Композиционные материалы. 
Технологические процессы в машиностроении

Композиционные материалы с металлической матрицей

Композиционный материал — волокно или дисперсные частицы (наполнитель), соединенные в единую композицию с помощью вещества — связки {матрица). Наполнитель должен быть нерастворим в матрице. В качестве матрицы часто применяют цветные металлы (Al, Mg, Ni и др.) или их сплавы.

Волокнистые композиционные материалы.

В волокнистых композиционных материалах (ВКМ) наполнитель является упрочнителем.

По механизму армирующего действия различают волокнистые ком позиционные материал ы:

• дискретные, которые характеризуются соотношением.

где L — длина волокна, мм; d — диаметр волокна, мм;

• с непрерывным волокном, которые характеризуются соотношением.

От обычных сплавов ВКМ отличаются высокими прочностными показателями, пониженной склонностью к трещинообразованию и высокой удельной прочностью (отношение прочностных показателей к плотности). Прочность ВКМ определяется свойствами волокон, матрица должна скреплять волокна и распределять напряжения между ними. При этом механические свойства ВКМ вдоль волокон значительно выше, чем поперек волокон.

Для алюминиевых и магниевых ВКМ применяют следующие волокна:

• • борные (а_в = 2500^-3500 МПа);
• • углеродные (а_в = 1400-^-3500 МПа);
• • из карбидов кремния (а_в = 2500^-3500 МПа);
• • карбидов, нитридов и оксидов тугоплавких металлов;
• • высокопрочную сталь.

Для армирования титана и его сплавов применяют молибденовую проволоку, волокна сапфира, карбида кремния, борида титана. Для жаропрочных никелевых ВКМ применяют волокна из вольфрамовой или молибденовой проволоки.

Волокнистые композиционные материалы используют для изготовления шатунов высокооборотных двигателей внутреннего сгорания, высокоиагружеииых элементов обшивки аэрокосмической техники, силовых элементов конструкций резервуаров для агрессивных сред.