Прочность возрастает

Прочность волокнистых материалов на базе нитевидных кристаллов сапфира и вольфрамовой проволоки [214]

Рыбальченко М. К., Устинов Л. М., Влияние границ раздела волокно — матрица на пластичность и прочность волокнистых композиций, Пробл. прочности, № 9 (1972).

Установлено, что, независимо от характера влияния термических остаточных напряжений, возникающих на поверхности раздела при охлаждении, они неизменно снижают прочность волокнистых композитов при растяжении [27]. Причина заключается в том, что обусловленное ими напряженное состояние в целом отвечает растяжению (рис. 16) даже в тех случаях, когда радиальные напряжения являются сжимающими. Например, в случае осевого растягивающего нагружения пластическое течение начнется при меньшем, по сравнению с ожидаемым, значении приложенной нагрузки (естественно, если оно еще не началось при охлаждении).

Повышение поверхностной энергии волокна, по-видимому, связано с наличием на его поверхности кислородсодержащих групп, о чем свидетельствуют кислая реакция поверхности и увеличение на ней количества атомов углерода, которые, вероятно, соединяются с кислородом воздуха, образуя группы с высокой реакционной способностью. Кроме того, Форест [35] 'показал, что механические свойства высокопрочных углепластиков лри высокой температуре ухудшаются под воздействием внешней среды в течение нескольких месяцев. Согласно результатам исследований Бонка и Титселя [18], прочность стеклопластиков при комнатной температуре уменьшается вследствие старения в теплой влажной атмосфере. Влияние старения на прочность волокнистых композитов йоДробйб рассматривается в разд. III.

Ранее упоминалось, что как волокно, так и матрица вносят вклад в длительную прочность волокнистых композитов. Начнем с описания тех свойств отдельных составляющих, которые приводят к временнбй зависимости прочности композита.

В композитах серебра, содержащего более 10% вольфрамовой проволоки, разрывы волокон были локализованы в окрестности поверхности разрушения композита [39]. Авторы [39] пришли также к выводу о том, что усталостная прочность волокнистых композитов относительно нечувствительна к поверхностным дефектам, что находится в разительном контрасте с чувствительностью усталости металлов к несовершенствам поверхности.

Усталостная прочность волокнистых композитов — это свойство композиции, зависящее от комбинации свойств компонентов и поверхности раздела между ними. В результате этого композиционные материалы могут быть сконструированы для работы в условиях циклических нагрузок, во-первых, за счет выбора волокон и матрицы, имеющих подходящие свойства, и, во-вторых, за счет конструирования и контроля металлургической структуры поверхностей раздела. Последние данные указывают на то, что усталостную прочность современных бороалюминиевых композитов, например, можно существенно улучшить за счет контроля микроструктур поверхностей раздела.

Процесс расслаивания 463 Прочность волокнистых композитов при сжатии 455—456

Прочность волокнистых композиций................. 269

Прочность волокнистых композиций Однонаправленные волокнистые композиции

На разрывную прочность волокнистых композиций значительное влияние может оказывать регулярность укладки и ориентации волокон и дефекты структуры, такие, например, как поры. Было •установлено, что продольная прочность композиций, полученных намоткой волокон, может быть удвоена при отсутствии пор и пустот [37]. Точки контакта различных волокон являются концентраторами напряжений и снижают прочность композиций, особенно трансверсальную [3, 38].

Эти соотношения показаны на рис. 125, а, б в функции т] (приняты' типичные для литых деталей величины а = 0,95; у, = 0,6). Введение ребер •повышает жесткость детали при любых значениях г\, но менее резко, чем в случае профиля прямоугольного сечения (см. рис. 120, а). Введение редко расставленных ребер (г ='!•=-2), снижает прочность- детали до 0,8-0,9 исходной величины, т.е. менее резко, чем в случае прямоугольного профиля (см. рис. 120, б). При z > 3 прочность возрастает; Для повышения прочности на 20-25% необходимо при обычных для литых деталей значениях т] = 3 -т- 4 (заштрихованная область) введение 7—10 ребер.

Сопротивление отрыву для железа, по данным различных авторов, теоретическое - 12000. ..100000 МПа, реальное - 300 МПа. Теоретическая прочность соответствует идеальной бездефектной кристаллической решетке металла (рис. 19). При определенном количестве дефектов металл имеет минимальную прочность (точка 1).С уменьшением количества дефектов прочность возрастает. Прочность нитевидных бездислокационных кристаллов "усов" приближается к теоретической. Они имеют почти идеальную поверхность без шероховатостей (не обнаруживается при увеличениях в десятки тысяч раз). Так, "ус" железа толщиной 1 мкм имеет предел прочности порядка 1,35 МПа, т.е. почти теоретическую прочность, однако пока длина "уса" не превышает 1 5 мм, и практическое применение их ограничено, например, армирование сапфировыми или графитовыми усами тугоплавких метал-

Примером может служить зависимость, характеризующая изменение прочности полимерных пленочных материалов во времени под действием жидких' сред, например воды (рис. 27, в). Как показали опыты [75], у целофана, полистирола, ПЭТФ и др. пленок в начальный период воздействия их прочность возрастает, а затем уменьшается, оставаясь все же выше исходной.

Моррис д Штейгервальд [39] нашли, что для серебра, армированного вольфрамовой проволокой при циклическом одноосном растяжении (коэффициент асимметрии, т. е. отношение минимального напряжения к максимальному, R = 0,2), усталостная прочность возрастает с увеличением объемного содержания арматуры, хотя отношение а//0в (предел усталости/предел прочности при

Непосредственно после прокатки (см. рис. 94) молибденовый и стальной слои резко различаются. Микротвердость молибдена около Н 350, стали — Н 200. Их разделяет тонкая черная прослойка — карбид (Мо, Fe)6C, и сталь на небольшую глубину обезуглерожена. После отжига при 700°С уже наблюдаются определенные изменения. Твердость пограничного слоя (а следовательно, и его прочность) возрастает до Н 450—500, взаимного проникновения молибдена в сталь и железа в молибден еще не обнаруживается, но карбидная прослойка утолщается от ~ 1 (до отжига) до 2—3 мкм (после отжига).

лнзированных синтетических алмазных порошков соответствующих зернистостей и марок и природных алмазов (см. табл. 1). На алмазные частицы наносили металлическое покрытие в количестве 50 вес. % от веса алмаза. При этом толщина металлической пленки, рассчитанная по методу [14], составляла 3—8 мкм для зернистостей от 100 до 250 мкм и 13—16 мкм для зернистостей 400—500 мкм. Полученные результаты показывают, что наиболее сильно упрочняющий эффект адгезионно-активной металлической пленки проявляется на алмазах АСО и АСР (прочность возрастает примерно в два раза; для других алмазов упрочнение составляет 50—60%). При этом упрочнение возрастает с увеличением количества нанесенного металла. Однако здесь наблюдается (см. рис. 1, 2) определенное «насыщение» значений прочности металлизированных алмазных зерен. Это, по-видимому, связано с тем, что такое количество металла (20—25 об.%) достаточно для заполнения и цементирования большинства дефектов структуры алмазных зерен и- покрытия их пленкой, дальнейшее увеличение толщины слоя металла уже менее эффективно.

Остаточная прочность при значениях ^/?>0,25 не снижается при увеличении относительной глубины поверхностного надреза независимо от температуры; значения ее сохраняются равными остаточной прочности образца со сквозным надрезом, т. е. при t\lt=\. Температурная зависимость остаточной прочности при ^>0,25 сходна с характером изменения оо,2 и остаточной прочности образцов со сквозным надрезом, как показано на рис. 3. Кроме того, остаточная прочность возрастает при уменьшении отношения t\/t до значений <0,25; эта тенденция наиболее ярко выражена при 77 К. Температурная зависимость остаточной прочности при ^/^^0,25 в большей степени сходна с характером изменения сгв, чем а0,2.

Результаты этих исследований показывают, что деформационное упрочнение поверхностного слоя после обработки металлическим или абразивным инструментом снижает сопротивление усталости жаропрочных сплавов при рабочих температурах, так как при ff-,. кгс/мм* этом деформация металла поверхностного слоя достигает предельного значения и больше оптимальной. С увеличением глубины наклепа 30 и базы испытания влияние поверхностного наклепа на усталостную прочность возрастает (рис. 5.12). Так, г5 для сплавов ЭИ617, ЭИ826 и ЭИ929 с изменением глубины наклепа от

Капроновую ленту ЛКТ рекомендуется применять для крепления деталей остекления, длительно работающих при темп-рах не выше 80°, а лавсановую — при рабочих темп-pax до 150°. Для обеспечения стабильности размеров ленты ЛЛ при повышенных темп-pax ее перед применением подвергают обязат. термообра ботке при 155—160° в течение 1 часа; в процессе обработки ширина и длина ленты уменьшаются на 10—13%, а прочность возрастает на

Влияние масштаба на пределы ползучести и длительной прочности изучено недостаточно. Имеются данные, что с увеличением диаметра стержня длительная прочность возрастает и скорость ползучести уменьшается, а с увеличением длины стержня, напротив, долговечность снижается. Понижение длительной прочности с уменьшением диаметра стержня связывают с отрицательным влиянием наклепа поверхностного слоя образцов при их изготовлении и более сильным проявлением в данном случае окисления границ зерен. Влияние наклепа на ползучесть и длительную прочность зависит в первую очередь от рабочей темп-ры детали: наклеп может оказаться полезным при сравнительно низких темп-pax; при темп-pax, при к-рых наклеп ускоряет процессы диффузии и делает структуру сплава менее стабильной, скорость ползучести под влиянием наклепа усиливается, а длительная прочность снижается. Особое значение для прочности при высоких темп-pax имеет состояние поверхностного слоя, чистота поверхности, остаточная напряженность, присутствие наклепа и др. Положительно влияет электронолирование, отжиг для снятия остаточных растягивающих напряжений.

полоски, к-рая существенно зависит от скорости отслаивания, увеличиваясь с увеличением последней. Изменение темп-ры сказывается прежде всего на типе отрыва. С повышением темп-ры внутр. напряжения, возникшие в пленке при склейке, могут быть сняты частично за счет того, что температурный коэфф. расширения пленки обычно больше, чем у подложки, частично за счет увеличения скорости релаксац. процессов, происходящих в пленке. При этом адгезионная прочность возрастает и наблюдается не адгезионный, а смешанный тип разрушения. При дальнейшем повышении темп-ры тип разрушения станет коге-зионным, так как с повышением темп-ры прочность полимера резко падает и становится меньше адгезионной, г. м. Бартенев.

Рекомендуем ознакомиться:

Применением электронных

Применением дополнительного

Применением композиционных

Применением охлаждения

Применением присадочной

Применением промежуточного

Применением современных

Применением стандартных

Применением указанных

Применение электрических

Представляется следующей

Применение алюминиевых

Применение автоматических

Применение благородных

Меню:

Главная страница Термины