Домашнее задание для студентов 5 семестра

Исследуется изменение паспортных характеристик ( ) одной и той же борной нити с номинальным диаметром 0,14 мм в трех состояниях:

исходном (индекс 1, МПа,n_s = 16,3%, мм);

после нормальной поверхностной химической обработки (индекс 2, МПа, n_s = 14,3%, мм);

после глубокой поверхностной химической обработки (индекс 3, МПа, n_s = 15,2%, мм).

Легко заметить, что влияние химической обработки проявилось в уменьшении диаметра волокна и росте его средней прочности. В этих трех состояниях волокно совмещалось с металлической матрицей. В качестве матричных материалов, которые в виде тонкой пленки жидкофазным методом (пултрузия) наносились на поверхность нити, выбраны алюминиевые сплавы, составы которых приведены в таблице 2. Примерное равенство условий теплового воздействия обеспечивалось тем, что жидкий металл был минимально перегрет: АД1 до температуры 943 К (670°С), АД33 до температуры 943 К (670°С) и АЛ2 до температуры 873 К (600°С). Таким образом, перегрев относительно ликвидуса составлял 10-20°С. Как видно из таблицы 2, сплав АД1 – это технически чистый алюминий, в сплаве АД33 основным легирующим компонентом является магний, а в сплаве АЛ2 – кремний.

Во всех случаях скорость протягивания варьировали в таких пределах, что время нахождения волокна в тигле с расплавом равнялась 0,25, 0,4 и 0,5 секунды. Индексация каждого опыта дана в таблице 3. Здесь в первом столбце – индекс нити, во втором – индекс сплава покрытия, в третьем – длительность контактирования волокна и расплава матрицы. Таким образом, достигнута возможность исследовать эволюцию прочности одной и той же борной нити в 30-ти различных состояниях: от электрохимического стравливания поверхностного слоя без интенсивного теплового воздействия до физико-химического взаимодействия с различными по составу жидкими сплавами на основе алюминия в условиях интенсивного нагрева.

Экспериментальное определение статистических характеристик борной нити и нахождение корректных аналитических описаний вероятности разрушения провести по методике, описанной в пособии к лабораторной работе №5.

Таблица 2

Химический состав сплавов

База испытаний образцов составляла 25 мм, количество образцов в каждом опыте – около 100 штук. Около 20% образцов каждой партии отбирались случайным образом для изучения характера излома и выявления источника разрушения

Результаты измерения прочности представлены в таблице 4 в виде упорядоченных рядов.

Таблица 3 Шифры опытов

Индекс нити Длительность контактирования с

Индекс сплава жидким металлом

В таблице 5 приведены начальные и конечные диаметры борной нити, даны характеристики причин разрушения (установлена преобладающая популяция дефектов, вызвавшая разрушение).

Задачами при выполнении домашних заданий являются:

Таблица 4