Новые материалы

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Новые материалы

Японской фирмой «Норитаке» разработан новый высокопрочный композит с керамической матрицей, армированный углеродными волокнами Материал обладает высокой ударной вязкостью, которая в 6 раз выше ударной вязкости традиционных керамических материалов и не ухудшается в интервале температур до 1200 °С. Его изготовляют методом фила-ментарной намотки, применяя в качестве исходного связующего суспензию из нитрида кремния или муллита. После сушки заготовку спекают при 1700 °С методом горячего прессования под давлением 35 МПа. Для получения материала с высокими характеристиками по прочности на разрыв и вязкости разрушения, содержание углеродных волокон в материале должно составлять от 30 до 45 %. Такой материал имеет вязкость разрушения 29 МПа и прочность при изгибе 690 МПа в случае использования в качестве матрицы нитрида кремния, и 18 и 610 МПа соответственно в случае использования муллита.
...
Для изготовления термостойких высокопрочных конструкций, например ротора газовой турбины, вручную или с помощью машины готовят из кремниевых или углеродных волокон сетчатый каркас заданной формы, несколько меньший по сравнению с конечной формой элемента. Затем методом химического газофазного осаждения поверхность каркаса покрывают керамикой, что осуществляют с помощью лазера или высокочастотного индукционного нагрева.
...
Композит, сохраняющий прочность до температур свыше 2000 °С, применяемый для изготовления турбинных лопаток, деталей сопла и других жаростойких изделий, получают следующим образом. Формованное изделие из непрерывного УВ и TiC или TiB, TiN и др., пропитывают смесью SiC, Si30, N4, Si02, Si в термореактивной смоле, отвер-ждают при температурах 20...200°С и карбонизируют в атмосфере аргона при 1000 °С. После карбонизации материал пропитывают жидким кремнием при температуре выше 1450 °С в инертной газовой среде и подвергают термообработке до формирования КМ УВ/SiC.
...
Высокоплотные многоармированные УУКМ, полученные с применением пека, успешно применяют в соплах ракетных двигателей в самых теплонапряженных зонах, заменяя малопрочные графиты и тяжелые тугоплавкие сплавы на основе вольфрама и молибдена. Так, в двигателях ракет типа «Minuteman» сопловые вкладыши критического сечения выполнены в виде моноблочной конструкции из УУКМ со структурой ЗД
...
зла обеспечить требуемые тяговые характеристики и повысить надежность работы сопла. В малогабаритных пороховых ракетах неохлаждае-мая конструкция сопел часто выполняется из разнородных материалов. Свойства этих материалов для вкладышей критического сечения приведены в табл. 3.11, из которой следует, что комплекс характеристик УУКМ (плотность, прочность, термостойкость) обеспечивает высокую эрозионную стойкость и позволяет получить оптимальную по массе конструкцию вкладыша.
...
Специалисты ряда фирм считают, что УУКМ обладают особыми преимуществами при их использовании в тормозных дисках авиаколес. Первые сообщения об успешной реализации этих идей появились в 1980-х годах. На основании проработок многочисленных вариантов конструкций из различных материалов (стали, бериллия, металлокерамики и др.) для тормозов межконтинентальных самолетов фирма «Dunlop» (Англия) установила, что применение УУКМ дает выигрыш в массе узла до 450 кг. При этом срок эксплуатации узлов может достигать 2000 посадок самолета против 600 посадок со стальными дисками.
...
нозернистый графит при изготовлении пресс-форм в порошковой металлургии, что повышает срок их эксплуатации. В частности, такие формы из УУКМ, предназначенные для получения деталей из кобальта, были признаны более экономичными, несмотря на высокую стоимость, из-за повышения рабочего ресурса формы более чем в 2 раза.
...
Все шире внедряют УУКМ в конструкцию термического оборудования. Это силовые элементы футеровки высокотемпературных печей, замена графита в электродах дуговых электропечей, а также детали для токо-подводящих устройств. В качестве эксперимента проводили работы по обработке деталей поршня двигателя внутреннего сгорания. Однако относительно высокая стоимость УУКМ по сравнению с традиционными материалами сдерживает дальнейшие исследования этой проблемы.
...
Другой областью применения УУКМ является атомная энергетика. Из этих материалов изготавливают трубы и элементы крепления теплообменников для высокотемпературных атомных реакторов с гелиевым охлаждением.
...
Абсолютная инертность углерода по отношению к кислотам, щелочам и солевым растворам, а также к органическим растворителям определяет УУКМ как весьма ценный материал для химической аппаратуры и устройств, условия работы которых требуют применения материалов с высокой механической прочностью.
...
Поиски заменителя асбестовых КМ для тормозных автомобильных накладок стимулировали изучение пригодности использования с этой целью УУКМ. Испытаниями изделий на стендах была установлена эффективность УУКМ по показателям трения и износа для применения в тормозных устройствах автомобилей. Аналогичных положительных результатов можно ожидать при использовании этих материалов в токосъемниках электропоездов, троллейбусов и т. д. Несмотря на лучшие фракционные показатели УУКМ по сравнению с графитоподобными материалами, их эффективное применение будет зависеть от экономических факторов. Перечисленные выше области применения УУКМ приведены в многочисленных публикациях зарубежных авторов.
...
Углеродная основа УУКМ, особенности структуры и армирования материала, а также существующие технологические способы его получения позволяют широко варьировать свойства УУКМ, что значительно расширяет области его применения в будущем. Характеристики материалов, полученных по типовой технологии, приведены в табл. 3.12, где
...
В настоящее время развиваются новые направления использования перспективных керамических материалов, в том числе высокотемпературные сверхпроводники, композиционные керамические материалы специальные пористые материалы, а также биокерамические материалы для использования в медицине.
...
Конструкционная керамика в настоящее время применяется при изготовлении автомобильных двигателей различного типа. Это обусловлено рядом таких свойств, как высокое значение температуры плавления и размягчения под давлением, стойкость к воздействию абразивных и агрессивных сред при низких и высоких температурах, а также величиной теплопроводности и плотности. При изготовлении двигателей из керамики уменьшается суммарная масса изделия, расход топлива, стоимость.
...
Спектр современных керамических материалов специального назначения весьма широк и разнообразен как по составу, структуре, свойствам (функциям), так и по области применения. С особой интенсивностью ведутся в настоящее время работы по созданию и применению конструкционных керамических материалов, т. е. материалов, пригодных к эксплуатации при воздействии одновременно высоких температур, механических нагрузок, коррозионных сред. Это диктуется развитием в первую очередь двигателестроения. Преодоление порога температур выше 1100...1200 °С, как показали расчеты, позволяет существенно повысить КПД двигателей, обеспечить полноту сгорания топлива, снизить массу двигателя.
...
Многие керамические материалы на основе оксидов, нитрида и карбида кремния, сиалонов имеют достаточно высокие прочностные характеристики при этих температурах (0ИЗГ
...
Керамико-металлические композиционные материалы — керметы. Первые работы по преодолению хрупкости керамики были направлены на создание специальных композиций керамики с металлами, так называемых керметов. Первые исследования были направлены на создание кер-метов для изготовления режущего инструмента с использованием бескислородных соединений. В качестве керамики использовали бескислорОД-
...
ные соединения: карбиды, бориды, нитриды и др. В твердых сплавах карбид вольфрама-кобальт (ВК-4, ВК-6, ВК-8 и др.) удалось получить высокие значения прочности и вязкости разрушения даже при небольших содержаниях металла. Тем не менее использовать эти керметы в качестве конструкционного материала невозможно из-за низкой стойкости к окислению при температурах выше 800...1000 °С. Поэтому усилия исследователей были сосредоточены на керметах оксид-металл [20].
...
Одним из эффективных способов повышения вязкости разрушения керамик является формирование различных гетерогенных структур, способствующих отклонению траектории трещины, ее разветвлению и как следствие повышению диссипации энергии при разрушении. Выполненные в МАТИ исследования показали, что такой эффект может быть достигнут в керамических материалах со слоистой структурой, способствующей разветвлению трещины. Исследовали материалы со структурными ячейками (гранулами):
...
— из чередующихся слоев мелкокристаллического А1203 и технического глинозема, состоящего из пористых сферолитов (тип материала 2);
...
— из чередующихся слоев мелкокристаллического А1203 и полых корундовых микросфер диаметром 20...100 мкм (тип материала 3);
...
При этом для материалов типов 2, 3 наблюдается распространение трещины по пористым слоям из сферолитов и полых микросфер соответственно. Диссипация энергии распространяющейся трещины в материале типа 3 достигалась за счет раскрытия полых микросфер в слоях. Для материалов типов 3, 4 характерно пересечение трещиной слоев внутри ячеек с образованием ступенек. Для материала типа 2 была зафиксирована локализация трещины на межслойной границе. Максимальные значения параметров К1с
...
В результате исследований установлено, что для оксида алюминия со слоистой структурой достигнуты максимальные величины параметров трещиностойкости К1с
...
Хрансформационно-упрочненные керамические материалы. Возможность упрочнения керамики путем формирования в ее структуре дефектов в виде включений, находящихся в метастабильном напряженном состоянии, была показана на керамике из оксида циркония. Эффект трансформационного упрочнения керамики из диоксида циркония можно использовать для повышения вязкости других типов конструкционных керамических материалов, вводя порошки частично стабилизированного Zr02, подбирая режимы спекания и изучая взаимодействие фаз.
...
твердые растворы в системе Zr02-Hf03, полиморфное превращение в которых при высоких температурах протекает с участием диффузии.
...
По микроструктурному признаку различают три типа керамических материалов, трансформационно-упрочненных диоксидом циркония [22]-
...
- частично стабилизированный диоксид циркония (ЧСЦ), содержащий выделения тетрагональной модификации Zr02 (T-Zr02) в матрице из кубического Zr02;
...
- материалы, содержащие диоксид циркония в отличающейся по составу керамической матрице, например в А1203, Si3N4, ZnO, SiC;
...
Эффект трансформационного упрочнения был впервые получен для Zr02, частично стабилизированных оксидом кальция. Стабилизация Zr02 достигается преобразованием тетрагональной решетки в устойчивую
...
Рис. 3.13. Схема пластифицирования, вызванного мартенситным превращением: поле напряжений, вызванное превращением метастабильных частиц Zr02, препятствует распространению трещин (верхний рисунок); формирование на поверхности зоны сжимающих напряжений, повышающих сопротивление износу (нижний рисунок)
...
при всех температурах кубическую и сопровождается образованием твердых растворов (типа замещения) некоторых оксидов-стабилизаторов с Zr02. Такие твердые растворы с ограниченной растворимостью образует ряд оксидов CaO, MgO и Y203, ионные радиусы которых равны (нм): Са2+ - 0,106; Mg2+ - 0,078; Zr^ - 0,087; Y3+ - 0,016.
...
В системе Zr02-CaO образуется одно бинарное соединение - цир-конат кальция CaO * Zr02, плавящееся при 2330 °С. Это соединение имеет важное значение в технологии производства изделий из Zr02. В системе Zr02-MgO образуются твердые растворы (до 40% MgO) с кубической решеткой, у которых отсутствуют полиморфные превращения. Кроме катионов Са2+, Mg2+, стабилизирующее действие на решетку Zr02 оказывают катионы Th4+ (г = 0,095 нм), Се4+ (/-=0,102нм) и др.
...
Стабилизированный диоксид циркония, представляющий собой твердый раствор стабилизирующего оксида (CaO, MgO и др.) в Zr02 и имеющий кристаллическую решетку кубической формы, обычно называют кубическим Zr02. Однако не надо забывать, что это не чистый диоксид циркония.
...
Практически для стабилизации Zr02 применяют CaO, MgO, Y20 однако допустимо вводить соответствующий катион через соли (СаСО ' СаС12 и др.). 3'
...
Наибольшее значение для практического использования имеют ЧСЦ-материалы, содержащие 8...9 % (мол.) MgO. ЧСЦ-керамику получают спеканием при температурах, соответствующих однофазной области существования кубической модификации твердого раствора на основе Zr02. Скорость охлаждения от температуры спекания оказывает решающее влияние на свойства керамики. Скорость охлаждения должна быть такой, чтобы происходило равномерное выделение частиц T-Zr02 в пределах крупных (30...60 мкм) зерен кубической фазы K-Zr02.
...
Если скорость охлаждения недостаточно велика и происходит укрупнение частиц T-Zr02, то это приводит к их превращению в моноклинную модификацию (M-Zr02), поскольку существует критический размер выделений T-Zr02, которые могут сохраняться в кубическом твердом растворе, не претерпевая фазового превращения в моноклинную модификацию.
...
Температура М мартенситного превращения Т—>М зависит от размера частиц T-Zr02. Для того чтобы Ms соответствовала комнатной температуре, диаметр частиц T-Zr02 должен быть не больше 0,2 мкм. Реально указанное достигается резким переохлаждением керамики до субэвтекто-идных температур. В этом случае кристаллизация T-Zr02 происходит по классическому механизму, включающему процессы гомогенной нуклеа-ции, в то время как при медленном охлаждении происходит гетерогенная нуклеация и выделение по границам зерен.
...
На механические свойства ЧСЦ-керамики можно влиять посредством термической обработки в субэвтектоидной области или так называемого субэвтектоидного старения. В частности, керамику, содержащую 8,4 % (мол.) СаО, рекомендуется после спекания при 1800°С и быстрого охлаждения подвергать повторной термообработке при 1300 °С. Термообработка приводит к изменению размера выделений T-Zr02, а также к образованию дополнительных продуктов эвтектоидного распада. Изменяя таким образом размер частиц T-Zr02, можно влиять на эффективность упрочнения. Размер выделений T-Zr02 100 нм соответствует потерям когерентности их связи с кубической матрицей, температуре Ms,
...
Кинетика роста выделений T-Zr02 и, следовательно, условия субэвтектоидной термообработки зависят от концентрации стабилизирующей
...
бавки В системе Zr02-CaO, например, при содержании 4 % (масс.) СаО оптимальное время старения при температуре 1300°С составляет около 60 ч. Дальнейшее увеличение продолжительности термообработки приводит к «перестариванию» керамики и снижению уровня механических свойств. С увеличением концентрации СаО в последовательности 3 3- 3 6' 4,0; 4,5 % (масс.) оптимальная продолжительность старения повышается от ~ 17 до 120 ч. Но при этом величина достигаемого эффекта упрочнения имеет тенденцию к снижению.
...
В системе Zr02-MgO ситуация более сложная. После спекания керамику подвергают быстрому охлаждению (скорость ~ 500°С/ч), в результате чего происходит образование тонких выделений T-Zr02 эллипсоидной формы с размером по большой оси З0...60нм. Значение М5ддя таких выделений всегда ниже комнатной температуры, так что для достижения эффекта упрочнения необходима дополнительная термообработка. Проведенная по оптимальным режимам, такая термообработка должна приводить к укрупнению выделений T-Zr02 до размера ~ 180 нм.
...
В структуре ЧСЦ в системе Zr02—MgO наряду с первичными тонкодисперсными частицами T-Zr02 имеются и грубодисперсные неравномерно расположенные, а также вторичные тонкодисперсные, расположенные в теле зерна частицы T-Zr02, выделяющиеся в процессе непрерывного охлаждения. Крупные частицы не влияют на прочность ЧСЦ, но способствуют повышению трещиностойкости, участвуя в процессах изменения траектории трещины и образования мостиков связи (перекрытия трещины). Термообработкой на субэвтектоидное старение ЧСЦ в системе Zr02—MgO получают материалы, имеющие одно из самых высоких значений трещиностойкости К1с для известных керамических материалов. Такую термообработку проводят при температуре около 1100 С. В процессе старения происходят структурные превращения: частичный распад матричной фазы K-Zr02 кубической модификации в области границ зерен и пор; формирование выделений упорядоченной фазы Mg2Zr50(2 (8-фазы) по границам K-Zr02/T-Zr02; дополнительное выделение очень тонкодисперсных частиц T-Zr02; частичное превращение T-Zr02->M-ZrO2 при охлаждении. За последний процесс ответственны искажения решетки на границах раздела, возникающие в результате выделения частиц 8-фазы.
...
Другой, наиболее подробно изученной системой для получения высокопрочной ЧСЦ-керамики является система Zr02-Y203. Содержание
...
работкИЗИРУЮЩеЙ ДОбавки в ¥~ЧСЦ составляет 3...6 % (мол.). Термооб-Для гомогенизации и обжиг обычно проводятся при температу-
...
pax 1700 °С и выше. В результате спеченный Y-ЧСЦ имеет структуру с размером зерна 50...70 мкм, в котором присутствуют выделения двух тетрагональных фаз T-Zr02 и T'-Zr02, кристаллизующихся согласно диаграмме фазового равновесия. T'-Zr02 с высоким содержанием стабилизирующей добавки может разлагаться с выделением стабильной кубической и мета-стабильной T-Zr02 фаз.
...
Рис. 3.15. Влияние содержания Y203 и соответствующего изменения объемной доли T-Zr02 (VT) на вязкость разрушения керамики Zr02—Y203
...
рамике Zr02—Y203, полученной спеканием при 1650 °С смеси субмикронных порошков Zr02 и нитрата иттрия. Как видно, максимальное увеличение К1с
...
Другой основной тип трансформационно-упрочненных материалов представляют собой керамические материалы, в которых распределены дисперсные частицы T-Zr02. Первые исследования в этом направлении были предприняты Клауссеном с сотр. на системе А1203—T-Zr02, продемонстрировавшие изменение температуры М5 для частиц T-Zr02, находящихся в алюмооксидной матрице, в зависимости от размера этих частиц. Материалы в системе А1203—T-Zr02 характеризуются сочетанием высоких значений прочности (600... 1200 МПа) и трещиностойкости (до 12МПа-м1/2).
...
По микроструктуре все материалы в системе А1203—Zr02 могут быть подразделены на несколько типов: с дисперсными частицами нестаби-лизированного Zr02; с дисперсными частицами ЧСЦ; с агломерированными частицами ЧСЦ.
...
основным механизмом диссипации энергии является микрорастрес-Чивание, инициируемое превращением T-Zr02-H
...
Для систем с нестабилизированным диоксидом циркония экспериментально установлено, что критический размер Rc частиц T-Zr02, при котором инициируется микрорастрескивание А1203-матрицы, зависит от термической предыстории материа
...
ла и от содержания вводимого в композит Zr02. От этих же факторов зависит и размер образующихся микротрещин. Если объемное содержание частиц Zr02 определенного размера меньше критического, образующиеся микротрещины являются стабильными и их коалесцен-ция не происходит. При дальнейшем увеличении содержания Zr02 расстояние между микротрещинами уменьшается и происходит их спонтанная коалесценция, приводящая к резкому снижению прочности. Тре-щиностойкость материала при этом не снижается. Критическое содержание частиц Zr02 возрастает с уменьшением их размера (рис. 3.16, б).
...
возрастающие Я-кривые, обусловленные образованием и развитием зоны микрорастрескивания у вершины магистральной трещины
...
Температура мартенситного Т-»М-превращения в Zr02 может быть понижена до уровня комнатной температуры за счет формирования ультрадисперсной структуры. Такие материалы, практически полностью состоящие из T-Zr02 (ЦТП), обладают уникально высокими прочностными характеристиками. В качестве стабилизаторов в этих материалах используют добавки Y203 (Y-ЦТП) или Се02 (Се-ЦТП). Одной из основных проблем при их изготовлении является ингибирование роста зерна при спекании или горячем прессовании, чтобы предотвратить Т—>М-превращение при охлаждении. Для этой цели в ЦТП вводят добавки, такие, как А1203 и Si02, распределяющиеся по границам зерен и замедляющие их рост.
...
Дальнейшее повышение прочности Y-ЦТП до уровня 2000...2400 МПа (при уровне трещиностойкости 3,5...6 МПа-м1/2) достигается введением в Y-ЦТП 5...30 % (мол.) А1203. Однако введение А1203 не устраняет проблему деградации прочности в результате старения при температурах ~ 300 °С во влажной атмосфере. Более того, в этой области температур материалы Y-ЦТП—А1203 наиболее чувствительны к замедленному разрушению при статической усталости. Микрорентгеноструктурным анализом подтверждено, что причиной указанного является Т-^М-превращение, наиболее интенсивно происходящее при 300...350 °С.
...
Стабилизация тетрагональной модификации Zr02 диоксидом церия достигается в интервале концентраций 12...20% (мол.) Се02. Преимуществом материала Се-ЦТП по сравнению с материалами Y-ЦТП является значительно более высокая стабильность первых. На рис. 3.17 приведена зависимость механических свойств Се-ЦТП от содержания Се02.
...
В заключение можно отметить, что трансформационно-упрочнен-ные материалы особенно перспек-„ , 0 тивны для эксплуатации в области
...
конструкционная керамика, на основе SiC и Si3N4. Дальнейшего повышения предельных рабочих температур можно ожидать, если в материалах рассмотренного класса повысить температуру Ms, что возможно, в частности, при замене Zr02 на твердые растворы в системе Zr02-Hro2, а также использования других тугоплавких сплавов (табл. 3.14).
...
В табл. 3.15 приведены свойства трансформационно-упрочненной керамики на основе частично стабилизированного диоксида циркония.
...
Волокнистые керамические композиционные материалы. Наиболее эффективным способом повышения трещиностойкости керамики является ее армирование. Известны данные о повышении уровня трещиностойкости К1с керамических композитов, например, материала в системе SiC-C французской фирмы «SEP» Sepcarbonix до 30 МПа • м1/2, т. е. до уровня ряда промышленных алюминиевых сплавов и чугуна. Армирование имеет ряд преимуществ и по сравнению с эффектами, достигаемыми в трансформационно-упрочненных керамических материалах, поскольку эффект армирования реализуется в широком диапазоне температур.
...
Создание композитов керамическая матрица—керамическое волокно сдерживается отсутствием производительных методов получения длинномерных керамических волокон, обладающих высокими значениями прочности. Это монокристальные или поликристаллические беспористые волокна. Особый интерес представляют композиты керамическая оксидная матрица—керамическое оксидное волокно с точки зрения использования их в ГТД при температурах выше 1500 °С в окислительной среде.
...
В монографии В. Л. Балкевича «Техническая керамика», 1984 г., дан подробный анализ методов синтеза керамических волокон. В настоящее время в МАТИ созданы методы получения волокон быстрой закалкой из
...
Таблица 3.16. Свойства композиционных материалов с керамической матрицей, упрочненных керамическими волокнами
...
Сотрудниками МАТИ совместно с ИФТТ получены КМ из керамических А12Оз-пленок с уложенными на них волокнами, которые консолидировались прокаткой и горячим прессованием.
...
Основные направления получения композиционных керамических материалов, сочетающих в себе высокие прочность и вязкость разрушения, связаны с изготовлением специальных ультрадисперсных керамических порошков (размер частиц менее 1 мкм), в том числе композиционных с высокими требованиями по химической чистоте, разработкой способов их формирования и спекания для снижения процесса агломерации в этих порошках и изменения кинетики роста зерен при рекристаллизации [26].
...
Это важно и для новой области применения керамики в качестве биоинертного конструкционного материала, работающего в парах трения тазобедренных, коленно-суставных и других протезов. Кроме биоинертности, к таким материалам предъявляются жесткие требования по химической чистоте, прочности (500... 1000 МПа), надежности, шероховатости поверхности (0,2...0,8 мкм). Научные результаты, полученные на кафедре МиТОМ в МАТИ, могут быть использованы при разработке таких материалов.
...
В создании материалов различного назначения важное место занимает порошковая технология, позволяющая целенаправленно конструировать структуру и свойства материалов и производить изделия с минимальным отходом материалов.
...
Порошковая технология - широкий термин, включающий порошковую металлургию, т. е. все материалы и изделия, получаемые из порошков.
...
Сущность метода порошковой металлургии заключается в применении в качестве исходного сырья порошков металлов, которые прессуют или формуют в изделия заданных размеров, а затем подвергают термической обработке (спеканию) при температуре ниже температуры плавления основного компонента. В условиях массового производства этот метод отличается высокой производительностью и экономичностью, так как дает возможность получать изделия высокой размерной точности, что позволяет сократить расход металла и повысить производительность труда.
...
Материальные памятники, характеризующие этапы развития человеческого общества, свидетельствуют о том, что порошки золота, меди и бронзы применялись людьми во все известные нам времена. Керамика, живопись, украшения, цветные стекла, раскрашивание лица являются объективными свидетельствами использования порошков в деятельности человека порядка 8000—10000 лет.
...
Колыбелью древней металлургии цветных металлов и железа считают Ближний Восток, отсюда через Кавказ технология обработки железа и изделий из него проникла в Европу и на восток Азии до Индии.
...
Первые сведения о производстве железа датируются 3000г. до н.э. (Чегер-Безер, Ирак), а найденные археологами железные мечи относят к 2 700 г. до н. э.
...
В гробнице египетского фараона Тутанхамона, жившего в XIV в. до н. э., лежали амулет из железа и кованые кинжалы, украшенные порошковым золотом. В Дели возле мечети Кувват-уль-Ислам возвышается колонна высотой 7,3 м и массой около 6,5 т, изготовленная примерно в 415 г. н. э. из частиц губчатого железа.
...
Итак, некоторые приемы порошковой технологии известны человечеству несколько тысячелетий! Тогда почему же порошковая металлургия не стала основным методом производства металлов и сплавов? Дело в том, что уже в V в. до н. э. древние греки научились плавить науглеро-женное железо и разливать его из печи в изложницы. И дальнейший процесс получения металлов и сплавов пошел по пути использования плавки.
...
В 1825 г русский инженер и ученый П. Г. Соболевский при участии а В В Любарского из очищенной губчатой платины получил плотные компактные платиновые заготовки путем прессования, нагрева и повторного прессования.
...
21 марта 1827 г. Соболевский доложил о своей работе на торжественном собрании Ученого комитета по горной и соляной части, при этом продемонстрировал чаши, проволоку, тигли, медали, полученные новым методом. В том же году в «Горном журнале» он опубликовал работу «Об очищении и обработке сырой платины».
...
Присутствовавший на демонстрации опытов профессор Н. П. Щеглов так описывает свои впечатления: «Недаром говорит пословица, что великие открытия оканчиваются большей частью великою простотою. Все почти европейские знаменитые химики в течение 70 лет старались найти простейший способ отделять чистую платину от сопровождающих ее в природе других минералов и приводить в ковкое и плотное состояние, но доселе усилия их были безуспешны. Слава и честь гг. Соболевскому и Любарскому. Они нашли наконец такой способ, при котором кроме горна, винтового пресса и ничтожного количества углей ничего не нужно и которым в час получается большой кусок платины, совершенно готовый на изделия и совершенно чистый, тогда как очищаемая иностранцами платина всегда имеет остаток мышьяка, ныне обыкновенно при обработке ее употребляемого». Описав подробно сам способ, профессор Щеглов добавляет: «Многие, может, скажут, что это слишком просто, но я опять говорю, что знаменитые химики Европы 70 лет искали простоты сей безуспешно».
...
Открытие Соболевского положило начало новой отрасли техники — порошковой металлургии, методу, при помощи которого в наши дни изготавливают широчайший ассортимент порошковых и композиционных материалов.
...
Современный этап развития порошковой металлургии характеризуется совершенствованием существующих и разработкой новых технологических процессов и созданием новых материалов. Дальнейшее развитие порошковой металлургии уже в скором будущем позволит получать материалы изделия практически с любыми заданными свойствами, а также решить лему безотходности или малоотходное™ технологических процессов получения материалов, деталей, агрегатов, что сэкономит миллионы руб-
...
и поможет решить многие проблемы охраны окружающей среды, основе Н^.ИШее место в порошковой металлургии занимают материалы на
...
4. ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
...
Основными экономическими показателями развития порошковой металлургии являются объем производимых порошков, предназначенных для производства изделий методами порошковой металлургии, объем производства изделий из спеченных порошков и стоимость произведенной продукции. Эффективность замены традиционного способа изготовления деталей на порошковый непосредственно определяется уровнем технологических приемов, обеспечивающих высокие физико-механические и другие потребительские свойства изделий, что, в свою очередь определяется новыми научными разработками.
...
Перспективы расширения областей применения порошковых изделий на железной основе связаны с использованием легированных и нано-кристаллических порошков, что позволяет существенно повысить эксплуатационные свойства конструкционных материалов и деталей, получаемых традиционными методами порошковой металлургии.
...
Мощности по производству порошков в промышленно развитых странах (данные 1992 г.) составили более 1 млн. т в год [1], в том числе в США — 190 тыс. т; Швеции — 444 тыс. т; ФРГ — 35 тыс. т; Канаде — 118 тыс. т; Японии — 209 тыс. т; России — 159 тыс. т (в 1989-1990 гг.).
...
Определяющее значение принадлежит порошкам на основе железа, доля которых в общем объеме составляет ~ 83 %. Из общего количества железных порошков ~ 80 % расходуется на производство порошковых изделий и ~ 20 % — на обмазку электродов для сварки.
...
Высокие темпы роста объемов производства металлических порошков в Европе и Северной Америке наблюдались за последние годы XX в. и составляли до 10 % в год. Годовой выпуск порошков на основе железа в Европе составил в 1998 г. около 140 тыс. т. В Северной Америке в
...
В Японии в 1998 г. производство на продажу железных и легированных порошков снизилось на 5,6% и достигло 164,4 тыс. т, из которых 15,7 тыс. т пошли на экспорт.
...
Основными производителями железных порошков в странах бывшего СССР остаются ОАО «Сулинский металлургический завод» (ОАО СМЗ), ОАО «Северсталь», БЗПМ (Украина), порошки легированных сталей поизводит предприятие НПО «Тулачермет». Небольшие партии железных порошков выпускаются Староуткинским металлургическим заводом. Разработка процессов получения порошков с улучшенными показателями прессуемости проводится на экспериментальной базе ЦНИИчермет им И. П. Бардина и в полупромышленных условиях ОАО СМЗ.
...
Институтом порошковой металлургии ЦНИИчермет им. И.П.Бардина (ИПМ ЦНИИчермет) проведены сравнительные исследования физико-технологических свойств железных порошков различных марок отечественных и зарубежных фирм.
...
В табл. 4.1 и на рис. 4.1 и 4.2 приведены химический состав и технологические свойства следующих отечественных и зарубежных порошков.
...
Восстановленные железные порошки произведены соответственно: ПЖВЗ.315.15 - в ОАО СМЗ из руды Шемраевского месторождения; ПЖВ2.160.24 - в ОАО СМЗ из прокатной окалины; NC100.24 - фирмой «Hoganas» из железорудного концентрата.
...
Железные порошки, полученные распылением чугуна сжатым воздухом, ПЖРВ2.200.26(28); ПЖРВЗ.200.26; ПЖРВ4.200.26 произведены в ОАО «Северсталь».
...
Железные порошки, полученные распылением стали водой высокого давления, АВС100.30 и ASC100.29 произведены фирмой «Hoganas»; WPL200 -фирмой «Mannesmann Demag»; ПЖР2.200.26 - в ОАО СМЗ (до 1992 г.); ПЖРЗ.200.28 - БЗПМ.
...
Из табл. 4.1 видно, что наиболее чистыми по содержанию примесей и обладающими наиболее высокой уплотняемостью являются шведские порошки АВС100.30 и ASC100.29. Однако эти порошки обладают невысокой прочностью прессовки. Максимальной прочностью во всем интервале плотностей и давлений прессования обладают прессовки из восстановленного железного порошка ПЖВЗ.315.15 ОАО СМЗ, из которого можно прессовать детали практически любой конфигурации, однако при этом возникают определенные трудности при автоматической пода-
...
порошка в кассету пресс-автомата вследствие его низкой текучести. °лее целесообразно использовать этот порошок в смеси с серийно выпускаемыми порошками для улучшения формуемости последних.
...

Сварка на контактных машинах
Краткий справочник технолога-термиста
Спутник термиста
Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Новые материалы