Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 88 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП из-за замены катиона натрия с низкой силой поля на двухзарядные ионы с большей силой поля. Перед изучением различных зависимостей теплового расширения следует отметить, что важным моментом является диапазон темпера- тур, при котором определяется значение коэф- фициента расширения. Производители обычно приводят средний коэффициент теплового рас- ширения для диапазона температур 20...300 °C, если не указаны иные условия. Сравнительная характеристика КТР для раз- ных материалов представлена в таблице. КТР различных материалов [7] Материал Коэффициент линейного теплового расширения, 10 -6 ⋅ град -1 Алюминий 22.2 Бронза 18.0 Железо, литое 10.4 Литая стальная решетка 10.8 Гранит 7.9 Известняк 8 Кварц 0.77...1.4 Мрамор 5.5...14.1 Мыльный камень (стеатит) 8.5 Окись алюминия 5.4 Керамическая плитка (черепица) 5.9 Кирпич 5.5 Лед 51 Графит, чистый 7.9 Древесина, пихта, ель 3.7 Симинал 5,01 Рассмотрим теперь общий характер темпера- турной зависимости КТР симиналов в интерва- ле от «комнатной» температуры до температуры стеклования (рис. 3). При повышении темпера- туры симиналы сначала проявляют большую или меньшую склонность к сжатию, затем КТР принимает положительные значения и начина- ет возрастать. В области комнатных температур возрастание КТР с температурой замедляется, но относительно небольшой рост сохраняет- ся вплоть до температуры начала размягчения. В области температур стеклования КТР, как пра- вило, резко возрастает. Для этого интервала тем- ператур характерно очень сильное влияние на величину α – тепловой истории образца. Изучая полученные результаты, установлено, что для симиналов характерны два пика — около 450 °С и около 800 °С. Интересно, что наблю- даемые изломы имеют хорошее соответствие между изломами на кривых ДТА [8], снятых для симиналов тех же составов и с той же тепловой историей. Анализ графической зависимости показал, что максимальная температура, до которой мо- жет быть нагрет симинал без угрозы растрески- вания, составляет 550...600 °С. Поскольку имен- но на этом участке график имеет вид, наиболее близкий к линейной функции, а значит, удлине- ние образца вызвано увеличением расстояния между атомами, а не структурными превраще- ниями, которые могут привести к образованию микро- и макроразрушений [1]. Изменение зна- чения коэффициента термического расшире- ния для цветного каменного литья составило (5...25)·10 –6 град –1 . Выводы 1. Концентрация SiO 2 – 25...45 % в составе симиналов снижает КТР, а минимальные зна- чения КТР обеспечиваются при концентрации 35...42 %. Рис. 3. Зависимость КТР каменного литья от температуры