5 Физико-механические свойства конструкционных материалов.
Физико-механические свойства конструкционных материалов подразделяются на:
конструкционные;
технологические;
эксплуатационные.
К конструкционным свойствам относятся:
прочность;
упругость;
пластичность;
твердость;
ударная вязкость.
Эти свойства определяют прочность и долговечность машины.
К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся:
литейные свойства;
деформируемость;
свариваемость;
обрабатываемость режущим инструментом.
Эти свойства позволяют производить формоизменяющую обработку и получать заготовки и детали машин.
К эксплуатационным свойствам относятся:
износостойкость;
коррозионная стойкость;
жаростойкость;
жаропрочность;
хладостойкость;
антифрикционность.
6 Чистые металлы и их сплавы. Сравнительная характеристика.
Применение чистых металлов в промышленности крайне ограничено. Их использование не всегда экономически выгодно, часто они не отвечают требуемым свойствам. В металлах не всегда сочетаются одновременно несколько необходимых свойств. Их прочность невысока, электрические свойства зависят от изменения температуры, они имеют высокий коэффициент теплового расширения и т.д. Сплавы в отличие от чистых металлов можно получить почти с любыми заданными свойствами.
Сплавом называется материал, полученный соединением двух или более веществ. Металлический сплав получают сплавлением металлов или преимущественно металлов с неметаллами. При этом металлический сплав обладает комплексом характерных металлических свойств. Например, латунь – сплав меди (металл) с цинком (металл), сталь – сплав железа (металл) с углеродом (неметалл). Большинство сплавов получают путем сплавления, т. е. соединения компонентов сплава в жидком состоянии. Есть и другие способы образования сплавов. Так, металлокерамические сплавы образуются путем спекания из порошков.
7 Основы теории сплавов. Определения основных понятий.
По числу компонентов различают двухкомпонентные (двойные), трехкомпонентные (тройные), четырехкомпонентные и многокомпонентные сплавы.
При изучении сплавов пользуются специальными терминами: система, компонент, фаза, структурная составляющая.
Системой называют группу сплавов, выделяемую для изучения их строения и свойств. Понятия система «медь-никель» или система «железо-углерод» означают, что для исследования берут сплавы с различной концентрацией (содержанием) в первом случае меди и никеля, во втором – железа и углерода.
Компонентами называют вещества, образующие систему. Компонентами могут быть чистые металлы, неметаллы, устойчивые химические соединения. Например, в сплавах железа с углеродом компонентами будут железо (чистый металл) и карбид железа Fe3C (химическое соединение). В этом случае получается система сплавов Fe-Fe3C.
Фаза – однородная часть сплава, имеющая свой состав, свойства и видимую границу раздела. Сплавы могут быть однофазные, когда все кристаллы однородны, имеют один состав и одинаковые свойства, а границы позволяют судить об их форме и размерах. Сплавы могут быть двух- и многофазные, если они состоят из различных по составу и свойствам кристаллов.
В большинстве случаев входящие в сплав компоненты в жидком состоянии полностью растворимы друг в друге и представляют собой жидкий раствор (одна фаза – жидкость). В твердом состоянии сплавы образуют твердые растворы, химические соединения и механические смеси (рис. 3.1).
Структурная составляющая – это однородная часть строения, образовавшаяся в результате первичной или вторичной кристаллизации сплава как из жидкого, так и из твердого раствора. Структурная составляющая может состоять из одной или нескольких фаз.
Рис 3.1 - Структура и строение элементарной ячейки пространственнойкристаллической решетки различных сплавов из двух металлов:
● – атомы металла А; ○ – атомы металла В