45

Общие сведения

Машиностроительные материалы делятся на металлические и неметаллические.

К неметаллическим материалам относятся пластические массы, резиновые материалы, древесина, пленки, клеи, лакокрасочные покрытия, керамика, неорганические материалы и т.д. Использование неметаллических материалов в машиностроении, в том числе в авто- и тракторостроении, невелико и составляет 7…8 %.

К металлическим материалам относятся железоуглеродистые сплавы (стали и чугуны), цветные и антифрикционные сплавы и порошковые материалы.

Ценность металлических материалов обуславливается следующими технологическими свойствами:

1. Обрабатываемость резанием – способность металлов подвергаться обработке и принимать заданную форму. Обычно обрабатываемость определяется по скорости резания, усилию резания и качеству обработки.

2. Свариваемость – способность сплавов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного металла. Хорошей свариваемостью обладают низкоуглеродистые стали, а худшей – чугуны, медные и алюминиевые сплавы.

3. Ковкость – способность металлов и сплавов без разрушения изменять свою форму при обработке давлением. Железо, сталь, медь и многие другие металлы и сплавы обладают хорошей ковкостью. Их подвергают прокатке, ковке, прессованию, волочению, штамповке.

4. Прокаливаемость – способность стали или других сплавов воспринимать закалку на определенную глубину (от поверхности). Прокаливаемость зависит от присутствия легирующих элементов и размеров зерна. Лучше прокаливаются мелкозернистые структуры.

5. Жидкотекучесть – способность расплавленного металла или сплава заполнить литейную форму. Для повышения жидкотекучести металлов и сплавов в них вводят специальные добавки или повышают температуру разливки. Так, фосфор добавляют к медным сплавам и чугунам, кремний к алюминию; для стали – повышают температуру разливки.

6. Усадка при кристаллизации – уменьшение объема или линейных размеров расплавленного металла или сплава при его охлаждении до комнатной температуры. На величину усадки влияют химический состав металла, температура и др.

Металлы делят на черные и цветные. К черным относят только один металл – железо и сплавы на его основе – различные виды стали и чугуна. Сталь – это железоуглеродистый сплав, содержащий углерода 0,01…2 %, марганца 0,3…0,9 %, кремния 0,15…0,35 %, серы до 0,06 %, фосфора до 0,07 %. Чугун – это железоуглеродистый сплав, содержащий углерода более 2 %, кремния 0,15…4,25 %, марганца 0,2...2 %, серы 0,02…2 %, фосфора 0,1…1,2 %.

К цветным относят все остальные металлы и их сплавы – тяжелые (медь, олово, цинк, никель, хром, кобальт и др.) и легкие (алюминий, магний, титан, бериллий, цезий и др.).

В технике и производстве применяются, как правило, не чистые металлы, а сплавы: металла с металлом, металла с неметаллом, многокомпонентные. Физические, механические и другие свойства чистых металлов, доступных для технического использования, не могут удовлетворять разносторонним, а часто и комплексным требованиям. Чистые металлы дороги, недостаточно прочны и в большинстве случаев неудобны в производстве. Сплавы более выгодны: они значительно дешевле чистых металлов, более прочны и тверды, обладают такими ценными свойствами, как высокие литейные качества, более легкая обрабатываемость режущими инструментами, коррозионная стойкость и, что особенно важно, сплавы можно получить практически с любыми свойствами, которые требуются в соответствующей отрасли производства.