Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

Снижение

материалоемкости конструкции и связанная с этим экономия

металлов являются важнейшей народнохозяйственной задачей.

Пластмассовые детали снижают материалоемкость в связи с малой

массой и значительно более высоким коэффициентом полезного использо-

вания

материала (в

среднем>К

исп

= 0,9 ч-0,95; при прессовании 0,9; при

литье и выдавливании

0,95).

Затраты на материал составляют 40

—

75%

всех

затрат на изготовление машин, поэтому экономия материала — один из

важнейших резервов снижения себестоимости машин. Иногда вследствие

высокой стоимости некоторых пластмасс снижение массы материала на

конструкцию не приводит к уменьшению затрат на материал, но при этом

необходимо учитывать и

другие

выгоды. При использовании металличе-

ских деталей

требуется

три вида обработки (литье, термообработка,

меха-

ническая

обработка) с большим числом операций (до 30 - 50), а пластмас-

совых деталей - только один вид обработки - формообразование детали

методом пластической деформации.

Таким

образом, замена металлических деталей на пластмассовые весь-

ма эффективна. При этом уменьшается масса конструкции в 4

—

5 раз; сни-

жается трудоемкость изготовления деталей примерно в 4—5 раз; число

операций и их трудоемкость уменьшается в 5-6 раз, что сокращает дли-

тельность производственного цикла и высвобождает оборотные средства.

Капиталовложения (затраты на здания, оборудование, инвентарь) также

уменьшаются в 4 —6 раз. Себестоимость продукции снижается в 2-3 раза.

Глава

XXIV КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Композиционными

называют искусственные материалы, получаемые соче-

танием химически разнородных компонентов. Одним из компонентов

является матрица (для полимеров - связующее),

другим

- упрочнители.

Родоначальником композиционных материалов являются армиро-

ванные стеклопластики. Их физическая природа, схемы армирования и рас-

четные особенности переносятся на композиционные полимерные мате-

риалы.

В качестве матриц используют полимерные, углеродные, керамические

металлические материалы. В качестве упрочнителей применяют волокна:

стеклянные,

углеродные, борные, органические, на основе нитевидных кри-

сталлов (окислов, карбидов, боридов, нитридов и др.), а также металличе-

ские

(проволоки), обладающие высокой прочностью и жесткостью. Свой-

ства различных волокон, применяемых в качестве упрочнителей, приве-

дены в табл. 45. Углеродные волокна на

воздухе

могут

работать до

температуры

450°С,

в нейтральной и восстановительной

среде

они

сохра-

няют прочность до

2200°С.

Борные и керамические волокна

обладают

вы-

сокой

твердостью и мало разупрочняются с повышением температуры.

Органические волокна

могут

работать до температуры 200

—

300°С.

Свойства композиционных материалов зависят от состава компонен-

тов, их сочетания, количественного соотношения и прочности связи

между

ними.

Армирующие упрочняющие материалы

могут

быть в виде волокон,

жгутов,

нитей, лент, многослойных тканей.

Содержание упрочнителя в ориентированных материалах составляет

60—80%

об.%, в неориентированных (с дискретными волокнами и ните-

видными кристаллами) — 20

—

30% об.%. Чем выше прочность и

модуль

упругости

волокон, тем выше прочность и жесткость композиционного ма-

териала. Свойства матрицы определяют прочность композиции при сдвиге

сжатии и сопротивление усталостному разрушению.

11овышение адгезии матрицы к волокнам достигается поверхностной

обработкой последних. С этой целью применяют вискеризацию - введение

нитевидных кристаллов в межволоконное пространство. Вискеризация осу-

ществляется

путем

осаждения нитевидных кристаллов на поверхность во-

локон

(«мохнатые»

волокна с выращенными на них перпендикулярно дли-

не

монокристаллами —

«усами»).

Этим достигается повышение прочности

материала при сдвиге в 1,5

—

2 раза, модуля

упругости

при сдвиге и проч-

ности при сжатии на 40 - 50%. По

характеру

матрицы композиционные ма-

териалы подразделяют на полимерные, углеродные и металлические. ГО

упрочнителю их можно классифицировать на карбоволокниты

(угле-

пласты), содержащие з качестве упрочняющего материала углеродные во-

локна;

бороволокниты с упрочнителями в виде борных волокон; органово-

локииты с синтетическими волокнами; металлы, армированные волокнами.

422

Таблица

Свойства

армирующих

волокон

Тип

волокна

Стеклянные:

алюмоборосиликатные

высокомодульные

Углеродные

высокомодульные

Борные

Окись

алюминия

Карбид

кремния

Синтетические:

полиамидное

(капрон)

полиэфирное

(лавсан)

полиакрилонитрильное

(нитрон)

поливинилспиртовое

(винол)

из

ароматического полиа-

мида

Проволоки:

вольфрамовая

молибденовая

титановая

стальная

* Температура плавления.

** Температура деструкции.

Плот-

ность,

г/см

2,5-2,6

1,75 —

1,95

2,5

3,97

3,18

1,14

1,38

1,17

1,26

1,4

19,3

10,2

4,72

7,9

Предел

прочно-

сти,

кгс/мм

140-220

390-470

230-290

280-320

210

350

77-85

48-62

46-56

60-100

200-280

220-430

215

190-200

420

Модуль

упругости,

кгс/мм

9,5-11

28-31

39-40

0,32-0,35

1,02-1,1

0,46-0,58

2,5

11-12

35-42

Относи-

тельное

удлине-

ние, %

2-3

4,4-5.

0,7-1

0,7-0,8

13-17

14-15

16-17

7-12

2-5

—

—.

—

Температура

стабильности,

°С

700*

До 870

2200

(7"ра™

3650)

980

(Г

пл

2200)

1000 - 1500

(Г

пл

2050)

1200 - 1700

(Г

пл

2090)

196-216*»

235-255**

—

Преимуществом композиционных материалов являются высокие проч-

ность и жесткость (для карбоволекнитов сг

= 65

170 кгс/мм

, Е =

12000

-г-

18000

кгс/мм

; для бороволокнитов ст„ = 90 4- 175 кгс/мм

, Е =

21400-=-

27000

кгс/мм

), хорошее сопротивление хрупкому разрушению,

жаропрочность и термическая стабильность. Плотность композиционных

материалов составляет от 1,35 до 4,8 г/см

Композиционные

материалы являются перспективными конструк-

ционными

материалами для различных отраслей машиностроения.

1. КАРБОВОЛОКНИ1Ы

Карбоволокниты (углепласты) представляют собой композиции, состоящие

из

полимерного связующего (матрицы) и упрочнителей (наполнителей) в ви-

де углеродных волокон (карбоволокон).

Углеродные волокна получают термообработкой органических воло-

кон.

В зависимости от температуры термообработки и содержащегося

углерода

волокна подразделяют на частично карбонизованные

(900°С,

85-90%), карбонизованные (9ОО-15ОО°С,

95-99%)

и графитированные

(1500-3000°С,

>99%). Два последних типа имеют наибольшее значение.

423

В зависимости от формы исходного сырья углеродные волокна

могут

быть в виде нитей, жгутов, войлока, тканей; волокна можно перерабаты-

вать на обычном текстильном оборудовании.

Практическое применение нашли вискозные кордные волокна (ВК)

полиакрилонитрильные (ПАН-волокна).

Свойства волокон зависят от термообработки, с увеличением темпера-

туры происходит образование гексаганальных углеродных слоев, их рост

упорядочение. Структура волокон фибриллярная. Каждая фибрилла со-

стоит из лентообразных микрофибрилл, разделенных узкими и длинными

продольными порами.

В результате вытяжки достигается ориентация кристаллитов, что по-

зволяет получать высокопрочные и высокомодульные углеродные волокна.

Обычные углеродные волокна имеют ст

= 50 4- 100 кгс/мм

и Е —

2000

—

7000

кгс/мм

; для высокопрочных и высокомодульных волокон

ст

>150 кгс/мм

и £>15 000 кгс/мм

. По удельным прочности (ст/р)

жесткости (£/р) последние превосходят все жаростойкие волокнистые

материалы.

Высокая энергия связи С — С углеродных волокон позволяет им сохра-

нять

прочность при очень высоких температурах (в нейтральной и восста-

новительной средах до

2200°С),

а также при низких температурах. От окис-

ления

поверхности волокна предохраняют защитными покрытиями (пиро-

литическими).

В отличие от стеклянных волокон карбоволокна плохо

смачиваются связующим (низкая поверхностная энергия), поэтому их под-

вергают травлению, аппретированию, вискеризашш.

Связующими

служат

синтетические полимеры (полимерные карбоволок-

ниты);

синтетические полимеры, подвергнутые пиролизу (коксованные кар-

боволокниты); пиролитический

углерод

(пироуглеродные карбоволокниты).

В качестве полимерных связующих применяют эпоксидные, фенолофор-

мальдегидные смолы, полиимиды и др.

Эпоксифенольные карбоволокниты КМУ-1л, упрочненный углеродной

лентой, и КМУ-ly на

жгуте,

вискеризованном нитевидными кристаллами,

могут

длительно работать при температуре до

200°С.

Карбоволокниты КМУ-3 и КМУ-Зл получают на эпоксианилинофор-

мальдегидном связущем, их можно эксплуатировать при температуре до

100°С,

они наиболее технологичны. Карбоволокниты КМУ-2 и КМУ-2л на

основе полиимидного связущего можно применять при температуре до

300°С

[43].

Карбоволокниты отличаются высокой статической и динамической вы-

носливостью (рис. 215), сохраняют это свойство при нормальной и очень

низкой

температуре (высокая теплопроводность волокна предотвращает

саморазогрев материала за счет внутреннего трения). Они водо- и хими-

чески стойки. После воздействия на

воздухе

рентгеновского излучения ст

почти не изменяются.

Теплопроводность углепластиков в 1,5 — 2 раза выше, чем у стеклопла-

стиков.

Они имеют следующие электрические свойства: р„ =

0,0024

-4-

0,0034

Ом-см (вдоль волокон); е = 10 и tg8 = 0,01 (при частоте 10

Гц).

Карбостекловолокниты

содержат наряду с угольными стеклянные, во--

локна,

что удешевляет материал. Зависимость механических свойств моди-

424

100

•т.

Число

циклов

Рис.

215. Усталостная прочность ориентированных

эпоксидных волокнистых материалов:

— высокомодульный карбоволокнит; 2 — стекло-

волокнит

ЕЮ

в>

б.,,кгс/мм

'120

- 80

- 40

•

300

200

100

О 20 40 60 80 100

Содержание

углеродных

волокон,

off. %

Рис.

216. Зависимость модуля упругости (£), предела прочности при растяжении ст

, ударной

вязкости а и усталостной прочности ст_, карбостекловолокнита от соотношения углеродных

стеклянных волокон (общее содержание наполнителя в композиции 62 об. %)

фицированного

карбоволокнита от содержания углеродных волокон пока-

зана на рис. 216 [43].

Карбоволокниты с углеродной матрицей. Коксованные материалы полу-

чаются из обычных полимерных карбоволокнитов, подвергнутых пиролизу

инертной или восстановительной атмосфере. При температуре

800—

1500°С

образуются карбонизованные, при

25О0-3000°С

графитиро-

ванные карбоволокниты. Для получения пироуглеродных материалов упроч-

нитель выкладывается по форме -изделия и помещается в печь, в кото-

рую пропускается газообразный углеводород (метан). При определенном

режиме.

(1100°С

и остаточном давлении 20 мм рт. ст.) метан разлагается,

образующийся пиролитический

углерод

осаждается на волокнах упроч-

нителя,

связывая их [43, 57].

Образующийся при пиролизе связующего кокс имеет высокую проч-

ность сцепления с углеродным волокном. В связи с этим композиционный-

материал обладает высокими механическими и абляционными свойствами,

стойкостью к термическому

удару.

Карбоволокнит на углеродной матрице типа КУП-ВМ по значениям

прочности и ударной вязкости в 5 —10 раз превосходит специальные гра-

фиты;

при нагреве в инертной атмосфере и вакууме он сохраняет проч-

ность до

2200°С,

на

воздухе

окисляется при

450°С

требует

защитного по-

крытия.

Коэффициент трения одного карбоволокнита с углеродной

матрицей по

другому

высок (0,35

—

0,45),

а износ мал (0,7-1 мкм на тормо-

жение) [43].

Полимерные карбоволокниты используют в судо- и автомобилестрое-

нии

(кузова гоночных машин, шасси, гребные винты); из них изготовляют

подшипники,

панели отопления, спортивный инвентарь, части ЭВМ. Высо-

комодульные карбоволокниты применяют для изготовления деталей авиа-

ционной

техники, аппаратуры для химической промышленности, в рентге-

новском

оборудовании и др.

Карбоволокниты с углеродной матрицей применяют для тепловой за-

щиты, дисков авиационных тормозов, химически стойкой аппаратуры, за-

меняя

различные типы графитов.

Физико-механические свойства карбоволокнитов приведены в табл. 46.

425

Таблица

Физико-механическиё

свойства однонаправленных эпоксикарбоволокнитов, эпиксиборовй.токнитов и карбоволокнита с углеродной

матрицей (43]

Материал

Карбоволок-

ниты:

КМУ-1л

КМУ-1у

КМУ-1в

Бороволок-

ниты:

КМБ-1м

КМБ-1к

КМБ-2к

КМБ-Зк

Карбоволокнит

с углеродной

матрицей

КУП-ВМ

Плот-

ность,

г/см

1,4

1,47

1,55

2,1

2,0

1,35

Предел прочности,

при

растя-

жении

102

100

130

100

130

кгс/мм-

при

сжа-

тии

116

125

150

при

изги-

бе

ПО

120

175

125

155

145

при

сдвиге

2,5

4,5

4,8

7,5.

4,2

Модуль упругости,

кгс/мм

при

растя-

жении

12000

18000

000

21400

26000

500

при

изги-

бе

10000

500

16000

25000

300

21500

800

000

при

сдви-

ге

280

350

535

980

700

680

720

\J IНОСИ-

телыюс

удлинение

при

разрыве,

0,5

0,6

0,3-0,5

0,3

0,3-0,4

Ударная

вязкость

в,

кгс

•

см/см-

ПО

Коэффи-

ЦИСИТ

Пуассона

0.22

0.27

0,22

0.18

0,2

Усталостная

прочность

на

базе

циклов,

кгс/мм

Длительная

прочность

при изгибе

за

1000 ч,

кгс/мм

137

122

120

130

БОРОВОЛОКНИТЫ

Бороволокниты представляют собой композиции из полимерного связую-

щего и упрочнителя — борных волокон.

Бороволокниты отличаются высокой прочностью при сжатии, сдвиге

срезе, низкой ползучестью, высокими твердостью и модулем упругости,

тепло- и электропроводностью.

Борное

волокно получается осаждением бора из газовой фазы на по-

верхность разогретой вольфрамовой проволоки. Вследствие диффузии

взаимодействия

между

бором и вольфрамом последний превращается

бориды вольфрама. Таким образом, наружная оболочка волокна состоит

из

металлического бора, сердечник — из кристаллических боридов перемен-

ного состава. Борные волокна имеют d = 90

-=-

150 мкм, ст

= 280 -т- 320

кгс/мм

= 0,7 -е- 0,8%, Е =

39000

-г- 40 000 кгс/мм

, выпускаются под марка-

ми

БЫ и борофил (США). При температуре >

400°С

волокна окисляются

требуют

нанесения защитных покрытий (карбиды). Ячеистая микрострук-

тура

борных волокон обеспечивает высокую прочность при сдвиге на гра-

нице

раздела с матрицей.

Помимо

непрерывного борного волокна применяют комплексные бо-

ростеклонити, в которых несколько параллельных борных волокон опле-

таются стеклонитью, придающей формоустойчивость. Применение боро-

стеклонитей облегчает технологический процесс изготовления бороволок-

нитов.

В качестве матриц для получения бороволокнитов используют модифи-

цированные эпоксидные и полиимидные связующие. Бороволокниты

КМБ-1

КМБ-1к

предназначены для длительной работы при температуре

200°С;

КМБ-3

КМБ-Зк

не

требуют

высокого давления при переработке

могут

работать при температуре не свыше

100°С;

КМБ-2к

работоспосо-

бен при

300°С

[43].

Зависимость механических свойств бороволокнита от содержания во-

локна

приведена на рис. 217. Изменение прочности с температурой борово-

локнитов на различных связующих показано на рис. 218.

Бороволокниты обладают высокой усталостной прочностью (до

35-40

кгс/мм

их свойства можно

изменять за счет различной

укладки упрочнителя.

Боро-

волокниты стойки к воздей-

ствию проникающей радиа-

ции,

к воде, органическим

растворителям и горюче-сма-

зочным материалам.

Рис.

217. Зависимость механических

свойств эпоксибороволокнита КМБ-1

от содержания борного волокна |43):

Е — модуль упругости при растяже-

нии;

ст

ПЗГ

— предел прочности при из-

гибе ; G - модуль сдвига; т

- пре-

дел прочности при сдвиге

Е-W~

,GW~

кгс/мм*

20 -

2,5 -

0,75

50 60 ТО 80

Содержание

Горных

волокон,

of,

0,50

0,25

427

изг

кгс/мм'

150

100

X J

о 4

100 200 300

t°c

100

е-

Рис.

218. Зависимость разрушающего напря-

жения

при изгибе бороволокнигов на раз-

личных

связующих от температуры |38):

2 —

эпоксидное;

3 —

полиимидное;

4 —

кремниноргаиическое

200 400 600

Температура,

°С

Рис.

219. Зависимость прочное!и синте-

тических

волокон от температуры:

— полиакрнлошпрнлыюе (нитрон); 2—

поливиннлепнртопос

(вшюл, шмшлон);

— полиамидное (амид, паплон-6,6); 4 —

полиэфирное

(лавсан, терилен); 5 — по-

лиамидное (фенилом, номекс); 6 — по-

лиимидное (арнмнд ПМ)

Поскольку борные волокна

яв-

ляются полупроводниками,

то бо-

роволокниты

обладают

повышен-

ной

тепло-

электропроводностью:

X = 43

ккал/(м-ч-°С),

а =

4-10~

бо

С~

(вдоль волокон);

. = 1,94-10

Ом-см;

е = 12,6 ^ 20

5 (при 10

Гц);

5 =

0,02-н

0,051 (при 10

Гц). Для

бороволокнитов прочность

при.

сжатии

в 2

—

2,5

раза больше,

чем для

карбоволокнитов.

Физико-механические свойства бороволокнитов приведены

табл.

46.

Изделия

из

бороволокнитов применяют

авиационной

космической

технике (профили, панели, роторы

лопатки компрессоров, лопасти

вин-

тов

трансмиссионные валы вертолетов

и т. д.)

3. ОРГАНОВОЛОКНИТЫ

Органоволокниты представляют собой композиционные материалы,

со-

стоящие

из

полимерного связующего

упрочнителей (наполнителей)

в ви-

де синтетических волокон. Такие материалы

обладают

малой массой, срав-

нительно высокими удельной прочностью

жесткостью, стабильны

при

действии знакопеременных нагрузок

резкой смене температуры.

В качестве упрочнителей применяют эластичные волокна — капрон,

лав-

сан,

нитрон,

жесткие — винол, ароматический полиамид

и др.

Свойства

синтетических волокон даны

табл.

45.

Зависимость прочности волокон

от

температуры представлена

на рис. 219.

Упрочнители

могут

быть

виде нитей,

жгутов,

нетканых материалов^

тканей.

Для

синтетических волокон потери прочности

при

текстильной.

переработке небольшие;

они

мало чувствительны

повреждениям.

Связующими

служат

термореактивные смолы — эпоксидные, феноло-

формальдегидные, полиимиды

и др.

В органоволокнитах значения модуля

упругости

температурных

коэф-

фициентов

линейного расширения упрочнителя

связующего близки.

Про-

исходит диффузия компонентов связующего

волокно

химическое взаи-

модействие

между

ними. Структура материала бездефектна. Пористость

не

превышает

— 3%

(в

других

материалах

—

20%).

Отсюда

стабильность

механических свойств органоволокнитов

при

резком перепаде температур,

действии

ударных

циклических нагрузок. Ударная вязкость высокая

(до

428

320

—

650 кгс

•

см/см

). Недостатком этих материалов является сравнитель-

но

низкая прочность при сжатии и высокая ползучесть (особенно для эла-

стичных волокон).

Органоволокниты устойчивы в агрессивных

средах

и во влажном тро-

пическом климате; диэлектрические свойства высокие, а теплопроводность

низкая

(ft. =

0,12-f-0,15

ккал/м

•

°С). Большинство органоволокнитов мо-

жет длительно работать при температуре

100—150°С,

а на основе поли-

имидного связующего и полиоксадиазольных волокон — при 200

—

300°С.

Композиции

на основе фенолоформальдегидного связующего и эла-

стичных волокон имеют р = 1,15 -н 1,3 г/см

; а

= 10 ч- 19 кгс/мм

, ст

= 7,5

кгс/мм

, а„ = 10 ^ 18 кгс/мм

, Е = 250 -н 800 кгс/мм

; е = 10 н- 20%,

а — 500 ч- 600 кгс

•

см/см

, а с упрочнителями из жестких волокон (ароматиче-

ский

полиамид) р = 1,2 -г 1,4 г/см

; ст

= 65 -f- 70, а

= 18 -т- 20, а

= 40 -г- 45

кгс/мм

, Е =

3500

кгс/мм

, е = 2 ч- 5%.

Зависимость механических свойств композиции на основе эпоксидного

связующего и лавсановой ткани от температуры показана на рис. 220 [38].

В комбинированных материалах наряду с синтетическими волокнами

применяют минеральные (стеклянные, карбоволокна и бороволокна). Такие

материалы

обладают

большей прочностью и жесткостью.

Органоволокниты применяют в качестве изоляционного и конструк-

ционного

материала в электрорадиопромышленности, авиационной техни-

ке,

автостроении; из них изготовляют трубы, емкости для реактивов, по-

крытия

корпусов

судов

и др.

4. МЕТАЛЛЫ, АРМИРОВАННЫЕ ВОЛОКНАМИ

Металлы или сплавы, армированные волокнами, относятся к компози-

ционным

материалам. В зависимости от ориентации волокон эти мате-

риалы

могут

быть анизотропными. Прочность и анизотропию можно из-

менять в зависимости от выбора волокон и их укладки.

Назначение

волокон состоит в том, чтобы нести нагрузку, которую им

Е, б, кгс/мм

900

700

S00

-300

100

- 12

Ч&

•—

20 60 100 140 180 t°C

Рис.

220.

Зависимость

механических

свойств

эпокси.щвсамо

текстолита

от тем-

пературы

(а —

разрушающее

напряжение

при

растяжении,

Е —

IMO.IV.II>

упругости

при

растяжении,

г.

(S) —

относительное

уд-

линение

при

разрыве)

кгс/мм

100

го

Е-!0'

кгс/мм

i ^Г

О 100 200 300 400 t°C

Рис.

221. Зависимость предела прочности

при

растяжении

( ) и

модуля

упругости

( ) от

температуры

композиционнного

материала

ВКА-1 (/) в

сравнении

со

сплавами

В95 (2) и АК4-1 (3)

429

передает металлическая матрица. Армирующие волокна по прочности

модулю упругости должны значительно превосходить металлическую

матрицу. Упрочнителями

служат

волокна бора, углеродные волокна, ните-

видные кристаллы тугоплавких соединений, тонкая металлическая прово-

лока (вольфрамовая или из высокопрочной стали).

Матричный материал выбирают с учетом его сопротивления окисле-

нию

и коррозии или

других

характеристик. В качестве матриц используют

различные металлы и сплавы, обладающие достаточной пластичностью.

При

этом учитывают возможное взаимодействие

между

матрицей и во-

локном

и их механические свойства.

Правильным выбором матрицы и волокна удается получать компози-

ционные

материалы с заданными характеристиками вязкости, прочности,

жесткости, способные выдерживать более жесткие температурные условия,

чем металлы.

Изготовление металлических композиционных материалов может осу-

ществляться несколькими способами — пропиткой волокнистых упрочните-

лей расплавом матричного материала, диффузионным соединением паке-

тов из чередующихся слоев фольги (алюминия, магния), и волокон,

горячим прессованием.

В качестве матриц применяют легкие металлы (Al, Mg) и их сплавы, ни-

кель и др. Количество упрочнителя составляет 30

—

50% об.%.

Композиция

на основе алюминиевой матрицы, армированной высоко-

модульными непрерывными волокнами бора, выпускается под маркой

ВКА-1. Этот материал по значениям прочности, модулю упругости и вы-

носливости (до 500

С) превосходит высокопрочные и жаропрочные алюми-

ниевые сплавы (рис. 221) [36]. Композиция ВКА-1 в 5 раз превосходит

Таблица

Физико-механические свойства композиционных материалов с металлической

матрицей*'

Материал

Алюминий —

стальная прово-

лока

Алюминий —

борное волокно

Магний

— борное

волокно

Никель

— воль-

фрамовая прово-

лока (ВКН-1)

Алюминий —

угольное волокно

Магний

— уголь-

ное волокно

Содер-

жание

волок-

на,

об. %

30-40

Плот-

ность,

г/см

4,8

2,65

2,2

—

2,3

1,8

Предел

прочности при

растяжении,

кгс/мм

при

20°С

160

115

125

70 (при

1100°С)

70-80

при

400°С

60-70

Модуль

упругости,

кгс/мм

12 000

24000

20000

13000

—

15 000

13000-

15 000

Усталост-

ная

проч-

ность

на

базе

1С

циклов,

кгс/мм

—

Длитель-

ная

проч-

ность

за 100 ч

при

400°С,

кгс/мм

15 (при

1100 С)

—

Темпера-

турный

коэффи-

циент

чиненного

расши-

рения

а-106,

1/°С

11,8

6,0

6,5

•_

—

* При составлении таблиц использованы данные [43].

430