Композиционные материалы. Композиционные материалы представляют собой композицию из легких металлов в качестве основы (матрицы) и прочных волокон как наполнителя

Композиционные материалы представляют собой композицию из легких металлов в качестве основы (матрицы) и прочных волокон как наполнителя. В качестве металлической основы используют Al, Mg, Ni и их сплавы. Металлическая матрица связывает волокна в единое целое. Волокна располагаются таким образом, что создают определенную композицию. Композиционные материалы по отношению к обычным сплавам обладают более высокой статической прочностью и прочностью при переменном режиме нагружения. Применение этих материалов повышает жесткость конструкции и снижает ее металлоемкость. При этом прочность композиционного материала определяется прежде всего свойствами волокон, а матрица выполняет роль связующего звена.

Для упрочнения алюминия и магния и их сплавов применяют борные и углеродистые волокна. Для армирования титана и его сплавов применяют молибденовую проволоку, проволоку карбида кремния и т.д. Повышения жаропрочности никелиевых сплавов достигается за счет использования вольфрамовой и молибденовой проволок и т.д.

Для композиционных материалов характерно наличие анизотропии свойств по объему, что в конечном итоге можно эффективно использовать за счет соответствующего расположения детали.

Композиционные материалы обладают высокой статической прочностью, малой чувствительностью к концентраторам напряжений и имеют высокий предел прочности на сопротивление усталости.

Кроме металлической, иногда используют полимерную либо керамическую основы.

Порошковые материалы в последние годы находят всё более широкое применение в промышленности. Детали, изготовленные методом порошковой металлургии, не нуждаются в последующей механической обработке. Сущность метода состоит в прессовании и последующем спекании в пресс-формах композиций металлических порошков и специальных присадок. В зависимости от композиции порошков могут быть получены материалы с необходимыми прочностными, фрикционными, антикоррозионными и другими свойствами. Этот метод реализует принцип безотходной технологии. В машиностроении наибольшее распространение получили детали на основе железного порошка. Детали, изготовленные методом порошковой металлургии, не нуждаются в последующей обработке резанием. Порошковые материалы широко используют при изготовлении тормозных колодок, вкладышей подшипников скольжения, малонагруженных зубчатых колес, втулок, шайб и др.