Область применения конструкционных черных и цветных материалов, используемых в машиностроении

ЦЕЛЬ: Ознакомиться с различными видами, составом, строением и свойствами материалов, применяемых в машиностроении

 

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

 

Все материалы по химической основе делятся на две основные группы — металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. Метал­лы составляют около ⁴/₅ всех известных химических эле­ментов.

В свою очередь металлические материалы делятся на черные и цветные. К черным относятся железо и сплавы на его основе — стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низки­ми механическими свойствами по сравнению со сплава­ми и поэтому их применение ограничивается теми слу­чаями, когда необходимо использовать их специальные свойства (например, магнитные или электрические).

Стали клас­сифицируются по химическому составу, качеству и назначению. По химическому составу классифицируют главным обра­зом конструкционные стали, предназна­ченные для изготовления деталей машин и металлических конструкций. Конструкци­онные стали делят на

- углеродистые

- ле­гированные

Легированные конструкционные стали в зависимости от содер­жания серы и фосфора подразделяются на

- качественные,

- высококачественные

- особовысококачественные.

Чугунами называются.железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2,14 % С и затверде­вающие с образованием эвтектики. Благо­даря сочетанию высоких литейных свойств, достаточной прочности, износо­стойкости, а также относительной дешевизне получили широкое распространение в машиностроении. Их используют для производства качественных отливок сложной формы при отсутствии жестких требований к габаритам и массе деталей.

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплавах, различа­ют белые, серые, высокопрочные чугуны, чугуны с вермикулярным графитом и ков­кие чугуны. Высокопрочные чугуны и чугуны с вермикулярным графитом явля­ются разновидностью -серых, но из-за по­вышенных механических свойств их вы­деляют в особые группы.

Алюминий - легкий металл (плот­ность 2700 кг/м³, обладает высокими теп­лопроводностью [200 Вт/(м • К)] и электро­проводимостью (10⁵ См), стоек к корро­зии. Температура плавления алюминия 658 °С.

Алюминиевые сплавы разделяют, на деформируемые и литейные. Те и другие могут быть неупрочняемые и упрочняе-. мые термической обработкой.

Магний - легкий металл (плотность 1740 кг/м³), температура его плавления 651 "С. Промышленный магний марки Мг96 содержит 99,96 % Mg, марки Мг95 - 99,85 % Mg. Магниевые сплавы разделяют на деформируемые и литейные, не упрочняемые и упрочняемые термиче­ской обработкой.

Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни. Бронзы (ГОСТ 493-79, 613-79) -это сплавы меди с оловом (4... 33 % Sn), свинцом (30 % РЬ), алюминием (5... 11 % А1), кремнием (4... 5 % Si), сурьмой и фосфором. Латуни - это сплавы меди с цинком (до 50 % Zn) с небольшими добав­ками алюминия, кремния, никеля, марган­ца (ГОСТ 17711-93, 15527-70).

Титан - тугоплавкий металл [темпера­тура плавления (1665 ± 5) "С, плотность 4500 кг/м³]. Временное сопротивление чистого титана с, = 250 МПа, относитель­ное удлинение 8 = 70 %; он обладает вы­сокой коррозионной стойкостью. Удель­ная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей. Поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40 %.

 

Практическое значение различных металлов не одина­ково. Наибольшее применение в технике приобрели чер­ные металлы. На основе железа изготавливают более 90 % всей металлопродукции. Однако цветные металлы обла­дают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми. Из цветных металлов наибольшее промышленное значение имеют алюминий, медь, магний, титан и др..

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:

 

I. 1. ЗАДАНИЕ

Ознакомиться с составом, строением и свойствами материалов по индивидуальному заданию преподавателя.

 

2. Дать ответы на контрольные вопросы.

 

II. Сформировать отчет по выполнению практической работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

 

3. Перечислить основные принципы классификации сталей.

4. Перечислить основные механические свойства машиностроительных материалов.

5. Особенности маркировки углеродистых, легированных и инструментальных сталей

6. Понятие процесса раскисления сталей.

7. Какое влияние оказывают легирующие элементы на структуру материала?

8. Область применения алюминиевых сплавов.

9. Как называют основные группы сплавов меди.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

a. Материаловедение и технология металлов: Учебное пособие под редакцией Фетисова Г.Н..- Издательство «Высшая школа», 2001год

b. Справочник по конструкционным материалам: Справочник / Б.Н. Арзамасов и др.; под ред. Б.Н. Арзамасова.- М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2005.-640с.

c. Технология конструкционных материалов: Учебник / А.М. Дальский и др. Под общей ред. А.М. Дальского.- М.: Машиностроение, 2002.- 512с.

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В МАШИНОСТРОЕНИИ

ЦЕЛЬ: Ознакомиться с различными видами, составом, строением и свойствами материалов, применяемых в машиностроении

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

Все материалы по химической основе делятся на две основные группы — металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. Метал­лы составляют около ⁴/₅ всех известных химических эле­ментов.

Кроме металлических, в промышленности значитель­ное место занимают различные неметаллические матери­алы — пластмассы, керамика, резина и др. Их производ­ство и применение развивается в настоящее время oneрежающими темпами по сравнению с металлическими материалами.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:

I. 1. ЗАДАНИЕ

Ознакомиться с составом, строением и свойствами материалов по индивидуальному заданию преподавателя.

2. Дать ответы на контрольные вопросы.

II. Сформировать отчет по выполнению практической работы.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

 

10. Преимущества и недостатки неметаллических материалов.

11. Перечислите особенности строения молекул полимеров.

12. Что такое пластмассы? Их свойства состав.

13. Что такое резина? Её состав, назначение инградиентов.

14. Назовите основные виды каучуков, их состав и свойства.

ЛИТЕРАТУРА

a. Материаловедение и технология металлов: Учебное пособие под редакцией Фетисова Г.Н..- Издательство «Высшая школа», 2001год

b. Справочник по конструкционным материалам: Справочник / Б.Н. Арзамасов и др.; под ред. Б.Н. Арзамасова.- М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2005.-640с.

c. Технология конструкционных материалов: Учебник / А.М. Дальский и др. Под общей ред. А.М. Дальского.- М.: Машиностроение, 2002.- 512с.

 

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7