У конкретного типа металлического сплава имеется обратная пропорциональность между пределом текучести и ударной вязкостью: чем выше предел текучести, тем ниже вязкость. Так, например, если предел текучести низколегированного сплава, закаленных и отпущенных сталей поднять выше металлургическими способами, вязкость уменьшится. Стали становятся менее вязкими с увеличением содержания в них углерода и увеличением размера зерна.

Вязкость пластиков возрастает при включении в них каучука или другого более вязкого полимера, при сополимеризации или включении тягучих волокон. Например, стирол-акрилонитрил (SAN) является хрупким и далек от вязкого состояния. Его можно, однако, сделать более вязким с помощью полибутадиенового каучука, получится более вязкий акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS).

Табл. 14.5. Вязкость разрушения для плоской деформации растяжением при 20°С

Материал

Вязкость разрушения для плоской деформации растяжением |МПа-м,/21

Полимерные пены

<1.0

Древесины, перпендикулярные структуре

0.07...0.9

Бетон

0.1...3

Стекла

0.3...0.6

Технические полимеры

0.5...10

Древесины, параллельные структуре

1...10

Технические керамики

2...10

Литейные чугуны

7...11

Магниевые сплавы

10...11

Алюминиевые сплавы

10...60

Технические композиты

10...100

Стали

20...150

Медные сплавы

50...110

Титановые сплавы

60...110

Никелевые сплавы

60...110

14.5. ПОЛЗУЧЕСТЬ И ТЕМПЕРАТУРНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Сопротивление ползучести металла может быть улучшено при включении в него тонкодисперсных частиц, препятствующих движению дислокаций. Сплавы серии Нимоник, основанные на сплаве никель—хром 80/20, имеют хорошее сопротивле ние ползучести как следствие наличия в них тонких преципитатов, сформированных при включении малого количества титана, алюминия, углерода или других элементов. Ползучесть увеличивается, если увеличивается температура, т.е. она является основным фактором в определении температуры, до которой могут эксплуатироваться материалы. Другим фактором, оказывающим влияние на материалы, служит окружающая атмосфера. Она может воздействовать на поверхность и приводить к образованию окалины, которая постепенно сокращает площадь поперечного сечения компонента и, следовательно, ослабляет его способность переносить нагрузки. Эти эффекты усиливаются при увеличении температуры. Сплавы серии Нимоник обладают большим сопротивлением такому воздействию и могут использоваться до 900°С.

Для большинства металлов ползучесть существенна при высоких температурах. У пластиков ползучесть может быть значительной уже при комнатной температуре. Обычно термореактивы имеют температурное сопротивление выше, чем термопласты, однако добавкой соответствующих волокон и наполнителей можно улучшить температурные свойства и термопластов.

В Табл. 14.6 указаны для ряда материалов типичные температурные диапазоны, в пределах которых они могут применяться.

Табл. 14.6. Температурные диапазоны применения материалов

Предельная температура

ГС]

Материал и температурные условия применения

От комнатной до 150

Немногие термопласты рекомендуются для длительного применения при температурах выше 100°С. Нейлон со стеклянными волокнами может, однако, использоваться до 150°С. Техническим металлом, применение которого ограничено этим диапазоном, является только свинец

150...400

Магниевые и алюминиевые сплавы могут, в основном, применяться до 200°С, некоторые жесткие особые сплавы — до более высоких температур. Например, алюминиевый сплав LM13(AA336.0) используется для пистонов в машинах и в экспериментах от 200 до 250°С, в то время как некоторые литейные алюминиевые бронзы употребляются до 400°С, ковкие алюминиевые бронзы — примерно до 300°С. Не содержащие добавок углеродистые и марганцево-углеродистые стали широко применяются в этом же диапазоне температур

400...600

Не содержащие добавок углеродистые и марганцево-углеродистые стали не могут применяться при температурах выше 400...450°С. При таких температурах используются низколегированные стали. Для температур выше 500°С может употребляться сталь с содержанием углерод—0.5% Мо, выше 525°С — сталь 1% Сг—0.5% Мо, выше 550°С — сталь 0.5% Cr—Мо—V и выше 600°С — сталь 5... 12% Сг. Титановые сплавы также широко применяются в этом температурном диапазоне, а—р-сплав 6% А1—4%

V (1М1318) применяется выше 450°С. Ближний а-сплав — до высоких температур, например сплав IMI 829 при температуре до 600°С

Табл. 14.6 (окончание)


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒