40 Композиционные материалы с металлической матрицей

Композиционные  материалы  состоят  из  металлической  матрицы    полимерной,керамической  или  другой,упрочнённой  высокопрочными волокнами(волокнистые  материалы)или  тугоплавкими тонкодисперсными  частицами,не  растворяющимися  в  основном  металле (дисперстно-упрочненные  материалы).

Диапазон  применения  композиционных  материалов(композитов) чрезвычайно  широк:от  деталей  бытовой  техники  до  конструкций современных  авиалайнеров  и  космических  кораблей. Они  находят  всё  большее  применение  в  атомной  энергетике, машиностроении  и судостроении.

40 Композиционные материалы с металлической матрицей

Композиционные  материалы  состоят  из  металлической  матрицы    полимерной,керамической  или  другой,упрочнённой  высокопрочными волокнами(волокнистые  материалы)или  тугоплавкими тонкодисперсными  частицами,не  растворяющимися  в  основном  металле (дисперстно-упрочненные  материалы).

Диапазон  применения  композиционных  материалов(композитов) чрезвычайно  широк:от  деталей  бытовой  техники  до  конструкций современных  авиалайнеров  и  космических  кораблей. Они  находят  всё  большее  применение  в  атомной  энергетике, машиностроении  и судостроении.

41Конструкционная прочность металлов

Конструкционная прочность – комплекс прочностных свойств, которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами данного изделия, обеспечивают длительную и надежную работу материала в условиях эксплуатации. На конструкционную прочность влияют следующие факторы: · конструкционные особенности детали (форма и размеры);

· механизмы различных видов разрушения детали;

· состояние материала в поверхностном слое детали;

· процессы, происходящие в поверхностном слое детали, приводящие к отказам

при работе.

42Конструкционные стали и сплавы

Общими потребительскими требованиями к конструкционным сталям являются наличие у них определенного комплекса механических свойств, обеспечивающего длительную и надежную работу материала в условиях эксплуатации, и хороших технологических свойств (обрабатываемости давлением, резанием, закаливаемости, свариваемости и др.). Необходимые технологические и потребительские свойства конструкционных сталей и сплавов, в основном, обеспечиваются рациональным выбором химического состава, улучшением металлургического качества, соответствующей термической обработкой и поверхностным упрочнением. \Конструкционные стали и сплавы классифицируются по назначению на строительные (арматурные) и машиностроительные, которые, в свою очередь, подразделяются на группы общего и специального назначения.

43Коррозионная стойкость материалов

 способность материалов сопротивляться коррозии, определяющаяся скоростью коррозии в данных условиях. Для оценки скорости коррозии используются как качественные, так и количественные характеристики. Изменение внешнего вида поверхности металла, изменение его микроструктуры являются примерами качественной оценки скорости коррозии. Для количественной оценки можно использовать:

• время, истекшее до появления первого коррозионного очага;

• число коррозионных очагов, образовавшихся за определённый промежуток времени;

• уменьшение толщины материала в единицу времени;

• изменение массы металла на единице поверхности в единицу времени;

• объём газа, выделившегося (или поглощённого) в ходе коррозии единицы поверхности за единицу времени;

• плотность тока, соответствующая скорости данного коррозионного процесса;

• изменение какого-либо свойства за определённое время коррозии (например, электросопротивления, отражательной способности материала, механических свойств).

Разные материалы имеют различную коррозионную стойкость, для повышения которой используются специальные методы. Так, повышение коррозионной стойкости возможно при помощи легирования (например, нержавеющие стали), нанесением защитных покрытий (хромирование, никелирование, алитирование, цинкование, окраска изделий), пассивацией и др. Устойчивость материалов к воздействию коррозии, характерной для морских условий, исследуется в камерах солевого тумана.

44Коррозия металлов

Корро́зия (от лат. corrosio — разъедание) — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это разрушение любого материала, будь то металл иликерамика, дерево или полимер. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Пример — кислородная коррозия железа в воде: 4Fe + 6Н₂О + ЗО₂ = 4Fe(OH)₃. Гидратированный гидроксид железа Fe(OН)₃ и является тем, что называют ржавчиной.

45Кристаллическая решетка

 вспомогательный геометрический образ, вводимый для анализа строения кристалла. Решётка имеет сходство с канвой или сеткой, что даёт основание называть точки решётки узлами. Решёткой является совокупность точек, которые возникают из отдельной произвольно выбранной точки кристалла под действием группы трансляции. Это расположение замечательно тем, что относительно каждой точки все остальные расположены совершенно одинаково. Применение к решётке в целом любой из присущих ей трансляций приводит к её параллельному переносу и совмещению. Для удобства анализа обычно точки решётки совмещают с центрами каких-либо атомов из числа входящих в кристалл, либо с элементами симметрии.

46Кристаллическое строение металлов. Типы кристаллических решеток. Полиморфизм. Анизотропия.

Общее свойство металлов и сплавов — их кристаллическое строение, характеризующееся определенным закономерным расположением атомов в пространстве. Для описания атомно-кристал­лической структуры используют понятие кристаллической решетки, являющейся воображаемой пространст­венной сеткой с ионами (атомами) в узлах.

• триклинная сингония — наименьшая симметрия, нет одинаковых углов, нет осей одинаковой длины;

• моноклинная сингония — два прямых угла, нет осей одинаковой длины;

• ромбическая сингония — три прямых угла (поэтому ортогонально), нет осей одинаковой длины;

• гексагональная сингония — две оси одинаковой длины в одной плоскости под углом 120°, третья ось под прямым углом;

• тетрагональная сингония — две оси одинаковой длины, три прямых угла;

• тригональная сингония — три оси одинаковой длины и три равных угла, не равных 90°;

• кубическая сингония — высшая степень симметрии, три оси одинаковой длины под прямым углом.

ПОЛИМОРФИЗМ (от греч. polymorphos-многообразный), способность твердых в-в и жидких кристалловсуществовать в двух или неск. формах с разл. кристаллич. структурой и св-вами при одном и том же хим. составе. 

Анизотропи́я (от греч. ánisos — неравный и tróроs — направление) — неодинаковость физических (физико-химических) свойств среды (например, электропроводности, теплопроводности и др.) по различным направлениям внутри этой среды (в противоположность изотропии). Причиной анизотропности является то, что при упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов силы взаимодействия между ними и межатомные расстояния оказываются неодинаковыми по различным направлениям.[1]

47Лакокрасочные защитные материалы

Защитные лакокрасочные покрытия

        покрытия, наносимые на поверхности металлических изделий и сооружений с целью защиты их от коррозии и для декоративной отделки. З. л. п. не изменяют принципиально электрохимическую природу процессов, происходящих на поверхности корродирующих металлов (см. Коррозия металлов), а лишь уменьшают их скорости. Покрытия играют роль диффузионного барьера, эффективно тормозящего доступ агрессивных агентов внешней среды к поверхности металла, а в большинстве случаев изменяют также потенциал металла

48Легированные стали.

Легированная сталь — сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими. Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром,никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др.

Легированную сталь по степени легирования разделяют на: низколегированную (легирующих элементов до 2,5 %), среднелегированную (от 2,5 до 10 %), высоколегированную (от 10 до 50 %).

49Материалы из неорганических минеральных веществ

50

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------э