Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Сплавы с термоупругим мартенситом



К этим материалам относится большая группа спла­вов систем Cu-Al-Ni, Cu-Zn-Sn, Cu-Zn-Si, In-Тl, Ni-Тi и др. Общим для них является обратимое пе­ремещение когерентных границ мартенситной и исход­ной материнской фаз при циклическом нагружении в области температур сосуществования обеих фаз. Наибольший интерес для промышленности в настоя­щее время представляют сплавы систем Cu-Al-Ni. и Ni-Ti.

Алюминиевые бронзы с термоупругим мартенситом содержат 10–13 % Аl и 2–4 % Ni. Наряду с высокой демпфирующей способностью сплавы характеризуются хорошим комплексом механических свойств. Так сплавы с 10–13 % Аl и 3,34 % Ni непосредственно после закалки с 950 °C в воду имели σВ ≈ 440 МН/м2 (450 МПа); σ0,2 ≈ 245 МПа; δ = 4÷5 % при относительном затухании в области повышенных амплитуд около 50 %. После старения при 300 °С, 1 ч временное сопротивление возросло до 780–830 МПа, а предел теку­чести – до 685–735 MПа при относительно небольшом уменьшении .демпфирующей способности (ψ = 30–35 %).

Рентгеноструктурный анализ и металлографические исследования высоко-демпфирующих алюминиевых бронз показали, что рассеяние энергии происходит за счет двух механизмов – обратимого термоупругогo переме­щения межфазовых границ мартенситной и исходной матричной фаз и упругого двойникования в кристаллах мартенситной фазы. Благодаря этому в алюминиевых бронзах температурная область высокого демпфирова­ния ограничивается температурой Мн – температурой начала мартенситного превращения при охлаждении. При температурах ниже Мн демпфирующая способность не уменьшается.

Высокодемпфирующие двойные сплавы Ni–Ti (нитиноли) содержат 46,5–50 % Ti, остальное никель. Подобно марганцевомедным сплавам нитиноли ха­рактеризуются высоким демпфированием как при ма­лых (ψ = 5–10 %), так и при значительных амплитудах (ψ = 20–30 %). Область высокого демпфирования нитинолей находится в интервале температур от 10–30 °С до (–100) – (–150) °C. Наряду с высокой демпфирующей способностью нитиноли характеризуются большой коррозионной стой­костью, особенно в морской воде, повышенной проч­ностью, удовлетворительной твердостью и значительной пластичностью. Например, сплав с 46,5 % Тi после за­калки с 800 °С в воде имеет σВ = 870 МПа; σ0,2 = 288 МПа, HRC = 36; δ = 16 %; Е = 83000 МПа.

Сплавы с резко выраженной гетерогенной структурой. К этой группе сплавов относятся чугуны, свинцовис­тые бронзы и сплавы системы Al–Zn. Эти сплавы характеризу­ются гетерогенной структурой, состоящей из относитель­но прочной матрицы и мягких пластичных включений избыточной фазы. При циклическом нагружении основная часть структуры (матрица) испытывает только уп­ругую деформацию, включения же деформируются плас­тически. Последнее и вызывает в этих сплавах высокое рассеяние энергии.

Чугуны относятся к наиболее распространенным и старым конструкционным материалам высокого демп­фирования. Демпфирующая способность чугуна, сравни­тельно с другими сплавами высокого демпфирования, невелика. Относительное демпфирование при малых амплитудах не превышает 1–2 %, а при зна­чительных – лежит в пределах 2–7 %, причем бóльшим демпфированием будут обладать чугуны с пластинчатым графитом, меньшим – с шаровидным.

Несколько большей демпфирующей способностью (относительное рассеяние энергии при значительных амплитудах 10–15 %) обладают свинцовистые бронзы. Они характеризуются высоким сопротивлением износу, удовлетворительной прочностью, хорошей обрабатыва­емостью резанием и значительной коррозионной стой­костью. Между демпфирующей способностью и содер­жанием свинца наблюдается практически линейная зави­симость, во всяком случае вплоть до 20 % содержания последнего. При этом можно считать, что каждый про­цент свинца увеличивает демпфирующую способность примерно на 1 %.

Алюминиево-цинковые сплавы с содержанием 15–20 % Zn характеризуются относительно большим демпфиро­ванием, высокой пластичностью и малой прочностью. Пока нашли ограниченное применение для изготовления ненагруженных оконных рам, а также в качестве демп­фирующего прокладочного материала вместо более де­фицитного цинка.

Рекомендуемая литература

Основная 4 [12-15, 26-28]

Дополнительная 4 [171-204]

Контрольные вопросы

1 Какими причинами обусловлена демпфирующая способность металлов и сплавов?

2 Для каких целей используется релаксационное внутреннее трение?

3 Какие процессы способствуют повышению демпфирующей способности?

4 Для каких целей используется нерелаксационное внутреннее трение?

5 Что называется амплитудно-зависимым внутренним трением?

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.