- •Технология конструкционных материалов
- •Введение.
- •1. Общие требования, предъявляемые к конструкционным материалам
- •1.1.Механические свойства
- •1.1.2. Методы механического испытания.
- •1.2. Физико-химические свойства.
- •1.3. Технологические свойства.
- •1.5. Эксплуатационные свойства.
- •2. Металлы.
- •2.3. Полиморфные превращения в железе
- •2.4. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
- •2.4.1. Компоненты, фазы и структурные составляющие сплавов железа с углеродом.
- •2.4.2. Диаграмма железо-цементит.
- •2.4.3. Превращения в чугунах.
- •3. Железоуглеродистые сплавы
- •3.1. Основные сведения о производстве чугуна.
- •3.1.2.Устройцство доменной печи
- •3.1.3. Доменный процесс
- •3.2. Чугуны
- •3.2.1. Классификация чугунов
- •Конструкционные стали общего назначения.
- •Термическая обработка
- •2.3. Химико-термическая обработка
- •Цветные металлы и их сплавы
- •Алюминий и его сплавы
- •Медь и её сплавы
- •Титан и его сплавы.
- •Неметаллические и композиционные материалы Пластические массы
- •Термопластичные пластмассы.
- •Термореактивные пластмассы
- •Композиционные материалы Общие представления о композиционных материалах
- •Область применения км
- •Лакокрасочные и склеивающие материалы Лакокрасочные материалы
- •Склеивающие материалы
- •Основы литейного производства Основные понятия о литейном производстве
- •Литейные свойства сплавов
- •Особенности изготовления отливок из различных сплавов
- •Обработка давлением
- •Сварка, резка и пайка Сущность, назначение, область применения и виды сварки
- •Основные виды сварки плавлением
- •Основные виды сварки давлением
- •Термическая резка и пайка металлов
- •Обработка резанием
- •Электрофизические и электрохимические способы обработки
- •5. Выбор материала
Область применения км
Стеклопластики – один из первых конструкционных материалов на полимерной основе. Они наиболее полно изучены, их давно применяют в судостроении, на транспорте, в строительстве, нефтехимической и других отраслях промышленности. Они являются самыми дешёвыми, поэтому их применение оправдано в серийном производстве. Кроме того, стеклопластики обладают высокой коррозионной стойкостью, способностью к восприятию ударных нагрузок, отличным качеством поверхности и красивым внешним видом.
Из них изготавливают воздуховоды, различные ёмкости, химически стойкие и прочные трубы, корпуса насосов, вентиляторов, детали различных машин и механизмов, строительные панели и др.
Органопластики обладают низкой плотностью, высокой прочностью, жёсткостью, влагостойкостью, химической стойкостью, диэлектрическими свойствами. Эти свойства определили их применение в качестве материалов электро- и радиотехнического, теплоизоляционного, коррозионностойкого, фрикционного назначения в изделиях различных отраслей промышленности.
Для углепластиков характерно сочетание ряда уникальных свойств: высокие значения жёсткости и прочности, относительно невысокая плотность, химическая инертность, тепло- и электропроводность и др. Важным фактором, определяющим перспективность производства углепластиков, являются доступность и налаженное производство исходного сырья.
Применение боропластиков эффективно в элементах конструкций, определяющими критериями работоспособности которых являются высокие удельные значения жёсткости и прочности при действии сжимающих нагрузок. В настоящее время они используются в основном в авиационной и ракетно-космической технике из-за высокой стоимости волокон.
Металлические композиционные материалы применяют в таких областях современной техники, где они должны работать при низких, высоких и сверхвысоких температурах, в агрессивных средах, при статических, циклических, ударных, вибрационных и других нагрузках. Наиболее эффективно применение МКМ в таких конструкциях, особые условия работы которых не допускают применения традиционных металлических материалов.
Керамические углерод-углеродные КМ характеризуются высокими температурами плавления, высокой прочностью при сжатии, сохраняющейся при достаточно высоких температурах, и высокой стойкостью к окислению. Эти свойства и определяют их область применения: используют в технике при экстремальных условиях эксплуатации.
Лакокрасочные и склеивающие материалы Лакокрасочные материалы
Эти материалы во всех отраслях применяют для защиты металлических изделий от коррозии, а деревянных изделий – от гниения и в декоративных целях.
Лакокрасочные материалы разделяют на грунты, шпатлёвки, эмали, лаки, нитрокраски, масляные краски, эмульсионные краски.
Основой лакокрасочных материалов являются природные и искусственные смолы. К природным смолам относят канифоль, асфальты, нефтяные битумы – алкидные, эпоксидные, полиакриловые смолы, синтетические каучуки. В состав лакокрасочного материала кроме смолы входят плёнкообразующие вещества, пигменты, наполнители, сиккативы, растворители.
Пленкообразующие вещества создают защитную плёнку и являются связующими для пигментов и наполнителей. К ним относят растительные масла и различные смолы.
Пигменты – вещества в порошках (охра, цинковая зелень, алюминиевый порошок, железный сурик), которые не только придают краскам и лакам цвет, но и повышают их защитные свойства.
Наполнители (тальк, мел, асбест) – это добавки к пигментам, которые повышают устойчивость и прочность красочного слоя.
Пластификаторы – это вещества придающие необходимую пластичность плёнке и предохраняющие её от растрескивания. В качестве пластификатора применяют сложные эфиры минеральных и органических кислот.
Сиккативы – это вещества, ускоряющие высыхания масел.
Растворители (спирт,, скипидар, бензол) применяют для растворения плёнкообразующих веществ, приготовления шпатлёвки, грунта, эмалевых красок.
Лаки – это растворы пленкообразующих веществ (смол, смолоподобных продуктов) в различных растворителях. В зависимости от плёнкообразующих веществ лаки разделяют на природные (масляные) и искусственные, приготовленные на основе искусственных смол и эфиров целлюлозы (бакелитовые, нитролаки).
Масляные краски представляют собой суспензию пигментов в олифах и выпускаются лакокрасочными заводами либо в виде густотёртых паст, которые на месте разводят олифой до рабочей вязкости, либо в виде готовых к употреблению составов.
Эмалевые краски – суспензия пигментов в лаках. При высыхании эти краски образуют твёрдую, блестящую, эластичную плёнку, напоминающую эмаль.
Эмульсионные краски изготовляют из эмульсии , т.е. однородных систем двух жидкостей. Для предотвращения расслаивания в эмульсию добавляют стабилизаторы – казеин, желатин, мыло. Эмульсионные краски применяют для окраски деревянных изделий.
Процесс окраски состоит из нескольких основных операций: подготовки поверхности, грунтовки, шпатлёвки (при наличии шероховатостей, неровностей трещин раковин), просушки, нанесения краски. Нанесение покрытий осуществляют кистью, механическим и воздушным распылением (пульверизацией), окунанием или обливанием. Затем изделие подвергают естественной или искусственной сушке.