Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тех. матер. Лабор. практ. СВ-2015 (печать).doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2.19 Mб
Скачать

Послідовність виконання роботи

  1. Вивчити класифікацію та будову неметалевих та композиційних матеріалів.

  2. З’ясувати галузі використання неметалевих та композиційних матеріалів.

  3. Скласти таблицю матеріалів, їх будови і застосування.

  4. Скласти звіт про роботу.

Обладнання, матеріали, інструменти

1 Набір плакатів будови і застосування неметалевих матеріалів.

2 Набір зразків різних типів неметалевих і композиційних матеріалів.

Зміст звіту

1 Назва та мета роботи.

2 Короткі теоретичні відомості про неметалеві і конструкційні матеріали.

3 Таблиця неметалевих матеріалів, їх будови та використання.

Контрольні запитання

1 Класифікація конструкційних матеріалів.

2 Поняття неметалевих матеріалів та їх типи.

3 Будова неметалевих матеріалів та галузі їх використання.

4 Поняття композиційних матеріалів, їх класифікація, будова і галузі застосування.

5 Полімерні матеріали, їх будова та застосування.

6 Типи пластиків та їх використання.

7 Гума: способи одержання, види, застосування в суднобудуванні.

Д о д а т о к А

Довідкові дані про матеріали

За призначенням сталі поділяють на групи: А – за механічними властивостями; Б – за хімічним складом; В – за механічними властивостями і додатковими вимогами до хімічного складу.

Таблиця А.1 – Механічні властивості вуглецевих сталей звичайної якості

Марка сталі

Межа міцності

σв, МПа

Відносне

видовження

δ, %

Призначення

Ст. 0

Не менше 320

18

Невідповідальні конструкції:

шайби, прокладки, огорожі, кожухи та ін.

Ст. 1

320 - 400

28

Малонавантажені деталі: заклепки, шплінти, кожухи, шайби, прокладки та ін.

Ст. 2

340 - 420

26

Рами, кільця, валики, осі, кулачки, заклепки

Ст. 3 кп

370 - 470

22

Крюки кранів, кільця, циліндри, гайки, тяги, шатуни, кришки. Зварюваність добра

Ст. 4пс

420 - 540

20

Вали, осі, тяги, болти, шпонки, важелі, клини

Ст. 5сп

540 - 570

16

Вали, осі, пальці, упори підшипників, зірочки

Ст. 6сп

640 - 670

12

Вали, осі, шпинделі, муфти, бойки молотів

Ст. 7 пс

700 - 740

9

Деталі інтенсивного зносу та важких умов

Таблиця А.2 – Хімічний склад якісної вуглецевої конструкційної сталі

Марка сталі

С, %

Mn,%

Si, %

Cr, %

08пс

0,05 - 0,11

0,35 - 0,65

0,05 - 0,17

0.10

10пс

0,07 - 0,14

0,35 - 0,65

0,05 - 0,17

0,15

15

0,12 - 0,19

0,35 - 0,65

0,17 - 0,37

0,25

20

0,17 - 0,24

0,35 - 0,65

0,17 - 0,37

0,25

30

0,27 - 0,35

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

40

0,37 - 0,45

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

45

0,42 - 0,50

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

55

0,52 - 0,60

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

60

0,57 - 0,65

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

65

0,62 - 0,70

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

70

0,67 - 0,75

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

75

0,72 - 0,80

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

80

0,77 - 0,85

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

85

0,82 - 0,90

0,50 - 0,80

0,17 - 0,37

0,25

60Г

0,57 - 0,65

0,70 - 1,00

0,17 - 0,37

0,25

65Г

0,62 - 0,70

0,90 - 1,20

0,17 - 0,37

0,25

70Г

0,67 - 0,75

0,90 - 1,20

0,17 - 0,37

0,25

Таблиця А.3 – Механічні характеристики якісної конструкційної сталі

Марка сталі

Межа міцності

σв, МПа

Відносне

видовження

δ, %

Відносне звуження

Ψ, %

Твердість

НВ, МПа

(без термічної обробки)

08пс

330

33

60

1310

10пс

340

31

55

1430

15

380

27

55

1490

20

420

25

55

1630

30

500

21

50

1790

40

580

19

45

2170

45

610

16

40

2290

55

660

13

35

2550

60

690

12

35

2550

65

710

10

30

2550

70

730

9

30

2690

75

1100

7

30

2850

80

1100

6

30

2850

85

1150

6

30

3020

60Г

710

11

35

2690

65Г

750

9

-

2850

70Г

800

8

-

2850

Таблиця А.4 – Призначення якісної вуглецевої конструкційної сталі

Марка сталі

Призначення

08кп, 10

Деталі, що виготовляються штампуванням, трубки, прокладки, мілкі трипільні деталі, ковпачки, а також втулки, валики, упори, зубчасті колеса, фрикційні диски та ін.

15, 20

Малонавантажені деталі: валики, втулки, пальці, упори, осі, шестерні, а також важелі, крюки, вкладиші, болти, стяжки, траверси. Зварюваність добра.

30, 35

Деталі, що витримують невеликі напруження: осі, валики, шпинделі, вали, втулки, зірочки, тяги, важелі, трипільні деталі, диски, траверси, корабельні якірні ланцюги.

40,45

Для колінчастих валів, шатунів, зубчастих вінців, маховиків, зубчастих коліс, розподільчих валиків, болтів, шпильок, головок циліндрів, храповиків, плунжерів, прокатних валків, шпинделів, осей.

65, 70, 75, 80, 85

Ресори, пружини, деталі, що піддаються абразивному зносу

50, 55

Для зубчастих коліс, прокатних валків, штоків, валів, осей, ексцентриків, малонавантажених пружин і ресор, що піддаються високому відпусканню, деталей сільськогосподарських машин і ін.

60

Для прокатних валків, ексцентриків, валків, шпинделів, пружинних кілець, пружин амортизаторів, дисків щеплення. Володіє високими міцнісними і пружними властивостями.

60Г, 65Г, 70Г

Зубчасті колеса, шпинделі, упорні кільця, пружинні шайби, гальмівні диски. Деталі, що працюють на зношення, цанги, кільця, втулки, фрикційні диски, деталі сільськогосподарських машин.

Таблиця А.5 – Механічні властивості низьколегованої конструкційної сталі

Марка сталі

Товщина прокату, мм

Механічні властивості

межа міцності

σв, кГ/мм2

відносне видовження

δ, %

ударна в’язкість

αн, кГ·м/см2

при температурі, ºС

– 40

– 70

14Г

4 - 10

46

21

3,5

19Г

4 - 10

48

22

3,5

09Г2

4 - 10

45

21

3,0

14Г2

4 - 10

47

21

3,5

18Г2

8 - 10

52

21

4,0

12ГС

4 - 10

47

26

16ГС

4 - 10

50

21

4,0

3,0

17ГС

4 - 10

52

23

4,5

09Г2С

4 - 10

50

21

4,0

3,5

10Г2С1

4 - 10

52

21

4,0

3,0

15ГФ

4 - 10

52

21

4,0

14ХГС

4 - 10

50

22

4,0

15ХСНД

4 - 10

50

21

3,0

3,0

10ХСНД

4 - 10

54

19

5,0

Таблиця А.6 – Призначення низьколегованих конструкційних сталей

Марка сталі

Призначення

09Г2

Для деталей зварних конструкцій, що виготовляються з листів; для деталей вагонів, для корпусного суднобудування. Обробляється різанням задовільно.

14Г2

Для крупних (корпусних) листових зварних конструкцій, повітро-нагрівачів, пиловловлювачів. Штампується і обробляється різанням добре.

09Г2С,

10Г2С1

Для парових котлів та ємностей,що працюють під тиском і при температурах від – 70 до + 450º С, а також для зварних конструкцій в хімічному і нафтовому машинобудуванні, суднобудуванні. Легко зварюється, задовільно обробляються різанням.

15ГФ

Для листових зварних конструкцій у вагонобудуванні. Сталь добре зварюється, задовільно штампується. Відсутність утворення холодних і гарячих тріщин при зварюванні.

15ХСНД

Для деталей вагонів. В суднобудуванні для полособульбових та зетових профілів. В будівництві для виготовлення палей. Володіє підвищеною стійкістю проти корозії.

10ХСНД

У вагонобудуванні; для виготовлення спеціальних фасонних профілів у суднобудуванні. Для зварних конструкцій і апаратів хімічної промисловості; корпуси кораблів.

Таблиця А.7 – Механічні властивості та твердість за Брінеллем легованої конструкційної сталі діаметром або товщиною не більше 5 мм

Група сталі

Марка

сталі

Діаметр

відбитка

d, мм

HB,

МПа

σв,

МПа

δ, %

ψ, %

Ударна в’язкість

αн,

кГ·м/см2

Хромиста

15ХА

4,5

1790

700

12

45

7

30Х

4,4

1870

900

12

45

7

35Х

4,3

1970

930

11

45

7

45Х

4,0

2290

1050

9

45

5

Марганцевиста

15Г

4,7

1630

420

26

55

30Г

4,3

1970

550

20

45

8

45Г

4,0

2290

630

15

40

5

30Г2

4,2

2070

600

15

45

45Г2

4,0

2290

700

11

40

Хромо-

марганцева

18ХГ

4,4

1870

900

10

40

18ХГТ

4,1

2170

1000

9

50

8

27ХГР

4,1

2170

1400

8

45

6

35ХГФ

4,2

2070

930

14

55

8

Хромокремніста

33ХС

3,9

2410

900

13

50

8

40ХС

3,8

2550

1250

12

40

3,5

Хромованадієва

15ХФ

4,4

1870

750

13

50

8

40ХФА

3,9

2410

900

10

50

9

Хромонікелева

20ХН

4,3

1970

800

14

50

8

45ХН

4,2

2070

1050

10

45

7

12ХН3А

4,1

2170

950

11

55

9

Хромомарганце-вонікелева

20ХГНР

4,3

1970

1300

10

50

9

38ХГН

4,0

2290

800

12

45

10

Хромо-

молібденова

15ХМ

4,5

1790

450

21

55

12

30ХМА

4,0

2290

950

12

50

9

Хромокремністо-марганцева

20ХГСА

4,2

2070

800

12

45

7

30ХГС

4,0

2290

1100

10

45

4,5

Хромонікель-молібденова

20ХН2М

4,0

2290

900

11

50

8

38ХН3МА

3,7

2690

1100

12

50

8

Хромонікель-ванадієва

20ХН4ФА

3,7

2690

900

12

50

10

45ХН2МФ

3,7

2690

1450

7

35

4

Хромоалюмінієва

38Х2Ю

4,0

2290

900

10

45

8

Хромоалюмінієва

з молібденом

38Х2МЮ

4,0

2290

1000

14

50

9

Таблиця А.8 – Приблизне призначення легованих конструкційних сталей

Марка сталі

Зварюваність та призначення

15Х

Сталь добре зварюється. Пальці поршневі, розподільні вали двигунів, штовхачі, клапани, хрестовини карданів, мілкі деталі, що працюють в умовах зношення та тертя.

45Х,50Х

Сталі зварюються погано; володіє високою міцністю. Крупні деталі, що працюють на середніх швидкостях і при середніх тисках (шестерні, шпинделі і вали , що працюють в підшипниках кочення, черв’ячні вали, шліцові вали.

45Г2, 50Г2

Сталі зварюються погано. Крупні малонавантажені деталі (шпинделі, вали, шестерні, деталі важких верстатів).

18ХГТ

Сталь зварюється задовільно. Деталі, що працюють на великих швидкостях, при середніх і високих тисках з ударними навантаженнями (шестерні, шпинделі, що працюють в підшипниках ковзання, черв’яки, кулачкові муфти, втулки).

40ХС

Сталь зварюється погано, володіє високою міцністю, але помірною в’язкістю. Застосовується для мілких деталей у зв’язку із невеликою прожарюваністю.

30ХГС

Сталь добре зварюється. Деталі середніх розмірів та складної конфігурації, що працюють в умовах зношення (важелі, штовхачі).

45ХН, 50ХН

Сталі зварюються погано. Застосовуються як і сталь 40Х, але для деталей великих перерізів.

Таблиця А.9 – Призначення інструментальної швидкорізальної сталі

Марка

сталі

Приблизне призначення

Р18

Для всіх видів різального інструменту при обробці звичайних конструкційних матеріалів.

Р12

Для всіх видів різального інструменту при обробці звичайних конструкційних матеріалів.

Р9

Для виготовлення інструментів простої форми, що не потребують значного об’ємного шліфування, для обробки звичайних конструк-ційних матеріалів.

Р6М5

Для всіх видів різального інструменту при обробці звичайних конструкційних матеріалів. Переважна для виготовлення різьбо-нарізного інструменту, що працює з ударними навантаженнями.

Р18Ф2

Для виготовлення інструменту, що застосовується при обробці матеріалів підвищеної твердості і в’язкості.

Р6М5К5

Для обробки високоміцних, нержавіючих та жароміцних сталей і сплавів, матеріалів, що володіють абразивними властивостями в умовах підвищеного нагрівання різальної кромки.

Р9К10

Для обробки нержавіючих та жароміцних сталей і сплавів, сталей підвищеної твердості і в’язкості.

Таблиця А.10 – Механічні властивості і призначення відливок із сірого чавуну

Марка чавуну

Механічні властивості

Призначення

межа міцності

σв/ σзг, кГ/мм2

твердість НВ, МПа

СЧ 12 – 28

12/28

1430 – 2290

Володіє низькою міцністю. Застосовується для невідповідальних відливок з товщиною стінок до 15 мм.

СЧ 15 – 32

СЧ 18 – 36

15/32

18/36

1630 – 2290

1700 – 2290

Володіє задовільними механічними властивостями. Застосовується для відпові-дальних відливок з товщиною стінок 8-15 мм.

Володіє задовільною міцністю в перерізах до 20 мм, застосовується для відповідальних відливок.

СЧ 21-40

СЧ 24 – 44

СЧ 28 – 48

21/40

24/44

28/48

1700 – 2410

Володіє доброю міцністю у відливках із стінками 20-40 мм. Застосовується для відповідальних відливок.

Застосовується для відповідальних машинобудівних відливок 20-60 мм

Сч 32 – 52

32/52

1870 – 2550

Застосовується для відповідальних висо-конавантажених відливок з товщиною стінок 20-100 мм.

Сч 36 – 56

36/56

1970 – 2690

Застосовується для відповідальних важ-конавантажених відливок з товщиною стінок не менше 20 мм.

СЧ 40 – 60

40/60

2070 – 2690

Застосовується для відповідальних товстостінних і важконавантажених відливок.

СЧ 44 – 64

44/64

2290 – 2890

Таблиця А.11 – Механічні властивості відливок із кувального чавуну

Марка чавуну

Межа міцності при розтягуванні

σв, кГ/мм2

Відносне видовження

δ, %

Твердість НВ,

МПа

КЧ 30 – 6

30

6

1630

КЧ 33 – 8

33

8

1630

КЧ 35 – 10

35

10

1630

КЧ 37 – 12

37

12

1630

КЧ50 – 4

50

4

2410

КЧ 56 – 4

56

4

2690

КЧ60 – 3

60

3

2690

Таблиця А.12 – Механічні властивості високоміцного чавуну з графітом кулястої (глобулярної) форми

Марка

чавуну

Межа міцності

σв, кГ/мм2

Відносне видовження

δ, %

Ударна в’язкість

αн, кГ·м/см2

Твердість НВ,

МПа

не менше

ВЧ 38 – 17

38

17

6,0

1400 – 1700

ВЧ 42 – 12

42

12

4,0

1400 – 2000

ВЧ 45 – 5

45

5

3,0

1600 – 2200

ВЧ 50 – 2

50

2

2,0

1800 – 2600

ВЧ 60 – 2

60

2

2,0

2000 – 2800

ВЧ 70 – 3

70

3

3,0

2290 – 2750

ВЧ 80 – 3

80

3

2,0

2200 – 3000

ВЧ 100 – 4

100

4

3,0

3020 – 3690

ВЧ 120 – 4

120

4

3,0

3020 – 3690

Таблиця А.13 – Механічні властивості деяких алюмінієвих ливарних сплавів

Марка

сплаву

Межа міцності при розтягуванні

σв, кГ/мм2

Відносне видовження

δ, %

Твердість НВ,

МПа

АЛ2

15

4

500

АЛ3

17

0,5

650

АЛ4

15

2

500

АЛ5

16

0,5

650

АЛ7 (загартов.)

20

6

600

АЛ9

16

2

500

АЛ10В

130

-

800

АЛ11

20

2

800

АЛ17В

18

1

650

АЛ19 (загартов.)

30

8

700

АЛ24

22

2

600

АЛ25

19

-

900

АЛ28

20

4

550

АЛ30

20

0,5

900

Таблиця А.14 – Механічні властивості алюмінієвих деформівних сплавів

Марка сплаву

Стан матеріалу

Межа міцності при розтягуванні

σв, кГ/мм2

Відносне видовження

δ, %

Відносне звуження

ψ, %

Твердість НВ,

МПа

АМц

відпалений

13

20

70

300

АМг2

відпалений

19

23

450

АМг5

відпалений

27

23

700

Д1

відпалений

21

18

58

450

Д16

відпалений

11

18

55

420

АК6

загартований

39

10

40

1000

В95

загартований

56

8

12

1500

Таблиця А.15 – Призначення алюмінієвих деформівних сплавів.

Марка сплаву

Призначення

АМц, АМг2, АМг5

Зварювані деталі, трубопроводи, ємності для рідин та інші деталі різної завантаженості та високої корозійної стійкості, зокрема, перегородки, палубні надбудови суден.

Д1

Деталі середньої міцності, штамповані вузли кріплення, заклепки тощо.

Д16, В95

Сильно навантажені деталі, опори, що несуть основне навантаження.

АК6

Деталі середньо та сильно навантажені, що виготовляються гарячою обробкою тиском.

Магнієві сплави: гост 2856 – 68, гост 14957 – 69 (витяг)

Таблиця А.16 – Хімічний склад магнієвих сплавів

Марка сплаву

Основні компоненти, % (останнє – магній)

алюміній

марганець

цинк

інші елементи

Ливарні сплави

Мл2

1,0 – 2,0

Мл5

7,5 – 9,0

0,15 – 0,5

0,20 – 0,8

Мл6

9,0 – 10,2

0,10 – 0,5

0,6 – 1,2

Мл10

0,1 – 0,7

0,4 – 1,0 Zr

Деформовані сплави

МА2

3,0 – 4,0

0,15 – 0,5

0,2 – 0,8

МА5

7,8 – 9,2

0,15 – 0,5

0,2 – 0,8

Таблиця А.17 – Фізичні та механічні властивості мідно-цинкових сплавів (латуней)

Марка сплаву

Густина

ρ, г/см3

Межа

міцності при розтягуванні

σв, кГ/мм2

Відносне видовження

δ, %

Твердість НВ,

МПа

ЛК80-3Л

8,3

30

15

1100

ЛАЖ60-1-1Л

8,5

42

18

900

ЛС59-1Л

8,5

20

20

300

ЛМц58-2Л

8,5

35

20

1000

Л96

8,85

52

400

Л70

8,53

55

ЛАЖ60-1-1

8,2

49

50

800

ЛМц58-2

8,5

36

36

1000

ЛО70-1

8,58

25

62

600

Таблиця А.18 – Фізичні та механічні властивості безолов’яних бронз, що обробляються тиском

Марка бронзи

Густина

ρ, г/см3

Межа

міцності

при розтягу-ванні

σв, кГ/мм2

Відносне видовження

δ, %

Відносне звуження

ψ, %

Твердість НВ,

МПа

Бр. А 5

8,5

28

55

48

650

Бр. А7

7,8

30

75

700

Бр. Амц 9-2

7,6

20

900-1200

Бр. АЖ 9-4

7,5

30-50

10-20

30

1200-1400

Бр. АЖМц

10 -3 -1,5

7,5

50

20

25

1200-1400

Бр. АЖН

10 – 4 – 4

7,5

65

10

12

1800-2000

Бр. Б 2

8,23

1400

Бр. КМц 3-1

8,4

35

25

950

Бр. КН 1 - 3

8,6

Бр. Мц 5

8,6

25

30

700