Композиционные материалы с алюминиевой матрицей
Промышленное применение нашли композиционные материалы на основе алюминия, упрочненные частицами А1203 – спеченная алюминиевая пудра (САП) или спеченные алюминиевые сплавы (САС). Их получают методами порошковой металлургии прессования алюминиевой пудры с последующим спеканием. Частицы пудры имеют форму чешуек толщиной < 1 мкм. Размеры частиц по длине и ширине мало отличаются друг от друга. Оксидная пленка на поверхности частиц имеет толщину 0,01—0,1 мкм.
Механические свойства САП, полученных из алюминиевой пудры различных марок, представлены в табл. 2.1
Таблица 2.1
Механические свойства САП при 20 °С
| Марка | Содержание А1203, % | σв, МПа | σ0.2, МПа | δ,% | Е, ГПа |
| САП-1 | 6–8 | 7–9 | |||
| САП-2 | 9–12 | ||||
| САП-3 | 13–17 | ||||
| Д20* | – |
*Д20 – в состоянии после закалки с температурой (535 ± 5) °С и последующего старения при 180 °С, 124 ч При комнатной температуре механические свойства САП ниже свойств высокопрочных алюминиевых сплавов (Д20).
Преимущества САП отчетливо проявляются при температурах выше 300°С, при которых алюминиевые сплавы разупрочняются. Дисперсно- упрочненные сплавы сохраняют эффект упрочнения вплоть до температуры 0,8 Тпл в результате термодинамической стабильности упрочняющих частиц. Кислород не растворяется в алюминии, и диффузионное взаимодействие между частицами А12O3 через алюминиевую матрицу не происходит. Упрочняющие частицы имеют стабильные размеры и устойчивое взаимное расположение. При 500 °С деформируемые сплавы Д19, Д20 имеют прочность в пределах 1–5 МПа, в то время как, прочность САП-1 σв = 80 МПа, САП-2 σв = 90 МПа, САП-3 σв = 120 МПа. Физические свойства САП – электропроводимость, теплопроводность и коэффициент термического расширения – связаны линейной зависимостью с содержанием А12O3, и их значения уменьшаются по мере его повышения. Тем не менее электропроводность и теплопроводность сплава САП-3 выше, чем у стандартных алюминиевых сплавов (Д19, Д20), и составляет 70–75% от соответствующих значений технического алюминия. Сплавы САП удовлетворительно деформируются в горячем состоянии, а сплавы САП-1 – и в холодном. САП легко обрабатываются резанием, удовлетворительно свариваются аргонодуговой и контактной сваркой.
Из САП выпускают полуфабрикаты в виде листов, профилей, труб, фольги. Детали из САП работают при 300–500 °С и чаще это лопатки компрессоров, лопатки вентиляторов и турбин, поршневые штоки. Листы из САП используют для изготовления деталей обшивок гондол и жалюзи, работающих в зоне выхлопа силовых установок.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 1075;