Ссылка на файл: >>>>>> http://file-portal.ru/Вт 9 свойства коэффициент пуассона/
Коэффициент Пуассона
Модуль Юнга и сдвига, коэффициент Пуассона значения (Таблица)
Значение коэффициента Пуассона
Классификация и общая характеристика сплавов. Сплавы с эффектом памяти механической формы. Титан по распространенности в земной коре занимает среди конструкционных металлов четвертое место, уступая лишь алюминию, железу и магнию. Титан - металл IV группы периодической системы с атомным номером 22, атомной массой 47,3, относится к переходным элементам. Титан обладает высоким удельным электросопротивлением. Титан - парамагнитный металл. Титан - твердый металл: На поверхности титана легко образуется стойкая оксидная пленка TiO 2 , вследствие чего он обладает высокой сопротивляемостью коррозии в пресной и мор с кой воде и в некоторых кислотах, устойчив против коррозии под напряжением. Во влажном воздухе, в морской воде и азотной кислоте он противостоит коррозии не хуже нержавеющей стали, а в соляной кислоте во много раз лучше ее. На механические свойства титана значительно влияют примеси кислорода, водорода, углерода и азота , которые образуют с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы: Поэтому содержание этих примесей в титане ограничено сотыми и даже тысячными долями процента. Опасность водородной хрупкости, особенно в напряженных сварных конструкциях ограничивает содержание водорода. Титан обладает высокой прочностью и удельной прочностью и в условиях глубокого холода, сохраняя при этом достаточную пластичность. Для получения сплавов титан легируют Al, Mo, V, Mn, Cr , Sn, Fe, Zr, Nb. Титан легируют для улучшения механических свойств, реже — для повышения коррозионной стойкости. Из металлов к числу a -стабилизаторов относятся Al, Ga, In, из неметаллов — C, N, O. Их можно разбить на три подгруппы. Влияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения титана. В сплавах титана с элементами 2 подгруппы b -раствор сохраняется до комнатной температуры Рис. К числу этих элементов принадлежат V, Mo, Nb, Ta. Поскольку они образуют непрерывные твердые растворы с b -титаном, их назвали изоморфными b - стабилизаторами. В сплавах 3 подгруппы равновесная b - фаза также стабилизируется при комнатной температуре, но непрерывных твердых b - растворов не образуется. К элементам этой подгруппы относятся Re, Ru, родий Rh, осмий, иридий , которые в области, богатой титаном, дают с ним такую же диаграмму состояния, как и изоморфные b -стабилизаторы см. Их можно назвать квазиизоморфными b - стабилизаторами. Третья группа представлена легирующими элементами, мало влияющими на Тпп титана. Это олово, цирконий, германий, гафний и торий, которые называют нейтральными упрочнителями. Технический титан и его сплавы получают из титановой губки. В зависимости от содержания примесей технический титан подразделяют на несколько сортов: Принятая в настоящее время классификация титановых сплавов основана на структуре, которая формируется при отжиге по промышленным режимам. Псевдо- b -сплавы со структурой в отожженном состоянии, представленной a -фазой и большим количеством b -фазы; в этих сплавах закалкой или нормализацией из b -области можно легко получить однофазную b -структуру. Сплавы на основе интерметаллидов. Практически все титановые сплавы, за редким исключением, легируют алюминием , который имеет следующие преимущества перед остальными легирующими компонентами: О дн ако с увеличением содержания алюминия повышается чувств и тельность титановых сплавов к солевой коррозии, а также уменьшается их технологическая пластичность. Титановые a -сплавы , помимо Al, легируют нейтральными упрочнителями Sn и Zr. Весьма ценным свойством a - сп лаво в титана является их хорошая свариваемость ; эти сплавы даже при значител ь ном содержании алюм и ния однофазны, поэтому не возникает охрупчивания шва и околошовной зоны. К недостаткам a -сплавов относится их срав н ительно невысо к ая прочность, сплавы этого класса термическ и не упрочняются. С увеличением с одержан и я алюминия по в ышаются ра б очие температуры титановых a - сплавов. Однако при этом возникает опа с ность их охрупчивания в результате выделения фазы a 2. Сплавы этого класса, хотя и в меньшей степени, чем титан, склонны к водородной х рупкости. Сплав ВТ, относящийся к системе Ti—Al— Sn более технологичный, чем BT5 и предназначен для изготовл е ния изделий, работающих в широком интервале температур: В ото ж женном и закаленном состоянии сплав малопрочен и пластичен и имеет такую же технологичность, как и технический титан. Этот сплав сваривается, причем пластичность сварного соединения практически такая же, как у основного металла. В псевдо- a -сплав ы для повыш е ния прочности и жаропрочности при сохране н ии достаточной технологичн о сти и свар и ваемости наряду с алюминием следует вводить b -стабилизаторы. При комнатной температуре псевдо- a -сплавы отличаются более высокой технологической пластичностью по сравнению с a - с п л авами. Псевдо- a -сплавы отл и чаются высокой термич е ской стабильностью, хорошей с вариваемо с тью. Существенный недостаток пс евдо- a -сплавов — их высокая склонность к водородной хрупкости. Эту группу представляют сплавы с истемы Ti —Al—Mn ОТ4 - 0 ; ОТ4 - 1; ОТ4; ВТ4; ОТ , обладают высо кой технологической пластич н остью. Спла в ы хорошо свариваются всеми видами сварки. С повышением содержания алюминия и марганца в этой серии сплавов прочность их возрастает, а пластичность и технологичность ухудшаются. К этой группе принадлежат также сплавы ВТ20, ВТ1 8. Сплав ВТ20 разрабатывали как более прочный и жаропрочный листовой сплав по сравнению с ВТ Упрочнение сплава ВТ20 обусловлено его легированием, помимо алюминия, цирконием и небольш и ми количествами молибдена и ванадия. Техноло г ическая пластичность сплава ВТ20 н е высока из-за большого содержан и я алюминия. Высокая жаро прочность сплава обусловлена большим содержанием в нем алюминия и цир к он ия. Однако, в отличие от других псевдо- a -сплавов сплав ВТ18 плохо сваривается. Большинство a - и псевдо- a -сплавов применяют в отожженном состоянии. Наибольшие различия наблюдаются для сплавов с зернистой и пластинчатой структурой. Для сплавов с зернистой структурой характерны высокая циклическая про ч ность, пластичность, технологич н ость. Сплавы с плас т инчатой стр у ктурой отличаются вы с окой вя з костью разрушения, ударной вязкостью, жаропрочностью при пониженных характеристиках пластичности и циклической про ч ности. Высокая вязкость разруш е ния титан о вых сплавов с такой струк т урой обуслов лена сильным ветвлен и ем трещин при их распространении. Их применяют в отожженном и термически упрочненном состоянии. К этой же группе принадлежат ВТ22 Ti - 5Al - 5V - 5Mo - 1Fe - 1Cr и новый сплав ВТ23 - Ti—4,5Al—4,5V—2Mo—1Cr—0,6Fe. Сплав ВТ8 обладает высокой термической стабильностью; удовлетворительной пластичностью, но плохо сваривается, недостаточно технологичен. Сплав ВТ9 в отличие от ВТ8 дополнительно легирован цирконием 1,6Zr. Введение циркония в сплавы системы Ti—Al—Mo—Si приводит к повышению прочности почти без снижения пластичности при сохранении достаточно высокой термической стабильности. Псевдо- b -сплавы относятся к в ы соколегирован ны м титановым сплавам, в к оторых суммарное. Хотя п ри закалке из b -области в эт и х сплавах фиксируется только b -фаза, она тер м ически нестабильна и п ри стар е н и и распадается с выделением дисперсной a -фазы. К преимуществам псевдо - b - сплавов относятся:. Высокая технологическая пластичность в закаленном с остоянии. Это связано с тем, что b -фаза с ОЦК. Большой эффект термического упрочнения, что с вязано с большим пересыщением закаленной b -фазы. Распад пересыщенной b -фазы при старении обеспечивает повышение про ч нос ти сплавов в 1,5—1,7 раза. Малая склонность к водородной хрупкости. Нед о статки псевдо b - с плавов:. Разработанные к настоящему времени псевдо- b -титановые сплавы можно разделить на две группы: Затем сплав термически упрочняют старением. При старении из пересыщенного b -раствора выделяются дисперсные частицы a -фазы, которые и обеспечивают упрочнение. Свариваемость этих сплавов затрудняет бурный рост зерна в b -области. По указанным причинам псевдо- b -сплавы первой группы применяют ограниченно. Сплав ВТ30 Ti - 11Mo - 5,5Zr - 4,5Sn. Сплав ВТ30 обладает высокой технологической пластичностью в закаленном состоянии, в котором хорошо поддается холодной обработке давлением. Отличительная его особенность — большая разница в прочностных свойствах в закаленном состоянии и после старения: В ряде областей применения он может заменять тантал, коррозионно-стойкие никелевые сплавы и даже золото и платину. Сплав отличается высокой технологической пластичностью, хорошо сваривается всеми видами сварки. Титановые b - сплавы с термодинамически у с тойчивой b - фазой можно получить лишь на основе таких систем, в которых легирующие элементы имеют о. К таким элементам принадлежат ванадий, молибден, ниобий и тантал. Однако стабильны е b - фазы в этих сплавах образуются при таких высоких концентрациях компонентов, что титановые сплавы теряют основное их преимущество, а имен н о сравнительно малую плотность. П оэтому титановые сплавы со стабильной b - фазой не получили широкого промышленного примене н ия. Однажды, желая припугнуть жестокого египетского фараона, бог приказал пророку Моисею бросить на землю металлический жезл, который он держал в руке: Затем бог повелел Моисею взять ее за хвост, и когда тот выполнил приказ, змея выпрямилась и застыла, вновь став жезлом. Некоторые сплавы титана обладают способностью запоминать, а затем восстанавливать ту форму, которая была придана металлическому изделию на определенном этапе обработки. Примерно в начале х годов в США был запатентован сплав нитинол , в состав которого входили почти в равных количествах никель и титан. Сплав оказался неплохим конструкционным материалом - легким, прочным, пластичным, коррозионностойким. Однако создатели сплава, словно предчувствуя, что он продемонстрировал далеко не все свои способности, продолжали проводить с ним новые эксперименты. И вот во время очередного опыта произошло нечто такое, что заставило ученых не поверить своим собственным глазам: А ведь именно вид спирали проволока имела в начале опыта - до того, как ее нагрели и охладили, а затем подвесили к ней груз, заставивший ее вытянуться в струнку. Причиной столь нелогичного поведения металла являются так называемые обратимые мартенситные превращения. В чем же суть этого структурного явления? Основу современной теории пластичности составляет представ ление о том, что неупругие деформации в кристаллах необратимы. Однако существуют металлические материалы, которые после значительного неупругого деформирования способны полностью восстанавливать форму за счет структурного превращения. Такие материалы обладают обратимостью неупругой деформации. Явление самопроизвольного восстановления формы - эффект памяти формы ЭПФ - может наблюдаться как в изотермических условиях, так и при температурных изменениях. При теплосменах такие металлические материалы могут многократно обратимо деформироваться. Способность к восстановлению деформации не может быть подавлена даже при высоком силовом воздействии. Уровень реактивных напряжений некоторых материалов с ЭПФ может составлять до - МПа. Особенностью сплавов с ЭПФ является ярко выраженная зависимость большинства свойств от структуры. Наиболее перспективными для практического применения являются сплавы Ti - Ni эквиатомного состава примерно При дальнейшем нагреве выше температуры начала обратного мартенситного превращения А Н изделие вновь восстанавливает формы, которая была ему первоначально придана при температуре Т Д выше М Н. Схематически этот эффект изображен на Рис. Схематическая интерпретация эффекта памяти формы: М н , М к — температуры начала и конца прямого мартенситного превращения; А н , А к — температуры начала и конца обратного мартенситного превращения; t д — температура деформации; А н —А к — температурный интервал восстановления формы. М н определяет нижнюю границу работоспособности материала с памятью, при этой температуре резко изменяются физико-механические свойства материала и развиваются релаксационные процессы. ЭПФ проявляется в сплавах, характеризующихся термоупругим мартенситным превращением, когерентностью решеток исходной и мартенситной фаз, сравнительно небольшой величиной гистерезиса превращения, а также малыми изменениями объема при превращениях. В этих условиях при деформации образуются когерентные с исходной структурой двойниковые мартенситные кристаллы, а при отогреве и обратном превращении эти мартенситные кристаллы исчезают и плавно переходят в решетку исходной фазы. Обратимое движение когерентных межфазных границ при обратном превращении приводит к восстановлению первоначальной формы. Характеристические температуры превращений ряда двойных сплавов Т i - Ni с ЭПФ разного состава, полученные из разных источников, приведены в таблице 5. Из таблицы следует, что даже малые отклонения состава сплавов Ti - Ni от стехиометрического Характеристические температуры сплавов Т i-Ni. Температуры мартенситных превращений зависят от состава сплава. Медь и кремний в довольно широком интервале концентраций слабо влияют на температуры превращений. Промышленностью освоен выпуск сплавов на основе никелида титана. Химический состав двух сплавов, наиболее широко используемых на отечественных предприятиях приведен в таблицах 5. Коэффициент термического расширения, 10 -4 К Сплавы с ЭПФ часто относят к так называемым интеллектуальным материалам , позволяющим создавать принципиально новые конструкции и технологии в различных отраслях машиностроения, авиакосмической и ракетной техники, приборостроения, энергетики, медицины и др. Антенны состоят из листа и стержня из сплава Ti - Ni, которые свернуты в виде спирали и помещены в углубление в искусственном спутнике. После запуска спутника и выведения его на орбиту антенна нагревается с помощью специального нагревателя или тепла солнечного излучения, в результате чего она выходит в космическое пространство. Доставка в открытый космос громоздких агрегатов технически возможна только по частям с последующими монтажными работами. Используемые в массовом производстве способы соединения деталей, такие как сварка, пайка, склеивание, клепка и другие, непригодны в космических условиях. Особые требования предъявляются к обеспечению исключительно высокой техники безопасности. Схема космического аппарата с самотрансформирующимися элементами: С учетом этих особенностей в России была создана уникальная технология соединения элементов в открытом космосе с использованием муфты из сплава ТН Эта технология успешно использована при сборке конструкции фермы из алюминиевых сплавов общей длиной 14,5 м и поперечным сечением в виде квадрата со стороной 0,5 м. Ферма состояла из отдельных трубчатых деталей диаметром 28 мм, которые соединялись между собой с помощью муфты из металла с памятью формы рис. Муфту деформировали при низкой температуре таким образом, чтобы ее внутренний диаметр был больше наружного диаметра соединяемых элементов. После нагрева выше температуры обратного мартенситного превращения внутренний диаметр муфты восстанавливался до того диаметра, который муфта имела перед расширением. Эти же принципы строительства могут быть использованы для монтажа на больших глубинах крупногабаритных морских подводных конструкций. Сплавы с ЭПФ используют в качестве силовых элементов блокировочных устройств, срабатывающих как на запирание собственно блокировка , так и в обратном направлении, в силовых конструкциях прессов, домкратов. Особенностью исполнительных элементов из сплавов с памятью формы является их миниатюрность. Это обусловлено простотой механизма их действия, а также тем, что элемент состоит из одного сплава. На действие таких механизмов не влияет среда или атмосфера, а влияет только температура. В Японии создан робот с плечевой опорой, локтевым шарниром, запястьем и захватом, имеющий пять степеней свободы. Сгибание запястья, сжимание и разжимание захвата обеспечиваются спиралями из сплава Ti - Ni, а действие шарнира и плечевой опоры - удлинением или сокращением проволоки из того же сплава. Положение руки и скорость действия регулируются прямым пропусканием тока с модулированной шириной импульса. Плавность действия робота обусловлена тем, что заданная величина усилия силы восстановления памяти формы соответствует величине регулируемого параметра току. Действия робота приближаются к действию мускульного механизма. Особый интерес представляет использование сплавов с памятью формы в медицине. Их применение открывает широкие возможности создания новых эффективных методов лечения. Сплавы, используемые в медицине, должны обладать не только высокими механическими характеристиками, но и биологической совместимостью с тканями человеческого организма, обеспечивать отсутствие токсичности, канцерогенности, оказывать сопротивление образованию тромбов, сохраняя эти свойства в течение длительного времени. Специальные эксперименты показали, что сплавы на основе Ti - Ni имеют биологическую совместимость на уровне и даже выше обычно применяемых нержавеющих сталей и кобальтхромовых сплавов и могут быть использованы в качестве функциональных материалов в биологических организмах. Использование сплавов с ЭПФ для лечения показало их хорошую совместимость с тканями и отсутствие реакций отторжения биологических структур человеческого организма. При ортопедической хирургической операции коррекцию позвоночника обычно осуществляют с помощью стержня Харинтона , изготовленного из нержавеющей стали. Недостатком этого метода является уменьшение во времени первоначального корректирующего усилия. Если для стержня Харинтона применить сплав с ЭПФ, то установить стержень можно за один раз, необходимость в повторной операции отпадает. Методы медицинской помощи в случае костных переломов заключаются в том, чтобы с помощью пластинок зафиксировать зону перелома в таком состоянии, когда на кость действует сила сжатия. Если для соединительной пластинки применить сплав с эффектом памяти формы, то становится возможной прочная фиксация зоны перелома путем внешнего нагрева пластинки до температуры несколько выше температуры тела после операции, при этом отпадает необходимость осуществлять продольное сжатие кости во время операции. Одним из наиболее перспективных методов лечения стенозов сужения сосудов является использование эндоваскулярных спиралевидных протезов, изготовленных из нитиноловой проволоки. В медицине нитинол впервые использовали в г. Simon с соавторами для изготовления кавафильтра. Импланты с памятью формы также применяются: Титан и сплавы на его основе Легирование титановых сплавов. Титан имеет две полиморфные модификации: Все легирующие элементы по влиянию на полиморфизм титана подразделяются на три группы: Влияние легирующих элементов на температуру полиморфного превращения титана В сплавах титана с элементами 2 подгруппы b -раствор сохраняется до комнатной температуры Рис. Почти все промышленные титановые сплавы содержат алюминий. Классификация титана и его сплавов Технический титан и его сплавы получают из титановой губки. Общая характеристика титановых сплавов Практически все титановые сплавы, за редким исключением, легируют алюминием , который имеет следующие преимущества перед остальными легирующими компонентами: К преимуществам псевдо - b - сплавов относятся: Нед о статки псевдо b - с плавов: Сплавы с эффектом памяти механической формы Однажды, желая припугнуть жестокого египетского фараона, бог приказал пророку Моисею бросить на землю металлический жезл, который он держал в руке: Ан Ак 52,8 50,0 49,5 49,25 49,0 47,2 50,0 50,5 50,75 51,0 90 50 25 0 55 60 20 5 55 35 10 75 60 30 Удельное электросопротивление, 10 -8 Ом-м. Временное сопротивление при растяжении, МПа. TH-I ТН -1 К.
Справочник предприятий харьков
Мебель для кукол из фанеры своими руками
Статья в газету живи село по экологии
МАРОЧНИК СТАЛИ И СПЛАВОВ
Рекомендательное письмо повару образец
Установить яндекс домашней страницей автоматически
Таблицы футбольных чемпионатов и результаты
Модуль Юнга и сдвига, коэффициент Пуассона значения (Таблица)
Как уволить плохого работника
Домашнее видео ню крупным планом свежее
Коэффициент Пуассона
Настроить iptv андроид
Нос гноится что делать
Тексты по русскому языку с заданиями
Значение коэффициента Пуассона
Сшить шлейку для маленькой собаки своими руками