Реферат: Машиностроительные материалы и их свойства - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Машиностроительные материалы и их свойства

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 494 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Машиностроительные материалы и их свойств а Содержание Раздел I 1. Конструкционные стали и сплавы. 1.1. Углеродистые конструкционные стали. 1.2.Легированные конструкционные стали. 1.3. Строительные низкоуглеродистые ст али. 1.4. Арматурные стали. 1.5. Стали для холодной штамповки. 1.6. Конструкционные (машиностроительные ) цементируемые (нитроцементуемые ) легированные стали. 1.7. Конструкционные (машиностроительные ) улучшаемые легированные стали. 1.8. Стали с повышенной обрабатыва е мостью резанием. 1.9. Мартенситно-стареющие высокопрочные стали. 1.10. Высокопрочные стали с высокой пластичностью (ТРИП - или ПНП-стали ) 1.11. Рессорно-пружинные стали общего назначения. 1.12. Шарикоподшипниковые стали. 1.13. Износостойкие стали. 1.14. Кор розионно-стойкие и жаро стойкие стали и сплавы. 1.15. Криогенные стали. 1.16. Жаропрочные стали и сплавы. 2. Инструментальные ст али и твердые сплавы. 2.1. Стали для режущего инструмента. 2.2. Стали для измерительного инструмента. 2.3. Стали для штампов хол о дного деформирования. 2.4. Стали для штампов горячего деформирования. 2.5. Твердые сплавы. 3. Стали и сплавы с особыми физически ми свойствами. 3.1. Магнитные стали и сплавы. 3.2. Металлические стекла (амфорные сплавы ). 3.3. Стали и сплавы с высоким элект рическим сопротивлением для нагрева тельных элементов. 3.4. Сплавы с заданным температурн ым коэффициентом линейного расширения. 3.5. Сплавы с эффектом “памяти формы”. 4. Тугоплавкие металлы и их сплавы. 5. Титан и сплавы на его основе. 5.1. Титан. 5.2. Сп лавы на основе титана. 6. Алюминий и спла вы на его основе. 6.1. Алюминий. 6.2. Классификация алюминиевых сплавов. 6.3. Деформируемые алюминиевые сплавы , упрочняемые термической обработкой. 6.4. Деформируемые алюминиевые сплавы , не упрочняемые термической обработкой. 6.5. Литейные алюминиевые сплавы. 7. Магний и сплавы на его основе. 7.1. Магний. 7.2. Сплавы на основе магния. 8. Медь и сплавы на ее основе. 8.1. Медь. 8.2. Сплавы на основе меди. 9. Антифрикционные (под шипниковые ) сплавы на оловянной , свин цовой , цинковой и алюминиевой основах. 10. Композиционные мате риалы с металлической матрицей. 11. Конструкционные пор ошковые материалы. Раздел II 1. Общие сведения о неметаллическ их материалах. 1.1. Особенности свойств полимерных материалов. 2. Пластич еские массы. 2.1. Состав , свойства пластмасс. 2.2. Термопластичные пластмассы. 2.3. Термореактивные пластмассы. 2.4. Газонаполненные пластмассы. 3. Композиционные мате риалы с неметаллической матрицей. 3.1. Общие сведения , состав. 3.2. Карбоволокниты. 3.3. Бороволокниты. 3.4. Органоволокниты. 4. Резиновые материалы. 4.1. Общие сведение , состав и классификация резин. 4.2. Резины общего назначения. 4.3. Резины специального назначения. 5. Клеящие материалы и герметики. 5.1. Общие сведение , состав пленкообраз ующих материалов. 5.2. Конструкционные , смоляные и резиновые клеи. 5.3. Неорганические клеи. 5.4. Герметики. 6. Неорганические мате риалы. 6.1. Графит. 6.2. Неорганическое стекло. 6.3. Керамические материалы. I РАЗДЕЛ Конструкционные ст али и сплавы Конс трукционными называются стали , предназначенные для изгото вления деталей машин (машиностроительные стали ), конструкций и сооружений (строительные стали ). Углеродистые конструк ционные стали Углеродистые конструк ционные стали подразделяются на стали обыкнов енного качества и качественные. Стали обыкновенного качества изготавливают следующих марок Ст 0, Ст 1, Ст 2,..., Ст 6 (с увеличением номера возраста ет содержание углерода ). Ст 4 - углерода 0.18-0.27%, марга нца 0.4-0.7%. Стали обыкновенного качества , особенно ки пящие , наиболее дешевые . Стали отливают в крупные слитки , вследствие чего в них развита ликвация и они содержат сравните льно большое количество неметаллических включени й. С повышением условного номера марки с тали возрастает предел прочности ( s в ) и тек учест и ( s 0.2 ) и снижается пластичность ( d , y ). Ст 3сп имеет s в =380 ё 490МПа , s 0.2 =210 ё 250МПа , d =25 ё 22%. Из сталей обыкновенного качества изготовл яют горячекатаный рядовой прокат : балки , швелл еры , уголки , прутки , а также листы , трубы и поковки . Стали в состоянии по став ки широко применяют в строительстве для с варных , клепанных и болтовых конструкций. С повышением содержания в стали углер ода свариваемость ухудшается . Поэтому стали С т 5 и Ст 6 с более высоким содержанием уг лерода применяют для элементов строительных к онс трукций , не подвергаемых сварке. Качественные углеродистые стали выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки и разливки . Содержание S <=0.04%, P <=0.035 ё 0.04%, а также меньшее содержание неметаллических включений. Качественные углеродистые стали маркируют цифрами 08, 10, 15,..., 85, которые указывают среднее содержа ние углерода в сотых долях процента. Низкоуглеродистые стали (С <0.25%) 05кп , 08, 07кп , 10, 10кп обладают высокой прочностью и высокой пластичностью . s в =330 ё 340МПа , s 0.2 =230 ё 280МПа , d =33 ё 31%. Стали без термической обработки использую т для малонагруженных деталей , ответственных сварных конструкций , а также для деталей м ашин , упрочняемых цементацией. Среднеуглеродистые стали (0.3-0.5% С ) 30, 35,..., 55 прим еняют после нормализац ии , улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях промышленности . Эти стали по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более высокую прочн ость при более низкой пластичности ( s в =500 ё 600МПа , s 0.2 =300 ё 36 0МПа, d =21 ё 16%). В связи с этим их следует при менять для изготовления небольших деталей или более крупных , но не требующих сквозной прокаливаемости. Стали с высоким содержанием углерода (0.6-0.85% С ) 60, 65,..., 85 обладают высокой прочностью , износостойко стью и упругими свойствами . Из этих сталей изготавливают пружины и рессоры , шпиндели , замковые шайбы , прокатные валки и т.д. Легированные констру кционные стали Легированные стали широко применяют в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении , в авто мобильной промышленности , тяжелом и транспортном машиностроении в меньшей степени в станкостроении , инструментальной и других видах промышленности . Это стали примен яют для тяжело нагруженных металлоконструкций. Стали , в которых суммарное количество содержа ние легирующих элементов не превыш ает 2.5%, относятся к низколегированным , содержащие 2.5-10% - к легированным , и более 10% к высоколегиров анным (содержание железа более 45%). Наиболее широкое применение в строительст ве получили низколегированные стали , а в машиностроении - легированные стали. Легированные конструкционные стали маркируют цифрами и буквами . Двухзначные цифры , при водимые в начале марки , указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента , буквы справа от цифры обозначают легирующи й э лемент . Пример , сталь 12Х 2Н 4А содержит 0.12% С , 2% Cr , 4% Ni и относится к высококачественным , на что указыв ает в конце марки буква І А І . Строительные низколе гированные стали Низко легированными называют стали , содер жащие не более 0.22% С и сравнительно н ебольшое количество недефицитных легирующих элементов : до 1.8% Mn , до 1,2% Si , до 0,8% Cr и другие. К этим сталям относятся стали 09Г 2, 09 ГС , 17ГС , 10Г 2С 1, 14Г 2, 15ХСНД , 10ХНДП и многи е другие . Стали в виде листов , сортового фасонного проката применяют в с троител ьстве и машиностроении для сварных конструкци й , в основном без дополнительной термической обработки . Низколегированные низкоуглеродистые с тали хорошо свариваются. Для изготовления труб большого диаметра применяют сталь 17ГС ( s 0.2 =360МПа , s в =520МПа ). Арматурные стали Для армирования железобетонных конструкций применяют углеродистую или низкоуглеродистую с таль в виде гладких или периодического пр офиля стержней. Сталь Ст 5сп 2 - s в =50МПа , s 0.2 =300МПа , d =19%. Стали для холодн ой штамповки Для обеспечени я высокой штампуемости отношение s в / s 0.2 стали должно быть 0.5-0.65 при y не менее 40%. Штампуем ость стали тем хуже , чем больше в ней углерода . Кремний , повышая предел текучести , снижает штампуемость , особенно способность ста ли к вытяжке . Поэтому для холод ной штамповки более широко используют холоднокатан ые кипящие стали 08кп , 08Фкп (0.02-0.04% V ) и 08Ю (0.02-0.07% Al ). Конструкционные (маши ностроительные ) цементируемые (нитроцементуемые ) легир ованные стали Для изготовления деталей , упрочняемых цем ентацие й , применяют низкоуглеродистые (0.15-0.25% С ) стали . Содержание легирующих элементов в ст алях не должно быть слишком высоким , но должно обеспечить требуемую прокаливаемость по верхностного слоя и сердцевины. Хромистые стали 15Х , 20Х предназначены для изгото вления не больших изделий простой формы , цементируемых на глубину 1.0-1.5мм . Хромистые стали по сравне нию с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при некоторой меньше й пластичности в сердцевине и лучшей проч ности в цементируемом сло е ., чувствит ельна к перегреву , прокаливаемость невелика. Сталь 20Х - s в =800МПа , s 0.2 =650МПа , d =11%, y =40%. Хромованадиевые стали . Легирование хромистой стали ванадием (0.1-0.2%) улучшает механические свойства (сталь 20ХФ ). Кроме того , хромованадиевые стали менее склонны к перегреву . Используют только для изготовления сравнительно небольших деталей. Хромоникелевые стали применяются для крупных деталей ответственного значения , испытывающих при эксплуатации знач ительные динамические нагрузки . Повышенная прочно с ть , пластичность и вязкость сердцевины и цементированного слоя . Стали малочувствительн ы к перегреву при длительной цементации и не склонны к перенасыщению поверхностных слоев углеродом Сталь 12Х 2Н 4А - s в =1150МПа , s 0.2 =950МПа , d =10%, y =50%. Хромомарганцевые стали применяют во многих случаях вместо дорогих хромоникелевых . Однако они менее усто йчивы к перегреву и имеют меньшую вязкост ь по сравнению с хромоникелевыми. В автомобильной и тракторной промышленнос ти , в станкостроении применяют стали 18ХГТ и 25ХГТ. С таль 25ХГМ - s в =1200МПв , s 0.2 =1100МПа , d =10%, y =45%. Хромомарганцевоникелевые стали . Повышение прокаливаемости и прочности хромомарганцевых сталей достигается дополнитель ным легированием их никелем. На ВАЗе широко применяют стали 20ХГНМ , 19ХГН и 14ХГН. Пос ле цементации эти стали имеют высокие механические свойства. Сталь 15ХГН 2ТА - s в =950МПа , s 0.2 =750МПа , d =11%, y =55%. Стали , легированные бором . Бор увеличивает прокаливаемость стали , делает сталь чувствительной к перегреву. В промышленности для деталей , раб о тающих в условиях износа при трении , приме няют сталь 20ХГР , а также сталь 20ХГНР. Сталь 20ХГНР - s в =1300МПа , s 0.2 =1200МПа , d =10%, y =09%. Конструкционные (машин остроительные ) улучшаемые легированные стали Стали имеют высокий предел текучести , малую чувст вительность к концентраторам н апряжений , в изделиях , работающих при многокра тном приложении нагрузок , высокий предел выно сливости и достаточный запас вязкости . Кроме того , улучшаемые стали обладают хорошей п рокаливаемостью и малой чувствительностью к о тпу с кной хрупкости. При полной прокаливаемости сталь имеет лучшие механические свойства , особенно сопротив ление хрупкому разрушению - низкий порог хладн оломкости , высокое значение работы развития т рещины КСТ и вязкость разрушения К 1с . Хромистые стали 30Х , 38Х, 40Х и 50Х применяют для среднен агруженных деталей небольших размеров . С увел ичением содержания углерода возрастает прочность , но снижаются пластичность и вязкость . Пр окаливаемость хромистых сталей невелика. Сталь 30Х - s в =900МПа , s 0.2 =700МПа , d =12%, y =45%. Хромомарганцевые стали . Совместное легирование хромом (0.9-1.2%) и мар ганцем (0.9-1.2%) позволяет получить стали с достаточ но высокой прочностью и прокаливаемостью (40ХГ ). Однако хромомарганцевые стали имеют понижен ную вязкость , повышенный порог хладноло мк ости (от 20 до -60 ° С ), склонность к отпускной хрупкости и рост у зерна аустенита при нагреве. Сталь 40ХГТР - s в =1000МПа , s 0.2 =800МПа , d =11%, y =45%. Хромокремнемарганцевые стали . Высоким комплексом свойств обладают хр омокремнемарганцевые стали (хромансил ). Стали 20ХГС , 25ХГС и 30ХГС обладают высокой про чностью и хорошей свариваемостью . Стали хрома нсил применяют также в виде листов и труб для ответственных сварных конструкций (с амолетостроение ). Стали хромансил склонны к об ратимой отпускной хрупкости и обез у глероживанию при нагреве. Сталь 30ХГС - s в =1100МПа , s 0.2 =850МПа , d =10%, y =45%. Хромоникелевые стали обладают высокой прокаливаемостью , хорошей проч ностью и вязкостью . Они применяются для из готовления крупных изделий сложной конфигурации , работающих при дин амических и вибрац ионных нагрузках. Сталь 40ХН - s в =1000МПа , s 0.2 =800МПа , d =11%, y =45%. Хромоникелемолибденовые стали. Хромоникелевые стали обладают склоннос тью к обратимой отпускной хрупкостью , для устранения которой многие детали небольших ра змеров из эт их сталей охлаждают после высокого отпуска в масле , а более кру пные детали в воде для устранения этого дефекта стали дополнительно легируют молибдено м (40ХН 2МА ) или вольфрамом. Сталь 40ХН 2МА - s в =1100МПа , s 0.2 =950МПа , d =12%, y =50%. Хромоникелемолибденована диевые стали обл адают высокой прочностью , пластичностью и вяз костью и низким порогом хладноломкости . Этому способствует высокое содержание никеля . Недо статками сталей являются трудность их обработ ки резанием и большая склонность к образо ванию флокенов . Ст а ли применяют дл я изготовления наиболее ответственных деталей турбин и компрессорных машин. Сталь 38ХН 3МФА - s в =1200МПа , s 0.2 =1100МПа , d =12%, y =50%. Стали с повышенн ой обрабатываемостью резанием Наиболее часто применяют автоматные стали А 12, А 20, А 40, име ющие повышенное содер жание серы (0.08-0.3%), фосфора (<=0.05%) и марганца (0.7-1.0%). Сталь 40Г содержит 1.2-1.55% Mn . Фосфор , повышая твердость , прочность и охрапчивая сталь , способствует образованию ломкой стружки и получению высокого качества по верхност и. Стали обладают большой анизотропией механ ических свойств , склонны к хрупкому разрушени ю , имеют пониженный предел выносливости . Поэто му сернистые автоматные стали применяют лишь для изготовления неответственных изделий - пр еимущественно нормалей или мети зов. Мартенсито-стареющие высоко прочные стали Широкое применение в технике получила высокопрочная мартенсито-стареющая сталь Н 18К 9М 5Т (<=0.03% С , ~18% Ni , ~9% Co , ~5% Mo , ~0.6 Ti ). Кроме стали Н 18К 9М 5Т нашли при менение менее легированные мартенсито-стар еющ ие стали : Н 12К 8М 3Г 2, Н 10Х 11М 2Т ( s в =1400 ё 1500МПа ), Н 12К 8М 4Г 2, Н 9Х 12Д 2ТБ ( s в =1600 ё 1800МПа ), KCU =0.35 ё 0.6 МДж /м 2 , s 0.2 =1800 ё 2000МПа . Мартенсито-стареющие стали имеют высокий предел упругости s 0.002 =1500 МПа. Мартенсито-стареющие стали применяют в ав иационно й промышленности , в ракетной техн ике , в судостроении , в приборостроении для упругих элементов , в криогенной технике и т.д . Эти стали дорогостоящие. Высокопрочные стали с высокой пластичностью (ТРИП - или ПНП-стали ) Метастабильные высокопрочные аустенитные стали называют ТРИП-сталями или ПНП-сталями . Эти стали содержат 8-14% Cr , 8-32% Ni , 0.5-2.5% Mn , 2-6% Mo , до 2% Si (30Х 9Н 8М 4Г 2С 2 и 25Н 25М 4Г 1). Механические свойства ПНП-сталей : s в =1500 ё 1700МПа , s 0.2 =1400 ё 1550МПа , d =50 ё 60%. Характерным для это группы стале й является в ысокое значение вязкости разрушения и предела выносливости. Широкому применению ПНП-сталей препятствует их высокая легированность , необходимость исполь зования мощного оборудования для деформации п ри сравнительно низких температурах , трудность с варки . Эти стали используют для из готовления высоконагруженных деталей , проволоки , т росов , крепежных деталей и др. Рессорно-пружинные ст али общего назначения Рессорно-пружинные стали предназначены для изготовления пружин , упругих элементов и ре ссор разли чного назначения . Они должны обладать высоким сопротивлением малым пластиче ским деформациям , пределом выносливости и рел аксационной стойкостью при достаточной пластично сти и вязкости. Для пружин малого сечения применяют у глеродистые стали 65, 70,75, 85. Ст аль 85 - s 0.2 =1100МПа , s в =1150МПа , d =8%, y =30%. Более часто для изготовления пружин и рессор используют легированные стали. Стали 60С 2ХФА и 65С 2ВА , имеющие в ысокую прокаливаемость , хорошую прочность и р елаксационную стойкость применяют для изготовлен ия кр упных высоконагруженных пружин и рессор . Сталь 65С 2ВА - s 0.2 =1700МПа , s в =1900МПа , d =5%, y =20%. Когда упругие элементы работаю т в условиях сильных динамических нагрузок , применяют сталь с никелем 60С 2Н 2А. Для изготовления автомобильных рессор шир око применя ют сталь 50ХГА , которая по техническим свойствам превосходит кремнистые с тали . Для клапанных пружин рекомендуется стал ь 50ХФА , не склонная к перегреву и обез углероживанию. Шарикоподшипниковые стали. Для изготовления тел качения и подшип никовых колец небо льших сечений обычно используют высокоуглеродистую хромистую сталь ШХ 15 (0.95-1.0% С и 1.3-1.65% Cr ), а больших сечений - хромомарганцевую ст аль ШХ 15СГ (0.95-1.05% С , 0.9-1.2% Cr , 0.4-0.65% Si и 1.3-1.65% Mn ), прокаливающуюся на большую глубину . Стали обл адают высокой твердостью , износостойкостью и сопротивлением контактной усталости . К сталям предъявляются высокие требования по со держанию неметаллических включений , так как о ни вызывают преждевременное усталостное разрушен ие . Недопустима также карбидная н е однородность. Для изготовления деталей подшипников каче ния , работающих при высоких динамических нагр узках , применяют цементуемые стали 20Х 2Н 4А и 18ХГТ . После газовой цементации , высокого отпуска , закалки и отпуска детали подшипн ика из стали 20Х 2Н 4А имеют н а поверхности 58-62 HRC и в сердцевине 35-45 HRC . Износостойкие стали Для деталей , работающих на износ в условиях абразивного трения и высоких давл ений и ударов , применяют высокомарганцевую ли тую аустенитную сталь 110Г 13Л , содержащую 0.9-1.3% С и 11,5-14. 5% Mn . Она обладает следующими механическими свойствами : s 0.2 =250 ё 350МПа , s в =800 ё 1000МПа , d =35 ё 45%, y =40 ё 50%. Сталь 110Г 13Л обладает высокой износосто йкостью только при ударных нагрузках . При небольших ударных нагрузках в сочетании с абразивным изнашивание м либо при чисто м абразивном изнашивании мартенситное превращени е не протекает и износостойкость стали 110Г 13Л невысокая. Для изготовления лопастей гидротурбин и гидронасосов , судовых гребных винтов и др угих деталей , работающих в условиях изнашиван ия при к авитационной эрозии , применяют стали с нестабильным аустенитом 30Х 10Г 10, 0Х 14АГ 12 и 0Х 14Г 12М , испытывающим при экс плуатации частичное мартенситное превращение. Коррозийно-стойкие и жаростойкие стали и сплавы Жаростойкие стали и сплавы . Повышение окалинос тойкости дост игается введением в сталь главным образом хрома , а также алюминия или кремния , т . е . Элементов , находящихся в твердом раствор е и образующих в процессе нагрева защитны е пленки оксидов ( Cr , Fe ) 2 O 3 , ( Al , Fe ) 2 O 3 . Для изготовления различного рода в ысокотемпературных установок , деталей печей и газовых турбин применяют жаростойкие фер ритные (12Х 17, 15Х 25Т и др .) и аустенитные (20Х 23Н 13, 12Х 25Н 16Г 7АР , 36Х 18Н 25С 2 и др .) стали , обладающие жаропрочностью. Сталь 12Х 17 - s в =520МПа , s 0.2 =350МПа , d =30%, y =75 %. Коррозионно-стойкие стали устойчивы к электрохимической коррозии. Стали 12Х 13 и 20Х 13 применяют для изгот овления деталей с повышенной пластичностью , п одвергающихся ударным нагрузкам (клапанов гидравл ических прессов , предметов домашнего обихода ), а такж е изделий , испытывающих действие слабо агрессивных сред (атмосферных осадков , водных растворов солей органических кислот ). Стали 30Х 13 и 40Х 13 используют для карб юраторных игл , пружин , хирургических инструментов и т . д. Стали 15Х 25Т и 15Х 28 используют чаще без термической обработки для изготовл ения сварных деталей , работающих в более а грессивных средах и не подвергающихся действи ю ударных нагрузок , при температуре эксплуата ции не ниже -20 ° С. Сталь 12Х 18Н 10Т получила наибольшее распространение для работы в о кислительны х средах (азотная кислота ). Сталь 12Х 13 - s в =750МПа , s 0.2 =500МПа , d =20%, y =65%. Коррозионно-стойкие сплавы на жел езоникелевой и никелевой основе . Сплав 04ХН 40МДТЮ предназначен для работы пр и больших нагрузках в растворах серной ки слоты. Для изго товления аппаратуры , работающ ей в солянокислых средах , растворах серной и фосфорной кислоты , применяют никелевый сп лав Н 70МФ . Сплавы на основе Ni - Mo имеют высокое сопротивление коррози и в растворах азотной кислоты. Для изготовления сварной аппаратуры , рабо тающей в солянокислых средах , применяют сплав Н 70МФ. Наибольшее распространение получил сплав ХН 65МВ для работы при повышенных температу рах во влажном хлоре , солянокислых средах , хлоридах , смесях кислот и других агрессивных средах. Сталь Н 70МФ - s в =950МПа, s 0.2 =480МПа , d =50%. Двухслойные стали н ашли применение для деталей аппаратуры (корпу сов аппаратов , днищ , фланцев , патрубков и д р .), работающих в коррозионной среде . Эти ст али состоят из основного слоя - низколегирован ной (09Г 2, 16ГС , 12ХМ , 10ХГСНД ) или уг лероди стой (Ст 3) стали и коррозийно-стойкого плакирующ его слоя толщиной 1-6мм из коррозийно-стойких сталей (08Х 18Н 10Т , 10Х 17Н 13М 2Т , 08Х 13) или никелевых сплавов (ХН 16МВ , Н 70МФ ). Сталь ХН 65МВ - s в =1000МПа , s 0.2 =600МПа , d =50%. Криогенные стали Криогенные с тали обладают достаточной прочностью при нормальной температуре в сочетании с высоким сопротивлением хрупкому р азрушению при низких температурах . К этим сталям нередко предъявляют требования высокой коррозийной стойкости . В качестве криогенных сталей прим е няют низкоуглеродистые никелевые стали и стали аустенитного класс а , несклонные к хладноломкости . Для сварных конструкций , работающих при температуре до -196 ° С , используют ста ли с 6-7% Ni (ОН 6А ) и 8.5-9.5% Ni (ОН 9А ), обладающие низким порогом хладноломк ости. Из этих сталей изготовляют цилиндрические или сферические резервуары для хранения и транспортировки сжиженных газов при темпера туре не ниже -196 ° С. Сталь 10Х 14Г 14Н 4Т - s в =620МПа , s 0.2 =280МПа , d =45%, y =60%. Жаропрочные стали и сплавы Жаропрочными называ ют стали и спл авы , способные работать под напряжением при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью. Жаропрочные стали и сплавы применяют для изготовления многих деталей котлов , газов ых турбин , ре активных двигателей , ракет и т . д ., работающих при высоких температу рах. Жаропрочные стали б лагодаря невысокой стоимости широко применяются в высокотемпературной технике , их рабочая температура 500-750 ° С. Механические свойства сталей перлитного к ласса (12К , 15К , 18К , 22К , 12Х 1МФ ): s в =360 ё 490МПа , s 0.2 =220 ё 280МПа , d =24 ё 19%. Чем больше в стали углерода , тем выше прочность и ниже пластичность. Стали мартенситного и мартенсито-ферритного классов (15Х 11МФ , 40Х 9С 2, 40Х 10С 2М ) приме няют для деталей и узлов газовых т урбин и паросиловых установок. Стали аустенитного класса (10Х 18Н 12Т , 08Х 15Н 24В 4ТР , 09Х 14Н 18В 2БР ) предназначен ы для изготовления пароперегревателей и турбо приводов силовых установок высокого давления. Жаропрочные сплавы на никелевой основе находят широкое п рименение в различных областях техники (авиац ионные двигатели , стационарные газовые турбины , химическое аппаратостроение и т . д .). Часто используют сплав ХН 70ВТЮ , облада ющий хорошей жаропрочностью и достаточной пла стичностью при 700-800 ° С. Никелевые сплавы для повышения их жаростойкости подвергают алитированию. Инструментальные стали и сплавы Стали для реж ущего инструмента Углеродистые стали небольшой про каливаемости , необладающие теплостойкостью . Углеродистые инструментальные стали У 8, У 10, У 11,У 12, У 1 3 вследствие малой устой чивости переохлажденного аустенита имеют небольш ую прокаливаемость , и поэтому эти стали пр именяют для инструментов небольших размеров. Стали У 10, У 11, У 12, У 13 применяют для режущего инструмента (фрезы , зенкеры , сверла , шабера , напи льники и т . д .). Для дер евообрабатывающего инструмента применяют стали У 7 и У 8. Стали можно использовать в качестве р ежущего инструмента только для резания с малой скоростью , так как их высокая твердо сть (У 10-У 12 - 62-63 HRC ) сильно снижается при нагреве вы ше 190-200 ° С. Легированные стали повышенной пр окаливаемости , не обладающие теплостойкостью (11ХФ , 13Х , ХВСГ , 9ХС , Х , В 2Ф ) п ригодны для резания материалов невысокой проч ности ( s в =500 ё 600МПа ) с небольшой скоростью (до 5-8м /мин ). Их ис пользуют для инструмента , не подвергаемого в работе нагреву свыше 200-250 ° С . Легированные стали по сравн ению с углеродистыми обладают большей прокали ваемостью. Сталь Х - 0.95-1% С , 0.15-0.4% Mn , 0.15-0.35% Si , 1.3-1.65% Cr , 64-65 HRC . Быстрорежущие стали (Р 6М 5, Р 12Ф 3, Р 8М 3К 6С , Р 9, Р 8М 3, Р 8М 5) в отличие от других ин струментальных сталей обладают высокой теплостой костью и соответственно высокую твердость , пр очность и износостойкость при повышенных темп ературах , возникающих в режущей кромке при резании с большой скоростью. Основным ле гирующими элементами этих сталей являются вольфрам , молибден , кобальт и ванадий. Сталь Р 18 - 0.7-0.8% С , 3.8-4.4% Cr , 17.5-19% W , 1-1.4% V , 0.5-1% Mo . Стали для изм ерительного инструмента Они (12Х 1, Х ) обладают высокой твердостью , износостойкостью , сохра няют постоянство размеров и хорошо шлифуются . Их твердость составляет 63-64 HRC . Измерительное скобы , шкалы , линейки и другие плоские и длинные инструменты изготовл яют из листовых сталей 15, 15Х. Стали для шта мпов холодного деформирования Эти стали (Х 12Ф 1 , Х 12М , Х 6 ВФ , 6Х 5В 3МФС , 7ХГ 2ВМ ) должны обладать высокой твердостью , износостойкостью и прочност ью , сочетающейся с достаточной вязкостью , такж е должны быть теплостойкими. Во многих случаях для изготовления шт ампов для холодного деформирования используют быс трорежущие стали. Сталь 7ХГ 2ВМ - 0.68-0.76% С , 1.5-1.8% Cr , 0.1-0.25% V , 59-60 HRC . Стали для шта мпов горячего деформирования Эти стали (5ХНМ , 5ХНВ , 4Х 3ВМФ , 4Х 5В 2ФС , 3Х 2В 8Ф , 4Х 2В 5МФ ) должны имет ь высокие механические свойства (прочность и вязкость ) при по вышенных температурах и обладать износостойкостью , окалиностойкостью и разгаростойкостью и высокую теплопроводность. Механические свойства стали 5ХНМ при т емпературе 500 ° С : s в =900М Па , s 0.2 =650МПа , d =20-22%, y =70%. Твердые сплавы Твердыми называют сплавы (ВК 3, ВК 6, ВК 10, Т 30К 4, Т 15К 6, Т 5К 12, ТТ 7К 12, ТТ 8К 6, ТТ 20К 9), изготовленные методом порошково й металлургии и состоящие из карбидов туг оплавких металлов ( WC , TiC , TaC ), соединенных кобал ьтовой связкой. Сплав ВК 8 применяют для чернового точе ния и других видо в черновой обработки , а также для волочения , калибровки труб , прутков и проволоки . Сплавы ВК 10, ВК 15 пре дназначены для изготовления быстроизнашивающихся деталей . Титановольфрамовые сплавы применяют для чистового (Т 30К 4) и чернового (Т 15К 6, Т 5К 10) точения, фрезерования и строгания стали , твердость сплавов 92-87 HRC . Стали и сплав ы с особыми физическими свойствами Магнитные стали и сплавы Магнито-твердые стали и сплавы применяют для изготовления пост оянных магнитов. Для постоянных магнитов применяют высоко углеродистые стали с 1% С , легированные хромом (3%) ЕХ 3, а также одновременно хромом и кобальтом , ЕХ 5К 5, ЕХ 9К 15М 2. Легирующие элементы повышают коэрцитивную и магнитную энергию В промышленности наиболее широко применяю т сплавы типа алнико . Сплавы тверды , х рупки и не поддаются деформации , поэто му магниты из них изготовляют литьем , зате м проводят шлифование. Сплав ЮНДК 15 содержит 18-19% Ni , 8.5-9.5% Al , 14-15% Co , 3-4% Cu . Магнито-мягкие стали (электротехническая сталь ) (1212, 1311, 1511, 2011, 2013, 2211, 23 12, 2412, 3415, 3416, 79НМ , 81НМА ) применяют для изготовления магнитопроводо в постоянного и переменного тока . Они пред назначены для изготовления якорей и полюсов машин постоянного тока , роторов и статоро в асинхронных двигателей и др. Парамагнитные стали (1 7Х 18Н 9, 12Х 18Н 10Т , 55Г 9Н 9Х 3, 40Г 14Н 9Ф 2, 40Х 14Н 9Х 3ЮФ 2 и др .) требуются в электротехнике , приборостроении , судостроении и специальных областях техники. Недостатки этих сталей низкий предел текучести (150-350МПа ), что затрудняет их использова ние для высоко на груженных деталей ма шин. Металлические сте кла (аморфные сплавы ) Аморфные сплавы нередко хрупки при ра стяжении , но сравнительно пластичны при изгиб е и сжатии . Могут подвергаться холодной пр окатке . Магнито-мягкие аморфные сплавы делятся на три основные гр уппы : 1. на основе ж елеза ( Fe 81 Si 3.5 B 13.5 C 2 ) с высо кими значениями магнитной индукции и низкой коэрцитивной силой ; 2. на основе кобальта ( Co 66 Fe 4 ( Mo , Si , B ) 30 ), имеющие сравнител ьно небольшую индукцию насыщения , но высокие механические свойства , низкую к оэрцитивн ую силу и высокое значение магнитной прон ицаемости ; 3. железоникелевые сплавы ( Fe 40 Ni 40 P 14 B 6 ) со средними значениями магнитной индукции и более низким значение м коэрцитивной силы , чем у железных сплаво в. Магнито-мягкие аморфны е сплавы применяют в электротехнике и электронной промышленности. Сплавы с зада нным температурным коэффициентом линейного расширения Широко применяются в машиностроении и приборостроении . Наиболее распространены сплавы Fe - Ni , у которых коэффициент линейного расширения a пр и температурах -100 до 100 ° С с увеличением содержан ия никеля до 36% резко уменьшается , а при более высоком содержании никеля вновь возр астает . При температуре 600-700 ° С такого явления не наблюдается и коэффициент линейного расширения в зависимос ти от соста ва изменяется плавно , что объясняется переходом сплавов в парамагнитн ое состояние . Таким образом , низкое значение температурного коэффициента линейного расширения связано с влиянием ферромагнитных эффектов. Для изготовления деталей , спаиваемых со стеклом, применяют более дешевые ферритны е железохромистые сплавы 18ХТФ и 18ХМТФ. Сплавы с эффе ктом “памяти формы” Эти сплавы после пластической деформации восстанавливают свою первоначальную геометричес кую форму или в результате нагрева (эффект “памяти формы” ), или непосредственно пос ле снятия нагрузки (сверхупругость ). В настоящее время известно большое чи сло двойных и более сложных сплавов с обратным мартенситным превращением , обладающих в разной степени свойствами “памяти формы” : Ni - Al , Ni - Co , Ni - Ti , Cu - Al , Cu - Al - Ni и др. Наиболее широко применяют сплавы на о снове мононикелида титана NiTi , получившие название нитинол . Эф фект “памяти формы” в соединении NiTi может повторяться в течение многих тысяч циклов . Нитинол обладает высокой прочностью ( s в =770 ё 1100МПа , s т =300 ё 500МПа ), пластичностью ( d =100 ё 15%), кор розийной и кавитационной стойкостью и демпфир ующей способностью . Его применяют как магнитн ый высокодемпфирующий материал во многих отве тственных конструкциях. Тугоплавкие метал лы и их сплавы Наибольшее значен ие в технике име ют следующие тугоплавкие металлы : Nb , Mo , Cr , Ta и W . Их применяют при строительстве ракет , космических кораблей , ядерных реакторов , отдельные узлы которых работают при температуре до 1500-2000 ° С. Тугоплавкие металлы и их сплавы испол ьзуют в основном как жаропрочные. Молибден , вольфрам и хром обладают выс окой жаропрочностью , однако они склонны к хрупкому разрушению . Ниобий и тантал - высокопл астичные материалы и хорошо свариваются. Сплав на основе ниобия ВН 2А - t =1200 ° C , s в =850МПа. Сплав на основе молибдена ЦМ 3 - t =1200 ° С , s в =500МПа , s 100 =180МПа. Сплав на основе вольфрама ВВ 2 - t =1200С ° , s в =130МПа , s 100 =80МПа. Титан и сплав ы на его основе Титан Титан - металл серого цвета . Температура плавления титана (1668 ± 5) ° С . Титан имеет две аллотропич еские модификации : до 882 ° С существует a -титан (плотность 4.505г /см 3 ), которы й кристаллизуется в гексагональной решетке с периодами а =0.2951нм и с =0.4684нм (с /м =1.587), а при более высоких температурах - b -титан (при 900 ° С плотность 4.32г /см 3 ), имеющий реш е тку , период которой а =0.3282нм . Технический тит ан изготовляют двух марок : ВТ 1-00, ВЕ 1-0. Сплавы на основе титана Сплавы на основе титана получили знач ительно большее применение , чем технический т итан . Легирование титана Fe , Al , Mn , Cr , Sn , V , Si по вышае т его прочность ( s в , s 0.2 ), но одновременн о снижает пластичность ( dy ) и вязкость ( KCU ). Жаропрочность повышают Al , Zr , Mo , а коррозийную стойкость в раствора х кислот - Mo , Zr , Nb , Ta и Pd . Титановые сплавы имеют высокую удельную прочность . Как и в железных сплавах , легирующие элементы оказывают большое влияние на полиморфные превращения ти тана. Сплав ВТ 14 ( Al - 5.5%, V - 1.2%, Mo - 3.0%) - s в =900-1050МПа , d =10%, KCU =0.5МДж /м 2 , s -1 =400МПа. Алюминий и сп лавы на его основе Алюминий Алюминий - металл серебри сто-белого цве та . Температура плавления 600 ° С . Алюминий имеет кристаллическую ГЦК решетку с периодом а =0.4041нм . Наиболее в ажной особенностью алюминия является низкая п лотность - 2.7г /см 3 против 7.8г /см 3 для железа и 8.94г /см 3 для меди . Алюминий обла дает э лектрической проводимостью , составляюще й 65% электрической проводимости меди . В зависим ости от чистоты различают алюминий особой чистоты : А 999 (99.999% Al ); высокой чистоты : А 995 (99.995% Al ), А 99, А 97, А 95 и техничес кой чистоты : А 85, А 8, А 7, А 6, А 5, А 0 (9 9.0% Al ). Технический алюминий изготавливают в виде листов , профилей , прутков , проволоки и дру гих полуфабрикатов и маркируют АДО и АД 1. Классификация алюмин иевых сплавов Наибольшее распространение получили сплавы Al - Cu , Al - Si , Al - Mg , Al - Cu - Mg и другие. Все сплавы алюминия можно разделить н а деформируемые , предназначенные для получения полуфабрикатов (листов , плит , прутков и т . д .), а также поковок и штамповых заготов ок путем прокатки , прессования , ковки и шт амповки , и литейные , предназначенные для фасон н ого литья. Сплавы алюминия , обладая хорошей технолог ичностью во всех стадиях передела , малой п лотностью , высокой коррозийной стойкостью , при достаточной прочности , пластичности и вязкости нашли широкое применение в авиации , судо строении , строительстве и д ругих отраслях народного хозяйства. Деформируемые алюмин иевые сплавы, упрочняемые термической обработкой Дуралюмины . Дуралюминам и называются сплавы Al - Cu - Mg , в которые допо лнительно вводят марганец . Типичным дуралюмином является сплав Д 1. Марганец повыша ет стойкость дуралюмин а против коррозии , а присутствуя в виде дисперсных частиц фазы Т , повышает температ уру рекристаллизации и улучшает механические свойства. Дуралюмин , изготовляемый в листах , для защиты от коррозии подвергают плакированию , т. е . покрытию тонким слоем алюминия высоко й чистоты. Из сплава Д 16 изготовляют обшивки , шпан гоуты , стрингера и лонжероны самолетов , силовы е каркасы , строительные конструкции , кузова гр узовых автомобилей и т.д. Сплав Д 16 - s 0.2 =400МПа , s в =540МПа , d =11%. Сплавы авиаль (А В ). Эти сплавы уступают дуралюминам по прочности , но обладают лучшей пластичностью в холодном и горячем состояниях . Авиаль удовлетворительно обрабатывается резанием (после закалки и старения ) и сваривается контакт ной и аргонодуговой сваркой . Сплав обладает высокой общей сопротивляемостью коррозии , но склонен к межкристаллической. Из сплава АВ изготовляют различные по луфабрикаты (листы , трубы и т.д .), используемые для элементов конструкций , несущих умеренные нагрузки , кроме того , лопасти винтов вертоле тов , к ованые детали двигателей , рамы , д вери , для которых требуется высокая пластично сть в холодном и горячем состояниях. Сплав АВ - s 0.2 =200МПа , s в =260МПа , d =15%. Высокопрочные сплавы . Предел прочности этих сплавов достигает 550-700МПа , но при меньшей пластичнос ти , чем у дуралюминов . Представителем высокопрочны х алюминиевых сплавов является сплав В 95. При увеличении содержания цинка и маг ния прочность сплавов повышается , а их пла стичность и коррозийная стойкость понижаются . Добавки марганца и хрома улучшают корро зийную стойкость . Сплавы обладают хорошей пластичностью в горячем состоянии и срав нительно легко деформируются в холодном состо янии после отжига . Сплав В 95хорощо обрабат ывается резанием и сваривается точечной сварк ой , его применяют в самолетостроении для н агруженных конструкций , работающих д лительное время при t <=100 ё 120 ° С . Сплав В 95 рекоме ндуется для сжатых зон конструкций и для деталей без концентраторов напряжений. Сплав В 95 - s 0.2 =530-550МПа , s в =560-600МПа , d =8%. Сплавы для ковки и штамповки. Сплавы это го типа отлич аются высокой пластичностью и удовлетворительным литейными свойствами , позволяющими получить качественные слитки. Сплав АК 6 используют для деталей сложн ой формы и средней прочности , изготовление которых требует высокой пластичности в гор ячем с остоянии . Сплав АК 8 рекомендуют для тяжелонагруженных штампованных деталей. Сплав АК 8 - s 0.2 =300МПа , s в =480МПа , d =10%. Жаропрочные сплавы. Эти сплавы используют для деталей , работающ их при температуре до 300 ° С . Жаропрочные сплавы имеют более сложный химиче ский состав , чем рассмо тренные выше алюминиевые сплавы . Их дополните льно легируют железом , никелем и титаном. Сплав Д 20 - s 0.2 =250МПа , s в =400МПа , d =12%. Деформируемые алюмин иевые сплавы , не упрочняемые термической обработкой К этим сплавам относятся спла вы алюминия с марганцем или с магнием . Упр очнение сплавов достигается в результате обра зования твердого раствора и в меньшей сте пени избыточных фаз. Сплавы легко обрабатываются давлением , хо рошо свариваются и обладают высокой коррозийн ой стойкостью . Обрабо тка резанием затрудн ена. Сплавы (АМц , АМг 2, АМг 3) применяют для сварных и клепанных элементов конструкций , испытывающих небольшие нагрузки и требующие в ысокого сопротивления коррозии. Сплав АМг 3 - s в =220МПа , s 0.2 =110МПа , d =20%. Литейные алюминиевые сплавы Сплавы для фасонного литья должны обл адать высокой жидкотекучестью , сравнительно небол ьшой усадкой , малой склонностью к образованию горячих трещин и пористости в сочетании с хорошими механическими свойствами , сопроти влением коррозии и др. Сплавы Al - Si (с илумины ). Отличаются высокими литейными свойствами , а отливки - большой плотностью . Сплавы Al - Si (АЛ 2, АЛ 4, АЛ 9) сравнительно легко обрабатываются резанием . Заварку дефектов можно производить газовой и аргонодуговой сваркой. Сплав АЛ 9 - s в =200МПа , s 0.2 =140 МПа , d =5%. Сплавы Al - Cu . Эти сплавы (АЛ 7, АЛ 19) после термич еской обработки имеют высокие механические св ойства при нормальной и повышенных температур ах и хорошо обрабатываются резанием . Литейные свойства низкие. Сплав АЛ 7 используют для отливки небол ьших деталей простой формы , сплав склоне н к хрупкому разрушению. Сплав АЛ 7 - s в =240МПа, s 0.2 =160МПа , d =7%. Сплавы Al - Mg . Имеют низкие литейные свойства . Хар актерной особенностью этих сплавов является х орошая коррозийная стойкость , повышенные механиче ские свойств а и обрабатываемость резанием . Сплавы АЛ 8, АЛ 27, АЛ 13 и АЛ 22 предназнач ены для отливок , работающих во влажной атм осфере , например , в судостроении и авиации. Сплав АЛ 8 - s в =350МПа , s 0.2 =170МПа , d =10%. Жаропрочные сплавы. Наибольшее применение получил сплав АЛ 1, из которого изготавливают поршни , головки цилиндров и другие детали , работающие при температуре 275-300 ° С. Сплав АЛ 1 - s в =260МПа , s 0.2 =200МПа , d =0.6%. Магний и спла вы на его основе Магний Магний - металл светло-серого цвета . Характе рным свойством м агния является его ма лая плотность (1.74г /см 3 ). Температура плавления магния 650 ° С . Кристаллическая решет ка гексагональная . Технический магний выпускают трех марок МГ 90, МГ 95 и МГ 96. Механические свойства литого магния : s в =115МПа , s 0.2 =25МПа , d =8%, 30НВ . Н а воздухе магний легко воспламеняется . Использует ся магний в пиротехнике и химической пром ышленности. Сплавы на основе магния Сплавы магния обладают малой плотностью , высокой удельной прочностью , хорошо поглощаю т вибрации , что определило их широкое испо л ьзование в авиационной и ракетной те хнике . Однако сплавы магния имеют низкий м одуль нормальной упругости 43000МПа и плохо с опротивляются коррозии. Литейные сплавы. Ши роко применяется сплав МЛ 5, в котором соче таются высокие механические и литейные свойст ва. Он используется для литья нагруженны х крупногабаритных отливок. Сплав МЛ 6 обладает лучшими литейными с войствами , чем МЛ 5, и предназначается для и зготовления тяжелонагруженных деталей. Сплав МЛ 5 - s в =226МПа , s 0.2 =85МПа , d =5%. Деформируемые сплавы. Эти спла вы изготовляют в виде горя чекатаных прутков , полос , профилей , а также поковок и штамповых заготовок. Сплав МА 1 обладает сравнительно высокой технологической пластичностью , хорошей свариваемос тью и коррозионной стойкостью. Сплав МА 2-1 обладает достаточно вы с окими механическими свойствами , хорошей свариваем остью , однако склонен к коррозии под напря жением , поддается всем видам листовой штампов ки и легко прокатывается. Сплав МА 1 - s в =190-220МПа , s 0.2 =120-140МПа , d =5-10%. Медь и сплавы на ее основе Медь Медь - металл красного , в изломе розового цвета . Температура плавления 1083 ° С . Кристаллическая решет ка ГЦК . Плотность меди 8.94г /см 3 . Медь обладает высокими электропроводимостью и электропроводимостью . В зависимости от чистоты медь изготавливают сле дующих марок : М 00, М 0, М 1, М 2, М 3. При сутствующие в меди примеси оказывают большое влияние на ее свойства. Медь хорошо сопротивляется коррозии , легк о обрабатывается давлением , но плохо резанием и имеет невысокие литейные свойства из-за большой усадки. Сплавы на основе меди Различают две основные группы медных сплавов : 1) латуни - сплавы меди с цинком ; 2) бр онзы - сплавы меди с другими элементами . Ме дные сплавы обладают высокими механическими и техническими свойствами , хорошо сопротивляются коррозии и износу. Латуни. Л атуням и называют двойные или многокомпонентные спла вы на основе меди , в которых основным легирующим элементом является цинк. Когда требуется высокая пластичность , пов ышенная теплоотводность применяют латуни с вы соким содержанием меди (Л 06 и Л 90). Латуни Л 6 2, Л 60,Л 59 с большим содержанием цин ка обладают более высокой прочностью , лучше обрабатываются резанием , дешевле , но хуже со противляются коррозии. Латунь ЛЦ 40С - s в =215МПа , d =12%, 70НВ. Оловянные бронзы. О бладают хорошими литейными свойствами и приме няются для литья деталей сложной формы . Недостатком отливок из оловянных бронз я вляется большая микропористость . Их часто при меняют для изготовления антифрикционных деталей. Бронза БрО 3Ц 12С 5 - s в =200МПа , d =5%. Антифрикционные (по дшипниковые ) сплавы на оловянной , свинцовой , цинковой и алюминиевой основе. Эти сплавы применяют для заливки вкла дышей подшипников скольжения . Они должны имет ь достаточную твердость , но не очень высок ую , сравнительно легко деформироваться под вл иянием местных напряжений , иметь малый коэ ффициент трения между валом и подшипн иком. Кроме того , температура плавления этих сплавов не должна быть высокой , и сплав ы должны обладать хорошей теплопроводностью и устойчивостью к коррозии. Оловянные и свинцовые баббиты. Оловянные баббиты используют в п одшипниках турбин крупных судовых д изелей , турбонасосов , турбокомпрессоров , электрических и других тяжелонагруженных машин . Свинцовые баббиты применяют для менее нагруженных подшипников. Баббиты имеют небольшую прочность s в =60 ё 120МПа. Цинковые и антифрикци онные сплавы. Чаще применяют сплавы ЦАМ 10-5 и ЦАМ 9.5-1.5, содержащие кроме алюминия и меди 0.03-0.06% Mg . В литом виде сплавы применяют для монометаллических вкладышей , втулок и т.д .; сплав ЦАМ 10-5 применяется и для отливки бим еталлических изделий со ст альным корпусом . Алюминиевые антифрикционные (подшипн иковые ) сплавы. Чем больше в сплавы олова , тем выше его антифрикционные свойства. Сплавы АО 3-1 и АО 9-2 применяют для лит ья монометаллических вкладышей м втулок толщи ной более 10мм . Сплавы АО 20-1 и АН -2.5 предназначаются для получения биметаллической ленты со сталью методом прокатки с послед ующей штамповкой вкладышей . Подшипники из спл ава АН -2.5 можно изготовлять и литьем. Композиционные ма териалы с металлической матрицей Композиционные материалы состоят из металлической матрицы (чаще Al , Mg , Ni и их сплавы ), упрочненной высокопрочными волокн ами (волокнистые материалы ) тонкодисперсными тугоп лавкими частицами , не растворяющимися в основ ном металле (дисперсно-упрочненные материалы ). Волокнистые композиционн ые м атериалы. Композиционные материалы о тличаются от обычных сплавов высокими значени ями временного сопротивления и предела выносл ивости (на 50-100%), модуля упругости , коэффициента же сткости (Е / g ) и пониженной склонностью к трещинообразованию . Пр именение этих материалов повышает жесткость конструкций при одновременном снижении ее металлоемкости. Композиционный материал бор-алюминий (ВКА -1 А ) - s в =1300МПа , s -1 =60МПа , Е =220Гпа , s в / g =500, Е / g =84.6. Дисперсно-упрочненные композиционные материалы. В отличие от в олокнистых композиционных материалов в ди сперсно-упрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом , несущим нагрузк у , а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций. Композиционные материалы применяются в ав иации , в космиче ской технике , в горной промышленности , в гражданском строительстве и в других областях народного хозяйства. Конструкционные п орошковые материалы Порошковыми называют материалы , изготовляемые путем прессования металлических порошков в изделия необходимой формы и размеров и последующего спекания сформованных изделий в вакууме или защитной атмосфере при т емпературе 0.75-0.8Т пл . Антифрикционные порошковые сплавы имеют н изкий коэффициент трения , легко обрабатываются , выдерживают значительные нагрузки и имеют х орошую износостойкость . Наибольшее применени е получил материал ФМК -11. Сплавы на основе цветных материалов (А ЛП -2, АЛПД -2-4, БрПБ -2, ЛП 58Г 2-2 и др .) применяют в приборостроении и электронной технике. Применение порошковых материалов рекомендует ся при изгот овлении деталей простой с имметричной формы , малых массе и размеров. I I РАЗДЕЛ Общие сведения о неметалличес ких материалах К неметаллическим материалам относятся по лимерные материалы органические и неорганические : различные виды пластических масс , комп озиционные материалы на неметаллической о снове , каучуки и резины , клеи , герметики , ла кокрасочные покрытия , а также графит , стекло , керамика. Такие их свойства , как достаточная про чность , жесткость и эластичность при малой плотности , светопрозрачность , хими ческая ст ойкость , диэлектрические свойства , делают эти материалы часто незаменимыми . Они находят все большее применение в различных отраслях машиностроения. Основой неметаллических материалов являются полимеры , главным образом синтетические. Пластические массы Пластмассами называют искусственные материал ы , получаемые на основе органических полимерн ых связующих веществ. Состав и свойств а пластмасс Обязательным компонентом пластмассы является связующее вещество . В качестве связующих для большинства пластм асс используют синт етические смолы , реже применяют эфиры целлюло зы. Другим важным компонентом пластмасс являе тся наполнитель (порошкообразные , волокнистые и другие вещества ). Наполнители повышают механиче ские свойства , снижают усадку при прессовании и прид ают материалу те или иные специфические свойства. Свойства пластмасс зависят от состава отдельных компонентов , их сочетания и колич ественного отношения , что позволяет изменять характеристики пластиков в достаточно широких пределах. Термопластичные плас тма ссы В основе термопластичных пластмасс лежат полимеры линейной или разветвленной структур ы , иногда в состав полимеров вводят пласти фикаторы. Неполярные термопластичные пластмас сы. К ним относятся полиэтилен , полипропилен , полистирол и фторопласт -4. Полиэ тилен - про дукт полимеризации бесцветного газа этилена , относящийся к кристаллизующимся полимерам. Чем выше плотность и кристалличность полиэтилена , тем выше прочность и теплостойко сть материала . Он химически стоек и при нормальной температуре нерастворим ни в одном из известных растворителей . Недостаток его подверженность старению. При меняют для изготовления труб , плен ок , литых и прессованных несиловых деталей. Полипропилен является производной этилена . Это жесткий нетоксичный материал с высокими физико-м еханическими свойствами . Нестабильный полипропилен подвержен быстрому старению . Недостаток полипропилена его невысокая морозостойкость (от -10 до -20 ° С. Полистирол - твердый , жесткий , прозрачный , аморфный полимер . Удобен для механической обработки , хорошо окрашивае тся , растворим в бензине . Недостаток его н евысокая теплостойкость , склонность к старению и образованию трещин. Из полистирола изготавливают детали для радиотехники , телевидения и приборов , сосуды для воды и многое другое. Фторопласт -4 является амо рфно-кристаллическим полимером . Разрушение материала происходит при температуре выше 415 ° С . Он стоек к воздействию растворителей , кислот , щелочей и растворителей , не смачивается водой . Недостат ки хладотекучесть. Применяют для изготовления труб , вентилей , к ранов , насосов , мембран , уплотнительных прокладок , манжет и др. Полярные термопласти чные пластмассы. Фторопласт -3 - полимер трифторхлортилена . Его используют как низкочастотный диэлектрик , кроме того из него изготавливают трубы , шланги , клапаны , насосы , защитные покрытия металлов и др. Органическое стекло - это прозрачный аморф ный термопласт на основе сложный эфиров а криловой и метакриловой кислот . Материал боле е чем в 2 раза легче минеральных стекол , отличается высокой атмосферостойкостью , оптически проз рачен . Недостатки невысокая поверхно стная твердость. Применяют для изготовления штампов , литей ных моделей и абразивного инструмента. Поливинилхлорид являетс я аморфным полимером . Пластмассы имеют хороши е электроизоляционные характеристики , стойки к химиката м , не поддерживают горение , атмо сферостойки ., имеют высокую прочность и упруго сть. Изготавливают трубы , детали вентиляционных установок , теплообменников , строительные облицовочн ые плитки. Полиамиды - это груп па пластмасс с известными названиями капрон , ней лон , анид и др . Они продолжите льное время могут работать на истирание , ударопрочны , способны поглощать вибрацию . Стойки к щелочам , бензину , спирту , устойчивы в т ропических условиях. Из них изготавливают шестерни , подшипники , болты , гайки , шкивы и др. Поли уретаны в зависимости от исходных веществ , применяемых при получении , могут обладать различными св ойствами , быть твердыми , эластичными и даже термореактивными. Полиэтилентерефталат - с ложный полиэфир , в России выпускается под названием лавсан , за рубежом - майлар , т ерилен . Из лавсана изготавливают шестерни , кро нштейны , канаты , ремни , ткани , пленки и др. Термостойкие пластик и. Ароматический полиамид - фенилон . Из фенилона изготавливают под шипники , зубчатые колеса , детали электрорадиоперед атчиков. Полибензи мидазолы являются ароматическими гетероциклическими полимерами . Обладают высокой термостойкостью , х орошими прочностными показателями . Применяют в виде пленок , волокон , тканей специальных кос тюмов. Термореактивные пластмассы Пластмассы с порошковым наполни телями (волокниты , асбоволокни ты , стеловолокниты ) . Волок ниты представляют собой композиции из волокни стого наполнителя в виде очесов хлопка , пр опитанного фенолоформальдегидными связующими . Применя ют для изготовления деталей работающих на изгиб и кручение . Асбоволокниты содержат наполнителем асбест , связующее фенолоформальдеги дная смола . Из него получают кислотоупорные аппараты , ванны и трубы. Слоистые пластмассы (гетинакс , текстолит , древеснослоистые пластики , асботесолит ) являются силовыми конструкционными о поделочными материалами . Листовые нап олнители придают пластику анизотропность . Материа лы выпускают в виде листов , плит , труб , заготовок , из которых механической обработкой получают различные детали. Газонаполненные плас тмассы Представляют собой гетеро генные диспе рсные системы , состоящие из твердой и газо образной фаз. Пенопласты - материалы с ячеистой структурой , в которых газообра зные наполнители изолированы друг от друга и от окружающей среды тонкими слоями п олимерного связующего . Обладают хорошей пла вучестью и высокими теплоизоляционными св ойствами. Применяют для теплоизоляционных кабин , ко нтейнеров , приборов , холодильников , рефрижераторов , труб и т.п . Мягкие и эластичные пенопласты применяют для амортизаторов , мягких сиденей , губок. Сотопласты Изгота вливают из тонких листовых материалов . Для них характерны достаточно высокие тепл оизоляционные , электроизоляционные свойства и рад иопрозрачность. Применяют в виде заполнителей многослойны х панелей в авиа - и судостроении для н есущих конструкций. Композицио нны е материалы с неметаллической матрицей Карбоволокниты Карбоволокниты представляют собой композиции , состоящие из полимерного связующего (матрицы ) и упрочнителей в виде углеродных волокон (карбоволокон ). Они сохраняют прочность при очень высоких темпер атурах , а также при низких температурах. Эпоксифенольные карбоволокниты КМУ -1л , упр очненный углеродной лентой , и КМУ -1у на жгуте могут длительно работать при темпера туре до 200 ° С. Карбоволокниты отличаются высоким статически м и динамическим сопротивлением усталости , водо - и химически стойкие. КМУ -1л - плотность 1.4т /м 3 , удельная жесткость 8.6*10 3 км , ударная вязкость 50кДж /м 2 . Бороволокниты Они представляют собой композиции полимер ного связующего и упрочнителя - борных волокон . Отличаются высокой прочность ю при сж атии , сдвиге и срезе , низкой ползучестью , т еплопроводностью и электропроводимостью. Бороволокниты КМБ -1 и КМБ -1к предназнач ены для длительной работы при температуре 200 ° С. Изделия из бороволокнита применяют в авиационной технике. КМБ -1к - плотность 2.0т /м 3 , удельная жесткость 10.7*10 3 км , ударная вя зкость 78кДж /м 2 . Органоволокниты Представляют собой композиционные материалы , состоящие из полимерного связующего и уп рочнителей в виде синтетических волокон . Они устойчивы в агрессивных средах и во влаж ном тропическом климате ; диэлектрические свойства высокие , а теплопроводность низкая. Органоволокниты применяют в качестве изол яционного и конструкционного материала в элек трорадиопромышленности , авиационной технике , автострое нии ; из них изготовляют трубы, емкости. Резиновые материа лы Общие сведения Резиной называется продукт специальной об работки (вулканизации ) каучука и серы с ра зличными добавками. Резина отличается от других материалов высокими эластическими свойствами , которые прис ущи каучуку - главн ому исходному материалу резины . Для резиновых материалов характерна высокая стойкость к истиранию , газо - и водонепроницаемость , химическая стойкость , электрои золирующие свойства и небольшая плотность. Резины общего на значения К группе резин общего назнач ения относятся вулканизаторы неполярных каучуков - НК , СКБ , СКС , СКИ. НК - натуральный каучук . Для получения резины НК вулканизир уют серой . Резины на основе НК отличаются высокой эластичностью , прочностью , водо - и газонепроницаемостью , высокими электроизол яцио нными свойствами. НК - плотность каучука 910-920кг /м 3 , предел прочности 24-34М Па , относительное удлинение 600-800%, рабочая температура 80-130 ° С. СКБ - синтетический каучук б утадиеновый . Каучуки вулканизируют а налогично натуральному каучуку. СКБ - плот ность каучука 900-920кг /м 3 , предел прочности 13-16МПа , относительное удлинение 500-600%, рабочая темп ература 80-150 ° С. СКС - бутадиенстирольный каучук (СКС -10, СКС -30, СКС -50) - это самый распространенный каучук общего назначения. СКС - плотность каучука 9 19-920кг /м 3 , предел прочности 19-32МПа , относительное удлинение 500-800%, рабочая темп ература 80-130 ° С. СКИ - синтетический каучук и зопреновый . Из этих резин изгота вливают шины , ремни , рукава , различные резиноте хнические изделия. СКИ - плотность каучука 91 0-920кг /м 3 , предел прочности 31.5МПа , относительное удлинение 600-800%, рабочая темп ература 130 ° С. Резины специального назначения Маслобензостойкие резины получают на основе каучуков хлоропрено вого , СКН и тиокола. Наирит , резины на его основе обладают вы сокой эластичнос тью , вибростойкостью , износостойкостью , устойчивы к действию топлива и масел. Наитрит - плотность каучука 1225кг /м 3 , предел прочности 20-26.5М Па , относительное удлинение 450-550%, рабочая температура 100-130 ° С . СКН - бутадиеновый каучук (СК Н -18, СКН -26, СКН -40). Резины н а его основе применяют для изготовления р емней , конвейерных лент , рукавов , маслобензостойких резиновых изделий. СКН - плотность каучука 943-986кг /м 3 , предел прочности 22-33М Па , относительное удлинение 450-700%, рабочая темпер атура 100-177 ° С. Теплостойкие резины получают на основе каучука СКТ. СКТ - синтетический каучук т еплостйкий . В растворителях и ма слах он набухает , имеет низкую механическую стойкость , высокую газопроницаемость , плохо соп ротивляется истиранию. СКТ - плотнос ть каучука 1700-2000кг /м 3 , предел прочности 35-80МПа , относительное удлинение 360%, рабочая темпе ратура 250-325 ° С. Морозостойкими являютс я резины на основе каучуков , имеющих низки е температуры стеклования. Существует еще ряд различных видов ре зин специальн ого назначения. Клеящиеся материа лы и герметики Общие сведения Клеи и герметики относятся к пленкооб разующим материалам и имеют много общего с ними. Эти растворы или расплавы полимеров , а также неорганические вещества , которые нанос ятся на какую-либо по верхность . После высыхания образуют прочные пленки , хорошо при липающие к различным материалам. Конструкционные смол яные и резиновые клеи Смоляные клеи. В качестве пленкообразующих веществ этой группы клеев применяют термореактивные смолы , котор ые отвержд аются в присутствии катализатор ов и отвердителей при нормальной или повы шенной температуре. Клеи на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол . Эти клеи применяют преимущественно для склеивания металлических силовых элементов , конструкций из стекло пластика. Фенолокаучуковые композ иции являются эластичными теплостойкими пленками с высокой адгезией к металлам (ВК -32-200, В К -3, ВК -4, ВК -13 и др .). Полиуретановые клеи . Композиции могут быть холодного и горячего отверждения . Клеи обладают универсальной а дгезией , хорошей вибростойкостью и прочно стью при неравномерном отрыве , стойкостью к нефтяным топливам и маслам. Помимо этих видов клев существует мно жество других. Неорганические клеи Эти клеи являются высокотемпературными. Керамические клеи я вляются то нкими суспензиями оксидов щелоч ных металлов в воде . Такие клеи наносятся на склеиваемые поверхности , подсушиваются , а затем при небольшом давлении нагреваются до температуры плавления компонентов и выд ерживаются в течение 15-20мин. Силикатные клеи . Жид кое стекло обладает клеящей способностью , им можно склеивать стекло , керамику , стекло с металлом. Герметики Герметики применяют для уплотнения и герметизации клепанных , сварных и болтовых со единений , топливных отсеков и баков , различных металлических констру кций , приборов , агре гатов. Тиоколовые герметики применяют в авиационной и автомобильной пр омышленности , в судостроении , для строительной техники . У них высокая адгезия к металл ам , древесине , бетону . Они стойки к топливу и маслам. Эпоксидные герметики могут быть холодного и горячего отвер ждения ; работают в условиях тропической влажн ости , при вибрационных и ударных нагрузках ; применяются для герметизации металлических и стеклопластиковых изделий. Неорганические ма териалы Графит Графит является одной из алл отроп ических разновидностей углерода . Это полимерный материал кристаллического пластинчатого строения. Графит не плавится при атмосферном да влении . Графит встречается в природе , а та кже получается искусственным путем. Пиролитический графит получается из га зообразного сырья . Его наносят в виде покрытия на разли чные материалы с целью защиты их от в оздействия высоких температур. Пирографит - объемная масса 1950-2200кг /м 3 , пористость 1.5%, модуль упругости 112/70ГПа. Неорганическое стекл о Неорганическое стекл о следует рассмат ривать как особого вида затвердевший раствор - сложной расплав высокой вязкости кислотных и основных оксидов. Механические свойства стекла характеризуются высоким сопротивлением сжатию (500-2000МПа ), низким пределом прочности при растяжени и (30-90 МПа ) и изгибе (50-150МПа ). Более высокие механич еские характеристики имеют стекла бесщелочного состава и кварцевые. Керамические материа лы Керамика неорганический материал , получаемый отформованных масс в процессе высокотемперат урного обжига. Кер амика на основе чисты х оксидов. Оксидная керамика обл адает высокой прочностью при сжатии по ср авнению с прочностью при растяжении или и згибе ; более прочными являются мелкокристаллическ ие структуры . С повышением температуры прочно сть керамики понижается . Ке рамика из ч истых оксидов , как правило , не подвержена процессу окисления. Бескислородная керамика. Материалы обладают высокой хрупкостью . Сопротивление окислению при высоких температурах карбидов и боридов составляет 900-1000 ° С , несколько ниже оно у нитридо в . Силициды могут выдерживать температуру 1300-1700 ° С (на поверхности образуется пленка кремнезема ). Литература 1. Ю.М . Лахтин , В .П . Леонтьева . Материаловедение . М .: І Машиностроение І , 1990 2. Под редакцией С.И . Богодухова , В.А Б ондаренко . Технологически е процессы машиностр оительного производства . Оренбург , ОГУ , 1996
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Опишите своё отношение к алкоголю одним словом.
- Буду.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru