Деформируемые сплавы алюминия делятся на упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой. К сплавам, не упрочняемым

термической обработкой относятся сплавы алюминия с марганцем (маркируется АМц ) и магнием (маркируются АМг 1, …. АМг 7). Эти сплавы имею: низкую прочность, но высокую пластичность и коррозионную стойкость.

К сплавам, упрочняемым термической обработкой относятся дюралюминий, ковочные сплавы, высокопрочные сплавы алюминия. Дюралюминии (дуралюмин) представляет собой сплав алюминия с медью (до 5 %), марганцем (до 1,8 %} и магнием (до 0,9 %). Маркируется буквой Д и цифрой, показывающей порядковый номер (Д1, Д16 и др.). Подвергается термической обработке, которая состоит из закачки от температуры 500°С неестественного старения, заключающегося в выдержке при комнатной температуре в течение нескольких суток. В результате такой обработки прочность повышается в два раза (с 200…240 МПа до 450…500 МПа), а пластичность практически не меняется. Достоинством дюралюминия является высокая удельная прочность (отношение предела прочности к плотности), что особенно важно в самолетостроении, Дюралюминий выпускается в виде листов и прутков.

Высокопрочные сплавы алюминия содержат кроме меди и магния дополнительно цинк (до 10 %), Эти сплавы маркируются буквой В ( В 95, В 96). Подвергаются термообработке, аналогичной термообработке дюралюминия, но естественное старение заменяется искусственным старением, заключающимся в выдержке при температуре 120…140 °С в течение 16…24ч. В результате предел прочности доходит до 600…700 МПа.

Ковочные сплавы алюминия предназначены для производства деталей ковкой и штамповкой. Маркируются буквами АК и числом, показывающим порядковый номер. По химическому составу близки к дюралюминию (сплав АК 1 совпадает но составу с Д 1), иногда отличаясь более высоким содержанием кремния ( АК 6, АК 8). Подвергаются аналогичной термообработке.

Малая плотность и высокая удельная прочность обусловили широкое применение алюминиевых сплавов в самолетостроении. Они составляют до 75% массы пассажирских самолетов. Из дюралюминия изготовляются обшивки, каркасы, из высокопрочных сплавов — тяжелонагруженные детали, из ковочных — кованые и штампованные детали (например, лопасти винта).

14.Пластические массы.

Свойства, состав и классификация пластмасс. Пластическими массами (пластмассами) называются материалы, получаемые на основе природных или синтетических полимеров. Пластмассы являются важнейшими современными конструкционными материалами. Они обладают рядом ценных свойств: малой плотностью (до 2 г/см³), высокой удельной прочностью, низкой теплопроводностью, химической стойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, звукоизоляционными свойствами. Некоторые пластмассы обладают оптической прозрачностью, фрикционными и антифрикционными свойствами, стойкостью к истиранию и др. Кроме того, пластмассы имеют хорошие технологические свойства: легко формуются, прессуются, обрабатываются резанием, их можно склеивать и сваривать. Недостатками пластмасс являются низкая теплостойкость, низкая ударная вязкость, склонность к старению для ряда пластмасс.

Основой пластмасс являются полимерные связующие вещества. Кроме связующих в состав пластмасс входят: наполнители для повышения прочности и придания специальных свойств; пластификаторы для повышения пластичности, что необходимо при изготовлении изделий из пластмасс; отвердители, ускоряющие переход пластмасс в неплавкое, твердое и нерастворимое состояние; стабилизаторы, предотвращающие или замедляющие процесс старения; красители.

По поведению при нагреве все пластмассы делятся на термопластичные и термореактивные. Термопластичные при неоднократном нагревании и охлаждении каждый раз размягчаются и затвердевают. Термореактивные при нагревании размягчаются, затем еще до охлаждения затвердевают (вследствие протекания химических реакций) и при повторном нагревании остаются твердыми.

По виду наполнителя пластмассы делятся на порошковые, волокнистые, слоистые, газонаполненные и пластмассы без наполнителя.

По способу переработки в изделия пластмассы подразделяются на литьевые и прессовочные. Литьевые перерабатываются в изделия методами литьевого прессования и являются термопластичными. Прессовочные перерабатываются в изделия методами горячего прессования и являются термореактивными.

По назначению пластмассы делятся на конструкционные, химически стойкие, прокладочные и уплотнительные, фрикционные и антифрикционные, теплоизоляционные и теплозащитные, электроизоляционные, оптически прозрачные, облицовочно-декоративные и отделочные.

15.Каучуки и резины.

Резина представляет собой искусственный материал, получаемый в результате специальной обработки резиновой смеси, основным компонентом которой является каучук. Каучук — это полимер, отличительной особенностью которого является способность к очень большим обратимым деформациям при небольших нагрузках. Это свойство объясняется строением каучука. Его макромолекулы имеют вытянутую извилистую форму. При нагрузке происходит выпрямление макромолекул, что и объясняет большие деформации. При разгрузке макромолекулы принимают исходную форму. Различают натуральный и синтетический каучук. Натуральный каучук добывают из некоторых видов тропических растений в незначительных количествах. Поэтому производство резины основано на применении синтетических каучуков. Сырьем для производства синтетическою каучука служит спирт, на смену которому приходит нефтехимическое сырье.

.

Основное свойство резины — очень высокая эластичность. Резина способна к большим деформациям, которые почти полностью обратимы. Кроме того, резина характеризуется высоким сопротивлением разрыву и истиранию, газо- и водонепроницаемостью, химической стойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, небольшой плотностью, малой сжимаемостью, низкой теплопроводностью.

По назначению резины подразделяются на резины общего и специального назначения. Из резин общего назначения изготовляются автомобильные шины, транспортерные ленты, ремни ременных передач, изоляция кабелей, рукава и шланги, уплотнительные и амортизационные детали, обувь и др. Резины общего назначения могут использоваться в горячей воде, слабых растворах щелочей и кислот, а также на воздухе при температуре от -10 до +150 °С.

Резины специального назначения подразделяются на теплостойкие, которые могут работать при температуре до 250…350 °С; морозостойкие, выдерживающие температуру до -70 °С; маслобензостойкие, работающие в среде бензина, других топлив, масел и нефтепродуктов; светоозоностойкие, не разрушающиеся при работе в атмосферных условиях в течении нескольких лет, стойкие к действию сильных окислителей; электроизоляционные, применяемые для изоляции проводов и кабелей; электропроводящие, способные проводить электрический ток.

16.Лакокрасочные материалы.

Лакокрасочные материалы — вязкие жидкости, которые после нанесения превращаются в твердую пленку на поверхности окрашиваемого материала.

Лакокрасочные материалы (краски, грунтовки и шпатлевки) – сложные многокомпонентные системы. Они состоят из связующего вещества, пигмента, а в грунтовках и шпатлевках – наполнителя. До рабочей консистенции лакокрасочные материалы доводят растворителями или разбавителями. В лакокрасочные материалы вводят различные добавки, обеспечивающие необходимые технологические и эксплуатационные свойства: отвердители и ускорители, загустители, поверхностно-активные добавки, стабилизирующие вещества и т. п.

17.Клеи и герметики.

Клеящие материалы - это жидкие, пастообразные или твердые вещества, составы и композиции. При их высыхании или отверждении в зазоре между соединяемыми поверхностями образуется клеевой слой. Прочность соединения определяют два основных его свойства: адгезия – слипание соединительного слоя со склеиваемыми поверхностями; когезия – сцепление частиц внутри клеевого слоя после его отверждения. Клеи в основном используются для соединения и фиксации в определенном положении деталей и элементов конструкций. Клеи-компаунды предназначены для заливки поврежденных мест. Клеи-шпатлевки обладают повышенной прочностью после отверждения, поэтому возникло название – “холодная сварка”. Клеи-герметики обладают свойствами и клеев, и герметиков. Герметики применяются для обеспечения непроницаемости (герметизации) стыков узлов, агрегатов и кузовных деталей. Отличие герметиков от клеев заключается не в их составе и свойствах, а в назначении. Герметики-прокладки предназначены для ремонта «штатных» или формирования взамен их новых прокладок. Герметики-фиксаторы используются для герметизации резьбовых соединений и исключения возможности самоотвинчивания. Современные клеи и герметики, как правило, состоят из полимерной основы с различными добавками: отвердители, инициаторы и катализаторы обеспечивают быстрое и полное отверждение; наполнители (органические и неорганические) улучшают свойства клеевого слоя, а также снижают величину усадки при отверждении

18.Древесные и волокнистые материалы.

Древесина — это органический матерная растительного происхождения, представляющий собой сложную ткань древесных растений. Она составляет основную массу ствола деревьев. Древесина является волокнистым материалом, причем волокна в ней расположены вдоль ствола. Поэтому для нее характерна анизотропия, т.е. ее свойства вдоль и поперек волокон различны.

Достоинствами древесины являются относительно высокая прочность; малая объемная масса и, следовательно, высокая удельная прочность; хорошее сопротивление ударным и вибрационным нагрузкам; малая теплопроводность и, следовательно, хорошие теплоизоляционные свойства; химическая стойкость; хорошая технологичность (легкость обработки и изготовления изделий). К недостаткам древесины следует отнести гигроскопичность, т.е. способность впитывать влагу, и возникающую из-за изменения влажности нестабильность свойств и размеров (усушка и набухание), а также отсутствие огнестойкости, неоднородность строения, склонность к гниению.

Для защиты древесины от увлажнения, загнивания и воспламенения производят окраску лаками и красками, опрыскивание и пропитку специальными химическими веществами. Материалы из древесины можно разделить на лесоматериалы, сохраняющие природную физическую структуру и химический состав древесины, и древесные материалы, полученные путем специальной обработки исходной древесины. В свою очередь лесоматериалы подразделяются на необработанные (круглые), пиломатериалы, лущенные (древесный шпон) и колотые.

19.Силикатные стекла.

Стеклом называется твердый аморфный термопластичный материал, получаемый переохлаждением расплава различных оксидов. В состав стекла входит стеклообразующие кислотные оксиды (SiO₂, А₁₂О₃, В₂О₃ и др.), а также основные оксиды (К₂О, СаО, Na₂О и др.), придающие ему специальные свойства и окраску. Оксид кремния SiO₂ является основой практически всех стекол и входит в их состав в количестве 50 … 100 %. По назначению стекла подразделяются на строительные (оконные, витринные и др.), бытовые (стеклотара, посуда, зеркала и др.) и технические (оптические, свето- и электротехнические, химико-лабораторные, приборные и др.).

Важными свойствами стекла являются оптические. Обычное стекло пропускает около 90 %, отражает — 8 % и поглощает — 1 % видимого света. Механические свойства стекла характеризуются высоким сопротивлением сжатию и низким — растяжению.

Термостойкость стекла определяется разностью температур которую оно может выдержать без разрушения при резком охлаждении в воде. Для большинства стекол термостойкость колеблется от 90 до 170 °С, а для кварцевого стекла, состоящего из чистого SiO₂— 1000 °С. Основной недостаток стекла — высокая хрупкость.

20.Керамика.

Керамика — это неорганический минеральный материал, получаемый из отформованного минерального сырья путем спекания при высоких температурах (1200…2500 °С). Структура керамики состоит из кристаллической, стекловидной (аморфной) и газовой фазы.

Криcталлическая фаза является основой керамики, ее количество соcтавляет до 100 %. Она представляет собой различные химические соединения и твердые растворы. Стекловидная фаза находится в керамике в виде прослоек стекла. Ее количество составляет до 40 %. Она снижает качество керамики. Газовая фаза представляет собой газы, находящиеся в порах керамики.

По назначению керамика может быть разделена на строительную, бытовую и художественно-декоративную, техническую. Строительная (например, кирпич) и бытовая (например, посуда) чаще всего имеет в структуре газонаполненные поры и изготовляется из глины. Техническая керамика имеет почти однофазную кристаллическую структуру и изготовляется из чистых оксидов (реже карбидов, боридов или нитридов). Основные оксиды, используемые для производства керамики — А₁₂О₃, ZnО₂, МgО, СаО, ВеО. Техническая керамика используется в качестве огнеупорного, конструкционного и инструментального материала. Она обладает высокой прочностью при сжатии и низкой при растяжении. Главный недостаток керамики, как и стекла — высокая хрупкость.

21.Композиционные и порошковые материалы

Композиционными называют сложные материалы в состав которых входят отличающиеся но свойствам нерастворимые друг в друге компоненты. Основой композиционных материалов является сравнительно пластичный материал, называемый матрицей. В матрице равномерно распределены более твердые и прочные вещества, называемые упрочнителями или наполнителями. Матрица может быть металлической, полимерной, углеродной, керамической. По типу упрочнителя композиционные материалы делятся на дисперсноупрочнённые, в которых упрочнителем служат дисперсные частицы оксидов, карбидов, нитридов и др., волокнистые, в которых упрочнителем являются волокна различной формы и слоистые, состоящие из чередующихся слоев волокон и листов матричного материала.

Среди дисперсноупрочненных материалов ведущее место занимает САП (спеченная алюминиевая пудра), представляющий собой алюминий, упрочненный дисперсными частицами оксида алюминия. Получают САП из окисленной с поверхности алюминиевой пудры путем последовательного брикетирования, спекания и прессования. Структура САП состоит из алюминиевой основы с равномерно распределенными частицами А1₂О₃. С увеличением содержания А1₂О₃ повышается прочность, твердость, жаропрочность САП, но снижается его пластичность. Марки САП-1, САП-2, САП-3, САП-4 содержат, соответственно, 6…8, 9…12, 13…17, 18…22 % А1₂О₃. Высокая прочность САП объясняется большой дисперсностью упрочнителя и малым расстоянием между его частицами. По жаропрочности САП превосходит все алюминиевые сплавы.

Горюче-смазочные материалы

Го рюче-смазочные материалы (ГСМ) — к ним относятся различные виды горючего и смазки, в основном в применении к автотранспорту, то есть минеральные масла, бензин и дизельное топливо. Часто используется просто как синоним слова бензин.

Моторное топливо

жидкое или газообразное горючее, используемое в двигателях внутреннего сгорания (поршневых, реактивных, газотурбинных). Моторное топливо подразделяют на группы: карбюраторное, в том числе авиационные и автомобильные бензины, тракторный керосин, дизельное топливо; топливо для двигателей различного назначения. Моторное топливо получают из нефти и углеводородных газов, это один из основных продуктов нефтепереработки, составляющий примерно 63% всех потребляемых нефтепродуктов. Обычно моторное топливо представляет собой смеси нескольких компонентов, в том числе основного (базового) топлива и присадок (антидетонаторов, антиокислителей, ингибиторов коррозии и др.). Для базового топлива используют продукты прямой перегонки нефти (бензины, лигроины, керосиногазойлевые и более тяжёлые фракции) и вторичных процессов переработки нефти (каталитического крекинга, риформинга и др.). Компонентами могут быть изооктан, изопентан, алкилбензолы, газовый бензин и др.

Высокооктановые топливо

автомобильные и авиационные бензины, применяемые в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания, работающих при высокой степени сжатия и с наддувом. Высокооктановые топлива стойки к детонации и обеспечивают плавную работу двигателя без нарушения процесса сгорания. Детонационная стойкость высокооктановых топлив — важнейшая характеристика топлив — обусловлена высоким содержанием в них изопарафиновых углеводородов, бензола и его гомологов, олефинов и низших циклопарафинов; для авиационных бензинов детонационная стойкость характеризуется октановым числом и сортностью бензинов, для автомобильных бензинов — октановым числом.

Газотурбинное топливо

углеводородные газы или жидкое нефтяное топливо, используемые в газовых турбинах. Газообразное газотурбинное топливо (природные газы) применяют главным образом в газотурбинных установках, работающих на станциях перекачки газов магистральных газопроводов; жидкое газотурбинное топливо — в транспортных (автомобильных, тепловозных, судовых) и крупных стационарных газовых турбинах. К нефтяным газотурбинным топливам относятся дистилляты, получаемые при перегонке нефти, переработке продуктов крекинга, дистилляты замедленного коксования мазутов и др. продукты вторичной переработки нефти.

Дизельное топливо

жидкое нефтяное топливо, применяемое в дизелях. Выпускаются две группы дизельного топлива: 1) дистиллятные маловязкие, применяемые в быстроходных форсированных двигателях; 2) высоковязкие остаточные, используемые в тихоходных дизелях. Для производства дистиллятных дизельных топлив используют керосино-газойлевые фракции прямой перегонки нефти и частично (до 20%) газойли каталитического крекинга. Топлива для тихоходных дизелей вырабатывают из смеси мазутов с керосино-газойлевыми фракциями нефти.

Реактивное топливо

топливо для авиационных реактивных двигателей. В качестве реактивного топлива наибольшее применение нашли керосиновые фракции, получаемые прямой перегонкой из малосернистых и сернистых нефтей. Для производства топлив, обладающих повышенной термической стабильностью, фракции прямой перегонки подвергают гидроочистке. В производстве реактивного топлива используются также компоненты гидрокрекинга и демеркаптанизации.

Бензин

продукт перегонки нефти; смесь легких углеводородов с температурой кипения от 30 до 205°С. Бензин применяется как топливо для карбюраторных двигателей и как растворитель.

Керосин

фракция нефти, выкипающая в основном в интервале температур 200-300°С; применяется для бытовых целей как печное и моторное топливо. Также керосиновые фракции нефти широко используются в качестве реактивного топлива.

Мазут

остаток после отгона от нефти бензина, лигроина, керосина и фракций дизельного топлива. В зависимости от химического состава и свойств мазут может быть использован как жидкое котельное топливо, для получения дистиллятных и остаточных смазочных масел, для крекинга или гидрирования с целью получения моторного топлива (бензина, дизельного топлива), для производства битумов, кокса и других целей.