Дисперсные металлические композиционные материалы

 

Материалы указанного в названии типа имеют матрицу из лёгкого металла и мелкодисперсный порошковый упрочнитель, представляющий собой оксиды, карбиды или нитриды этого же металла. Размеры частиц составляют 0,1 мм не более и их количество в общем объёме не превышает 15%. Положительным их свойством, кроме перечисленного выше, является и то, что частицы упрочнителя имеют в трёх измерениях примерно одинаковые размеры (нуль-мерный упрочнитель) и их свойства, в отличие от волокнистого упрочнителя, одинаковы во всех направлениях.

1) Композиционные материалы на основе алюминия

Упрочнитель – оксид Al₂O₃. Марки: САП-1; САП-2; САП-3.

Буквы обозначают: спечённая алюминиевая пудра, цифры – условный номер (чем больше цифра, тем выше прочность = 110...130 МПа при повышенных температурах 300...400 °С). Высокое значение удельной прочности.

Упрочнитель – карбид Al₄С₃. Марка: ДКМ Al-3% Al₄С₃.

Буквы обозначают: дисперсный композиционный материал, остальное – химический состав. Прочность = 70 МПа при повышенных температурах 500 °С). Высокое значение удельной прочности.

Применение: лопатки турбин, детали компрессоров, вентиляторов, работающих при высоких температурах.

2) Композиционные материалы на основе магния

Упрочнитель – оксид MgO. Марка: ДКМ Mg-1% MgO.

Буквы обозначают: дисперсный композиционный материал, остальное – химический состав. Прочность = 60 МПа при повышенных температурах 400 °С). Значение удельной прочности выше, чем у композиционных материалов на основе алюминия.

Применение: корпусные детали минимальной массы и повышенной прочности в авиационной и ракетной технике.

 

Волокнистые металлические композиционные

Материалы

Материалы указанного в названии типа имеют матрицу из лёгкого металла и упрочнитель, представляющий собой моноволокна диаметром от тысячных до десятых долей миллиметра, пучки волокон, проволоки и прутки из более прочного металла. Их количество в общем объёме 5...25% (стальная проволока) и 50% (волокна бора). Отличительным свойством волокнистого (одномерного) упрочнителя является ориентированность волокон в одном направлении: только в этом случае в этом направлении достигается наибольшая прочность на разрыв и изгиб. Изменение направления волокон под углом к направлению основной нагрузки снижает величину соответствующего сопротивления, но повышает его в других направлениях.

Композиционные материалы на основе алюминия

1) Упрочнитель – проволока из стали марки Х18Н9Т. Марки: композит АД1; композит АМг6, КАС-1.

Буквы обозначают материал матрицы – алюминиевый деформируемый сплав дуралюмин, цифры – условный номер.

Прочность = 160...1000 МПа при нормальных температурах. Высокое значение удельной прочности относительно простых алюминиевых сплавов и даже стали.

2) Упрочнитель – волокна бора или углерода. Марки соответственно: ВКА-1, ВКУ-1.

Буквы обозначают: В – высокопрочный, К – композит, А – алюминиевый, У – углеродный; цифра – условный номер.

Прочность = 1100...1400 МПа при нормальной и 600 МПа при повышенных температурах 500 °С. Значение удельной прочности за счёт малой плотности магния выше, чем у других композиционных материалов на основе алюминия.

3) Применение: детали, испытывающие высокие нагрузки при высоких температурах: корпусные детали распределительных аппаратов, заслонки, клапаны авиационной и ракетной техники.