Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам




НазваниеКурс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам
страница16/24
Дата публикации13.08.2013
Размер2.37 Mb.
ТипДокументы
shkolnie.ru > Физика > Документы
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   24

^ Неметаллические материалы. (Для информации)


Пластмассы – термореактивные (текстолит) и термопластичные (полимеры).
Текстолиттяжёлый режим работы, смазываются водой, которая хорошо их охлаждает и размягчает поверхностный слой. Применяют: подшипники прокатных станов, гидравлических машин, гребных винтов.

Полимеры – наиболее широко применяют полиамиды: ПС10, анид, капрон, фторопласт (Ф4, Ф40). Низкий коэффициент трения, высокая износостойкость и коррозионная стойкость. Работают при небольших нагрузках и плохо отводит тепло.


    1. ^ Комбинированные материалы. (Для информации)


Двух типов:

Первый – самосмазывающиеся подшипники. Получают методом порошковой металлургии: железо – графит, железо – медь – графит или бронза – графит. Такие подшипники работают при небольших скоростях скольжения (до 3м/с), отсутствие ударных нагрузок и устанавливаются в труднодоступных для смазки мест.

Второй – металлофторопластовые подшипники. Изготовляют из металлофторопластовой ленты (МФПл) в виде свёртных втулок методом точной штамповки. Лента состоит из четырёх слоёв. ( 1 – приработочный, фторпласт, 2 – бронзофторопластовый, 3 – медный, 0,1 мм, 4 – стальная основа). Работают при тяжёлых режимах трения, когда температура нагрева превышает 327оС. Их используют в узлах трения, работающих без смазочного материала, в вакууме, жидких средах, а также при наличии абразивных частиц, которые легко «утапливаются» в мягкой составляющееся материала. Применяют в авиационной , машиностроительной и других отраслях промышленности.
2.4 Минералы (Для информации)

Естественные (агат), искусственные (рубин, корунд) минералы или их заменители – ситаллы (стеклокристаллические материалы) применяют для миниатюрных подшипников скольжения – камневых опор. Их используют в прецизионных приборах – часах, гироскопах, тахометрах и т.д. Главное достоинство таких опор – низкий и стабильный момент трения.


  1. ^ Фрикционные материалы.


Фрикционные материалы применяют в тормозных устройствах и механизмах, передающий крутящий момент. Они работают в тяжёлых условиях изнашивания – при высоких давлениях (до 6МПа), скоростях скольжения (до 40м/с) и температуре, мгновенно возрастающей до 1000оС.

Для выполнения своих функций фрикционные материалы должны иметь:

  1. Высокий и стабильный в широком интервале температур коэффициент трения.

  2. Минимальный износ.

  3. Высокие теплопроводность и теплостойкость.

  4. Хорошую прирабатываемость.

  5. Достаточную прочность.

Их производят в виде пластин или накладок, которые прикрепляют к стальным деталям, например дискам трения.

Неметаллические материалы – применяют при лёгких (Т = 200оС, p = 0,8МПа) и средних (Т= 400оС, p = 1,5МПа) режимах трения. Состав – асбест, связующие смола, каучук и специальные добавки, а также металлы в виде стружки медь, алюминий, свинец и т.д. ФК-24А, ФК-16Л. Недостатки – невысокая теплопроводность, из-за чего возможны перегрев и разрушение.

Металлические спечённые материалы – применяют при тяжёлых режимах трения (Т = 1200оС, p = 6МПа). Их производят на основе железа ФМК-8, ФМК-11 и меди МК-5.

Материалы на основе железа из-за высокой теплостойкости используют в узлах трения без смазочного материала, а на основе меди – при смазывании маслом.

В многодисковой тормозной системе самолётов используют бериллий из-за его высокой теплоёмкости , теплопроводности и малой плотности.

^ Материалы с высокими упругими свойствами


Используют в машиностроении для – изготовления рессор, амортизаторов, силовых пружин различного назначения; в приборостроении – для многочисленных упругих элементов: мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок и т.п.
Особенность их работы состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточная деформация.
В связи с этим все пружинные сплавы кроме механических свойств, характерных для всех конструкционных материалов (прочность, пластичность, вязкость, выносливость), должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, при длительном статическом или циклическом нагружении – релаксационной стойкостью.
Релаксационная стойкость оценивается сопротивлением релаксации напряжений. Релаксация напряжений характеризуется снижением рабочих напряжений при заданной упругой деформации. Релаксация напряжений опасна тем, что при переходе части упругой деформации в пластическую упругие элементы после разгрузки изменяют размеры и форму, теряют упругие и эксплуатационные свойства.

Для достижения в сплаве высокого предела упругости и релаксационной стойкости необходимо создать стабильную дислокационную структуру т. е. заблокировать практически все дислокации. Это создаётся путём: легирования, повышение плотности дислокаций, выделение дисперсных частиц вторичной фазы.

Наиболее благоприятную субструктуру, с точки зрения упругих свойств, формирует термомеханическая обработка ТМО. Её успешно применяют для всех пружинных сплавов.

  1. Рессорно-пружинные стали.


Стали с повышенным содержанием углерода 0,5 – 0,7%, которые подвергают закалке и отпуску при Т = 420-520оС на структуру троостита. Троостит отличается стабильной дислокационной структурой, обеспечивающая высокие упругие свойства и хорошие пластичность и вязкость, что важно для снижения чувствительности к концентраторам напряжений и увеличения предела выносливости.

^ Хорошие результаты даёт также изотермическая закалка на структуру нижний бейнит.

Сталь для пружин перед навивкой отжигают. Сталь для рессор поставляют в виде полос. Нарезанные из них заготовки закаливают в специальных штампах с определённой стрелой прогиба, затем отпускают и собирают в виде пакета.
Углеродистые стали Сталь 65, 70, 80, 85, 60Г, 65Г, 70Г. Из-за низкой прокаливаемости из них изготовляют пружины небольшого сечения, работают при температурах не выше 100оС.
Легированные стали : дешёвые кремнистые 55С2, 60С2, 70С3А, 60СГА применяют для пружин и рессор толщиной до 18мм. Стали 50ХФА, 50ХГФА более теплостойкие, повышенной вязкости, менее чувствительны к надрезам. Для рессор легковых автомобилей, клапанных и других пружин ответственного назначения, которые могут работать при Т = 300оС. Стали 60С2ХА, 60С2Н2А - прокаливаемость до 50 – 80мм и применяются для крупных тяжелонагруженных и особо ответственных пружин и рессор.

^ Наиболее высокие механические свойства имеют стали: 70С3А, 60С2ХА, 60С2Н2А. Предел упругости составляет σ0,01 = 1600МПа, твёрдость 38 – 48НRС.



  1. Пружинные материалы приборостроения.


Одной из важнейших эксплуатационных требованийточная и стабильная характеристика. Характеристикой называют зависимость деформации упругого элемента от приложенного усилия (напряжения). Характеристика упругого элемента должна быть линейной, иначе нельзя обеспечить необходимую точность прибора. Кроме того, она должна допускать возможно большее упругое перемещение. Чем оно больше при одном и том же усилии, тем выше чувствительность упругого элемента и меньшая относительная ошибка при измерении.

Характеристика упругого элемента зависит от его конструкции (числа витков пружины, диаметра проволоки и т.п.) и упругих свойств материала: модуля упругости и предела упругости.

Кроме высоких пределов упругости, выносливости и релаксационной стойкости, пружинные материалы приборостроения, должны обладать: высокой коррозионной стойкостью, немагнитностью, электропроводностью.

Рабочее напряжение упругого элемента должно быть ниже предела упругости материала, так как при нагрузках, близких к пределу упругости, в сплавах проявляется неупругие эффекты, ухудшающие работу элемента и всего прибора. Чем выше предел упругости материала относительно рабочих нагрузок, тем меньше неупругие эффекты и выше класс точности прибора.
Стали, имея высокий модуль упругости, не обеспечивают высокой чувствительности упругих элементов приборов.

Бериллиевые бронзы БрБ2; БрБНТ1,9; БрБ2,5; после закалки и старения используют для изготовления упругих элементов ответственного назначения. Это сплавы на медной основе с высоким пределом упругости и низким модулем упругости. Кроме того сплавы обладают: высокой коррозионной стойкостью, электропроводимостью, немагнитностью, хорошей технологичностью, а также способностью упрочняться термической обработкой.
Железоникилевые сплавы ^ 36НХТЮ, 36НХТЮМ8 менее дефицитные и дешевле бериллиевых бронз. Сплавы применяют для упругих элементов, являются сплавами на железной основе. Высокое содержание Ni и Cr обеспечивает получение аустенитной структуры и способствует высокой коррозионной стойкости и хорошим технологическим свойствам (обработка давлением и свариваемость). Т.О. – закалка от Т = 925 – 950оС и старение при 700оС или термомеханическая обработка.
Материалы с малой плотностью

Материалы с малой плотностью – лёгкие материалы. Применение – снизить массу, увеличить грузоподъёмность летательных аппаратов без снижения скорости и дальности полёта, повысить скорость движения автомобилей, судов, железнодорожного транспорта.

^ К ним относятсяпластмассы, цветные металлы Al, Mg, Be, Ti, и сплавы на их основе, а также композиционные материалы. Особенно перспективны материалы, которые дают возможность снизить массу конструкции при одновременном повышении их прочности и жёсткости.

^ Основными критериями при выборе конструкционных материалов в этом случаи являются: удельная прочность σ/ρg и удельная жёсткость Е/ρg.

( ρ – плотность кг/м3, g – ускорение свободного падения)
Материалы с высокой удельной прочность (сплавы Ti, Ве, композиционные материалы) предназначены в основном для изготовления высоконагруженных деталей. А большинство цветных металлов и сплавов на их основе не обладает высокими прочностью, удельной прочность и удельной жёсткостью и предназначены главным образом для изготовления мало- и средненагруженных деталей.

^ Сплавы на основе алюминия. Аl.
Алюминий – металл серебристо-белого цвета, не имеет полиморфного превращения, обладает малой плотностью, хорошей теплопроводностью и электропроводностью, высокой пластичностью и коррозионной стойкостью. Примеси (Fe, Si, Cu, Zn, Ti) ухудшают все эти свойства.

^ Три класса: А999 – особо чистый; А995, А99, А97 – высокой чистоты; А85, А8 – технический.

Марки технического алюминия: АД0, АД1 листы, профили, прутки и др. изделия от которых требуется лёгкость, свариваемость, пластичность.

Изготовляют – рамы, двери, трубопроводы, фольгу, цистерны для перевозки нефти и нефтепродуктов, посуду. ^ Высокая электропроводность позволяет изготовлять – конденсаторы, провода, кабель, шины и др. Высокую отражательную способность алюминия используют – для прожекторов, рефлекторов, экранов телевизоров.

Недостатки Al – плохо обрабатывается резанием, большая усадка при затвердевании.
Алюминиевые сплавы классифицируют:

  1. По технологии изготовления (деформируемые, литейные, спеченные).

  2. По способности к термической обработке (упрочняемые, неупрочняемые).

  3. По свойствам.


Деформируемые алюминиевые сплавы и неупрочняемые ТО АМц, АМг (АМг1, АМг6). Высокая пластичность, хорошая свариваемость, высокая коррозионная стойкость. Применяют для изделий, получаемых глубокой вытяжкой, сваркой, от которых требуется высокая коррозионная стойкость: трубопроводы для бензина и масла, сварные баки, а также для заклёпок, переборок, корпусов и мачт судов, лифтов, узлов подъёмных кранов, рам вагонов, кузовов автомобилей и др.

^ ТО – отжиг с температур 350 – 420 оС. Для повышения прочности этих сплавов иногда используют пластическую деформацию, но ограниченно, так как снижается пластичность.
Деформируемые алюминиевые сплавы и упрочняемые ТО (дуралюмины, ковочные и высокопрочные) Д1 – Д16, АК8, В96.

Дуралюмины – сплав системы Al – Cu – Mg. ТО – закалка с температур 495 – 505оС и старение. Естественное старение длится 5 – 7 суток. Искусственное старение (190оС 10 часов) подвергают детали которые будут работать при повышенных температурах (200оС). Применяют в авиации лопасти воздушных винтов, шпангоуты, тяги управления, заклёпочный материал.

Ковочные алюминиевые сплавы системы Al – Cu – Mg – Si их применяют после закалки с температур 450 – 475оС и искусственного старения. Используют - для средненагруженных деталей сложной формы: большие и малые крыльчатки, фитинги, крепёжные детали. АК8 – с повышенным содержанием меди, хуже обрабатываются давлением, но более прочны: подмоторные рамы, пояса лонжеронов, лопасти винтов вертолётов.

Высокопрочные алюминиевые сплавы системы Al – Zn – Mg – Cu, прочность σ = 600-700 МПа. ТО – закалка с температур 465 – 475оС и старение (140оС, 16 час). Однако после такой ТО падает пластичность и вязкость разрушения. Для их повышения подвергают двухступенчатому смягчающему старению. 1. Т = 100-120оС, 3-10 час. 2. 160-170оС, 10-30 час. При меняют – высоконагруженных деталей конструкций, работающих в основном в условиях напряжения сжатия: обшивка, шпангоуты, лонжероны самолётов.

Литейные алюминиевые сплавы, АЛ. По химическому составу Al – Cu, Al – Mg, AlSi (силумины) – высокая жидкотекучесть, малая усадка, отсутствие или низкая склонность к образованию горячих трещин и хорошая герметичность. Они хорошо свариваются, обрабатываются резанием только силумины легированные медью.

Двойные сплавы не упрочнятся термической обработкой. Единственным способом повышения механических свойств этих сплавов является измельчение структуры путём модифицирования натрием. Модифицируют как двойные, так и легированные силумины.

Для легирования силуминов часто используют Mg, Cu, Mn, Ti их подвергают термическому упрочнению. Закалка с Т = 515 – 535оС и искусственное старение с Т = 150 – 180оС (10 – 20 час). АЛ4 – с магнием и марганцем; АЛ9 – с магнием. Применяют легированные силумины для средних и крупных литых деталей ответственного назначения: корпусов компрессоров, картеров, головок цилиндров.
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   24

Похожие:

Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconТехнология сбис курс лекций. Объем 36 часов. Составитель: доцент коф петрГУ
Преимущества кремниевой технологии. Требования к кремнию как к материалу для микроэлектронной промышленности
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций Валерий Васильевич Вандышев Уголовный процесс. Курс лекций...
В 17 Уголовный процесс. Курс лекций. — Спб.: Питер, 2002. — 528 с. — (Серия «Учебники для вузов»)
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций по предмету “Материаловедение и ткм”
Износостойкость в больше,чем при шлифовке. Для коленчатых валов предел выносливости повышается на. 48
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconЛекция психосексуальное развитие. Возрастная динамика взаимоотношения полов 15
Основы семейной психопедагогики (курс лекций) / В. И. Короткий. — Архангельск: М'арт, 2003. — 178 с
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций москва издательство "юридическая литература" 1997
Атаманчук Г. В. Теория государственного управления. Kvpc лекций — М.: Юрид лит., 1997. — 400 с
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций Харьков 2002 Рецензенты: директор Института социальных...
Курс лекций по истории политических и правовых учений подготовлен в соответствии с программой данной дисциплины, с
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconНа научно-образовательный материал «Курс видео-лекций по дисциплине...
Рассматриваемый курс видео-лекций может быть использован в системе повышения квалификации специалистов электроэнергетического профиля,...
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconУтверждаю: Ректор университета, В. А. Колесников “ 5“
Преподавание курса осуществляется на 4-ом или 5-ом семестрах при общем объеме, равном 102 часам, который включает 16 часов лекций,...
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций москва инфра-м 2002 Кононенко Б. И. Основы культурологии: Курс лекций. М.: Инфра-м
В нем в доступной форме раскрываются и выделяют­ся шрифтовой гаммой основные категории и пеня;!' I, что позволит сту­дентам быстро...
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconПрограмма элективного курса
Курс «История сословий в России» рассчитана на 17 часов для изучения в 10 классе профильной школы. Он охватывает период с IX до конца...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница