106

1. Основные факторы для выбора материала в машиностроении

Правильный выбор материала в значительной мере определяет качество машины в целом.

При выборе материала учитывают в основном следующие факторы:

1. Соответствие материалов главному критерию работоспособности (прочности, жесткости, износостойкости).

2. Свойства, связанные с назначением детали и условиям ее эксплуатации ( антикорозийные, фрикционные, электроизоляционные).

3. Соответствие технологических свойств материала конструктивной форме, намеченному способу обработки ( штампуемость, свариваемость, электроизоляционные )

4. Весовые и габаритные свойства деталей машин в целом.

5. Стоимость и деффицитность материала.

Применяют: 1) Черные металлы: Чугуны, Стали

2) Цветные металы и их сплавы: Медь, Олово, Титан, Аллюминий и т.д.

3) Не металические материалы: пластмассы, резины, кирамика и т.д., композиционные материалы.

2. Стали и их характеристики

Конструкционные стали – сплавы железа с углеродом до 2%

1.1 Стали углеродистые обыкновенного качества

Ст.0…6

Применяют для термически необрабатываемых деталей:

• крепежные изделия

• детали, работающие при малых статических нагрузках

А, Б, В

А – по механическим свойствам ( -предел прочности)

Б – по химическим свойствам

В – и по химическим и по механическим свойствам

А – Сталь Ст3; Б – БСт3; ВСт3

1.2 Сталь углеродистая качественная

Сталь 10, 15, 20, 30, 40, 45 и др.

Применяются для изготовления деталей машин, подвергающихся термообработке

Ст30 (0,3%С)

По содержанию углерода они подразделяются:

• малоуглеродистые (до 0,25%)

• среднеуглеродистые (0,25 – 0,6%)

• высокоуглеродистые (более 0,6%)

чем меньше углерода, тем сталь мягче и пластичнее

чем больше углерода, тем сталь прочнее, а пластичность становится хуже

1.3. сталь легированная конструкционная

Применяют для особо ответственных деталей, где требуется небольшие размеры и вес.

Подразделяют:

• качественные легированные стали (до 2,5% легирующих элементов)

Сталь30ХГСА (0,3%С)

• высококачественные легированные стали (2,5-10%)

• особо высококачественные легированные стали (более 10%)

Х – хром, Г – марганец, С – кремний, А – пониженное содержание серы и фосфора (до 0,025%).

Существуют стали специального назначения:

а) шарикоподшипниковые ШХ15 (Хрома – 1,5%)

б) пружинные 50Г, 65Г (0,5%С, 0,65%С), Г – марганца до 1%

в) нержавеющие с содержанием хрома более 13% (12Х18Н10Т)

0,12% С, 18% хрома, 1% никеля, 1% - титан 10Х14Г14Н4Т

для повышения механических свойств стали применяют:

• термическую

• химико-термическую обработку

Термическая обработка

• отжиг, нагрев примерно до 450-500^оС, выдержка и охлаждение вместе с печью (применяют в основном для снятия внутренних напряжений после сварки около 2 суток)

• нормализация, нагрев до 1100…1200^оС (применяют для повышения )

• закалка, нагрев выше линий температурных превращений (700…900^оС), быстрое охлаждение в воде или в масле ( больше в 3 раза, также выше твердость, но меньше пластичность)