Модуль Металл емес материалдар

Модуль 4.

 

Металл 

 

 емес 

 

 материалдар.

 

 

Дәріс 10. 

Тақырып 1:    «  Композициялық материалдар

 

 »  .  

Сұрақтар

1.

.

Композициялық материалдар.

2. Композициялық материалдардың түрлері.

3. Талшықты композициялық материалдар.

       1.Машина детальдарының сенімі мен сапасын арттыру мәселелері 

жаңа материалдарды өндіруді талап етеді. Жаңа материалдардың бірі – осы 

композиттер. 

       Композиттер деп өзара ерімейтін, әрекеттеспейтін, матрица мен сол 

матрицаны   беріктендіретін   толықтырғыш   материалдардан   жасанды 

жолмен құрастырылатын құрылымдық материалды айтады. 

              Матрица   –   композиттің   негізі.   Ол   байланыстырушы   рөлін 

атқарады. Толықтырғыш-беріктендіргіш рөлін атқарады. 

2. Матрица металл емес және металл болуы мүмкін. Соған байланысты 

негізі металл және металл емес композиттер деп бөледі. 

             Негізі металл композиттердің матрицасы көбінесе - алюминий, 

магний,   никель   және   олардың   қорытпалары.   Толықтырғыш   ретінде 

механикалық қасиеттері жоғары, қызуға төзімділігі, т.б. қасиеттері жоғары 

материалдарды қолданады. Осыларға байланысты композиттің қасиеттері 

артады.   Композит   компоненттерінің   қасиеттері   өзара   айырмашылығы 

болады.   Әрбір   композиттің   қасиеттеріне   әсерін   тигізеді,   бірақ   композит 

қасиеттері   компоненттерінің   қасиеттерінен   өзге   болады.   Композитке 

қажетті   қасиет   беру   үшін   негізгі   материалға   белгілі   мөлшерде 

толықтырғыш қосылады.

Композиттер ыстыққа, үйкеліске төзімді. Сондай-ақ тұрақты магниттік 

басқа   да   ерекше   қасиеттерге   ие   бола   алады.   Композиттерді   қолдану 

қымбат және тапшы түсті металдарды үнемдеуге мүмкіндік береді және 

үйкеліс жағдайында агрессивті ортада жоғары температурада жұмыс жасай 

алатын детальдарды алуға мүмкіндік береді. 

4.

Композиттерді ұсақ металлургия арқылы алады. Яғни, оларды 

алу үшін матрица мен толықтырғыштардың ұнтақтарын престейді. Кейін 

біріктіріп,   күйдіре   қыздырады.   Сондай-ақ   композиттерді   толықтырғыш 

ұнтағын балқыған күйдегі металға немесе қорытпаға енгізу арқылы алуға 

да болады. 

        Толықтырғыштар, талшықтар, сымдар ұсақ дисперсті бөлшектер 

түрінде   болады.   Соған   байланысты   композиттерді   талшықты   және 

дисперсиялы беріктенген композиттер деп бөледі.

             Талшықты композиттер  композиттегі  талшықтардың диаметрі 

микронның   жүздік   үлесі   мен   жүздеген   микрон   аралығында   болады. 

Талшықтардың ұзындығы мен диаметрінің арақатынасы  

10

〉

d

l

. Неғұрлым 

осы қатынас артқан сайын композитті беріктендіру дәрежесі артады. 

             Талшықты композиттердің  қасиеттері көбінесе талшықтардың 

қасиеттерімен   анықталады.   Себебі,   талшықты   композиттерге   сырттан 

түскен   күштерді   талшықтар   қабылдайды.   Сондықтан   енгізілген 

талшықтардың механикалық қасиеттері, әсіресе беріктігі мен серпімділігі 

матрицаның   қасиеттерінен   жоғары   болу   толықтырғыш   ретінде   В;   С 

талшықтарын,   сондай-ақ   қиын   балқитын   қосылыстардың   (карбидтердің, 

нитридтердің, боридтердің, оксидтердің) талшықтарын енгізеді. Мысалы: 

алюминий-бор   композитінің   беріктік   шегі   δ

в

=1300МПа;   алюминий-

көміртегі   композитінің   δ

в

=900МПа;   алюминий-болат   композитінің 

δ

в

=1700МПа; алюминий композитінің δ

в

=400-450Мпа.

       Композиттердегі талшықтар бір бағытта бағдарланып, екі бағытта 

(екі осьті) және көлемдік (үш осьті) бағдарланып енгізіледі. 

              Бір   және   екі   бағытта   бағытталып   енгізілсе,   композиттің 

механикалық   қасиеттері   анизотропты,   егер   көлемдік   бағдарланып 

енгізілсе, изотропты болады. Осыған байланысты анизотропты қасиеттерді 

иеленетін   композиттердің   кемшілігі   –   қабатаралық   ығысуға   кедергісінің 

төмен болуы. Негізінде композиттердің беріктігі, төзімділігі, серпімділігі, 

ыстыққа   төзімділігі   жоғары   болып,   пластикалығы   төмен   болады.   Бірақ 

олар   морт   сынбайды.   Құрамындағы   талшықтар   жарықтың   әрі   қарай 

жылдам дамуымауына себепші болады. 

       Кеңінен таралған композиттердің бірі – КАС-1: матрицасы – САП 

(спеченный А1 порошок).

             САП дегеніміз алюминий негіздегі ұнтақ материал. Құрамында 

Al

2

O

3

-тің қабыршақтары болады. Al

2

O

3 

6-18%.

САП= Al

ұнтағы

+ Al

2

O

3қабыршақ

       Толықтырғыш – болат сымы (Х15Н4АМ3) δ

в

=1700МПа.

             Дисперсиялығы беріктенген композиттерде жүктемені матрица 

қабылдайды.

           Ал дисперсті бөлшектер дислокацияның ығысуын тежеп кедергі 

болады.   Бұларға   көбінесе   ыстыққа   төзімді   қосылыстардың   дисперсті 

бөлшектерін   қосады.   Бұл   композиттер   механикалық   қасиеттерін   (0,9-

0,95)t

балқу

 

дейін   сақтайды.   Композиттерді   ұшақтардың,   ғарыш 

техникасының детальдарын жасауға қолданады. 

              Композиттер   бөліктерін   қосу   үшін  көбінесе   нүктелік   пісіруді 

қолданады. Негізінде компоненттерін, бөліктерін қосуды матрица арқылы 

орындайды.   Қосылған   жерде   талшықтар   үзіледі.   Сондықтан   бөліктерді 

айқастырып қосады. 

              Композиттерді   механикалық   өңдеуге   болады.   Бірақ   олар 

вольфраммен   немесе   бор   талшықтарымен   беріктенілген   болса, 

механикалық   өңдеуге   келмейді.   Бұл   жағдайда   кескіштің   жұмыстық 

қырлары   жылдам   тозады,   кескен   жердегі   талшықтар   үзіліп,   матрицадан 

жұлынып   түседі.   Сондай-ақ   кескіш   пен   композит   қызады.   Нәтижесінде 

талшықтар беріктігін жойып, композиттер қабаттарға бөлінуі де мүмкін. 

Композиттерді алмазбен қамтылған кескіштермен өңдейді, өңдеу кезінде 

суытқыш сұйықтарды қолданады.