4 Завдання і порядок виконання роботи

та оформлення звіту

4.1 Вивчити під мікроскопом мікроструктури заданих антифрикційних сплавів і зарисувати їх схематично у звіт.

4.2 Дати відповідь на контрольні запитання.

5 Контрольні запитання

5.1 Які вимоги ставляться до антифрикційних сплавів?

5.2 За яким правилом створюються антифрикційні матеріали і в чому його суть?

5.3 Які найбільш поширеними є антифрикційні матеріали і які умови їх експлуатації?

Робота № 17

Структура і властивості фрикційних матеріалів

1 Мета роботи

1.1 Ознайомитись із структурою і властивостями основних фрикційних матеріалів.

1.2 Засвоїти принцип роботи і створення фрикційних матеріалів.

2 Прилади та технічні засоби навчання

2.1 Металомікроскоп.

2.2 Набір зразків фрикційних матеріалів.

2.3 Альбом типових мікроструктур фрикційний матеріалів.

3 Методичні вказівки до самостійної роботи

За підручником і конспектом лекцій з курсу “Матеріалознавство” опрацювати розділ “Фрикційні матеріа­ли”, Звернути увагу на значення коефіцієнтів тертя, хімічний склад та вимоги до фрикційних матеріалів. Вивчення цієї теми рекомендується за такою схемою:

1. Призначення антифрикційних матеріалів – виготов­лення гальмових елементів і пристроїв, отже вони повинні володіти високим коефіцієнтом тертя в парі з контртілом. Значення коефіцієнта тертя лежить в досить широкому діапазоні (0,2-0,5) в залежності від швидкості, навантаження, температури та пари тертя.

2. Фрикційні матеріали за основою діляться на металічні і неметалічні. В легких умовах експлуатації при їх роботі без змащування застосовують леговані чавуни ( наприклад, гальмові колодки коліс вагонів залізничного транспорту).

В якості фрикційних матеріалів часто застосовують також сталі 30ХГСА, 65Г і 12Х18Н9Т.

3. За способом виготовлення фрикційні матеріали можна поділити на литі, спечені і полімеризовані.

4. В залежності від умов експлуатації фрикційні матеріали ділять:

а) для дуже легких (температура нагрівання при терті до 100С і навантаження до 0,5МПа);

б) легких (до 250С і до 0,8МПа);

в) середніх (до600С і до 1,5 МПа);

г) важких і надважких (до 1000С і вище1,5 МПа) умов експлуатації.

Для фрикційних пристроїв, які працюють в середніх умовах експлуатації застосовують асбофрикційні, а також спечені матеріали Для важких і надважких умов застосовують спечені матеріали на основі залізного порошку.

Розробкою та виготовленням асбофрикційних матеріалів на протязі багатьох десятиліть займається фірма “ФЕРОДО”. Поскільки азбест досить небезпечний для здоров’я, то ведуться роботи по його заміні і створенню безазбестових фрикційних матеріалів. Для цього застосовуються металічні (стальні, латунні, бронзові), вуглецеві, поліамідні, алюмосилі­катні , базальтові , скляні та інші волокна.

4 Завдання і порядок виконання роботи

та оформлення звіту

4.1 Під мікроскопом та за зломом вивчити будову зразків запропонованих фрикційних матеріалів.

4.2 Схематично зарисувати структури у звіт, давши пояснення їх будови.

4.3 Дати відповідь на контрольні запитання.

5 Контрольні запитання

5.1 Яке призначення фрикційних матеріалів?

5.2 На якій основі виготовляються фрикційні матеріали?

5.3 Як діляться фрикційні матеріали за умовами експлуатації?

Робота № 18

Структура і властивості композиційних матеріалів

1 Мета роботи

1.1 Ознайомитись із структурою і властивостями компози­ційних матеріалів на основі металів та хімічних сполук (карбі­дів, нітридів, оксидів).

1.2 Засвоїти основні методи одержання композиційних мате­ріалів шляхом порошкової металургії.

1.3 Ознайомитись з деякими найпоширенішими неметалевими матеріалами.

2 Прилади та технічні засоби навчання

2.1 Металомікроскоп.

2.2 Набір зразків композиційних матеріалів.

2.3 Альбом типових структур композиційних матеріалів.

3 Методичні вказівки до самостійної роботи

За підручником та конспектом лекцій опрацювати тему “Композиційні матеріали”, звернувши при цьому увагу на те, що композиційними називають складні матеріали, до складу яких входять компоненти, які за своїми властивостями сильно відрізняються один від одного. Використовуючи переваги кожного із компонентів створюють матеріали з високими характеристиками міцності. Цей принцип побудови матеріалу запозичений у природи. В природі композиційними матеріалами є стовбури дерев, стебел рослин, в яких волокна целюлози з’єднані пластичним лігніном, що робить стовбур дерева не тільки міцним при розтягу, а й міцним при згинанні. Найпершими технічним конструкційним матеріалом, створе­ним людиною, був, мабуть, саманний матеріал (глина перемі­шана з різаною соломою).

Розрізняють композиційні матеріали за основою: на металічній і неметалічній основі. А за способом армування: дисперсно-зміцнені і волокнисті композиційні матеріали. В якості армуючого матеріалу застосовують волокна із тугоплавких матеріалів (Mo, W, Ta), борні, вуглецеві, оксидні, а також скловолокна. Характерис­тики міцності компози­ційного матеріалу (скорочено – компо­зиту), залежать від кіль­кості і напрямку розміщення зміцню­ючого матеріалу (наповнювача). За формою наповнювачі діляться на три основні групи:

а) Нуль-мірні;

б) Одномірні;

в) Двомірні (рисунок 18.1).

Рисунок 18.1 – Форма наповнювача в композиційному матеріалі

Нуль-мірними називають наповнювачі, як і мають в трьох вимірах дуже малі розміри, тобто являються частинкою крупинкою). Одномірні наповнювачі мають малі розміри в двох напрямках і значно більший розмір в третьому непрямі. Двомірні мають великі розміри в двох напрямках і дуже малий розмір в третьому напрямку (пластина).

За схемою армування композиційні матеріали діляться на три групи: одновісне, двовісне, тривісне армування.

а – одновісне; б – двовісне; в – тривісне

Рисунок 18.2 – Схема армування

Дисперсно-зміцнюючі композиційні матеріали в основному отримують методом порошкової металургії. Але існують інші методи, наприклад, метод безпосереднього введення наповнювача в рідкий метал перед його розливанням у форми.

Слід звернути увагу також на одержання композиційних матеріалів на неметалевій основі, наприклад, епоксидній, фенолоформальдегідній, поліамідній.