стійкість. Марки САП, застосовувані в Росії, містять 6-23% Al2O3. Розрізняють САП - 1 з вмістом 6-9, САП - 2 - з 9-13, САП - 3 - з 13-18% Al2O3. Зі збільшенням об'ємної концентрації оксиду алюмінію зростає міцність композиційних матеріалів. При кімнатній температурі характеристики міцності САП - 1 такі:? в=280 МПа,? 0,2=220 МПа; САП - 3 такі:? в=420 МПа,? 0,2=340 МПа.
Матеріали типу САП мають високу жароміцністю і перевершують всі деформуються алюмінієві сплави. Навіть при температурі 500 ° С їх? в не менш 60-110 МПа. Жароміцність пояснюється гальмуючим дією дисперсних частинок на процес рекристалізації. Характеристики міцності сплавів типу САП досить стабільні. Випробування тривалої міцності сплавів типу САП - 3 протягом 2 років практично не вплинули на рівень властивостей, як при кімнатній температурі, так і при нагріванні до 500 ° С. При 400 ° С міцність САП в 5 разів вище міцності старіючих алюмінієвих сплавів.
Таблиця 1 - Вплив температури випробувань на механічні властивості сплавів типу САП
Т ісп, ° С? 0,2, МПа?,% 203807,01003156,52002355,03001753,54001302,05001052,5
Сплави типу САП застосовують в авіаційній техніці для виготовлення деталей з високою питомою міцністю і корозійною стійкістю, що працюють при температурах до 300-500 ° С. З них виготовляють штоки поршнів, лопатки компресорів, оболонки тепловиділяючих елементів і труби теплообмінників.
У дисперсно-зміцнених композиційних матеріалах основне навантаження сприймає матриця, а дисперсні частинки упрочнителя чинять опір руху дислокацій при навантаженні матеріалу, заважають розвитку пластичної деформації. Чим більше цей опір, тим вище міцність. Тому міцність залежить також від дислокаційної структури, що формується в процесі пластичної деформації при виготовленні виробів з композиційного матеріалу. Крім того, дисперсні частки наповнювача надають «непряме» зміцнююче дію, що сприяє утворенню структури з великим ступенем нерав-ноосності зерен (волокнистої). Така структура формується при поєднанні пластичної деформації і отжигов. При цьому дисперсні включення частково або повністю перешкоджають ре-кристалізаційних процесам.
Рівень міцності залежить від об'ємного вмісту зміцнюючої фази, рівномірності її розподілу, ступеня дисперсності і відстані між частинками. Відповідно до формули Орована, опір зрушенню збільшується зі зменшенням відстані між частинками:
а=GblU, (1)
де G - модуль зсуву;
b - міжатомних відстань;
l - відстань між частинками.
Велике зміцнення досягається при розмірі частинок в межах 0,014 ... 1 мкм і відстані між ними 0,05 - 0,5 мкм. Об'ємний вміст частинок залежить від схеми армування.
Перевага дисперсно-зміцнених композиційних матеріалів у порівнянні з волокнистими - изотропность властивостей. До дисперсно-зміцненим композиційним матеріалам на алюмінієвій основі, що знайшли промислове застосування, відноситься матеріал з спеченной алюмінієвої пудри (САП), на нікелевій основі відомі композиції, зміцнені частками оксидів торію, ітрію, гафнію та ін.
Дисперсно-зміцнені композиційні матеріали на алюмінієвій основі. Матеріал САП характеризується високою міцністю, жароміцністю, корозійну стійкість і термічною стабільністю властивостей.
1.3 Фізико-хімічні основи одержання порошкових сплавів, зміцнених дисперсними частками
В останні роки в порошкової металургії значне місце приділяється роботам в області отримання та дослідження металів і сплавів, що містять нерозчинні дисперсні частинки Основна мета запровадження дисперсних елементів - зміцнення металевої основи - матриці.
Дослідження металів (алюміній, мідь, нікель, залізо, молібден, вольфрам), що містять дисперсні частки окислів (головним чином Аl2Оз, Сг2Оз) та інших тугоплавких сполук (карбіди, бориди силіциди), показали високу міцність сплавів, зміцнених дисперсними частками. Цей ефект обумовлений розміром дисперсних частинок, їх стабільністю в металевій основі, невеликою відстанню між частинками і додатковим зміцненням металевої основи в процесі пластичної деформації [6 - 9].
Зазначений тип матеріалів, незалежно від металевої основи порошку і способу введення дисперсних частинок, матеріалознавці виділяють в особливий тип матеріалів і іменують як «сплави, зміцнені дисперсними частками».
До цього ж типу сплавів відноситься матеріал із спеченого алюмінієвого порошку (САП), упрочняющая оксидна фаза якого є результат поверхневого окислення частинок порошку.
Вперше досліди одержання виробів з різних алюмінієвих порошків були проведені Зауервальдом...
