Контрольная работа по "Материаловедение"

 

Рис. 3.18. К выводу движения дислокации	Рис. 3.19. Перемещение дислокации на одно межатомное расстояние

 

Расчет показывает, что для того, чтобы заставить скользить дислокацию требуется механическое напряжение , что по порядку величины совпадает с критическим напряжением, при котором развивается пластическая деформация кристаллов. Это приводит к выводу, что пластическая деформация кристаллов связана с движением дислокаций.

Если вектор Бюргерса параллелен вектору , т. е. дислокация винтовая, толюбой вектор , для которого , также удовлетворяет условию (3.22).Таким образом, любое движение винтовой дислокации является скольжением. При этом плоскость скольжения неопределенна и может быть любой из плоскостей, осью которой служит линия дислокации.

4. Сталь марки 15Х28

 

 Заменитель: 20Х23Н18

Сталь коррозионностойкая жаростойкая

Жаростойкость (окалиностойкость) стали характеризуется сопротивлением окислению при высоких температурах. В результате введения в сталь необходимого количества хрома или кремния, обладающих большим родством с кислородом, чем железо, в процессе окисления на поверхности образуются плотные оксиды на основе хрома или кремния. Образовывающаяся тонкая плёнка из этих оксидов затрудняет процесс дальнейшего окисления. Чтобы обеспечить окалиностойкость до температуры 1100C в стали должно быть не менее 28% хрома (например сталь 15Х28).

Цифры вначале маркировки указывают на содержание в стали углерода в сотых долях процента. Буква без цифры - определённый легирующий элемент с содержанием в стали менее 1%:

Х – хром.

Буква и цифра после неё - определённый легирующий элемент с содержанием в процентах (цифра).

15% углерода и 28% хрома.

Применение:  сварные конструкции, не подвергающиеся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже —20 °С; спаи со стеклом. Аппаратура, детали, трубы пиролизных установок, теплообменники. Трубы для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах; 

Механические свойства:

 

Sв - Предел кратковременной прочности, [МПа]

sТ - Предел текучести, [МПа]

s0,2 - Предел пропорциональности (допуск на остаточную деформацию - 0,2%), [МПа]

d5 - Относительное удлинение при разрыве, [ % ]

y - Относительное сужение, [ % ]

KCU - Ударная  вязкость, [ кДж / м2]

HB - Твердость  по Бринеллю, [МПа]

HV - Твердость  по Виккерсу, [МПа]

HSh - Твердость по Шору, [МПа]

Физические свойства:

T - Температура, при которой получены данные  свойства, [Град]

E - Модуль  упругости первого рода, [МПа]

A - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T) , [1/Град]

L - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]

R - Плотность материала , [кг/м3]

C - Удельная  теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]

R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Назначение

Сталь 15Х28 применяется: для изготовления сварных конструкций (в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т), не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже -20  С и для работы в более агрессивных средах чем сталь 08Х17Т; деталей электровакуумного оборудования; труб теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах; спаев со стеклом; аппаратуры, деталей, труб пиролизных установок, теплообменников, труб теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах.

 

Химический состав в % материала  15Х28

ГОСТ 5632 - 72

C	Si	Mn	S	P	Cr	-
до   0.15	до   1	до   0.8	до   0.025	до   0.035	27 - 30	(5 С - 0.9) Ti, остальное Fe

 

 

По содержанию углерода малоуглеродистая т.к < 0,25%

Качественные  S<0,035% P<0,035% т. к. S - до   0.025, P- до   0.035.

Высоколегированная сталь, т.к. легируемых элементов больше 10%

Полуспокойная сталь (ПС) — 0.07-0.12 % (Si)

Конструкционные - для строительных элементов и деталей

5. Электротехнические материалы

Для изготовления электрических машин, аппаратов и приборов, для сооружения электрических установок и монтажа электрических линий используют различные материалы. Значительная часть этих материалов носит название электротехнических. Электротехнические материалы подразделяются на проводниковые, полупроводниковые, электроизоляционные и магнитные.

Проводниковые материалы делятся на две основные группы: материалы высокой проводимости и высокого сопротивления. Материалы высокой проводимости применяются для выполнения обмоток, соединительных проводов, электрических линий и в случаях, где требуется малое сопротивление. Самым низким удельным сопротивлением при 20°C обладает сереброρ=1,6·10−8 Ом·м, его применяют для изготовления контактов реле и аппаратов.

Наиболее широко применяемым проводниковым материалом является медь, которая обладает рядом ценных свойств: высокой электропроводностью, стойкостью к окислению, достаточно высокой механической прочностью. Кроме того, медь хорошо обрабатывается и паяется. В качестве конструкционных материалов в электрических аппаратах применяют сплавы меди с оловом и другими металлами - бронзу, а также сплав меди с цинком - латунь.

Второй по важности проводниковый материал - алюминий, который в ряде случаев с успехом заменяет медь. На воздухе алюминий покрывается тонкой пленкой окиси, которая препятствует дальнейшему окислению. Но эта пленка мешает пайке алюминия, поэтому для соединения алюминиевых проводов их сваривают или паяют особыми припоями.

Сплавы высокого сопротивления применяют для изготовления деталей электроизмерительных и электронагревательных приборов, резисторов, реостатов и др. Полупроводники занимают промежуточное место между проводниками и изоляционными материалами. Электрические свойства полупроводников зависят от температуры, освещенности, наличия и интенсивности электрического поля, количества примесей. При обычной температуре в полупроводниках имеется некоторое количество свободных электронов, образовавшихся вследствие разрыва электронных связей. У полупроводников различают два вида проводимости: электронную и дырочную. Электронная проводимость осуществляется свободными электронами, а дырочная - передвижением связей, лишенных электронов. Для изготовления полупроводниковых приборов наиболее широко используют германий и кремний.

Электроизоляционные материалы (диэлектрики) предназначены главным образом для изоляции токоведущих частей электроустановок. Электроизоляционные материалы можно разделить по состоянию при обычной температуре на газообразные, жидкие и твердые; по происхождению - на органические, неорганические, естественные и искусственные; по области применения - для напряжений до 1000 В и выше, для низкой и высокой частоты.

Электроизоляционные материалы характеризуются величиной диэлектрической проницаемости, т. е. проницаемостью электрического поля внутрь диэлектрика. Если изоляция находится под воздействием переменного тока, то некоторое количество электрической энергии превращается в тепловую.

При сильном увеличении напряжения, приложенного к изоляционному материалу, происходит его пробой. При этом материал утрачивает электроизоляционные свойства, что может привести к возникновению короткого замыкания между токоведущими частями электроустановки. Напряжение, при котором происходит пробой изоляции, называется пробивным.

К числу газообразных электроизоляционных материалов относится воздух, который используют в электрических приборах, аппаратах и электроустановках

К жидким изоляционным материалам относятся трансформаторное, кабельное и конденсаторное масла, которые применяют для заполнения соответствующих электротехнических конструкций: трансформаторов, кабелей, конденсаторов.

В электротехнических установках широко используют твердые диэлектрики - слюду, мрамор, шифер, стекло, фарфор; слоистые - гетинакс, текстолит, асбоцемент; волокнистые - дерево, бумагу, фибру, стекловолокно; твердеющие - шеллак, бакелит, смолы, а также лаки и высыхающие масла. Для изоляции проводов используют каучук, а для изготовления ряда электроизоляционных изделий - его производное эбонит.

Магнитные материалы, применяемые в электротехнических устройствах, делятся на две группы: магнитно-мягкие и магнитно-твердые.

Магнитно-мягкие материалы характеризуются небольшими значениями остаточного магнетизма (коэрцитивной силы) и высокой магнитной проницаемостью. Их используют для изготовления сердечников электрических машин и трансформаторов. Из магнитно-мягких материалов наиболее распространена электротехническая сталь, которая отличается от обычной высоким процентным содержанием кремния - до 5%, и пермаллой - сплав, содержащий до 80% никеля. Для высокочастотных электроустановок применяют сердечники из феррита, состоящего из измельченных, а затем сплавленных окислов железа и других материалов: никеля, цинка и т. п.

Магнитно-твердые материалы применяют для изготовления постоянных магнитов. Эти материалы характеризуются большими значениями коэрцитивной силы и высоким остаточным магнетизмом. Лучшие магнитные свойства имеют сплавы железа с платиной, а также легированные стали с присадками никеля, вольфрама, хрома, алюминия и кобальта (сплавы магнико, альнико и др.).

 

 

Силикатное стекло

Силикатное стекло представляет собой прозрачный твердый материал, который известен нам еще с древних времен, когда проводились раскопки в Индии и Египте. Именно там и были найдены первые стеклянные изделия. Несмотря на множество инновационных технологий производства стекла и стеклянных изделий, в современном мире большинство стелопакетом имеют те же свойства, структуру и химический состав стекло, что и раньше. Силикатное стекло состоит из следующих продуктов: известняка, соды и песка.

Силикатное стекло — микроскопически однородное аморфное вещество, полученное при затвердевании сплава окислов. По назначению технические стекла разделяются на листовые, оптические, электротехнические, тугоплавкие, легкоплавкие, специальные.

В зависимости от основного используемого стеклообразующего вещества, стекла бывают оксидными (силикатные, кварцевое, германатные, фосфатные, боратные), фторидными, сульфидными и т. д.

Базовый метод получения силикатного стекла заключается в плавлении смеси кварцевого песка (SiO2), соды (Na2CO3) и извести (CaO). В результате получается химический комплекс с составом Na2O·CaO·6SiO2.

Применение: в изготовление аквариумов.

 

 

Список литературы:

1. Барташевич А.А. Материаловедение. – Ростов н/Д.: Феникс, 2008.
2. Вишневецкий Ю.Т. Материаловедение для технических колледжей: Учебник. – М.: Дашков и Ко, 2008.
3. Мозберг Р.К. Материаловедение.– М.: Высш. шк., 1999
4. Богодухов С. И. Материаловедение и технологические процессы в машиностроении : учеб. пособие для студ. Вузов / С. И. Богодухов, А. Д. Проскурин, Р. М. Сулейманов и др. ; под общ. ред. С. И. Богодухова. - Старый Оскол : ТНТ (Тонкие наукоемкие технологии), 2010. - 559 с.
5. Богодухов С.И. Курс материаловедения в вопросах и ответах: Учеб. пособие для ВУЗов / С.И. Богодухов, В.Ф. Гребенюк, А.В. Синюхин. – М.: Машиностроение, 2003. – 255с.: ил.