Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции 6сем тпла.docx
Скачиваний:
56
Добавлен:
18.09.2019
Размер:
3.31 Mб
Скачать

Интерметаллидные сплавы

Интерметаллидные сплавы обеспечивают дальнейшее повышение рабочих температур и ресурса деталей ГТД.

Интерметаллидные сплавы содержат существенно меньшее количество дефицитных дорогостоящих тугоплавких элементов, таких как ванадии, молибден, ниобий, тантал и др.

Их применение характерно для изготовления охлаждаемых и неохлаждаемых сопловых лопаток, деталей жаровых труб и реактивного сопла, работающих на интервале температур 900-1150 0С.

Композиционные материалы

КМ представляют собой твердое вещество, состоящее из матрицы и армирующих наполнителей, частицы которых особым образом расположенные внутри матрицы, армируют ее.

Дополнительные признаки КМ:

  • доля каждого компонента не должна быть менее 5%;

  • свойства компонентов должны быть существенно различными по уровню прочности и жесткости;

  • КМ должны изготавливаться при помощи механического смешивания.

Роль матрицы состоит в придании формы и создании монолитного материала. Объединяя в одно целое армирующий наполнитель (его волокна, частицы, платины), матрица участвует в обеспечении несущей способности композита. Она передает напряжения на наполнитель и позволяет воспринимать различные внешние нагрузки: растяжение, сжатие, изгиб, удар. Матрица предохраняет наполнитель от внешних повреждений и окисления. Матрица определяет предельную рабочую температуру композита которая повышается при переходе от полимерной к металлической, а далее – к углеродной и керамической.

Функция наполнителя состоит в обеспечении прочности и жесткости композита. Частицы наполнителя должны иметь высокую прочность во всем интервале рабочих температур, малую плотность, быть нерастворимыми в матрице и нетоксичными. В качестве армирующих веществ используют оксиды, карбиды (обычно – карбид кремния SiC), нитрид кремния Si3N4, стеклянные и углеродные нити, волокна бора, органические волокна, жгуты, ткани.

В соответствии с геометрией армирующих частиц различают порошковые (или гранулированные), волокнистые, слоистые КМ. Порошковые композиты представляют собой смесь порошков металлов (сплавов) и неметаллических соединений, которые образуют дисперсно-упрочненный сплав (ДКМ). ДКМ отличаются изотропностью свойств. В волокнистых композитах матрицу упрочняют непрерывно или дискретно расположенные волокна. Волокнистые и пластинчатые КМ, как и металлические сплавы, имеют анизотропию механически свойств.

В современном авиастроении важнейшим конструкционным материалом являются полимерные композиционные материалы (ПКМ). Применение ПКМ служит показателем технического уровня и летно-технических характеристик выпускаемой техники, так как это – одно из эффективных средств снижения массы конструкции планера и повышения эксплуатационной надежности. Причиной широкого применения ПКМ являются их весовые преимущества по сравнению с алюминиевыми и титановыми сплавами.

Достоинства композитов связаны с возможностью широкого варьирования практически всех свойств материалов, что достигается путем подбора компонентов, их соотношения, распределения и ориентации армирующих веществ в объеме материала. Это позволяет получать конструкционные материалы многофункционального профильного назначения, обладающие зачастую противоположными эксплуатационными характеристиками: теплопроводность или радиопоглощение, фрикционность или антифрикционость.