Дисперсионно-твердеющие сплавы

Дисперсионно-твердеющие сплавы (англ. dispersion hardened alloys) — сплавы, прочность которых определяется дисперсными частицами, выделяющимися из пересыщенного твёрдого раствора в виде новой фазы.

Описание

Дисперсионно-твердеющие сплавы являются частным случаем дисперсионноупрочненных материалов, имеющих структуру, существенным элементом которой служат наночастицы, тормозящие движение дислокаций, и отличаются способом получения подобных структур.

Пересыщенный твёрдый раствор получают закалкой от температуры гомогенизации. Затем он подвергается старению путем отжига, при этом выделяются наночастицы, каждая из которых содержит 100–1000 атомов. Пластическая деформация такого сплава и продвижение дислокаций происходят либо с перерезанием частицы, если ее размер достаточно мал (соответствующее касательное напряжение определяется свойствами материала частицы), либо с ее огибанием с образованием петли на достаточно большой частице (в этом случае критическое напряжение определяется расстоянием между частицами). С увеличением времени старения размер частиц возрастает и происходит переход от первого механизма продвижения дислокаций ко второму. Дисперсионно-твердеющие сплавы достигают максимума прочности на той стадии старения, которая формирует структуру, деформирующуюся по первой схеме, непосредственно перед переходом к структуре второго типа.

Дисперсионно-твердеющие алюминиевые сплавы (дуралюмины), основными легирующими элементами которых являются медь и магний, были, по-видимому, одним из первых примеров получения контролируемой наноструктуры металлических сплавов с целью повышения их прочности. Вторым исторически важным примером такого типа сплавов являются первые жаропрочные никелевые сплавы для газотурбинных авиадвигателей — нимоники (основные легирующие элементы никелевой матрицы — хром, титан и алюминий).

Источники

Келли А. Высокопрочные материалы. — М.: Мир, 1976. — 261 с.

Ссылки

Похожие исследовательские статьи

Сплав — макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов.

<span class="mw-page-title-main">Суспензия</span> Смесь

Суспензия или взвесь — смесь жидкости с твердыми частицами, находящимися во взвешенном состоянии.

Дефектами кристалла называют всякое устойчивое нарушение трансляционной симметрии кристалла — идеальной периодичности кристаллической решётки. По числу измерений, в которых размеры дефекта существенно превышают межатомное расстояние, дефекты делят на нульмерные (точечные), одномерные (линейные), двумерные (плоские) и трёхмерные (объёмные) дефекты.

Диспе́рсная систе́ма — образования из фаз (тел), которые практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. В типичном случае двухфазной системы первое из веществ мелко распределено во втором. Если фаз несколько, их можно отделить друг от друга физическим способом.

<span class="mw-page-title-main">Быстрорежущая сталь</span>

Быстроре́жущие ста́ли — легированные стали, предназначенные для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.

<span class="mw-page-title-main">Термическая обработка металлов</span>

Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры. Тепловая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, резанием, либо как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств изделия.

Мартенсит — микроструктура игольчатого (пластинчатого), а также реечного (пакетного) вида, наблюдаемая в закалённых металлических сплавах и в некоторых чистых металлах, которым свойственен полиморфизм. Мартенсит — основная структурная составляющая закалённой стали; представляет собой упорядоченный пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе такой же концентрации, как у исходного аустенита. С превращением мартенсита при нагреве и охлаждении связан эффект памяти металлов и сплавов. Назван в честь немецкого металловеда Адольфа Мартенса. По аналогии термин также может относиться к любой кристаллической структуре, которая образована бездиффузионным преобразованием.

Жаропрочные сплавы — металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред. Начало систематических исследований жаропрочных сплавов приходится на конец 1930-х годов — период нового этапа в развитии авиации, связанного с появлением реактивной авиации и газотурбинных двигателей (ГТД).

Твёрдые растворы — фазы переменного состава, в которых атомы различных элементов расположены в общей кристаллической решётке.

Куниаль — сплав меди (основа) с никелем (4-20 %) и алюминием (1-4 %).

Старе́ние ста́ли — изменение свойств материала (стали), протекающее во времени без заметного изменения микроструктуры. Такие процессы происходят главным образом в низкоуглеродистых сталях. При старении за счёт скопления атомов углерода на дислокациях или выделения избыточных фаз из феррита повышаются прочность, порог хладноломкости, но снижается сопротивление хрупкому разрушению. Склонность стали к старению снижается при легировании её алюминием, титаном или ванадием.

Расплав — жидкое расплавленное состояние вещества при температурах в определённых границах, удалённых от критической точки плавления и расположенных между температурами плавления и кипения.

Тинидур — жаропрочная сталь аустенитного класса, разработанная в 1936 году в Германии инженерами-металлургами Г. Банделем G. Bandel и К. Гебхардтом K. Gebhard — сотрудниками исследовательского отделения фирмы Krupp - Friedrich Krupp, г. Вульфрат.

Полупроводниковые материалы — вещества с чётко выраженными свойствами полупроводник, включая комнатную полупроводниковых приборов. Удельная электрическая проводимость σ при 300 К составляет 10⁻⁴−10^~10 Ом⁻¹·см⁻¹ и увеличивается с ростом температуры. Для полупроводниковых материалов характерна высокая чувствительность электрофизических свойств к внешним воздействиям, а также к содержанию структурных дефектов и примесей.

Жаропро́чная сталь — это вид стали, который используется в условиях высоких температур в течение определённого времени, а также в условиях слабонапряжённого состояния.

Межкристаллитная коррозия — (сокр. МКК ) - вид коррозии, при котором разрушение металла происходит преимущественно вдоль границ зерен (кристаллов).

Алюми́ниевые спла́вы — сплавы, основной массовой частью которых является алюминий. Самыми распространенными легирующими элементами в составе алюминиевых сплавов являются: медь, магний, марганец, кремний и цинк. Реже — цирконий, литий, бериллий, титан. В основном алюминиевые сплавы можно разделить на две основные группы: литейные сплавы и деформируемые (конструкционные). В свою очередь, конструкционные сплавы подразделяются на термически обработанные и термически необработанные. Большая часть производимых сплавов относится к деформируемым, которые предназначены для последующей ковки и штамповки.

Упрочнéние сплавов — технологический процесс обработки сплавов химических элементов с целью повышения их прочности.

Спла́вы ме́ди — сплавы, основным компонентом которых является медь. Наиболее известные сплавы меди:

Бронза — с оловом или другими элементами:
- Алюминиевая бронза;
- Бериллиевая бронза;
- Висмутовая бронза;
- Мышьяковистая бронза;
- Оловянная бронза;
- Фосфорная бронза;
Латунь — с цинком;
Французское золото — с оловом и цинком;
Абиссинское золото — с цинком и золотом;
Северное золото — с алюминием, цинком и оловом;
Мельхиор — с никелем, иногда также с марганцем и железом;
Константан и манганин — с марганцем и никелем;
Нейзильбер — с никелем и цинком;
Куниаль — с никелем и алюминием;
Монель-металл — с никелем.

Дисперсионно-упрочненные материалы — композитные материалы, в связующий компонент которых (матрицу) включены армирующие элементы в виде специально вводимых частиц. Оптимальным образом подобранным распределением включений достигается значительное повышение прочности такого материала по сравнению с материалом матрицы.

Эта страница основана на статье Википедии.
Текст доступен на условиях лицензии CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и звуки доступны по их собственным лицензиям.