MATERIAA
Y KOMPOZYTOWE O
OSNOWIE METALOWEJ
ZIIP; semestr IV gr 3 sekcja 2
Wydział Mechaniczny Technologiczny
1. Bodecka Magdalena
2. Złocka Martyna
3. Mrowiec Olaf
4. Mieczkowski Kamil
5. Pindur Michał
WIADOMOŚCI WST
PNE
ó�Materiał kompozytowy jest
kombinacją dwóch lub więcej
materiałów różniących się
rodzajem lub składem
chemicznym w skali
makroskopowej.
WIADOMOŚCI WST
PNE
ó�Kompozyty metaliczne w wielu krajach
stanowią jeszcze obiekt studiów i badań
niż praktycznych zastosowań. Wiąże się to
w dużym stopniu ze znacznymi kosztami
ich wytwarzania, na które składają się
złożone i kosztowne cykle technologiczne
oraz wysoki koszt komponentów
zbrojących, a niekiedy również i osnowy.
GA
ÓWNE WA
ASNOŚCI METALI :
��metal jest materiałem o budowie
krystalicznej
��prawidłowe rozmieszczenie atomów w
przestrzeni
��wiązania metaliczne
��w temperaturze pokojowej metale
występują w postaci stałej (poza rtęcią)
��dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne
��połysk metaliczny
��plastyczność
KOMPOZYTY Z OSNOW
METALOW
WYTWARZANE S
W
UKA
ADACH METAL  METAL I METAL  CERAMIKA. JAKO OSNOW

STOSUJE SI
:
�� stopy srebra i miedzi
�� stopy niklu
�� stopy metali lekkich: aluminium, magnez, tytan
�� stopy ołowiu i cynku
Struktura
kompozytu
o osnowie
stopu
Cu-Pb-Sn z
cząstkami
grafitu,
pow. 160x;
PORÓWNANIE WA
ASNOŚCI KOMPOZYTÓW O
OSNOWIE METALOWEJ
Zalety Wady
��mała gęstość ��wysoka temperatura i
��duża wytrzymałość i ciśnienie formowania,
sztywność ��trudność kształtowania,
��wysoka przewodność ��niemożliwość
cieplna i elektryczna, stosowania
��wysoka odporność tradycyjnych metod
cieplna. zgrzewania.
��wysoka cena
PODZIAA
MATERIAA
ÓW KOMPOZYTOWYCH O
OSNOWIE METALOWEJ ZE WZGL
DU NA
WZMOCNIENIE
Materiały
kompozytowe o
osnowie
metalowej
Wzmacniane Wzmacniane
włóknami cząstkami
ciągłymi nieciągłymi
KOMPOZYTY O OSNOWIE METALOWEJ
ZBROJONE CZ
STKAMI
Osnowa Faza Rozmiar Zawartość %
mas
zbrojąca fazy m�m
Grafit ziarnisty 15-100 1-8
Tlenek glinu 3-200 3-30
Aluminium Węglik krzemu 16-120 3-20
Tlenek krzemu 5-53 5
Piasek 75-120 do 36% obj
Grafit 5 13% obj
Miedz
Tlenek glinu 11 7% obj
Tlenek cyrkonu 5 2% obj
Tlenek tytanu 8 nie oznaczono
Żelazo
Tlenek ceru 10 nie oznaczono
(stal)
Glinka ilitowa 750 3
WA
ASNOŚCI
Uwzględniając właściwości stosowanych stopów
oraz właściwości cząstek zbrojących uzyskać
można kompozyty:
�� odporne na ścieranie  zbrojenie cząstkami
tlenków i węglików,
�� ślizgowe  zbrojenie cząstkami grafitu lub miki,
�� o podwyższonej wytrzymałości,
�� o podwyższonej temperaturze pracy.
KOMPOZYTY WZMACNIANE WA
ÓKNAMI
CI
GA
YMI
Materiały kompozytowe o osnowie metalowej
wzmacniane włóknami ciągłymi stanowią
klasę materiałów o szerokim zastosowaniu, ze
względu na własności mechaniczne,
odporność na zużycie oraz własności cieplne.
OSNOWA + WZMOCNIENIE
Osnowę tych materiałów stanowią jednolite stopy
metali lekkich, ale także żarowytrzymałych
nadstopów*.
Wzmacniane są włóknami borowymi,
węglikowymi, tlenkowymi i wolframowymi,
zwykle o udziale objętościowym 10�70% w
materiale kompozytowym.
Nadstopy  grupa materiałów na bazie żelaza, niklu i kobaltu,
cechująca się wysoką żaroodpornością i odpornością na pełzanie w wysokich
temperaturach.
WA
AŚCIWOŚCI:
�� zwiększona wytrzymałość i sztywność,
�� dobra przewodność cieplna, odporności na
ścieranie i wytrzymałość zmęczeniowa,
�� stabilność wymiarowa.
�� Mogą być stosowane w temperaturze znacznie
wyższej niż materiały kompozytowe o osnowie
polimerowej ą� są niepalne, nie odparowują w
próżni i są odporne na działanie cieczy
organicznych, w tym paliw i rozpuszczalników.
WYTWARZANIE
Wśród metod wytwarzania tej grupy
materiałów kompozytowych, można
wyróżnić:
�� odlewanie ciśnieniowe matrycowe,
�� infiltrację ciekłych metali,
�� metody metalurgii proszków,
�� prasowanie ciągłe,
�� metody hybrydowe ,
WYTWARZANIE
�� dyfuzyjne zgrzewanie pakietów płyt wstępnie
przygotowywanych przez napylanie ciekłych
metali na folie metalowe lub z użyciem lepiszcza
polimerowego i następne prasowanie lub
walcowanie na gorąco, ciśnieniową konsolidację w
autoklawie w próżniowym metalowym
pojemniku,
�� odlewanie z gęstwy, suszenie, spiekanie i
dogęszczenie izostatyczne na gorąco oraz
następne prasowanie na gorąco pakietów
wstępnie wytworzonych płyt,
METODA KSZTAA
TOWANIA NA GOR
CO
KSZTAA
TOWNIKÓW TYPU  Z AL-SIC
y
ródło; L.A. Dobrzański  Podstawy nauki o materiałach i
metaloznawstwo
SCHEMAT ODKSZTAA
CENIA NA GOR
CO W
ZAMKNI
TYCH MATRYCACH I ZGRZEWANIA
DYFUZYJNEGO
y
ródło; L.A. Dobrzański  Podstawy nauki o materiałach i
metaloznawstwo
SCHEMAT WYTWARZANIA TAŚM PRZEZ
ZGRZEWANIE DYFUZYJNE ORAZ WALCOWANIE
y
ródło; L.A. Dobrzański  Podstawy nauki o materiałach i
metaloznawstwo
KOMPOZYTY O OSNOWIE METALOWEJ
WZMACNIANE WA
ÓKNAMI NIECI
GA
YMI
v�Jest to grupa materiałów, których własności są
połączeniem własności osnowy i włókien
wzmacniających, które mogą być
ultrawytrzymałymi wiskerami, krótkimi lub
ciętymi włóknami.
v�Każdorazowo o zastosowaniu danego rodzaju
włókien decydują pożądane własności oraz
koszty.
WYTWARZANIE I OBRÓBKA
Stosowane są na ogół konwencjonalne metody
wytwarzania:
�� metalurgii proszków,
�� procesy infiltracji ciekłych metali
�� procesy przetwórstwa przez wyciskanie, kucie,
walcowanie
�� inne metody odkształcenia plastycznego.
WYTWARZANIE I OBRÓBKA
Ponieważ przecięcie krótkich włókien nie powoduje
degradacji własności mechanicznych takiego
materiału kompozytowego, możliwe jest
stosowanie procesów obróbki mechanicznej,
w tym wiercenia a także szlifowania
półproduktów oraz produktów.
ZASTOSOWANIE KOMPOZYTÓW O OSNOWIE
METALOWEJ
A
opatki wentylatorów w
Rama rowerowa
wykonana z kompozytu
Silnikach turboodrzutowych
aluminium  cząstki Al2O3
aluminium - włókna borowe
ZASTOSOWANIE KOMPOZYTÓW O OSNOWIE
METALOWEJ
Tłoki silników spalinowych
Maszt teleskopu
(Toyota)- Al2O3 w osnowie
kosmicznego Hubble a 
aluminium i magnezu
Grafit w osnowie
aluminium, Tytanu,
magnezu (MgAl9Zn1-
SiMn), miedzi i srebra
ZASTOSOWANIE KOMPOZYTÓW O OSNOWIE
METALOWEJ
Obudowy pocisków
Wały napędowe : Tytan
rakietowych  Aluminium
ze wzmocnieniem SiC
ze wzmocnieniem SiC
ZASTOSOWANIE KOMPOZYTÓW O OSNOWIE
METALOWEJ
Osłony elementów elektronicznych, korbowody, tuleje
główne rotorów śmigłowców, komory ciśnieniowe układów
hydraulicznych wiropłatów i samolotów wojskowych, a
także w stanie obrobionym nadplastycznie  w jez
dziectwie
na podkowy koni sportowych
DZI
KUJEMY ZA UWAG
;)