19 Что необходимо учитывать при анализе условий работы деталей машин
На основании анализа условий работы изделия разрабатываются требования, обеспечивающие его максимальную долговечность и наилучшую работоспособность.
Анализ условий работы ремонтируемой детали необходим для правильного технологического решения вопроса о ремонте детали.
Различные элементы одной и той же детали работают в разных условиях, поэтому и вопрос ремонта разных элементов детали решается по-разному. Например, трущиеся поверхности подверженные износу, должны иметь высокую твердость; резьбовые участки той же детали должны хорошо сопротивляться выкрашиванию, и для них высокая твердость недопустима, а должна быть достаточная вязкость. Решение вопроса о ремонте этих двух участков будет различное, поэтому исходными данными при разработке процесса ремонта детали являются конструкция детали и условия работы ее в узле, технические требования к детали в целом и к ее элементам, рабочий чертеж и материал детали, термическая обработка, твердость отдельных элементов детали.
20 Механические, физические, химические, структурные свойства металлов.
Свойства материала разделяются на: механические, технологические, физические, химические, структурные и эксплуатационные.
Механические свойства определяются поведением материалов под действием приложенных внешних механических сил. К механическим свойствам относят: сопротивление материалов деформированию (прочность, твердость), сопротивление разрушению, пластичность, вязкость, способность не разрушаться при наличии трещин.
Физические свойства: плотность, теплофизические характеристики (коэффициент линейного расширения, теплоемкость, теплопроводность), электромагнитные свойства (электрическое сопротивление, магнитные свойства).
Химические свойства материалов определяют степень их химической активности или инертности по отношению к внешним средам и контактирующим телам. Важнейшей характеристикой металлов является их химический состав. От него зависит и строение материалов, их сопротивление внешним химическим воздействиям. Химическая активность компонентов, входящих в состав материала, зависит от электронного строения атома. Положение их в ряду электроотрицательности, валентности и потенциалов ионизации атомов.
Структурные свойства определяются строением материала. Различают макроструктуру, видимую невооруженным глазом или через лупу на изломах или на соответствующим образом подготовленных образцах (макрошлифах). Микроструктуру видим на микрошлифах при больших увеличениях с помощью оптических, рентгеновских или электронных микроскопов.
21 Технологические и эксплуатационные свойства металлов
Технологические свойства – часть общих, присущих данному материалу физико-химических свойств, знание которых позволяет обоснованно проектировать и осуществлять технологический процесс, получая изделие с наилучшими потенциально возможными для данного материала служебными свойствами. К технологическим свойствам относятся:
1) литейные (жидкотекучесть, литейная и объемная усадка);
2) технологическая пластичность (деформируемость);
3) обрабатываемость резанием;
4) свариваемость;
5) закаливаемость;
6) прокаливаемость.
Жидкотекучесть – способность расплавленного металла заполнять полости литейной формы. Различают истинную, практическую, условно истинную.
Технологическая пластичность характеризует способность материалов подвергаться обработке методами пластического деформирования. Пластичность оценивают по характеристикам пластических свойств материала (относительному удлинению, относительному сужению и др. спец. характеристикам).
Обрабатываемость сплавов резанием зависит от их химического состава и механических свойств (прочности, твердости). Параметром, характеризующим обрабатываемость сплавов резанием, является коэффициент обрабатываемости.
,
где υ – скорость резания материала при заданных условиях обработки; υЭ – скорость резания материала-эталона при тех же условиях резани
Свариваемость – свойство металлов и сплавов образовывать сварное неразъемное соединение, соответствующее качеству основного металла, подвергнутого сварке. По технологической свариваемости условно различают следующие группы сталей:
1. свариваемые без ограничений (без термообработки и подогрева);
2. ограниченно свариваемые (предварительный подогрев, термообработка);
3. трудносвариваемые (используется комплекс дополнительных мероприятий);
4. не применяемые для изготовления сварных конструкций.
Важной особенностью является способность стали менять свои свойства при термической обработке. Для стали используются 2 характеристики ТО: закаливаемость и прокаливаемость.
Под закаливаемостью понимают способность стали образовывать повышенную твердость в результате закалки. Закаливаемость определяется, в первую очередь, содержанием углерода. Легирующие элементы влияют незначительно.
Под прокаливаемостью понимают способность стали образовывать закаленный слой с высокой твердостью на определенную глубину. Обычно прокаливаемость характеризуется параметром прокаливаемости.
Эксплуатационные (служебные) свойства материалов проявляются в процессе работы изделий при их взаимодействии с другими изделиями или внешней средой. Наиболее часто оценивают работоспособность материала в условиях трения и изнашивания (коэффициент трения, износостойкость), повышенных и высоких температур (теплостойкость, ползучесть, жаростойкость, жаропрочность) а также в химически активных средах (коррозионная стойкость).