Тема 2.3 Износостойкие материалы

Студент должен:

знать: классификацию видов изнашивания материалов; материалы,

устойчивые к абразивному изнашиванию: свойства, классификация, маркировка и область применения; материалы, устойчивые к усталостному виду изнашивания; антифрикционные

материалы: их классификацию, свойства, применение; принципы подбора износостойких материалов для машин и механизмов.

Материалы с высокой твердостью поверхности. Антифрикционные материалы: металлические и неметаллические, комбинированные, минералы.

Литература: 3, с. 177... 182; 4, С.390...406; 7, с. 115... 132.

Методические указания

Обратите внимание на классификацию видов изнашивания и соответственно на выбор материалов в зависимости от видов износа.

Запишите в конспекте, что как правило, стали, содержащие до 0,25% углерода подвергаются цементации или нитроцементации с последующей закалкой и низким отпуском. Их так и называют - цементуемые. Они идут на детали, которые работают с ударными нагрузками и подвергаются истиранию. Детали из сталей, содержащих 0,35-0,50% углерода и подвергающиеся действию больших нагрузок, подвергаются улучшению, то есть закалке и высокому отпуску. Называются они улучшаемые. Если такие детали подвергаются так же истиранию, то дается поверхностное упрочнение (чаще всего закалка токами высокой частоты).

При изучении антифрикционных сплавов сначала разберите требования к ним, а затем обратите внимание на микроструктуру, которая обязательно должна быть неоднородной. У антифрикционных сплавов обязательно должна быть мягкая пластичная основа, чтобы не истирался вал и твердые составляющие, которые служат опорой для вала. Сравните между собой достоинства и недостатки баббитов и антифрикционных бронз.

Вопросы для самоконтроля

1. Приведите химический состав, свойства и область применения сталей марок 15,20Х,38ХНЗМФ.

2. Как маркируются баббиты?

3. Сравните свойства баббитов и бронз, как антифрикционных сплавов.

4. Перечислите неметаллические антифрикционные материалы.

5. Приведите состав основных видов комбинированных антифрикционных материалов.

Тема 2.4. Материалы с высокими упругими свойствами

Студент должен:

знать: материалы с высокими упругими свойствами: классификацию,

состав, особенности термической обработки, свойства.

Рессорно-пружинные стали. Пружинные материалы приборостроения.

Литература: 3, с. 136; 4, с. 141...144; 7, с.110.

Методические указания

К требованиям, предъявляемым к материалам с высокими упругими свойствами, относятся высокий предел упругости и выносливости. Стали, содержащие 0,55-0,65% углерода, идут обычно на изготовление пружин и рессор. Они подвергаются закалке и среднему отпуску или изотермической закалке.

Вопросы для самоконтроля

1. Выберите марки стали для рессоры.

2. Какие виды термической обработки используются для рессорных листов и пружин?

Тема 2.5 Материалы с малой плотностью

Студент должен:

знать: сплавы на основе алюминия: свойства, классификацию,

маркировку, применение; сплавы на основе магния: свойства,

классификацию, маркировку, применение;

уметь: проводить отбор материалов смолой плотностью, в зависимости от предъявляемых требований.

Сплавы на основе алюминия: свойства алюминия; общая характеристика и классификация алюминиевых сплавов. Сплавы на основе магния: свойства магния: общая характеристика и классификация магниевых сплавов. Особенности алюминиевых и магниевых сплавов.

Лабораторные работы №4.

Литература: 3, с. 162... 180; 4. с.380.,.392; 7, с. 128... 132.

Методические указания

Алюминиевые сплавы делят на две большие группы: деформируемые и литейные. При изучении деформируемых сплавов главное внимание обратите на сплавы алюминия с медью, упрочняемые термической обработкой, которые называются дюралюминами. Для этого прежде всего разберите диаграмму состояния алюминий-медь (повторите диаграмму с ограниченной растворимостью в твердом состоянии), а затем переходите к изучению процессов, протекающих при закалке и старении дюралюминов. У алюминиевых сплавов твердость и прочность также повышаются не сразу после закалки, а при последующем старении в результате распада пересыщенного твердого раствора, полученного при закалке. Запишите, как влияет температура старения на свойства дюралюминов.

На лабораторных работах необходимо ознакомиться с технологией проведения термической обработки алюминиевых сплавов; сравнить механические свойства алюминевых сплавов до и после термической обработки.

Изучая литейные сплавы, уясните сущность модифицирования. Принципиальное отличие модифицирования от легирования заключается в том, что при легировании изменяется химический состав сплава, а при модифицировании меняется только кристаллографическое строение, химический состав практически не меняется. Термической обработкой можно упрочнять только те силумины, в состав которых входит медь или магний, т. е. такие элементы, которые образуют с алюминием или кремнием твердые растворы ограниченной растворимости. Литейные сплавы подвергаются только искусственному старению, так как у них более грубая (крупнозернистая) структура. Прочность после термической обработки у них меньше, чем у деформируемых сплавов.

Нужно знать маркировку алюминиевых сплавов. Выпишите в конспект несколько марок алюминиевых деформируемых и литейных сплавов, укажите их свойства и область применения. Запомните, что в отличие от железных и медных сплавов маркировка легких сплавов (алюминиевых, магниевых, титановых) не раскрывает их состав.

Обратите внимание на достоинства, недостатки и область применения магниевых сплавов, а также на технику безопасности при их обработке. Магниевые сплавы преимущественно применяются литейные, они подвергаются закалке и искусственному старению, но старение иногда не доводят до конца, так как при старении не столько повышается прочность, сколько падает пластичность. Магниевые сплавы относятся к ультра легким, но применение их ограничено вследствие маленькой удельной прочности, низких технологических свойств и ряда других недостатков. Идут они только на ненагруженные детали, основное требование к которым - маленькая масса.

Вопросы для самоконтроля

1. Какими свойствами обладают алюминиевые сплавы типа АМц и АМг?

2. Как маркируются дюралюмины?

3. Какой термической обработке подвергаются алюминиевые сплавы?

4. Почему при старении повышается прочность дюралюминов?

5. Какие сплавы называются силуминами? Их область применения.

6. В чем особенности термической обработки магниевых сплавов?