Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2013 в 08:21, лекция
Углеродистые конструкционные стали подразделяются на стали обыкновенного качества и качественные.
Стали обыкновенного качества изготавливают следующих марок Ст0, Ст1, Ст2,..., Ст6 (с увеличением номера возрастает содержание углерода). Ст4 - углерода 0.18-0.27%, марганца 0.4-0.7%. Стали обыкновенного качества, особенно кипящие, наиболее дешевые. Стали отливают в крупные слитки, вследствие чего в них развита ликвация и они содержат сравнительно большое количество неметаллических включений.
Раздел I
1. Конструкционные стали и сплавы.
1.1. Углеродистые конструкционные стали.
1.2.Легированные конструкционные стали.
1.3. Строительные низкоуглеродистые стали.
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 обрабатываемостью 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. Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и сплавы.
1.15. Криогенные стали.
1.16. Жаропрочные стали и сплавы.
2. Инструментальные стали и твердые сплавы.
2.1. Стали для режущего инструмента.
2.2. Стали для измерительного инструмента.
2.3. Стали для штампов холодного деформирования.
2.4. Стали для штампов горячего деформирования.
2.5. Твердые сплавы.
3. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.
3.1. Магнитные стали и сплавы.
3.2. Металлические стекла (амфорные сплавы).
3.3. Стали и сплавы с высоким электрическим сопротивлением для нагревательных элементов.
3.4. Сплавы с заданным температурным 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. Сплавы на основе титана.
6. Алюминий и сплавы 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 (подшипниковые) сплавы на оловянной, свинцовой, цинковой и алюминиевой основах.
10. Композиционные материалы с металлической матрицей.
11. Конструкционные порошковые материалы.
Раздел II
1. Общие сведения о неметаллических материалах.
1.1. Особенности свойств полимерных материалов.
2. Пластические массы.
2.1. Состав, свойства пластмасс.
2.2. Термопластичные пластмассы.
2.3. Термореактивные пластмассы.
2.4. Газонаполненные пластмассы.
3. Композиционные материалы 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 пленкообразующих материалов.
5.2. Конструкционные, смоляные и резиновые клеи.
5.3. Неорганические клеи.
5.4. Герметики.
6. Неорганические материалы.
6.1. Графит.
6.2. Неорганическое стекло.
6.3. Керамические материалы.
Изделия из бороволокнита применяют в авиационной технике.
КМБ-1к - плотность 2.0т/м3, удельная жесткость 10.7*103км, ударная вязкость 78кДж/м2.
Органоволокниты
Представляют собой композиционные материалы, состоящие из полимерного связующего и упрочнителей в виде синтетических волокон. Они устойчивы в агрессивных средах и во влажном тропическом климате; диэлектрические свойства высокие, а теплопроводность низкая.
Органоволокниты применяют в качестве изоляционного и конструкционного материала в электрорадиопромышленности, авиационной технике, автостроении; из них изготовляют трубы, емкости.
Резиновые материалы
Общие сведения
Резиной называется продукт специальной обработки (вулканизации) каучука и серы с различными добавками.
Резина отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку - главному исходному материалу резины. Для резиновых материалов характерна высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность.
Резины общего назначения
К группе резин общего назначения относятся вулканизаторы неполярных каучуков - НК, СКБ, СКС, СКИ.
НК - натуральный каучук. Для получения резины НК вулканизируют серой. Резины на основе НК отличаются высокой эластичностью, прочностью, водо- и газонепроницаемостью, высокими электроизоляционными свойствами.
НК - плотность каучука 910-920кг/м3, предел прочности 24-34МПа, относительное удлинение 600-800%, рабочая температура 80-130°С.
СКБ - синтетический каучук бутадиеновый. Каучуки вулканизируют аналогично натуральному каучуку.
СКБ - плотность каучука 900-920кг/м3, предел прочности 13-16МПа, относительное удлинение 500-600%, рабочая температура 80-150°С.
СКС - бутадиенстирольный каучук (СКС-10, СКС-30, СКС-50) - это самый распространенный каучук общего назначения.
СКС - плотность каучука 919-920кг/м3, предел прочности 19-32МПа, относительное удлинение 500-800%, рабочая температура 80-130°С.
СКИ - синтетический каучук изопреновый. Из этих резин изготавливают шины, ремни, рукава, различные резинотехнические изделия.
СКИ - плотность каучука 910-920кг/м3, предел прочности 31.5МПа, относительное удлинение 600-800%, рабочая температура 130°С.
Резины специального назначения
Маслобензостойкие резины получают на основе каучуков хлоропренового, СКН и тиокола.
Наирит, резины на его основе обладают высокой эластичностью, вибростойкостью, износостойкостью, устойчивы к действию топлива и масел.
Наитрит - плотность каучука 1225кг/м3, предел прочности 20-26.5МПа, относительное удлинение 450-550%, рабочая температура 100-130°С.
СКН -бутадиеновый каучук (СКН-18, СКН-26, СКН-40). Резины на его основе применяют для изготовления ремней, конвейерных лент, рукавов, маслобензостойких резиновых изделий.
СКН - плотность каучука 943-986кг/м3, предел прочности 22-33МПа, относительное удлинение 450-700%, рабочая температура 100-177°С.
Теплостойкие резины получают на основе каучука СКТ.
СКТ - синтетический каучук теплостйкий. В растворителях и маслах он набухает, имеет низкую механическую стойкость, высокую газопроницаемость, плохо сопротивляется истиранию.
СКТ - плотность каучука 1700-2000кг/м3, предел прочности 35-80МПа, относительное удлинение 360%, рабочая температура 250-325°С.
Морозостойкими являются резины на основе каучуков, имеющих низкие температуры стеклования.
Существует еще ряд различных видов резин специального назначения.
Клеящиеся материалы и герметики
Общие сведения
Клеи и герметики относятся к пленкообразующим материалам и имеют много общего с ними.
Эти растворы или расплавы полимеров, а также неорганические вещества, которые наносятся на какую-либо поверхность. После высыхания образуют прочные пленки, хорошо прилипающие к различным материалам.
Конструкционные смоляные и резиновые клеи
Смоляные клеи. В качестве пленкообразующих веществ этой группы клеев применяют термореактивные смолы, которые отверждаются в присутствии катализаторов и отвердителей при нормальной или повышенной температуре.
Клеи на основе модифицированных фенолоформальдегидных смол. Эти клеи применяют преимущественно для склеивания металлических силовых элементов, конструкций из стеклопластика.
Фенолокаучуковые композиции являются эластичными теплостойкими пленками с высокой адгезией к металлам (ВК-32-200, ВК-3, ВК-4, ВК-13 и др.).
Полиуретановые клеи. Композиции могут быть холодного и горячего отверждения. Клеи обладают универсальной адгезией, хорошей вибростойкостью и прочностью при неравномерном отрыве, стойкостью к нефтяным топливам и маслам.
Помимо этих видов клев существует множество других.
Неорганические клеи
Эти клеи являются высокотемпературными.
Керамические клеи являются тонкими суспензиями оксидов щелочных металлов в воде. Такие клеи наносятся на склеиваемые поверхности, подсушиваются, а затем при небольшом давлении нагреваются до температуры плавления компонентов и выдерживаются в течение 15-20мин.
Силикатные клеи. Жидкое стекло обладает клеящей способностью, им можно склеивать стекло, керамику, стекло с металлом.
Герметики
Герметики применяют для уплотнения и герметизации клепанных, сварных и болтовых соединений, топливных отсеков и баков, различных металлических конструкций, приборов, агрегатов.
Тиоколовые герметики применяют в авиационной и автомобильной промышленности, в судостроении, для строительной техники. У них высокая адгезия к металлам, древесине, бетону. Они стойки к топливу и маслам.
Эпоксидные герметики могут быть холодного и горячего отверждения; работают в условиях тропической влажности, при вибрационных и ударных нагрузках; применяются для герметизации металлических и стеклопластиковых изделий.
Неорганические материалы
Графит
Графит является одной из аллотропических разновидностей углерода. Это полимерный материал кристаллического пластинчатого строения.
Графит не плавится при атмосферном давлении. Графит встречается в природе, а также получается искусственным путем.
Пиролитический графит получается из газообразного сырья. Его наносят в виде покрытия на различные материалы с целью защиты их от воздействия высоких температур.
Пирографит - объемная масса 1950-2200кг/м3, пористость 1.5%, модуль упругости 112/70ГПа.
Неорганическое стекло
Неорганическое стекло следует рассматривать 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 растяжении (30-90МПа) и изгибе (50-150МПа). Более высокие механические характеристики имеют стекла бесщелочного состава и кварцевые.
Керамические материалы
Керамика неорганический материал, получаемый отформованных масс в процессе высокотемпературного обжига.
Керамика на основе чистых оксидов. Оксидная керамика обладает высокой прочностью при сжатии по сравнению с прочностью при растяжении или изгибе; более прочными являются мелкокристаллические структуры. С повышением температуры прочность керамики понижается. Керамика из чистых 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 нитридов. Силициды могут выдерживать температуру 1300-1700°С (на поверхности образуется пленка кремнезема).
Литература
1. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.:²Машиностроение², 1990
2. Под редакцией С.И. Богодухова, В.А Бондаренко. Технологические процессы машиностроительного производства. Оренбург, ОГУ, 1996
Информация о работе Машиностроительные материалы и их свойства