Дослідження впливу структури волокнистих композитів на їх механічні властивості

Abstract

UK: Мета роботи. Полягає у встановленні впливу неперервних волокон і достатньо пластичної матриці з жароміцного сплаву у структурі композиту, призначеного для роботи при підвищених температурах, та надання рекомендацій щодо оптимального виду структури для досягнення оптимальної міцності даного композиту при температурах 20 …1300 С. Методи дослідження. Проведений теоретичний аналіз можливого руйнування виробів при використанні неперервних волокон, а також аналіз зразків композиту на основі є жароміцної матриці, армованої дротом з вольфраморенієвого сплаву. Дослідження проводилося із застосуванням металографічного методу. Міцність композиту визначали проведенням випробувань на розтяг із застосуванням установки ІМАШ-20-75. Отримані результати. Встановлені закономірності впливу структури на міцність волокнистих композитів, на основі яких можливо досконаліше проаналізувати процеси, які відбуваються як при руйнуванні композиту, так і при його формуванні і, при необхідності, скорегувати їх, таким чином, щоб забезпечити максимально можливу міцність матеріалу в цілому. Наукова новизна. Встановлено закономірність впливу загальної структури композиту і шару матриці, що оточує волокна, на міцність композиту жароміцний сплав – вольфраморенієві волокна, яка дозволяє кількісно аналізувати вплив структурних і технологічних факторів процесу формування на міцність вказаного матеріалу. Практична цінність. Робота може бути корисною конструкторам при виборі складу композиту, орієнтуючись на очікуваний механізм руйнування, а також технологам для продуктивнішого використання виробничого обладнання та зменшення витрат матеріалів на виробництво продукції. EN: Purpose. It consists in establishing the influence of continuous fibers and a sufficiently plastic matrix of heat-resistant alloy in the structure of a composite intended for work at elevated temperatures, and providing recommendations on the optimal type of structure to achieve optimal strength of this composite at temperatures of 20...1300 С. Research methods. Theoretical analysis of the possible destruction of products when using continuous fibers was carried out, as well as an analysis of composite samples based on a heat-resistant matrix reinforced with a wire made of tungsten-rhenium alloy. The research was conducted using the metallographic method. The strength of the composite was determined by carrying out tensile tests using the IMASH-20-75 device. Results. The regularities of the influence of the structure on the strength of fibrous composites have been established, on their basis it is possible more thoroughly analyze the processes that occur both during the destruction of the composite and during its formation and, if necessary, to adjust them in such a way as to ensure the maximum possible strength of the material as a whole. Scientific novelty. The regularity of the effect of the general structure of the composite and the matrix surrounding the fibers on the strength of the heat-resistant alloy – tungsten-rhenium fiber composite is established, which allows quantitative analysis of the influence of structural and technological factors of the forming process on the strength of the specified material. Practical value. The work can be useful to designers when choosing the composition of the composite, focusing on the expected mechanism of destruction, as well as to technologists for more productive use of production equipment and reducing the consumption of materials for the production of products.