Металлические композиционные материалы с дисперсным упрочнителем, страница 47

Рис. 7.3. Расчетная зависимость межчастичного расстояния от размера частиц и их объемной доли

Рис. 7.4 Оптимальная структура композиционного материала

Введением мелкодисперсных частиц в металлическую матрицу можно повысить ее прочность, твердость, жесткость, износостойкость, коррозионностойкость, а также длительную прочность и теплостойкость. Пластичность и ударная вязкость при этом снижаются.

Прочность, твердость и модуль упругости почти линейно зависят от объемной доли V_p твердых частиц независимо от коэффициента формы, но на σ в и σ_т в большей степени влияют тип армирующей фазы и ориентация (рис. 7.5)

Рис.7.5 Прочность σ_B и модуль упругости Е КМ Аl – SiC_P в зависимости от объемной доли V_p и вида упрочняющей фазы: 1 – частицы, 2 – нитевидные кристаллы

Прочностные свойства КМ с замешанными частицами в значительной степени зависят от равномерности распределения частиц в матрице. Одним из показателей равномерности распределения может служить величина среднеквадратического отклонения S значений твердости НВ КМ:

   , где

 – среднее значение твердости,

 – значение твердости при –том измерении,

n – количество измерений.

Из таблицы 7.2 видно на примере КМ системы АД1+SiC_p что увеличение объемной доли упрочняющей фазы ведет к увеличению среднеквадратического отклонения значений твердости НВ, что соответствует снижению равномерности распределения частиц SiC.

Таблица 7.2

Значения твердости НВ и среднеквадратического отклонения S КМ системы АД1+SiC_p с разной объемной долей упрочняющей фазы V_p