBi=o>2> направленных соответственно вдоль осей Ого и 026 (см. § 1.32). Таким образом, диск 1 участвует одновременно в двух вращательных движениях: во-первых, вокруг оси Ога с угловой скоростью wj (относительное вращение) и, во-вторых, вместе с кривошипом 2 вокруг оси 02й с угловой скоростью ю2 (переносное вращение). В каждый данный момент времени точка В диска, оказывающаяся на оси 02&, имеет от первого движения скорость фв, направленную перпендикулярно АВ и численно равную vg=e>iAB (во втором движении эта точка неподвижна); в тот же момент точка А, неподвижная в первом движении, за счет второго движения получает скорость v^, направленную также перпендикулярно отрезку АВ, но численно равную vA=a>zBA. Следовательно, скорости "в и сл — абсолютные скорости точек А и В диска в сложном вращательном движении и параллельны друг другу. Согласно правилу, показанному на рис. 1.144, б, найдем положение точки С — мгновенного центра скоростей диска, через которую проходит мгновенная ось Сс вращения диска. Считая, что около мгновенной оси Со диск вращается с угловой скоростью о>4 можем записать:

направленную перпендикулярно к плоскости, и силу P=Gsin30°=60-0,5=30 к, направленную параллельно плоскости. Поскольку движение тела происходит

Угол р„, соответствующий моменту сдвига, является углом трения покоя. Если оставить рукоятку под углом р0, то тело будет двигаться равноускоренно, так как составляющая Р„ (на рисунке не показана) равна по модулю силе Т„, которая больше силы трения движения Т. После сдвига тела с места рукоятку нужно опустить до положения, соответствующего углу р, при котором установится равномерное движение. При наклоне рукоятки на угол р сила тяжести G раскладывается на две составляющие: P=Gsinp, направленную параллельно пластине, и yV=Gcosp, направленную перпендикулярно к пластине. Так как тело движется по пластине равномерно, то, следовательно, имеет место равенство

составляющие получим силу N, направленную перпендикулярно к плоскости,

Давление р силы, действующей на поршень, раскладывается на две составляющие (рис. 202): р„, направленную перпендикулярно к оси цилиндра,

Выше дли упрощения подсчета работы силы, сообщающей телу ускорение, мы предполагали, что скорость тела совпадает по направлению с силой. Если это не так, то действующую на тело силу нужно разложить на две составляющие: тангенциальную, направленную вдоль скорости, и нормальную, направленную перпендикулярно к ней. Работу совершает только тангенциальная составляющая (нормальная составляющая не совершает работы, так как она перпендикулярна к направлению перемещения). С другой стороны, только тангенциальная составляющая силы изменяет величину скорости тела. Поэтому, произведя подсчеты только для тангенциальной составляющей, мы получим ту же связь между работой силы и скоростью тела, а значит, те же выражения для кинетической энергии, которые были получены выше.

Разложим скорость частицы v на две составляющие: продольную vlt направленную вдоль магнитного поля, и поперечную vt, направленную перпендикулярно к магнитному полю (рис. 106), Так как Iviff] — 0 (векторы колли-неарны), то

Для вычисления этого ускорения положим, что относительная скорость v , т. е. скорость тела относительно штанги, по величине остается постоянной (это ограничение не принципиально и, как будет показано, не изменяет результатов). При этом, однако, «абсолютная» скорость тела v изменяется как по величине, так и по направлению. Так как тело движется вдоль штанги, а сама штанга вращается, то «абсолютная» скорость тела направлена как-то под углом к штанге. Разложим эту скорость на две составляющие: vr, направленную вдоль штанги, и 1)п, направленную перпендикулярно к штанге (рис. 159). Составляющая vr обусловлена движением относительно штанги и равна относительной скорости чо'\ составляющая vn обусловлена вращением штанги и равна переносной скорости той точки, где находится тело М, т. е. vn = сол. (Как всегда, «абсолютная» скорость равна сумме «относительной» и переносной.) Если бы тело М оставалось неподвижным на штанге, т. е. составляющая vr = 0, то составляющая vn изменялась бы только по направлению, и это изменение, обусловленное переносным ускорением (как в первом примере), как раз было бы равно o>V и направлено к центру. Следовательно, переносное ускорение изменяет направление составляющей vn.