- •Изучение структуры и свойств легированных сталей
- •1. Цель работы
- •2. Влияние легирующих элементов
- •2.1. Влияние элементов на полиморфизм железа
- •2.2. Распределение легирующих элементов в стали
- •2.3. Влияние легирующих элементов на феррит
- •2.4. Карбидная фаза в легированных сталях
- •2.5. Влияние легирующих элементов на превращения в стали при термической обработке
- •2.5.1. Влияние легирующих элементов на кинетику распада аустенита
- •2.5.2. Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение
- •2.5.3. Влияние легирующих элементов на рост зерна аустента
- •2.5.4. Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске
- •3. Классификация и маркировка легированных сталей
- •3.1. Классификация по равновесной структуре
- •3.2. Классификация по структуре после охлаждения на воздухе
- •3.3. Классификация по составу
- •3.4. Классификация по назначению
- •3.5. Маркировка легированных сталей
- •4. Изучение структуры, свойств и условий термической обработки некоторых легированных сталей
- •4.1. Сталь 40х
- •4.2. Шарикоподшипниковая сталь шxi5
- •4.3. Хромоникелевая нержавеющая сталь i2xi8h10t
- •4.5. Износостойкая высокомарганцовистая аустенитная сталь 110г1зл
- •4.5. Быстрорежущая инструментальная сталь pi8
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Содержание отчета
- •7. Перечень контрольных вопросов
- •Химический состав, структура, механические свойства и типичные режимы термической обработки изучаемых сталей
- •Изучение структуры и свойств цветных сплавов
- •1. Цель работы
- •2. Содержание работы
- •3. Цветные металлы и сплавы
- •3.1. Алюминий и его сплавы
- •3.2. Медь и ее сплавы
- •3.2.1 Латуни (гост 15527-2004)
- •3.2.2. Бронзы
- •3.2.2.1. Оловянистые бронзы ( гост 5017-2006 и гост 613-79)
- •3.2.2.2. Свинцовые бронзы (гост 493-79)
- •3.3. Титан и его сплавы ( гост 9852-72, гост 10994-64)
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. План отчета
- •6. Перечень контрольных вопросов
- •Полимерные материалы
- •1. Цель работы
- •2. СОдержание работы
- •3. Теоретическая часть
- •3.1. Классификация и структура полимеров
- •3.1.1. По происхождению
- •3.1.2. По составу макромолекул
- •3.1.3. По полярности
- •3.1.4. По форме макромолекул
- •3.1.5. По фазовому составу
- •3.1.6. Физические состояния полимеров
- •3.1.7. По отношению к нагреву
- •Механические свойства и степень кристалличности полимеров
- •3.1.8. По составу добавок
- •Классификация дисперсных наполнителей
- •4. Свойства пластмасс
- •4.1. Термопластичные пластмассы
- •4.1.1. Неполярные термопластичные пластмассы.
- •4.1.2. Полярные термопластичные пластмассы
- •4.1.3. Термостойкие пластики
- •4.2. Термореактивные пластмассы
- •Физико-механические свойства термореактивных пластмасс
- •4.3. Газонаполненные пластмассы
- •5. Резиновые материалы
- •6. Материалы, представляемые на лабораторной работе
- •Термопласты
- •Реактопласты
- •Резиновые и углеродистые материалы
- •Смолы, наполнители
- •1. Цель работы
- •2.1. Классификации композиционных материалов
- •2.2. Композиционные материалы с нуль-мерными наполнителями
- •2.2.1. Композиционные материалы с алюминиевой матрицей
- •2.2.2. Композиционные материалы с никелевой матрицей
- •Механические свойства оксидов Th02
- •2.3. Композиционные материалы с одномерными наполнителями
- •2.3.1. Упрочнение волокнами
- •2.3.2. Армирующие материалы и их свойства
- •2.3.3.Композиционные материалы с двумерным наполнителями (слоистые композиты)
- •2.4. Плакированиие высокопрочных материалов
- •2.4.1. Металлополимерные скм
- •3. Материалы для исследования
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •6. Перечень контрольных вопросов
4.1.3. Термостойкие пластики
В этих полимерах фениленовые звенья чередуются с гибкими звеньями (амидными, сульфидными и др.) Температура эксплуатации их до 4000С. Практический интерес представляют ароматические полиамиды, полифениленоксид, полисульфон и гетероциклические полимеры – полиимиды, полибензимидазолы.
Ароматический полиамид (фенилон) – содержит фенильные радикалы, соединенные группами –NH–CO–. Это линейный гетероцепной полимер, способный кристаллизоваться, который может длительно работать при температуре 250-2600С, морозостоек (даже при температуре жидкого азота), имеет повышенную стойкость к радиации, химическую стойкость. По сравнению с капроном фенилон обладает более высоким сопротивлением усталости и износостойкостью.
Из фенилона изготавливают подшипники, уплотнительные детали запорных устройств, зубчатые колеса, а также получают волокна и пленки.
Полисульфон – простой ароматический полиэфир, в макромолекулах которого между фениленовыми группами имеются звенья –SO2– (повышают стойкость к нагреву), группы –O–, –C(CH3)2– (уменьшает жесткость). Это аморфный, трудно кристаллизующийся полимер. Полисульфон термически стабилен, химически стоек. Его применяют в виде пленок, литых изделий и покрытий для эксплуатации при температуре от –100 до 175 0С (в инертной атмосфере до 400 0С). Из него изготавливают детали автомобилей, станков, бытовых машин, электротехнических изделий.
Полиимиды – ароматические гетероциклические полимеры. Цепь макромолекул содержит имидные циклы и ароматические ядра, соединенные гибкими связями –О–, –СО–. В зависимости от структуры полиимиды могут быть термопластичными и термореактивными. Полиимиды отличаются высокими механическими и электроизоляционными свойствами, широким диапазоном рабочих температур (от –200 до 3000С), стойкостью к радиации. Полиимиды стойки к действию растворителей, масел, слабых кислот, разрушаются при длительном воздействии кипящей воды и водяных паров, могут работать в глубоком вакууме при высоких температурах.
Полиимидные прессовочные материалы используют для изготовления изделий конструкционного, антифрикционного и электроизоляционного назначения.
4.2. Термореактивные пластмассы
Термореактивные смолы применяют в качестве связующих веществ, в которые могут вводить пластификаторы, отвердители, ускорители или замедлители, растворители. Основным требованием к связующим веществам являются высокая адгезионная способность, теплостойкость, химическая стойкость и электроизоляционные свойства, простота технологической переработки, небольшая усадка и отсутствие токсичности. Для обеспечения высокой адгезии, связующее вещество должно быть полярным. Смола склеивает как отдельные слои наполнителя, так и элементарные волокна и воспринимает нагрузку одновременно с ними, поэтому связующее вещество после отвердения должно обладать достаточной прочностью на отрыв при расслаивании материала. Необходимо, чтобы температурные коэффициенты линейного расширения связующего и наполнителя были близки по величине. В производстве пластмасс наиболее широко используют фенолоформальдегидные, кремнийорганические и эпоксидные смолы.
В зависимости от формы частиц наполнителя термореактивные пластмассы можно подразделить на следующие группы:
1) Пластмассы с порошковыми наполнителями. В качестве наполнителя применяют органические (древесная мука) и минеральные (молотый кварц, асбест, слюда, графит) порошки. Свойства порошковых пластмасс характеризуются изотропностью, невысокой механической прочностью и низкой ударной вязкостью, удовлетворительными электроизоляционными показателями. Их применяют для несиловых конструкционных и электроизоляционных деталей. Минеральные наполнители придают пластмассе водостойкость, химическую стойкость, повышенные электроизоляционные свойства.
2) Пластмассы с волокнистыми наполнителями. К этой группе пластмасс относят волокниты, асбоволокниты, стекловолокниты.
Волокниты представляют собой композиты из волокнистого наполнителя в виде очесов хлопка, пропитанного фенолформальдегидным связующим. По сравнению с пресс-порошками они имеют несколько повышенную ударную вязкость.
Асбоволокниты в качестве наполнителя содержат асбест. Связующим служит в основном фенолоформальдегидная смола. Преимущество асбоволокнитов является повышенная теплостойкость (свыше 200 0С), устойчивость к кислым средам и высокие фрикционные свойства.
Стекловолокниты – это композиция, состоящая из синтетической смолы, являющейся связующим, и стекловолокнистого наполнителя. В качестве наполнителя применяют непрерывное или короткое стекловолокно. Прочность волокна резко возрастает с уменьшением его диаметра.
3) Слоистые пластмассы. Слоистые пластмассы являются силовыми конструкционными и поделочными материалами. Листовые наполнители, уложенные слоями, придают пластику анизотропность. Материалы выпускают в виде листов, плит, труб, загаотовок, из которых механмческой обработкой получают различные детали.
Гетинакс получается на основе модифицированных фенольных, анилиноформальдегидных и карбамидных смол и различных сортов бумаги. По назначению гетинакс подразделяют на электротехнический и декоративный.
Текстолит среди слоистых пластиков обладает наибольшей способностью поглощать вибрационные нагрузки, хорошо сопротивляться раскалыванию. Для его изготовления в качестве связующего используют термореактивные смолы, а наполнитель – хлопчатобумажные ткани. В зависимости от назначения текстолиты делят на конструкционные, электротехнические, графитированные, гибкие прокладочные.
Древеснослоитые пластики (ДСП) состоят из тонких листов древесного шпона, пропитанных феноло- и крезольно-формальдегидными смолами и спрессованных в виде листов и плит. Они имеют высокие физико-механические свойства, низкий коэффициент трения и с успехом заменяют текстолит, цветные металлы и сплавы.
Асботекстолит содержит 38-43% связующего, остальное асбестовая ткань. Он является конструкционным, фрикционным и термоизоляционным материалом.
Стеклотекстолиты в качестве наполнителя содержат стеклянные ткани. Стеклотекстолит на фенолоформальдегидном связующем недостаточно вибропрочен, но зато по сравнению с обычным текстолитом он более теплостоек и имеет более высокие электроизоляционные свойства. Эпоксидные связующие обеспечивают стеклотекстолитам наиболее высокие механические свойства и позволяют изготовлять крупногабаритные детали.
Основные свойства термореактов показаны в таблице 4.1.
Таблица 4.1