20. Критерии выбора конструкционных материалов. Физико-механических характеристики сталей и сплавов.

Качество детали и механизма зависит от правильного выбора материала. При выборе материала прежде всего учитывают эксплуатационные характеристики, технологичность и экономичность. Эксплуатационными называют св-ва материалов, которые определяют работоспособность деталей машин, приборов или инструментов, их силовые, скоростные и другие технико – эксплуатационные показатели. Работоспособность большинства изделий, деталей машин обеспечивает уровень механических свойств, которые характеризуют поведение материалов под воздействием внешней нагрузки. Для отдел. групп деталей их эксплуатационные хар-ки зависят не только от механич. св-в, но и от способности к сопротивлению воздействия химически- активной рабочей средой. Если воздействие такой среды является значительным, то определяющимися являются физико-механические свойства материалов, а именно жаростойкость и коррозионная стойкость. Жаростойкость – это сп-ть материалов противостоять химической коррозии, развивающейся в атмосфере сухих газов при повышенных или высоких температурах (сопротивление металла окислению при высоких температурах). Повышение жаростойкости достигается главным образом введением в сталь хрома, а также алюминия и кремния, то есть элементов, находящихся в твёрдом растворе и образующих в процессе нагрева защитные плёнки оксидов. Колич-ми пок-ми жаростойкости явл-ся скорость окисления, оценивающая интенсивность изменения массы металлов(г/м2*час), скорость роста толщины(мкм/час). Фикс-ся допуст. рабочая температура металла, при которой скорость окисления не превышает заданного значения. Коррозионная стойкость – сп-ть металла противостоять электрохим. коррозии, которая развивается при наличии жидкой среды на поверхности металла и ее электрохимической неоднородности. Разные материалы имеют различную коррозионную стойкость, для повышения которой используются специальные методы. Так, повышение коррозионной стойкости возможно при нанесении защитных покрытий (хромирование, никелирование). Устойчивость материалов к воздействию коррозии, характерной для морских условий, исследуется в камерах солевого тумана(стандартизованный метод тестирования, используемый для определения коррозионной стойкости защитных покрытий). Для некоторых деталей машин важное значение имеют физические свойства, характеризующие поведение материалов в магнитных, электрических, и тепловых полях, а также под воздействием потоков энергии или радиации; Такие свойства принято подразделять на магнитные, электрические, радиационные, теплофизические. Технологические свойства – это пригодность материалов для изготовления деталей машин, приборов, инструментов требуемого качества при минимальных трудовых затратах. Оценка технологических свойств при выборе материала направлена на обеспечение наименьшей трудоемкости изготовления деталей и конструкций. При изготов-и деталей методами обработки давлением учитывают пластичность - свойство материала получать без разрушения значительные остаточные деформации; при изготов-и литьем учитывают легкоплавкость и жидкотекучесть - заполняемость без пустот узких полостей различных форм; при изгот-и методами мех. обработки учитывают обрабатываемость резанием. К технолог. треб-м отн-т также термообраб-ть – СП-ть материала изменять механические свойства при термической и термохимической обработках и свариваемость - способность материала образовывать прочные соединения при сварке. Стоимостные (экономические) свойства материала – основным требованием является невысокая стоимость материала, и его доступность. Колич-м показателем экономичности является оптовая цена, т.е стоимость единицы массы материала в виде заготовок, проката, слитков, порошка, т.е по которым завод реализует свою продукцию пром. пред-м. Использование материалов, содержащих легирующие элементы, должно быть обосновано повышением эксплуатационных свойств деталей. Экономические требования, также как и технологические, приобретают особое значение при массовом масштабе производства. Экон-е треб-я к материалу опр-ся его стоимостью и дефицитностью. Более веским экон.ом. треб-м явл-ся с/ст детали, которая включает как ст-ть материала, так и производ. затраты на ее изготовление. Производ.затраты зависят от технолог-го процесса изготов-я детали. Выбор технологии изготовления детали влияет и на выбор материала. При изготовлении конструктивных элементов механизмов используют черные металлы (стали и чугуны), цветные металлы и сплавы и неметаллические материалы.