МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ. Задание 1. Металлокерамические жаропрочные сплавы
 Скачать 16.52 Kb.
|
|
МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ Сплавы на основе тугоплавких металлов и соединений называют жаропрочными металлокерамическими сплавами, их можно разделить на три группы. К первой группе относят металлокерамические сплавы на основе тугоплавких металлов: Мо, NЬ, Та, W. Эти сплавы обладают недостаточной жаростойкостью и не могут быть использованы без защитных покрытий, предохраняющих их от окисления. Применение жаропрочных металлов Zr, Сr, V, Мо, Та и др. и сплавов на их основе возможно до температур около 2000 °С. Использование сплавов на основе W позволяет повысить рабочую температуру до 2500-2700 °С. Вторая группа объединяет металлокерамические сплавы на основе тугоплавких соединений: карбидов, боридов, нитридов, силицидов с добавлением вязких металлов Со и Ni. Эти сплавы являются наиболее жаропрочными из всех известных материалов. Из металлокерамических сплавов, пригодных для работы при температурах до 950 °С, широко применяются материалы на основе карбида Тi и Ni; карбида Тi и Cо; карбида Ti и Mo; карбида Сг и Ni. В этих сплавах металлическая составляющая является пластифицирующей добавкой, способствующей повышению стойкости против теплового удара. Для повышения жаростойкости к карбиду Тi в некоторых композициях добавляют карбид Nb и карбид Та, а в качестве связующего металла используют жаростойкие сплавы на основе Ni или Со. Изделия, работающие при более высоких температурах, изготовляют па основе боролитов - сложных композиций, содержащих до 75% карбида В, а также борид Сг или борид Ti. Наиболее перспективными из тугоплавких металлокерамических соединений являются некоторые карбиды и бориды н их сочетания. Один из наиболее жаропрочных сплавов (его температура плавления около 3900° С) — это смесь карбидов Та и Нi. Однако применение жаропрочных сплавов этой группы затруднено вследствие их высокой чувствительности к надрезу, отсутствия ковкости, большой хрупкости и неустойчивости к тепловым ударам. В третьей группе представлены металлокерамические сплавы на основе тугоплавких окислов с добавкой металлов (керметы), обладающие высокой жаростойкостью, хотя и отличающиеся от рассмотренных металлокерамических сплавов меньшей жаропрочностью. Кроме того, они характеризуются недостаточной теплопроводностью и малой стойкостью к действию тепловых ударов. Наибольшее применение получили композиции из окиси Аl и Сг или Al и окиси Аl. Требования, предъявляемые к жаропрочным материалам при работе газотурбинных и реактивных установках, сохраняются и при их эксплуатации в атомных реакторах, в системах циркуляции теплоносителей и т. д. Жаропрочные металлокерамические сплавы нашли применение и в атомной энергетике. Помимо этого, данные материалы должны обладать высокой антикоррозионностью и не взаимодействовать с водой, водяными парами и жидкими металлами, используемыми в настоящее время в качестве теплоносителей (Nа, сплавами Na c К или РЬ с Вi. Жаропрочные материалы также не должны быть подвержены воздействию излучений и не должны поглощать медленные (тепловые) нейтроны. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛОКЕРАМИКИ В МАШИНОСТРОЕНИИ Металлокерамика представляет собой сплав металлов и неметаллов. Металлокерамики объединяют важные конструкционные и эксплуатационные свойства металлов и неметаллов. Они отличаются большой прочностью, высокими износостойкостью, теплостойкостью и антикоррозионными свойствами. Для изготовления подшипниковых втулок применяют антифрикционные бронзографитовые и железографитовые металлокерамические материалы. В автомобилестроении, самолетостроении в тормозных узлах и узлах сцепления используют фрикционные металлокерамические материалы. Эти материалы изготовляют на основе меди и железа с добавлением свинца, графита, асбеста, различных оксидов и тугоплавких соединений. Из порошков железа, бронзы, никеля и нержавеющих сталей делают фильтры для очистки топлива в двигателях автомобилей, самолетов и т. д., для очистки различных жидкостей и воздуха. Металлокерамика находит широкое применение в автомобилестроении. Из нее изготовляют втулки, вкладыши, шестерни и другие детали. На многих автомобильных и ремонтных заводах страны металлокерамические детали пропитывают обычными маслами (Индустриальное-20, Веретенное АУ, М-6, М-8 и др.). термический механический машиностроение. Такая пропитка дает неудовлетворительные результаты: - во-первых, обычные масла плохо защищают металлокерамику от коррозии; - во-вторых, в то же время металлокерамические изделия обладают противозадирными свойствами. Эти свойства для металлокерамических изделий являются важнейшими: большинство из них входит в узлы трения и смазываются в процессе работы за счет выпотевания части масла из микропор изделий. Кроме того, на современных заводах по производству металлокерамических изделий, а также на некоторых машиностроительных и ремонтных заводах пропитка таких деталей осуществляется не обычным погружением их в масло. Сначала в специальных вакуумных устройствах из микропор изделий удаляется воздух. После этого детали пропитываются в ультразвуковых ваннах с подогревом. Для пропитки металлокерамики с помощью ультразвука обычные масла непригодны. |