Пластмассы армированные

Медленное охлаждение углеродистых сталей вызывает распад аустенита с образованием феррито-цементитной смеси. Этот процесс состоит из двух стадий: полиморфного превращения у->а и диффузии атомов С с образованием цементита. Перестройка у- в а-решетку происходит мгновенно, а рост пластинок цементита — постепенно: вначале образуются мелкие частицы, которые затем укрупняются. Получаемые структуры и свойства стали отвечают равновесному состоянию.

аустенита обедняется углеродом, снижает свою устойчивость и испытывает полиморфное у-»а превращение. Кристаллы феррита зарождаются на границах с цементитом. Дальнейший рост ферритных пластин ведет к обогащению окружающего аустенита углеродом и торможению у - а превращения. Начинается зарождение и рост пластинок цементита. Чередование процессов повторяется до полного образования пластинчатого строения.

Управление первичной кристаллизацией может способствовать получению белого чугуна с высокой износостойкостью и удароус-гойчивостью. Малая степень переохлаждения приводит к образованию коротких и широких дендритов аустенита, а также грубых пластинок цементита. Большая степень переохлаждения способст»

ЧУГУН ПЕРЛИТНЫЙ — чугун с эв-тектаидным содержанием (0,7—0,9%) связанного углерода, к-рое соответствует чисто перлитной металлич. основе чугуна, без наличия феррита и структурно-свободных карбидов. Перлитная структура состоит из чередующихся пластинок цементита и феррита различной степени дисперсности, зависящей от хим. сост. чугуна и скорости его охлаждения при прохождении критич. точки Л г,.

Продукт распада переохлажденного аустенита, являющийся смесью феррита и дисперсных пластинок цементита, причем частицы цементита в троостите закалки имеют пластинчатое строение и более грубые, чем в троостите отпуска (рис. 9} Имеет высокую твердость (HRC 40), но менее вязок по сравнению с трооститом отпуска

Перлит представляется под микроскопом при значительных увеличениях в виде тонких пластинок цементита, равномерно распределённых в основной массе феррита. В некоторых случаях цементит выделяется не в виде пластинок, а в виде зёрнышек. Избыточный феррит в доэвтектоиднои стали, близкой к эвтектоидному составу (0,6— 0,7% С), выделяется в виде сетки, располагающейся вокруг зёрен перлита, при меньшем содержании углерода—в виде светлых скоплений. Цементит в заэвтектоидной стали располагается в виде мелких равномерно распределённых включений или тонкой сеткой по границам перлитных зёрен, иногда в виде игл внутри зёрен. По соотношению структурных составляющих, особенно в доэвтектоиднои стали, можно достаточно точно определять содержание в стали углерода.

Таким образом, независимо от содержания углерода в стали при охлаждении ее до 723° С имеющийся в структуре аустенит содержит 0,8% углерода. При этой температуре аустенит прекращает свое существование, так как происходит окончательный переход Y-железа в а-же-лезо. Аустенит превращается в феррит, а почти весь находившийся в аустените углерод выделяется в виде тонких пластинок цементита. Следовательно, при 723° С аустенит переходит в смесь пластинок феррита и цементита, именуемую перлитом. Процесс перехода аустенита в перлит называется распадом аустенита.

При температурах выше 450°С пластинки цементита в зернах 'перлита углеродистой и перлитных жаропрочных сталях принимают сферическую форму или приближаются к ней. Сфероидизация перлита начинается с деления пластинок цементита на отдельные частицы, которые в дальнейшем принимают сферическую форму. Схематически процесс сфероидизации показан на рис. 6-1. В дальнейшем протекает коагуляция мелких карбидов в крупные. По границам зерен появляется большое количество глобулярных карбидов. Границы утолщаются. Карбиды основных легирующих элементов— молибдена, хрома и ванадия — более устойчивы против сфероадизации, чем цементит. Алюминий способствует сфероидизации. Наибольшее влияние на скорость сфероидизации оказывает температура.

При работе оборудования коллекторы, трубы и их сварные соединения при температуре металла более 430 °С претерпевают структурные изменения. В частности, происходит деление пластинок цементита на отдельные частицы, со временем трансформирующихся в сферическую форму. Происходит сфероидизация перлита. Этот процесс способствует ускорению ползучести. На деталях из углеродистой и молибденовой стали и сварных швах одновременно со сфероиди-зацией может возникать и развиваться графитизация. При этом цементит распадается на железо и графит. Последний в массе металла располагается отдельными вкреплениями по границам зерен металла. Чаще всего графит располагается в зоне термического влияния на сварных швах. Графитизация - процесс, динамичный и интенсифицирующийся, представляет особую опасность в том случае, когда отдельные глобулы объединяются в цепочки. Прочность графита ничтожно мала. Поэтому графитизация в любой форме значительно разупрочняет трубы и сварные соединения. Включения, расположенные в виде цепочек, требуют прекращения работы котла впредь до замены дефектных деталей или переварки швов. Процесс графитиза-ции - явление нередкое. Обычно он выявляется расширенной диагностикой после наработки 10s ч.

При тех методах термообработки, которые применяются в котлостроени'и, перлит в стали имеет обычно пластинчатое строение, показанное на рис. 3-1. Однако пластинчатый перлит не является стабильной структурой. В течение длительной работы под действием высоких температур (450—600°С) карбиды железа (цементит) стремятся перейти IB более устойчивую форму. При наличии соответствующих условий происходит деление пластинок цементита на отдельные части, (которые затем переходят в глобули, т. е. принимают шаровидную форму (рис. 3-8). Входивший в состав перлита феррит сливается с чисто ферритовыми зернами, поэтому появившиеся глобули цементита оказываются как на границе зерен, так и внутри их. С течением времени мелкие глобули объединяются в более крупные. Этот процесс носит название сфероидизации перлита.

Применяемые в котлостроении доэвтектоидные углеродистые и низколегированные стали, структура которых состоит из феррита и перлита, в процессе длительной работы при повышенной температуре могут претерпевать процесс сфероидизации. Под сфероиди-зацией понимается самопроизвольный процесс превращения пластинок цементита перлита в округлые зернышки — глобули, увеличивающиеся с течением времени путем слияния (коагуляции).

Среди волокнистых композитов широкое распространение получили пластмассы, армированные стекловолокном. С уменьшением диаметра стекловолокна уменьшается вероятность появления внутренних дефектов. При этом размеры дефектов также уменьшаются. В результате повышается прочность волокна. Например, стеклянная пластина имеет предел прочности при растяжении, составляющий примерно 7 кгс/мм2. У тонкого же стекловолокна предел прочности при растяжении может составлять 280—500 кгс/мм2.

На рис. 4.6 показана установка на экспериментальном образце датчика ползучести. Испытания проводят при скорости нагрузки 1 мм/мин. В ходе испытаний замеряют нагрузку, изменение точки приложения нагрузки, перемещение раскрытия (межклиновое расстояние). Пластмассы, армированные стекловолокном, представляют собой материалы, которые обладают нелинейными характеристиками.

Рис. 6.48. Диаграммы испытаний на усталость, полученные для различных пластмасс, армированных волокном: / — пластмассы, армированные углеродным волокном; 2 — эпоксидная смола, армированная в одном направлении нитями из коррозионностойкой стали SFRP; 3 — эпоксидная смола, армированная в одном направлении углеродными волокнами CFRP; 4 — полиэфирная смола, армированная стеклотканью с атласным переплетением GFRP. Содержание стекловолокна: ф Vt = 51%, О К/=*39%,

Пластмассы, армированные однонаправленны- 11262 — 80

Пластмассы, армированные стальной сеткой

Мы привыкли к материалам однородным, имеющим постоянные свойства по всему своему объему и по всем направлениям. Сейчас наступает эра материалов анизотропных, многослойных, армированных. Самым привычным примером такого рода может служить железобетон. В последние годы появились пластмассы, армированные керамическими волокнами, картон и бумага, пронизанные стальными нитями, алюминиевые листы, покрытые жаропрочными пленками, и т. п.

Стеклотекстолиты, или стеклопластики,— пластмассы, армированные стекловолокном; являются очень ценным и перспектив-

Стеклотекстолиты, или стеклопластики,— пластмассы, армированные стекловолокном; являются очень ценным и перспективным конструкционным материалом; отличаются высокими механической прочностью, ударной вязкостью, теплостойкостью, очень низким водопоглощением. По удельной прочности н стойкости к коррозии стеклопластики превосходят черные и цветные металлы и многие их сплавы. Их можно разделить на две группы: 1) материалы с длинным ориентированным волокном, к которым относятся СВАМ, пресс-материал марки АГ-4 (ГОСТ 10087—62*), и 2) материалы с неориентированным коротким стекловолокном. Такие волокна используются в виде стекломатов.

Пластмассы, армированные аолокнами

Борные волокна обладают высокой твердостью. Они имеют твердость по шкале Мооса 9,3 и уступают по твердости лишь алмазу. В изделиях из армированных волокнами пластмасс нет настоятельной необходимости применения борных волокон, стоимость которых больше чем на порядок превышает стоимость других волокон. Однако вследствие того, что пластмассы, армированные волокнами, обладают низкой стойкостью к образованию поверхностных трещин, боропластики с высокими значениями модуля упругости и твердости используют в качестве поверхностного слоя в гибридных материалах или конструкциях.

Пластмассы, армированные аолокнами