Получения аустенитной

Если связь между компонентами композиции недостаточно прочная, касательные напряжения, появляющиеся на границе раздела, могут вызвать расслоение материала — отделение матрицы от волокон. Прочность связи зависит от метода получения армированных композиций.

В настоящее время для получения армированных композиций широко применяют методы горячего прессования, прокатки, диффузионной сварки в вакууме, динамического горячего прессования и др. Представляется важным оценить влияние технологических факторов на прочность

Способ получения армированных покрытий из эпоксидных составов ЭСД-2 и ЭТС-5, не содержащих растворителей, аналогичен способу армирования полиэфирных покрытий.

Угольные нити применяют в качестве композиционных материалов с пластмассовым наполнителем (полиэфиры, эпоксидные смолы, фенопласты). Углеродные волокна превосходят по прочности стеклянные и металлические волокна, используемые для получения армированных пластиков. Эластичность углеродных волокон в 6 раз больше, чем у стеклянных, и в 4 раза больше, чем у современных армированных пластиков. Прочность графитового волонна 3—-5 г/денье.

Это газофазные, химические и электрохимические процессы получения армированных металлических композитов. Главной технологической операцией процессов осаждения-напыления является нанесение на арматуру покрытий из матричного металла, который, заполняя пространство между армирующими элементами, образует матрицу композита.

Терминология. Термин "волокнистые композиционные материалы" означает, что для упрочнения материала используются волокна. Поэтому их называют также композиционными материалами, армированными волокнами. Свойства различных типов армирующих волокон перечислены в табл. 1.2. Как видно из таблицы все армирующие волокна обладаю! высокой прочностью; диаметр волокон обычно составляет 5 — 100 мкм. Сами волокна не используются для изготовления конструкций, изделий и т. д. Лишь соединяя их между собой с помощью полимерной, металлической или другой матрицы, можно получать композиционные материалы и изготавливать из них листы, трубы и другие изделия. Эти материалы и представляют собой волокнистые композиционные материалы, или армированные материалы. Для получения армированных углерод-

Таблица 3.4. Отвердитепи и ускорители отверждения для связующих на основе эпоксидных смол, используемых для получения армированных пластиков методом, намотки

В зависимости от геометрии и свойств полуфабрикатов, являющихся промежуточным материалом для получения армированных металлических изделий, используются различные методы формования металлов, армированных волокнами. Для армированного углеродными волокнами алюминия применяют методы горячего прессования (металлическая матрица остается в твердом состоянии), горячего вальцевания, горячей вытяжки и жидкофазного горячего прессования (металлическая матрица в процессе формования проходит стадию жидкого или жидкокристаллического состояния).

Среди полимерных материалов, армированных непрерывными волокнами, углепластики — одни из наиболее перспективных. В настоящее время для получения армированных пластиков используются, как известно, не только углеродные волокна. Уже продолжительное время применяются борные волокна, которые по сравнению с углеродными волокнами обладают большей жесткостью. Арамидные волокна, с появлением которых изменились наши представления о свойствах органических волокон, имеют значительно меньшую плотность, чем углеродные волокна. Волокна из карбида кремния и оксида алюминия весьма стойки к воздействию высоких температур. Поэтому углеродные волокна используют тогда, когда они могут успешно конкурировать по свойствам с другими волокнами. Недостатки материалов на основе углеродных волокон можно компенсировать, используя гибридные армированные пластики, которые получают путем сочетания в одном материале углеродных и других типов волокон. Таким образом, при создании современных композиционных материалов применяют дифференцированный подход к выбору волокон или их комбинаций.

Терминология. Термин "волокнистые композиционные материалы" означает, что для упрочнения материала используются волокна. Поэтому их называют также композиционными материалами, армированными волокнами. Свойства различных типов армирующих волокон перечислены в табл. 1.2. Как видно из таблицы все армирующие волокна обладают высокой прочностью; диаметр волокон обычно составляет 5 - 100 мкм. Сами волокна не используются для изготовления конструкций, изделий и т. д. Лишь соединяя их между собой с помощью полимерной, металлической или другой матрицы, можно получать композиционные материалы и изготавливать из них листы, трубы и другие изделия. Эти материалы и представляют собой волокнистые композиционные материалы, или армированные материалы. Для получения армированных углерод-

Таблица 3.4. Отвердитепи и ускорители отверждения для связующих на основе эпоксидных смоп, используемых для получения армированных пластиков методом, намотки

Термомеханическая обработка состоит в нагреве до получения аустенитной структуры, деформации стали в этом состоянии (в ста-

1) закалка для получения аустенитной структуры, при которой сталь обладает хорошей деформируемостью;

При дальнейшем повышении содержания хрома в стали (~20%), а иногда и других ферритообразующих элементов (Si, Mo, Ti, Nb и др.) количество никеля, необходимого для получения аустенитной структуры, приходится увеличивать. Большое значение имеет также степень стабильности аустенита в отношении у -> «„-превращения его при холодной пластической деформации или при охлаждении металла до низких температур (—196; —253° С).

Никель, дорогой и дефицитный легирующий элемент, вводится в аустенитные жаропрочные стали в количестве не менее 9 % для получения аустенитной структуры. Вместе с никелем вводится хром. Для снижения склонности к меж-кристаллитной коррозии в аустенитные стали вводятся титан и ниобий, которые связывают практически весь углерод в термически устойчивые карбиды. Избыточное содержание титана и ниобия приводит к образованю интерметаллических соединений и как следствие к охрупчиванию стали. Никель повышает коррозионную стойкость аустенитных сталей. В перлитную сталь, идущую для изготовления барабанов, вводят ~ 1 % никеля для повышения предела текучести и сопротивления хрупкому разрушению.

Никель, дорогой и дефицитный легирующий элемент, вводят в аустенитные жаропрочные стали в количестве не менее 9% для получения аустенитной структуры. Вместе с никелем вводят хром. Для снижения склонности к межкристаллитной коррозии в аустенитные стали вводят титан и ниобий, которые связывают практически весь углерод в термически устойчивые карбиды. Избыточное содержание титана и ниобия приводит к образованию интерметаллических соединений и как следствие к охрупчиванию стали. Никель повышает коррозионную стойкость аустенитных сталей.

Стальной слиток изготавливается в процессе электрошлакового переплава, потому что при вакуумной дуговой плавке удаляется азот, который содействует получению высокого предела прочности. Затем слиток прошивают и проковывают в кольцо, примерно равное по высоте, но меньшее в диаметре и с большей толщиной стенки, чем в готовом виде. Поковку нагревают до температуры образования твердого раствора и закаливают для получения аустенитной структуры. Затем кольцо развальцовывают при помощи либо конусной оправки при температуре 180°С, либо взрывного расширения. Здесь может быть несколько этапов расширения и промежуточных нагревов. Кольцо окончательно освобождается от напряжений при 300° С (рис. 15.16). При обработке такого типа отверстие расширяется больше (50—60%), чем периферийные области (30—35%). Свойства материала готового кольца сильно меняются: от высоких значений пределов проч-

Никель в количестве не менее 9% вводят в жаропрочные нержавеющие стали для получения аустенитной структуры. Обычно вместе с никелем в состав стали добавляют хром. Никель — дорогой и дефицитный легирующий элемент. Для стабилизации структуры и снижения склонности к межкристаллитной коррозии в аустенит-ные стали вводят титан и ниобий, которые связывают практически весь углерод в тугоплавкие карбиды. Избыточное содержание титана и ниобия приводит к образованию интерметаллических соединений и, как следствие, к охрупчиванию стали. В перлитную сталь для барабанов паровых котлов вводят никель в количестве около 1% для повышения предела текучести.

При содержании в хромомарганцевой стали свыше 15% Сг для получения аустенитной структуры наряду с марганцем нужно вводить никель. При увеличении содержания никеля в стали аустенитная область значительно расширяется, а при увеличении содержания марганца более 6% (при 15—20% Сг) наблюдается небольшое сужение аустенитной области.

Никель в количестве не менее 9% вводят в жаропрочные стали для получения аустенитной структуры. Обычно вместе с никелем вводят хром. Никель — дорогой и дефицитный легирующий элемент. Для стабилизации структуры и снижения склонности к межкристаллитной коррозии в аустенитные стали вводят титан и ниобий, которые связывают практически весь углерод в тугоплавкие карбиды. Избыточное содержание титана и ниобия приводит к образованию интерметаллических соединений и, как следствие, к охрупчиванию стали.

Было предложено для конденсаторов тепловых электрических станций, охлаждаемых морской водой, применять трубки из нержавеющих сталей с пониженным содержанием никеля. Наряду с никелем для получения аустенитной структуры в этих сталях применяют марганец и азот.

требований к чистоте присадочных материалов, но вместе с тем определяет целесообразность нормирования исходного количества ферритной фазы в сварочной проволоке и основном металле. Необходимость жесткой ее регламентации в наплавленном металле определяет преимущественное использование метода ручной дуговой сварки покрытыми электродами типов ЭА-1Ба, ЭА-Щ2Фа, марки ЦТ-26 и др. Состав покрытий этих электродов варьируется в зависимости от плавочного состава электродной проволоки. Применение методов аргоно-дуговой и автоматической сварки под флюсом допустимо при наличии сварочной проволоки с регламентированным исходным количеством феррита. Во всех случаях необходимо исключать возможность получения аустенитной структуры (без ферритной фазы) в первых разбавляемых аустенитной сталью слоях швов; при этом швы должны выполняться с использованием присадочных материалов, имеющих повышенный запас аустенитности.