- •2. Методы механических испытаний при приложении статических нагрузок
- •4,5. Методы механических испытаний при приложении циклических и ударных нагрузок.
- •6. Методы калориметрического анализа.
- •7. Методы термического анализа.
- •11. Методы измерения электрического сопротивления.
- •14. Методы определения упругих свойств.
- •2. Методы определения термического расширения, дилатометрические исследования.
- •18. Методы определения термического расширения, дилатометрические исследования.
- •3. Упругие свойства металлов.
- •1. Классификация машиностроительных материалов.
- •2. Критерии использования конструкционных материалов.
- •3. Материалы с повышенной и высокой прочностью.
- •5. Стали с повышенной технологической пластичностью.
- •6. Стали с высокой технологической свариваемостью.
- •7. Железоуглеродистые сплавы с хорошими литейными свойствами.
- •8. Медные сплавы, как материалы с повышенными технологическими свойствами.
- •12. Материалы устойчивые к абразивному изнашиванию.
- •14. Антифрикционные материалы.
- •15. Фрикционные материалы.
- •16. Материалы с высокими упругими свойствами.
- •1. Вторичная рекристаллизация.
- •2. Гомогенное и гетерогенное зарождение фаз
- •7. Макро - и субструктура мартенсита, игольчатый и пакетный мартенсит, тонкая структура мидриба; инвариантность габитусной плоскости.
- •8. Механизм и способы охлаждения металла после нагрева.
- •9. Механизм роста зерен при критической деформации, диаграмма рекристаллизации.
- •10. Механизм упрочнения металлов при дорекристаллизацнонном отжиге.
- •11. Механизмы зарождения центров рекристаллизации.
- •12. Наследование текстуры деформации при рекристаллизации.
- •13. Особенности Мартенситного превращения.
- •14. Собирательная рекристаллизация.
15. Фрикционные материалы.
Они применяются в тормозных устойствах и механизмах передающих крутящий момент.
Фрикционные материалы работают в тяжелых условиях изнашивания, при высоких давлениях, скоростях скольжения (до 40 м/с), температуре (до 1000° С).
Требования к фрикционным материалам: высокий и стабильный в широком интервале температур коэффициент трения, минимальный износ, высокие теплопроводность и теплостойкость, хорошую прирабатываемость, достаточную прочность.
Этим требованиям удовлетворяют многокомпонентные неметаллические и металлические спеченые материалы. Их производят ввиде пластин и накладок которые крепят к стальным деталям. Наиболее часто применяют асбофрикционные материалы: ретинакс - ФК-24А и ФК-16Л коэффициент трения 0,37-0,4 25 % - фенолформальдегидная смола 40 % -асбест, 35 °о - барит, рубленая латунь и пластификатор. Используют в тормозах самолетов, автомобилей и др. Недостатки -- низкая теплопроводность, отсюда перегрев. При тяжелых режимах применяют металлические спеченные материалы. Их производят на основе железа ФМК-8, ФМК-11 и на основе меди МК-5. Кроме основы и металлических компонентов они содержат неметаллические добавки - асбест, графит, оксид кремния, барит. В многодисковой тормозной системе самолетов используют бериллий из-за его высокой теплоемкости, теплопроводности и малой плотности.
16. Материалы с высокими упругими свойствами.
К материалам с высокими упругими свойствами относятся пружинные стали и сплавы. Независимо от условий применения пружинные сплавы должны иметь определенные, характерные для всех конструкционных сплавов, свойства - высокую прочность в условиях статического, циклического или динамического нагружения, достаточную пластичность и вязкость, а так же высокое сопротивление разрушению.
Однако основным свойством, которым должны обладать пружинные стали и сплавы, является высокое сопротивление малым пластическим деформациям как в условиях кратковременного (предел упругости), так и длительного (релаксационная стойкость) нагружения, зависящее от состава и структуры этих материалов, а также от параметров воздействия на них внешних условий температуры, коррозионной активности внешней среды и др.
1) Рессорно-пружинные стали
Недорогие и достаточно технологичные рессорно-пружинные стали широко используют в авто- и тракторостроении, железнодорожном транспорте, станкостроении. Их еще называют пружинными сталями общего назначения. Для обеспечения работоспособности силовых упругих элементов рессорно-пружинные стали должны иметь высокие пределы упругости, выносливости и релаксационную стойкость. Этим требованиям удовлетворяют стали с повышенным содержанием углерода (0.5 - 0,7 %), которые подвергают закалке и отпуску при температуре 420-520є С. Небольшие пружины простой формы изготавливают из стали, поставляемой в термически обработанном состоянии. Для крупных пружин, требующих больших усилий при навивке, сталь используют в отожженном состоянии. Термической обработке подвергают готовые изделия, полученные горячей навивкой или штамповкой.
2) Пружинные сплавы
Пружинные сплавы подразделяются на следующие группы: коррозионно-стойкие, немагнитные, с низким коэффициентом модуля упругсти, высокоэлектропроводные.
Коррозионно-стойкие сплавы применяют для изготовления пружин работающих в коррозионно-активных средах. Для пружин, стойких в слабо-окисляющим средам применяют высокохромистые стали типа 30X13 и 40X13. Пружины из этой стали изготавливают методами холодной или горячей навивки или изгиба и термической обработки.
Хорошей коррозионной стойкостью и меньшей склонностью к хрупкому разрушению обладают дисперсионно-твердеющие стали аустенитно-мартенейтного класса с низким содержанием углерода: 09X15Н8Ю, 0Х17Н7ГТ (содержание углерода не более 0,05%).
Более высокое сопротивление коррозии при высоких прочностных свойствах имеют практически безуглеродистые мартенситно-стареюшие стали, упрочняемые закалкой и отпуском (старение): ОЗХ12Н10Д2ТБ, 04Х14К13Н4МЗТБВ. Эти стали устойчивы в морской воде и окислительных средах. Упругие элементы из них можно изготовить методами холодной штамповки из закаленных заготовок, а затем их подвергают упрочняющему старению (отпуску).
Немагнитные пружинные сплавы. Немагнитными свойствами в сочетании с хорошими упругими свойствами обладают аустенитные хромонике-левые стали, упрочняемые после закалки пластической деформацией с высоким обжатием. Когда нужна полная немагнитность в сильноупрочнен-ном состоянии, применяют стали 17Х18Н9 и 37Х 12Н8Г8МФБ также после сильной деформации.
Для упругих элементов малых сечений и простой формы, но в которых требуется очень высокая прочность при немагнитное™ применяют сплавы на Co-Ni-Cr основе.
Пружинные сплавы с низким температурным коэффициентом модуля упругости применяют для упругих элементов часовых механизмов, они обеспечивают повышенную точность работы указанных изделий. Это ферромагнитные сплавы на железоникелевой основе, упрочняемые в результате термической и термомеханической обработкой.
Сплавы 42HXTIO и 42НХТЮА имеют постоянный модуль упругости
при температуре до 100°С, сплав 44НХТЮ при температуре до 200єС.
Высокоэлектропроводные пружинные сплавы. К ним относятся берил-лиевые бронзы, фосфористая бронза и другие сплавы на основе меди.
Наибольшее применение приобрели бериллиевые бронзы с содержанием Be от 0,4-0,7 до 2-2,5 % и имеющие в своем составе дополнительные легирующие элементы никель, кобальт, титан, серебро и до 0,2 % магния.
Широкое применение бериллиевых бронз в промышленности объясняется тем, что наряду с высокими значениями предела упругости и релаксационной стойкости они обладают хорошей коррозионной стойкостью, не-магнитностью, повышенной электрической проводимостью и ценными технологическими свойствами - хорошо штампуются, паяются, свариваются и т. д. Бериллиевые бронзы имеют большую упругую деформацию, чем упругие элементы из стали. Однако высокая стоимость бериллия ограничивает применение таких сплавов. Широко используется сплав БрБНТ1,9, легированный титаном и никелем.
17-18. Материалы с малой плотностью и высокой удельной прочностью.
К легким металлам относятся цветные металлы Al, Mg, сплавы на их основе и пластмассы.
1) Алюминий и сплавы на основе алюминия
Алюминий. - обладает малой плотностью, хорошими теплопроводностью и электропроводностью, высокой пластичностью и коррозионной стойкостью. Алюминий выпускается в виде деформируемого полуфабриката (листы, профили, прутки и др.). обозначают АД0, АД1 (Д - деформируемый). Алюминий применяют для изготовления рам, дверей, трубопроводов. фольги, цистерны для перевозки нефти и нефтепродуктов, посуду. Благодаря высокой теплопроводности о\\ используется для различных теплообменников в холодильниках. Благодаря высокой электропроводности используется для конденсаторов, проводов, кабелей, шин. Благодаря отражательной способности -используется для прожекторов, рефлекторов. Основными легирующими элементами для алюминиевых сплавов являются Си, Mg, Si. Mn, Zn. Алюминиевые сплавы классифицируются по технологии изготовления -деформируемые, литейные, спеченные: способности к термической обработке - упрочняемые и неупрочняемьте: и свойствам.
Деформируемые сплавы неупрочняемые термической обработкой. К ним относятся сплавы АМц, АМг. Имеют высокую пластичность, свариваемость, коррозионную стойкость. Сплавы типа АМц и АМг применяют для изделий, получаемых глубокой вытяжкой, сваркой, когда требуется высокая коррозионная стойкость - трубопроводы для бензина и масла, сварные баки, заклепки, корпуса судов.
Деформируемые сплавы упрочняемые термической обработкой. К ним относятся сплавы нормальной прочности и высокопрочные - дуралюмины (Д). сплав Al-Cu-Mg. Они характеризуются хорошим сочетанием прочности и пластичности. Благодаря изменению растворимости меди в алюминии эти сплавы подвергаются термообработке, состоящей из закалки и естественного старения. После закалки структура сплава состоят из пересыщенного твердого раствора и нерастворимых фаз, образуемых примесями.
Дуралюмины широко применяют в авиации.
Литейные алюминиевые сплавы. Они маркируются буквами - АЛ. Лучшими литейными свойствами обладают сплавы А1-Si (силумины). Они обладаю! высокой жидкотекучестыо, малой усадкой, низкой склонностью к образованию горячих трещин, хорошо свариваются.
2) Магний и сплавы на основе магния
Магний- металл серебристо-белого цвета. Магний и его сплавы отличаются низкой плотностью, хорошей обрабатываемостью резанием и способностью воспринимать ударные и гасить вибрационные нагрузки. Чистый магний из-за низких механических свойств как конструкционный материал практически не применяется. Он используется в пиротехнике, в химической промышленности, в металлургии различных металлов и сплавов - как рас-кислитель. восстановитель и легирующий элемент. Основными легирующими элементами магниевых сплавов являются Al. Zn, Mn. Магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием (лучше, чем стали, алюминиевые и медные сплавы), легко шлифуются и полируются. Они удовлетворительно свариваются контактной и дуговой сваркой. По технологии изготовления магниевые сплавы подразделяются на литейные (МЛ) и деформируемые (МА); по механическим свойствам невысокой и средней прочности, высокопрочные и жаропрочные; по склонности к упрочнению с помощью термической обработки упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой.
«Теория и технология термической и химико-термической обработки»