33. Какие сплавы называются д1

В стандартах стран СНГ применяет три вида обозначений марок алюминия и алюминиевых сплавов: традиционные бессистемные буквенно-цифровые и системные цифровые, а также международные цифровые и химические для имеющихся международных аналогов. Например, для сплава Д1 это: Д1, 1110, AlCu4MgSi и 2017.

Из сплава АК12 (эвтектический) изготовляют малонагруженные детали (приборов, агрегатов и двигателей, бытовых изделий) литьем в песчаные формы, кокиль, под давлением, в оболочковые формы и по выплавляемым моделям. Получаемые отливки плотны, герметичны, имеют концентрированную усадочную раковину.

 

Сплавы АК5М2, АК7М2 легируют различными элементами; свойства близки к свойствам сплава АК5М7, применяют для малонагруженных деталей. Сплав АК8М по свойствам аналогичен сплаву АК9ч, но имеет жаропрочность ниже; применяют при литье под давлением.

 

Сплавы марок АК5М и АК5Мч имеют среднюю прочность при комнатной и повышенных температурах. Они являются наиболее жаропрочными среди специальных силуминов. Применяются без модифицирования для изготовления мало- и средненагруженных деталей, работающих при температурах 250-275 °С.

34- 35. Порошковыми  называются  материалы,  изготавливаемые  путем  прессования  металлических  порошков  в  изделия  необходимой  формы  и размеров  и  последующего  спекания  сформированных  изделий  в  вакууме  или  защитной  атмосфере  при  температуре  0,75-0,8 Т_пл..

Преимущества  порошковых  материалов:

1.Возможность  получения  материалов  с  резко  отличающимися свойствами  их  составляющих: композиций  из  металлических  и неметаллических  композитов, из  компонентов,  не  смешивающихся  в  расплавленном  виде (Fe-Pb, W-Cu  и  другие).

2.Получение  материалов  с  особыми  физическими  характеристиками  и  структурой (пористые  материалы).

3.Порошковые  изделия  получают  в  виде  готовых  изделий, не  требующих  дальнейшей  механической  обработки.

4.В  ряде  случаев  спечённые  материалы  имеют  более  высокие  свойства, чем  литые (например,  быстро режущиеся  стали, жаропрочные сплавы, Be-изделия  и  другие).

5.Возможность  использования  отходов  производства.

Недостатки:

1.Изготовление  деталей  массового  использования  методом  порошковой  металлургии  целесообразно  лишь  при  больших  масштабах производства (дорогое  оборудование  для  получения  и  консолидации  порошков).

2.Метод  порошковой  металлургии  рекомендуется  для  изготовления  изделий  простой  формы  и  не  содержащих  отверстий  под  углом  к оси  заготовок,  внутренних  полостей, выступов  и  т.д.

Различают  пористые  и  компактные  порошковые  материалы. 

Пористыми  называют  материалы,  в  которых  после  окончательной  обработки  сохраняется  10-30%  остаточной  пористости.  Эти  сплавы используют  главным  образом  для  изготовления  антифрикционных  деталей  (подшипников,  втулок).  Эти  сплавы  имеют  низкий  коэффициент трения (μ),  легко  прирабатываются,  обладают  значительной  износостойкостью,  выдерживают  значительные  нагрузки.  Подшипники  из порошковых  материалов  могут  работать  без  принудительного  смазывания  за  счет  “ выпотевания “  масла,  находящегося  в  порах.

Подшипники  изготавливают  из  сплавов  Fe  и  1-7%  графита  (Ж  Гр 1,  Ж  Гр  3,  Ж  Гр  7)  бронзографита,  содержащего  8-10%  Sn  и  2-4% графита  (БрОГр10-2,  БрОГр8-4  и  др.).

Структура  металлической  основы  железографитовых  материалов ― перлитная,  с  массовой  долей  связанного  углерода ~1%  (Fe₃C).

Коэффициент  трения   железографита  по  стали  при  смазке  0,07-0,09.  Подшипники  из  железографита  применяют  при  допустимой нагрузке  не  более  1000-1500  Мпа  и  максимальной  температуре  100-200°С  (σ_в= 180-300  Мпа; 60-120 НВ ).

Коэффициент  трения  бронзографита  по  стали  при  смазке  0,05-0,07.  Но  допустимая  нагрузка  400-500  Мпа,  а  рабочая  температура  не выше  200-250°С  (σ_в= 30-50  Мпа;  25-50 НВ).

Спеченные  материалы  на  основе  Fe и  Cu  используют  и  для  фрикционных  изделий  (дисков,  сегментов)  в  тормозных  узлах.  Для повышения  коэффициента  трения  в  состав  фрикционных  материалов  вводят  карбиды  Si,  B,  тугоплавкие  оксиды  и  т.д. 

Коэффициент  терния  по  чугуну  (без  смазочного  материала)  для  материала  на  Fe- основе  составляет  0,18-0,40,  на  Cu- основе  0,17-0,25.Фрикционные  сплавы  на  Cu- основе  применяют  для  условий  жидкостного  трения  в  паре  с  закаленными  стальными  деталями  (сегменты, диски сцепления и т.д.) при добавлении до σ ≤ 400  Мпа  и  скорости  скольжения  до  V= 40 м/с  с  T_max= 300-350°C.  Типичным  фрикционным материалом  на  основе        Cu является  сплав  МК 5:  4%  Fe,  7%  графита,  8% Pb,  9% Sn,  0-2% Ni,  остальное  Cu.     

 Для  работы  в  условиях  трения   без  смазочного  материала  (деталей  тормозов  самолетов,  тормозных  накладок  тракторов,  автомобилей, дорожных  машин,  экскаваторов  и  т.д.)  применяют  материалы  на  Fe- основе.  Наибольшее  применение  получил  материал  ФМК-11  (15%  Cu, 9%  графита,  3%  асбеста,  3%   SiО₂  и  6%  барита,  остальное  Fe).

Широко  применяют  порошковые  материалы  для  фильтрующих  элементов.  Фильтры  в  виде  втулок,  труб,  пластин  из  порошков  Ni,  Fe, Ti,  Al  используют  для  очистки  (рафинирования)  жидкостей  и  газов  от  твердых  примесей.

В  электротехнике  и  радиотехнике  применяют  порошковые  магниты  на  основе  Fe-Ni-Al-сплавов  (типа  алнико)  и  др.  Свойства порошковых  магнитов  нередко  выше  свойств  литых  магнитов.

Большое  применение  в  машинах  для  контактной  сварки,  приборах  связи  получили  контакты  из  порошковых  материалов. Для  этой  цели применяют  псевдосплавы  тугоплавких  металлов (W и Mo) с  медью (МВ20, МВ40, МВ60, МВ80), с  серебром (СМ30, СМ60, СВ30, СВ50, СВ85 и другие)  или  с  оксидом  Cd (ОК8, ОК12, ОК15)  и  другие. Контакты  отличаются  высокой  прочностью, электропроводностью  и электроэрозионной  стойкостью.  

Все  больше  порошковая  металлургия  применяется  для  изготовления  специальных  сплавов:  жаропрочных  на  Ni- основе,  дисперсионно-упрочненных  материалов  на  основе  Ni,  Al,  Ti,  Cr;  сверхтвердые  на  основе  карбидов  W,  Mo,  Zn.           

36. – 39 КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ (композиты) (от лат. compositio- составление), многокомпонентные материалы, состоящие из полимерной, металлич., углеродной, керамич. или др. основы (матрицы), армированной наполнителями из волокон, нитевидных кристаллов, тонкодиспeрсных частиц и др. Путем подбора состава и св-в наполнителя и матрицы (связующего), их соотношения, ориентации наполнителя можно получить материалы с требуемым сочетанием эксплуатац. и технол. св-в. Использование в одном материале нескольких матриц (полиматричные композиционные материалы) или наполнителей разл. природы (гибридные композиционные материалы) значительно расширяет возможности регулирования св-в композиционных материалов. Армирующие наполнители воспринимают осн. долю нагрузки композиционных материалов. По структуре наполнителя композиционные материалы подразделяют на волокнистые (армированы волокнами и нитевидными кристаллами), слоистые (армированы пленками, пластинками, слоистыми наполнителями), дисперсноармированные, или дисперсноупрочненные (с наполнителем в виде тонкодисперсных частиц). Матрица в композиционном материале обеспечивает монолитность материала, передачу и распределение напряжения внаполнителе, определяет тепло-, влаго-, огне- и хим. стойкость. По природе матричного материала различают полимерные, металлич., углеродные, керамич. и др. композиты. Подробнее о ф-ции матрицы и армирующего наполнителя, а также о технологии получения волокнистых полимерных композиционных материалов см. Армированные пластики. наиб. применение в технике получили композиционные материалы, армированные высокопрочными и высокомодульными непрерывными волокнами. К ним относят: полимерные композиционные материалы на основе термореактивных (эпоксидных, полиэфирных, феноло-формальд., полиимидных и др.) и термопластичных связующих, армированных стеклянными (стеклопластики), углеродными (углепластики), орг. (органопластики), борными (боропластики) и др. волокнами; металлич. композиционные материалы на основе сплавов Al, Mg, Cu, Ti, Ni, Сг, армированных борными, углеродными или карбидкремниевыми волокнами, а также стальной, молибденовой или вольфрамовой проволокой; композиционные материалы на основе углерода, армированного углеродными волокнами (углерод-углеродные материалы); композиционные материалы на основе керамики, армированной углеродными, карбидкремниевыми и др. жаростойкими волокнами и SiC. При использовании углеродных, стеклянных, арамидных и борных волокон, содержащихся в материале в кол-ве 50-70%, созданы композиции (см. табл.) с уд. прочностью и д. модулем упругости в 2-5 раз большими, чем у обычных конструкц. материалов и сплавов.

40. Что лежит в основе неметаллических материалах: Пространственные полимеры лежат в основе конструкционных неметаллических материалов. 

41. Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев (мономеров) одинаковой структуры. Молекулярная масса их составляет от 5000 до 1000 000. При таких больших размерах макромолекул свойства веществ определяются не только химическими составами этих молекул, но и их взаимным расположением и строением. Макромолекулы полимера представляют собой цепочки, состоящие из отдельных звеньев. Поперечное сечение цепи несколько ангстрем, а длина несколько тысяч ангстрем, поэтому макромолекулам полимера свойственна гибкость (которая ограничена размером сегментов — жестких участков, состоящих из нескольких звеньев). Гибкость макромолекул является одной из отличительных особенностей полимеров.

42-43 Пластмассы это искусственные материалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ. Пластмассы включают обязательные компоненты - связующеи вещества. В качестве связующих для большинства пластмасс используют синтетические смолы, реже применяют эфиры целлюлозы.

Пластмассы также имееют другие важные элемент:

• наполнители (порошкообразные, волокнистые)

• красители

• пластификаторы

• стабилизаторы

Наполнители повышают механические свойства, снижают усадку при прессовании и придают материалу те или иные специфические свойства.

Свойства пластмассы зависит от состава отдельных компонентов, их сочетания и количественного отношения, что позволяет изменять характеристики пластиков в достаточно широких пределах.