2.5 Эксплуатационные свойства

Выбор материала для какой-либо детали, обладающего заданными физическими, химическими, механическими и технологическими свойствами должен обеспечить и соответствующие эксплуатационные свойства, чтобы эта деталь работала в машине, механизме или конструкции надёжно и долговечно и не сломалась в самый неподходящий момент. К эксплуатационным свойствам относятся: износостойкость, жаростойкость, хладностойкость, жаропрочность и антифрикционность. Исходя из условий эксплуатации проводят испытания образцов из материала детали для измерения того или другого свойства. На специальных испытательных машинах – механических стендах создают условия работы для образца, близкие к реальным для детали и через определённые промежутки времени измеряют проверяемый параметр. По результатам испытаний рассчитывают срок службы детали.

Износостойкость – сопротивление изнашиванию, то есть изменению размеров и формы детали вследствие разрушения поверхностного слоя материала при трении. Процесс изнашивания приводит к поломке детали, так как её размер становится меньше и деталь не выдерживает нагрузки. Следует отметить, что износ – это величина изношенного слоя материала (мм). Чем ниже коэффициент трения (резина – 0,5; текстолит – 0,25; сталь – 0,15; бронза – 0,1; капрон – 0,055; алмаз – 0,02) и выше твёрдость материала детали (у закалённой стали выше, чем у незакалённой), тем выше износостойкость поверхности.

Жаростойкость – сохранение материалом детали работоспособности при высоких температурах (вольфрам – 3000 °С , титан – 1000 °С, жаростойкие легированные стали – 550...1100 °С, железобетон – 400 °С, бетон – 100 °С).

Хладностойкость – сохранение материалом детали работоспособности при низких температурах (качественная сталь – минус 30 °С, легированные стали – минус 150 °С, алюминиевые и медные сплавы – минус 200 °С. фторопласт-4 и полиэтилен – минус 70°С, специальные резины – минус 70 °С).

Жаропрочность – сохранение материалом прочности на достаточном для эксплуатации уровне при высоких температурах (сплавы «нихром» – 700...1000 °С, жаропрочные легированные стали – 500...750 °С).

Антифрикционность – сохранение низкого сопротивления трению в заданных условиях эксплуатации. Это свойство взаимосвязано с износостойкостью, но оба они относятся к различным критериям работы поверхностей трущихся деталей: антифрикционность (баббиты, фторопласт-4) позволяет не снижать эксплуатационные характеристики машины в целом, а износостойкость предохраняет трущиеся поверхности деталей от разрушения истиранием (трением).

2.6 Лабораторная работа №1 «Определение плотности конструкционных материалов косвенными измерениями»

(2 часа)

1 Цель работы: закрепить теоретические положения изучения физических свойств конструкционных материалов прямыми и косвенными измерениями образцов.

2 Принадлежности:

весы электронные;

комплект образцов для испытаний на каждого студента:

№1: сплав мягкого металла, размеры 15*15*5 мм, не менее;

№2: древесина, размеры 50*50*50 мм, не менее;

№3: пластмасса, размеры 20*20*5, не менее;

штангенциркуль ШЦ1;

справочная литература: [2].