Все о металле, его обработке и переработке
Партнеры
  • .

Суперсплавы

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 470

В зависимости от области примене­ния к резистивным материалам предъ­являют дополнительные требования, например, по температурному коэф­фициенту электрического сопротивле­ния TKp, жаростойкости и др.

Материалы для резисторов (рези — стивные материалы общего назначе­ния). Основные требования к мате­риалам для резисторов: низкий тем­пературный коэффициент электриче­ского сопротивления, — низкая термо — электродвижущая сила в паре с медью, высокая стабильность электрического сопротивления во времени. Различаю® сплавы для проволочных, ленточных резисторов (технических и прецизи­онных) и материалы для непроволоч­ных резисторов (пленочные, углероди­стые). Резистивные материалы общего назначения широко используют в при* боростроении, электротехнике Д®1 изготовления технических, резисто­ров (регулирующие и пусковые рео­статы, нагрузочные элементы), ДлЯ прецизионных резисторов (образно — яые сопротивления, различные эле­менты электроизмерительных при­боров — катушки сопротивления, шуиты,- сбмотки потенциометров).

Сплавы для прово — j0i)jHJ резисторов. Ofc — новными сплавами для технических ре — дисторов являются медно-шикелевые (сплав ТБ марки MH16, мельхиор марки МНЮ, нейзильбер марки JViHU 15—20); для прецизионных ре — дисторов — сплавы на медноц основе (манганин марки МНМц 3—Г2; МНМиАЖ 1—12—0,3—0,3 и. констан — (гаи марки МНМц 40—1,5) и сплавы на никелевой основе (марки Х20Н80-ВИ, 80ХЮД-ВИ, Х15Н60, ЭП277-ВИ). Для изготовления высоко­точных прецизионных сопротивлений используют резистивные сплавы на основе благородных металлов Au, Ag, Pt, Pd; составы сплавов и свойства приведены в [Li].

Составы сплавов, сортамент и свой­ства изделий регламентированы. Хи­мический состав медно-никелевых спла­вов определен ГОСТ 492—73, а спла­вов на никелевой основе — ГОСТ 10994—74.

Промышленность изготовляет рези — стивиую стандартную проволоку: хо — лоднодеформированную из сплава ней — вильбер МНЦ 15—20 диаметром 0,10— 5,0 мм в мягком, полутвердом и твер­дом состоянии (ГОСТ 5220—78); про­волоку из сплава манганин МНМц 3— 12 в твердом состоянии диаметром 0,020—6,0 мм, а из сплавов МНМц 3-12 и МНМцАЖ 3—12—0,3—0,3 в мягком’ состоянии диаметром 0,05— 6,0 мм (ГОСТ 10155—75); холоднотя­нутую константановую неизолиро­ванную проволоку из сплава МНМц 40—1.5 диаметром 0,020—0,09 мм в твердом состоянии и диаметром 0,09— 5,00 в мягком состоянии для работы При температуре не выше 500 0G (ГОСТ 5307—77). Свойства резистив — ной проволоки из медно-никелевых сплавов приведены в табли 19, а спла­вов на никелевой основе — в табл. 20.

Для малогабаритных резистивных элементов в приборах используют про­мышленную стандартную проволоку (нантончайшуго диаметром’ 0,009— ^,09 мм и тончайшую диаметром 0,09— ">4- мм) из прецизионных никель — хромовых сплавов Х20Н80-ВИ, Н80ХЮД-ВИ; Х20Н80, ЭП277-ВИ. Проволоку поставляют в отожженном состоянии. Сортамент, электрические и механические свойства проволоки в за­висимости от диаметра нормированы ГОСТ 8803—77, свойства ее приве­дены в табл. 20.

Непроволочные резистив­ные материалы разделяют на пленоч­ные металлические, пленочные на ос­нове оксидов, силицидов, карбидов н неметаллические — углеродистые. Пленочные резистивные материалы ис­пользуют в" микроэлектронике, в мик­росхемах, интегральных схемах и дру­гих устройствах. Непроволочные ре­зисторы широко применяют в автома­тике, измерительной и вычислитель­ной технике, в различных областях! электротехники. Свойства некоторых! пленочных и углеродистых резистив­ных материалов приведены в табл. 21 и 22.

Материалы для электронагревате­лей. Общие требования, к сплавам для электронагревательных элементов; вы­сокая жаростойкость, высокое элект­рическое сопротивление в сочетании с низким температурным коэффициен­том сопротивления, пластичность для промышленного получения изделий различного сортамента (проката, про­волоки, ленты) и нагревателей.

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 517

Слитки монокристаллического крем­ния, легированные бором (Б) или алюминием (А), изготовляют дырочного (Д) тина электрической проводимости, и легированные фосфором (Ф), сурьмой (С) или мышьяком (M), а также фосфо­ром и золотом (ФЗ) — электронного типа. Технические требования на слит­ки могут быть уточнены или изменены по согласованию между изготовителем и потребителем.

Пример условного обозначения слит­ков: IA1 щ КДБ 7,512,5—76 ТУ 48-4- 295—82, где IAl —подгруппа марок; кц — индексы дополнительных требо­ваний; КДБ — монокристаллический слиток кремния, выращенный по методу Чохральского, дырочного типа элект­рической проводимости, легированный бором; 7,5 — номинал удельного элек­трического сопротивления, Ом-см; 2,5 — время жизни неравновесных но­сителей заряда, мкс; 76 — диаметр, мм.

В табл. 75 и 76 приведены некоторые электрофизические параметры слитков монокристаллического кремния.

В зависимости от группы и подгруп­пы марки техническими условиями допускается: отклонение средних зна­чений удельного электрического сопро.


74. Физико-химические свойства кремния н германия [21, 33, 391


SI

Ge

Свойства


Относительная атомная касса Постоянная решетки при 25 °С, нм р-10-3 при 25 0C, кг/м» Твердость по Moocy Микротвердость, ГПа Температура, 0C: плавления кипения

Температурный коэффициент линей­ного расширения а-10е, 0C-1 Теплопроводность прн 25 9C, Вт/(м-рС) Молярная теплоемкость, Дж/(моль-0C): при —193°С при 270C

В жидко’м состоянии Температура Дебая, 0Ci при —193 при 27

Молярная теплота плавления, кДж/моль

Коэффициент поверхностного натяже­ния, Н/м

Упругие постоянные, ГПа, прн 250Q

C11

C12 Си

Скорость распространения продольных звуковых волн, м/с Удельное электрическое сопротивле­ние при 200C1 Ом-м Концентрация собственных носителей заряда при 200C, m~s Ширина запрещенной зоны, эВ: при —213 4C прн 250C Подвижность при 27 9C, м2/(В-с): электронов дырок

Эффективная масса дырок: тяжелых легких

Диэлектрическая проницаемость ста­тическая (низкочастотная) Магнитная восприимчивость

28,0855 0,543072± 1 • 10"® 2,32902 7,0

10.4

»415±3

2600 — 2,33

109

5,20

19.5 31,0

266 416 49,9±0,8

0,72

167 65,2 79,6 9,15-IO3 [11Ц

2,3- !O3

3- IOle

1,21 1,12

(1350± 100) 10"* (480± 15) IO-4

0,5т0 0,16т0 12,5

—0,13-ю-4

72,60 0,565754±МО"» 5,32674 6,25 7,6

937,2 2700 5,75

58.3

- И,1 22,9

31.4

80 133 37,1±0,2

0,6

129 48,3 66,8 5,4-IO3 [110}

0,68

2,5- 1,0й

0,78 0,75

3800-10-* 1800-10"* *

0,379та 0,042т; 16

-0,12- Ш-* ¦


75. Основные электрофизические параметры слитков монокристаллического кремния, полученных методом Чохральского (ТУ 48-4-295—82)

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 51

В общем случае коррозия оцени­вается обычно как скорость уменьше­ния массы материала и выражается в г/(м2′Ч) или в мм/год. В зависимости от этих потерь различают классы стойкости при коррозии в силыю — и среднеагрессивных средах (табл. 12).

Сопротивление коррозии зависит как от особенностей металла, так и от внешних факторов — состава и тем­пературы среды, доступа кислорода, движения раствора или газа отно­сительно металла. В частности, по­вышение температурь! и скорости дви­жения среды увеличивает скорость коррозии.

К факторам, связанным с особенно­стями металла, относятся структура, !химический состав, шлаковые и газо­вые включения, напряжения и состоя­ние поверхности,

По, сопротивлению коррознн серые чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом в различных средах могут бьпь отнесены к различным классам стойкости (табл. 13), В сравнительно чистом и сухом воздухе эти чугуны весьма стойки благодаря образованию пассивирующей пленки (скорость кор­розии ~0,025 мм/год). Коррозия на­чинает возрастать при загрязнении атмосферы, главным образом серни­стыми газами. При этом состав и тип чугуна, в частности форма графита и характер матрицы, оказывают сравни­тельно небольшое влияние. Единствен­ным элементом, полезным в этих усло­виях, является медь.

Роль состава и структуры чугуна также не очень велика при коррозии в природных, промышленных, лечеб­ных и морских водах, хотя чугун марок ВЧ, особенно перлитный, обла­дает более высокой коррозионной стой­костью в морской воде, чем чугун марок СЧ. Главное влияние в втв* условиях, как и при атмосферной кор­розии, оказывают состав среды и плот­ность отливок. Растворы солей, ги­драты которых придают воде кислот­ный характер, значительно ускоряю1 коррозию, а соли, дающие при гидр0′ лизе щелочные растворы, замедляю1 коррозионный процесс.

В условиях подземной корроз^ существенное влияние оказывают так» факторы, как состав и электрическое сопротивление почвы, характер кон­такта, наличие блуждающих токов и ДР’ В частности, с увеличением электрпч ‘ ского сопротивления почвы с 100—^uJ до 20 000 Ом-см скорость корр°311


Jh

Со м


Со

О

К к Ч я О X


О

СО


S.5?

О о

СО Tf

Г — OO OO ООО

С „ =U

_ о. Q. O

Л О Сл

= « 2

Со


S=V

5? С до

^4 я КО

О о. о

OO

О

О

(N

I s

О

О

О


(N О

**

О я о о S «

S

Ю о

T — O

Оо о

Ха

S

О с[

0

1

О

IJj

0

1

О

О

(N О

О

Tf

О

°

О

°

О


2 к E «мш

T — CD (N

CD Ю —< Ю OO <N (М (М

Oi

S

С S «в о

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 529

ИСД-4

3. Ю1в—МО21

Менее 0,50

1-10′

ИСД-5

MO2I-MO24

Менее 0,50

ЫО7

ИСЭ-0

6- IO31—2-IO20

70

5-10«

ИСЭ-1

8.1019—2-IO20

50

5.10«

ИСЭ-2

2- IO20—3- IO21

20

5-10«

ИСЭ-2у

6. Ю20— 3. IO21

20

5-10е

ИСЭ-3

1 • IO19-1,4- IO24

Не менее 0,50

2

" I-IO7

ИСЭ-4

ЫО18—6-IO19

0,001—0,1

10

5- IO9

ИСЭ-5

6-10»—2- 1С20

10

5-10«

Исэп-t •

(1,5—5,0) IO24

- —

ИСЭП-2

(4,0—8,0) IO24

ИСЭВ-1

2- 10го

60

2-10«

ИСЭВ-2

2- IO20

30

2-10«

Обозначение. (P1 — рг) — интервал значений удельного электри­ческого сопротивления.

Основные электрофизические свой­ства антимонида индия различных марок приведены в табл. 90. Слитки «арок ИСЭ-0, ИСЭ-1, ИСЭ-5 и ИСЭВ-1 изготовляются иелегированными. Об­разцы с электронным типом электри­ческой проводимости легированы тел­луром, а с дырочным — германием. По согласованию с потребителем воз — м°жно легирование цинком, марганцем, кадмием. Время жизни неравновесных носителей заряда контролируется для марок ИСЭВ-1 и ИСЭВ-2 и составляет! ие менее 0,5 и 1 мкс соответственно.

8. АМОРФНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ

Аморфные металлические сплавы или металлические стекла (MC) являются новым перспективным материалом. По химическому составу они состоят из металлов и элементов аморфизаторов, в качестве которых используют бор, углерод, кремний, азот и другие в коли­честве до 30 % . Аморфное состояние сплава характеризуется отсутствием дальнего порядка в расположении ато­мов упаковки. Такое состояние мате­риала достигается сверхбыстрым его охлаждением из газообразного, жид­кого или ионизированного состояния. Существуют различные методы получе­ния аморфных сплавов.

1. Высокоскоростное ионно-плазмен — ное и термическое распыление материа­ла с последующей конденсацией паров на охлаждаемую жидким азотом под­ложку. Получают слои толщиной до 5 мм.

2. Химическое и электролизное оса­ждение ионов металлов на подложку.

3. Оплавление тонких поверхност­ных слоев деталей лазерным лучом, а также лазерная обработка смеси порош­ков с последующим быстрым отводом теплоты от расплава.

4. Закалка из жидкого состояния. Это основной метод получения MC. Закалка осуществляется различными способами. Для производства лент струя жидкого металла направляется на вращающийся охлаждаемый бара­бан. Изготовляют фольгу в виде ленты Шириной 1—200 мм и толщиной 20— 60 мкм. Аморфную тонкую проволоку получают извлечением жидкого металла Из ванны быстро вращающимся диском, погруженным вертикально торцом в расплав. Этот же способ применяют и Для производства аморфных металли­ческих порошков. Гранулометрический состав порошков и нх конфигурация вадаются профилем рабочей кромки Диска. Известен способ аморфизации охлаждением струи расплава в газо­образной или жидкой средах. Для изготовления тонких аморфных нитей в стеклянной изоляции металл поме­щают в стеклянную трубку, расплав­ляют с помощью токов высокой часто­ты, вытягивают и быстро охлаждают. Нити имеют диаметр от 5 мкм до не­скольких десятков микрометров.

Возможность получения сплавов MC определяется химическим составом и скоростью охлаждения жидкого рас­плава. Сплавы должны иметь низкую температуру плавления и высокую тем­пературу аморфнзации. Скорость охла­ждения расплава составляет IO5— 1010 0QJc.

Аморфное состояние сплава является метастабилышм. Поэтому MC подвер­гают отжигу, в процессе которого про­исходит релаксация к более стабиль­ному состоянию стеклофазы. Однако при температурах отжига, превышаю­щих (0,4—0,65) Гпл, материал кри­сталлизуется.

Аморфные конструкционные спла­вы. MC обладают ценным комплексом механических свойств. Прежде всего их особенностью является сочетание высо­кой твердости и прочности. Твердость HV может достигать значений более 1000, а прочность — 4000 МПа и выше Например, сплав Fe46Cr16Mo20Cls имеет твердость HV 1150 при прочности 4000 МПа; сплав Co34Cr2sMo20Cls — соответственно 1400 и 4100 МПа.

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 359

550

То же

700

18Х12ВМБФР

Стали мартенситно-ферритнс

Поковки, турбинные лопат­ки, трубы паровых котлов и паропроводов, крепеж

Го класса

500

Весьма длительный

750

12X13

Лопатки паровых турбин, клапаны гидравлических прессов, болты, гайки, тру­бы, бандажи, арматура кре­кинг-установок

500

То же

750

ИХ17Н2

Рабочие лопатки, диски, ва­лы, втулки

400

Длитель­ный

800

Продолжение табл. ц

Сталь (ГОСТ 5632^72)

Применение

Рекомен­дуемая темпе­ратура примене­ния, 0C

Срок эксплуата­ции

Температура J интенсивного J оцрслення. aC I

08Х16Н13М2Б

Стали аустенитного кл

Поковки для дисков и ро­торов, лопаткн, болты

Icca 600

Весьма длительный

850

09Х16Н15МЗБ

Трубы пароперегревателей н трубопроводов высокого давления

350

То же

850

12Х18Н9Т,

12Х18Н10Т,

12Х18Н12Т

Дгтали выхлопных систем, газовых турбин, турбоком­прессоров, трубы, листовые и сортовые детали

600

То же

850

31Х19Н9МВБТ

Роторы, диски, болты, по­ковки, лопатки н др.

600

Весьма длительный

800

55Х20Г9АН4

Клапаны моторов

600

То же

750

12. Механические свойства (не менее) высоколегированных теплостойких сталей при повышенных температурах [44, 45, 47, 51]

3 с о S

O-I

(N = 10′) для образца

Сталь (ГОСТ 6632—72)

Режимы термической обработки

В

О,

&U

Сч О О.

Ss

Гладкого

С надре­зом

С

О

О О

000 00>?

000 OI/Io

О О

О о

D

. .

Hg

МПа

40Х10С2М

Закалка с IlOO0C, масло, отпуск 800 0C,

Вода

550 600

130

95

900 1100 1200

0,0066

- 0,007 0,036 0,063


Химический состав этих сталей и спла­вов приведен в ГОСТ 10994—74.

Легирование никелем улучшает тех­нологические и прочностные свойства хромоникелевых аустенитных сталей, но значительно удорожает их. Стали и сплавы с никелем необходимо при­менять только в тех случаях, в кото­рых требуется повышенная жаропроч­ность и пластичность. Разработаны жаростойкие Cr—Mn—стали, легиро­ванные алюминием [2], которые могут использоваться как жаростойкие до 900—950 °С, имеют высокие механиче­ские свойства и хорошую технологич­ность. В сплавах системы Fe—Ni—Cr, предназначенных для работы до 1050cC, марганец может лишь частично заме­нить никель (до 10%). Следует выде­лить сплав ХН45Ю, который обла­дает лучшими свойствами, чем сплавы на основе никеля. Это единственный сплав, который работает при темпера­туре 1350 0C(до 100 ч). Стали ХН35ЮС, 10Х18Н18Ю, 10Х10Н20ЮС содержат еще меньшее количество никеля, но могут эксплуатироваться соответст­венно’. сталь ХН35ЮС — до 1200 °С, две остальные стали — до 1100°С. Сплавы системы Fe—Ni—Со—Cr также являются высокожаростойкими, но ле­гирование кобальтом (до 40 %) свя­зано в основном с необходимостью повышения жаропрочности [51].

Никель обладает более высокой жа­ростойкостью в окислительных сре­дах, чем железо, так как его единствен­ный оксид NiO менее дефектный, чем оксид FeO. Высокая жаростойкость нихромов (сплав никеля с хромом) объясняется прежде всего образова­нием шпинели NiO-Cr2O3. Жаростой­кие сплавы на никелевой основе имеют в основном структуру твердых раство­ров, мало упрочняются термической — обработкой и обладают невысокой прочностью и жаропрочностью, но хорошей технологичностью. Нихромы имеют высокое удельное электриче­ское сопротивление и поэтому исполь­зуются как материал для нагревателей электропечей, а также для изготовле­ния камер сгорания, газопроводов и деталей газотурбинных установок.

Сплав, содержащий никель и 20 % Cr — основа большинства жаростой­ких никелевых сплавов, Содержание

Углерода ограничено 0,1 %. Марганец снижает жаростойкость этих сплавов Кремний с этой целью также не ис­пользуется, так как он снижает тех! нологичность сплава. Для создания высокожаростойких никелевых спла­вов используют алюминий. Лучший жаростойкий никелевый спла» Х20Н80ЮЗ.

Жаростойкие сплавы на основе ни­келя в окислительных средах (парах воды, кислороде, синтетическом ам-" миаке) более стойки, чем на основа железа. Однако в серосодержащих сре­дах никель нестоек к газовой корро — зии. Присутствие серы в окислитель­ных средах снижает температуру при­менения никелевых сплавов до 550 0C1 а в восстановительных — до 260 °с’.

Виды полуфабрикатов из жаростой­ких сталей и сплавов, применяемы* в электропечестроении, и стандарты на поставляемую продукцию ириве — х Дены в табл. 22. В табл. 23 представ­лены стандарты на полуфабрикаты, из которых можно изготовлять нагре­ватели печей сопротивления. В табл. 22 и 23 приведены (стандарты иа сорта­мент жаростойких сталей, в которых определена номенклатура марок сталей (из числа указанных в ГОСТ 5632—72 и ГОСТ 10994—74) и установлены тре­бования по сортаменту, качеству по­верхности, макроструктуре, режимам термической обработки и механическим свойствам в состоянии поставки. В ли­том состоянии жаростойкие стали вы­пускаются по ГОСТ 2176—77.

Жаростойкие сплавы на основе же­леза и никеля не претерпевают фазо­вых превращений, и поэтому их тер­мическая обработка состоит в высоко­температурном нагреве для выраши — вания зерна или для снятия напряже­ний.

Механические свойства термически обработанных полуфабрикатов из жа­ростойких сталей приведены 8 табл. 24—27. В табл. 28 даны механи­ческие и жаропрочные свойства ш*- роко применяемых в электропечестрос" иии жаростойких сталей и сплавов пр* различных температурах.

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 615

О) СО

О) СО

О СО

00 СО

O СО

О

О

Tf Tf

Tf Tf

Tf Tf

Tf Tf

Irt Tf

С

I I

I I

I I

I I

I I

I I

SSS

X

I"— т-"

C-Tf

Tf

F — Tf

Tf

OJ

Tf Tf

Tj. Tj.

Tf Tf

Tf Tf

Tf Tf

Tf Tf

Ч

Cti

S-

Я

U

А.

О о

О о

О о

SS

О о

«

Та

<М Irt

Гс оо in ю

I I

О о

FcS

Tf Ol

OO —¦

Ш

S — U

•в

Га о о

«Ос

Снн

Irt Irt

Oci

Ю ю

I I

О о

Щ ю

Irt СО

I Jj S о

О

S в о

О Tf

CS f-

СО О)

Со г-

¦4

Юю

Со

D

Ю ю

Ю m

Ю m

Irt ю

Irt СО

U

H

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 466

Широко исследованы двухкомпо — неитные сверхпроводящие сплавы про­стых монотектнческих, эвтектических, иеритектических систем и систем с не­прерывной растворимостью. Исследо­вание систем Nb-Ti н Nb-Zr, об­разующих ряд твердых растворов в ши­роком диапазоне концентраций, по­казало, что у многих сплавов при ге­лиевых температурах сверхпроводи­мость сохраняется до высоких значе­ний магнитного поля. Критические ха­рактеристики сплавов зависят от ме­ханической и термической обработки сплавов, а также от наличия примесей и легирующих элементов.

Для систематизации сверхпроводя­щих соединений их классифицируют по группам с однотипными кристалли­ческими структурами, поскольку этот ¦фактор является одним нз фундамен­тальных. Известные сверхпроводящие соединения принадлежат более чем к пятидесяти структурным типам. Наи­более высокими сверхпроводящими ха­рактеристиками обладают соединения типа А15, Bi, С15, С14, фазыШеврелЯ-

В табл. 12 приведены критические характеристики некоторых сверхпр0′

ДЯщих интерметаллических соеди — веНий типа А15. В этом классе мате­риалов находятся все сверхпроводник» рекордным значением Tc. В соедине­ниях типа А15 наблюдаются аномалии

Температурной зависимости элек­тропроводности и магнитной воспри­имчивости. У многих соединений, на­пример V3Si1 V3Ga, Nb3Sn, происхо­дит низкотемпературный фазовый пере­ход мартенситного типа. Соединения Nb3Ga, Nb3Ge и Nb3Al в сверхпро­водящем состоянии с высокой крити­ческой температурой являются мета — стабильными, и именно с метастабнль — ностью этих соединений связывается высокое значение Ta. Промышленное применение нашли сплавы Nb3Sn и V3Ga.

Кристаллическую структуру типа NaCl (Bl) имеют бориды, нитриды, карбиды н гндрнды переходных ме­таллов IIIA—VIA подгрупп Периода — ческой системы элементов. В этом классе материалов находятся сверх­проводящие соединения с самой высо­кой температурой плавления. Наи­высшими Tс обладают карбиды н ни­триды VA и VIA подгрупп. Как пра­вило, эти соединения гомогенны в широких областях концентрации: ма­ксимальные значения Tc соответствуют стехиометрнческому составу с резким падением Tc прн отклонении от сте­хиометрии. Из тройных соединений этого класса наибольший интерес вы­зывают карбонитрнды ниобия состава NbN1C1.,.. Максимум характеристик соответствует составу NbN0l1C0l3 (Tc = = -255 °С; S02(O) =16 Тл; Jc = = 8- IO10 А/м2). Критическая плот­ность тока сверхпроводящих материа­лов на основе карбоннтрндов ниобия превосходит Jc остальных известных сверхпроводинков. Критические ха­рактеристики некоторых соединений типа Bl приведены в табл. 13.

Соединения типа фаз Лавеса состава AB2 с плотиоупакованной кубической структурой типа MgCu2 (Cl 5) и гекса­гональной структурой типа MgZn2 (С14) различаются разной последова­тельностью чередования одинаковых слоев атомов А- н В-компоиеитов. Плотиейшая упаковка реализуется при отиошеини радиусов гAlrв — Т/з/Т/2. В образовании сверхпроводящих фаз Лавеса участвуют практически все переходные металлы (за исключением инобня) н отсутствуют фазы с участием бора, углерода, азота, фосфора, что свидетельствует о металлическом ха­рактере связи в этих фазах. Максималь­ное значение Tc для фаз Лавеса до­стигается прн стехнометрнческом со­ставе. Температуры перехода в сверх­проводящее состояние для некоторых! фаз Лавеса приведены в табл. 14.

Фазы Шевреля — кристаллические структуры тройных халькогенидов пе­реходных металлов. Для этих фаз ха­рактерно существование сверхпрово­димости н антиферромагнетизма; каж­дый тип упорядочения может предше­ствовать другому прн охлаждении об­разца. В соединении PbMoeS8 была установлена критическая температура —2580C и рекордное значение крити­ческого поля S02 = 60 Тл. Из соеди­нения PbMoeS3 можно делать как пленки, так н проволоку.

13. Критические характеристики некоторых соединений типа Bl [34 J

Соединение

T0 0C

FlC2- Тл

Соединение

T0 — с

ВСг. тл, при —273 0Q

MoG NbG TaG

TiG

C-NbN

—259 —261 —263 —270 —256

5,2 (—269 0Q 2,0 (—269 0C) 0,46 (—272 0C)

25,0 (—272 0C)

ZrN

HfN

TaN

VN

UN

—262 —264 —264 —264 —267

0,3

Перспективными материалами яв­ляются сверхпроводящие металличе­ские стекла, которые получают быстрой закалкой из жидкого состояния. Эти материалы обладают высокой проч­ностью и определенной степенью де­формируемости. Максимальная Tc = — —269 0C получена для металличе­ских стекол состава (Mo0,8Re0,2)goPioBi0.

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 627

Покрытия вакуумные нонно-плазмен-

Ные 153—156

— газотермическне 156—160

— жаростойкие 489—495

— коррозионно-стойкие 474—488

— получаемые методами химического осаждения из газовой фазы 152, 153

— получаемые термовакуумным напы­лением 153

— электроискровые 157 Полимерные материалы — Свойства 338—342

Полупроводниковые материалы 568— 581

— Простые полупроводники 569—576

— Сложные полупроводники 576—581 Полуфабрикаты нз латуией, обрабаты­ваемых давлением 95—101 Пружинные сплавы — Классификация по назначению 205—233 — Класси­фикация по основным способам упроч­нения 205

— общего назначения 205—216

— с низким температурным коэффи­циентом модуля упругости 219, 222

— специального назначения 215—233

P

Радиацнонно-стойкие маетриалы 445— 462

— Алюминий, его сплавы н соедине­ния 458

— Аустенитные коррозионно-стойкие стали 458—461 .

— Аустенитные никелевые сплавы 458—461

— Бериллий н его соединения 453—457

— Графнт 461, 462

— Магннй, его сплавы н соединения 456, 457

— Радиационные дефекты 445, 451— 454

— Цирконий н его сплавы 457, 458

— Чистые металлы, керамики, кер- меты 461

Резистнвные материалы 526—536 — Общие требования н классификация 526

— для резисторов 526, 527, 529

— для термоэлектродов термопар и удлиняющих проводов 532—536

— для электронагревателей 527, 529— 532

С

Сверхлегкие магннево-литиевые спла­вы 273, 289

Сверхпроводники 52L!—526 Сверхтвердые материалы 626—631 Серый чугун с пластинчатым графитом

71—74

Слои поверхностные — Лазерные ме­тоды модифицирования и легирования 157, 160, 161

— Химико-термические методы моди­фицирования 162, 163 Слюдосодержащнй электроизоляцион­ный материал 588

Сплавы магния 273—288

— Области применения 273, 280, 282, 283

— Режим термической обработки 273, 277, 284

— Свойства 273—277, 281, 285, 286,

288

— Состав 273—277

— Характеристики свариваемости 273, 279, 287

Сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости системы алю­миний—магний—кремний 254, 255

— системы алюминий—медь—магний 235, 253, 254

— типа алюминий—бериллий и алю­миний—магний—бериллий 329—337 Среднеуглеродистые низколегирован­ные стали 22, 23

Стекла неодимовые 591, 593 Стеклообразные лазерные материалы 591

T

Твердые сплавы 613, 617—626 Теплостойкие материалы 395—406

— Высоколегированные чугуиы 402— 405

— Теплостойкие стали 395—404

— Цветные сплавы 402, 405, 406 Титан — Свойства 291—296 Титановые сплавы — Применение

319 — Свойства 296—300

— двухфазные (а + (5) — сплавы — Свойства 305—313, 315, 316

— литейные 314, 317, 318

— порошковые 314, 318—320

— псевдо-р-сплавы 314

— с а-структурой 300—305, 306,

320

У

Углеродистые стали 12 — инструмен­тальные 596—599

Ф

Фрикционные материалы 189—200

СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ — Часть 416

Т т w °с

; » а = 210 МПа; 2 — а = 140 МПа; обработка холодная деформация на 15"- 20 % [29]

AV/V, °/о ^

JO

Ю WO IDOO. F-нейтр/мг

7

0,1 0,01

GlMfia

Рис, в. Зависимость скорости ползучести сплава циркалой-2 от температуры при облучении н потоке нейтронов с энергией более 1 МэВ плотностью (5=9) 10" нейтр./ /(м?. с):

Рис, 10. Относительное изменение объема алюминия и алюминиевых сплавов в зави­симости от флюеиса нейтронов при темпе* ратуре облучения Б0—60 pC: г — 99,9999 % Al; 2 — сплав 8001;. 3 — сплав 1100; 4 — сплав 6061 LS0] туре 200—350 0C на порядок и более Скорость ползучести холоднодеформи! рованного сплава Н-2,5 увеличивается в меньшей степени.

При температуре образца цирка. лоя-2 340—350 0C наблюдается резкое увеличение скорости ползучести (рис. 9). Образцы были подвергнуты различной предварительной обработке,

Алюминий, его сплавы и соедине­ния. Основными радиационными дефек; тами для сплавов алюминия являются радиационное распухание н увеличе­ние длительной прочности. Радиацион­ное распухание обусловлено реакция­ми взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами алюминия, прн которых об­разуются кремний, водород н гелий, Влияние флюенса нейтронов (с энер­гией более 0,1 МэВ) на относительное изменение объема сплавов алюмнння приведено на рис. 10 Длительная прочность алюминиевого сплава 1100 после облучения флюенсом (0,7-4-11) X X IO26 нейтр./м2 возрастает (рве. 11), что является следствием раднацнонного упрочнения материала. Прочностные и пластические свойства сплава 1)00 в зависимости от флюенса быстрых нейтронов с энергией более 1 МэВ приведены на рис. 12 и 13. Значитель­ные дозы облучения не приводя! к радикальному изменению механиче­ских свойств.

Аустенитные коррозиоино-стойкие стали и никелевые сплавы. Потоки быстрых нейтронов вызывают в аусте­нитных коррозиоино-стойких сталях и никелевых сплавах изменение меха­нических свойств, радиационное рас-

Рис, 11, Длительная прочность алюминиевого сплава IlOOi

1, 2 — после облучения при температурах 100 и 50 °С соответственно; 3, 4 ~ в исходном состоянии при тем" пературах 100 и 150 ?С соответственно [50]

*’ Сплав 1100 — алюминий промышленной чистоты; сплав 6061 •= сплав Al 0,7 % Mg — 0,4 % Si.

WD В

Рнс. 12« Зависимость предела прочности н предела текучести сплава 1100 от флюенса нейтроиои <50)

Пухание и радиационную ползучесть. На рис. 14 и 15 приведены данные о влиянии флюенса быстрых нейтронов и температуры облучения на механи­ческие свойства аустенитных сталей. Это изменение, особенно заметное при флюенсах быстрых нейтронов более 5-10^5 нейтр./м2 и температурах выше 500 0G1 называется высокотемператур­ным радиационным охрупчиванием (BTPO).

BTPO сопровождается значительным снижением пластичности материала (полное удлинение при разрыве может достигать лишь 0,1 %) и повышением предела текучести. Длительная проч­ность, сопротивление усталости и со­противление ползучести при этом так­же существенно снижаются (до полови­ны исходного значения у сталей типа 12Х18Н9).

0,8 гл w

FJO ~Z6, HBdmpJcnt

200

Явление BTPO объясняется радиа­ционным стимулированием изменений свойств на границах зерен, приводя­щих к образованию трещин. Лучшей сопротивляемостью BTPO обладают аустеннтные стали, легированные мо­либденом и ниобием, например сталь 0Х16Н15МЗБ. Однако это улучшение имеет место при ограниченном флюен — се нейтронов. Так, оболочки твэлов из стали 0Х16Н15МЗБ имеют относи­тельное удлинение всего ~0,8 % при Флюенсе 8,5- IOae нейтр./м18 (темпера — тУра испытаний 700 0C). Повышения остаточной пластичности и прочности пРн высоких флюенсах быстрых ней­ронов можно достичь легированием аУстенитных коррозионно-стойких ста — йей титаном, бором, кремнием. Малую