Экзаменационный билет № 19

1. Резина, ее основные свойства и применение.

Резина — продукт вулканизации композиции, содержащей связующее вещество — натуральный или синтетический каучук. В конструкции современных автомобилей используют несколько сот изделий, выполненных из резины. Это шины, камеры, шланги, уплотнители, герметики, детали для электро- и виброизоляции, приводные ремни и т. д. Их масса составляет до 10 % от общей массы автомобиля. Широкое применение резиновых изделий в автомобилестроении объясняется их уникальными свойствами: • эластичностью; • способностью поглощать ударные нагрузки и вибрацию; • низкой теплопроводностью и звукопроводностью; • высокой механической прочностью; • высокой сопротивляемостью к истиранию; • высокой электроизоляционной способностью; • газо- и водонепроницаемостью; • устойчивостью к агрессивным средам; • низкой плотностью. Основное свойство резины — обратимая эластичная деформация — способность многократно изменять свою форму и размеры без разрушения под воздействием сравнительно небольшой внешней нагрузки и вновь возвращаться в первоначальное состояние после снятия этой нагрузки.

2. Цветные металлы и славы.

Цветными называют металлы - алюминий, магний, цинк, медь и сплавы на их основе (деформируемые и литейные).

Алюминий и алюминиевые сплавыв целом обладают высокой прочностью, малой плотностью и, как следствие, высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью, высокими тепло- и электропроводностью. Механические свойства алюминия и его сплавов существенно зависят от состояния материала (отожженный или нагартованный) и могут быть повышены введением в состав сплава легирующих элементов: меди, магния, цинка, марганца и др. Медь увеличивает твердость, хрупкость алюминиевых сплавов, ухудшает их коррозионную стойкость. Кремний способствует повышению твердости сплава. Марганец вводят преимущественно для повышения коррозионной стойкости алюминиевых сплавов. Цинк способствует упрочнению алюминиевых сплавов, но уменьшает их коррозионную стойкость. Добавки никеля способствуют большей стабильности и повышению теплопроводности сплавов. Железо для большинства алюминиевых сплавов является вредной примесью, ухудшает их коррозионную стойкость, но в некоторые алюминиевые сплавы вводят до 1,5 % железа для повышения жаропрочности. Эксплуатационные свойства алюминиевых сплавов делают их незаменимым материалом для авиационной промышленности.

Магний среди технических металлов имеет минимальную плотность, однако из-за плохого комплекса эксплуатационных свойств как конструкционный материал в чистом виде не применяется. Магниевые сплавы прочны, имеют малую плотность, высокую удельную прочность, удовлетворительную коррозионную стойкость к атмосферным воздействиям, однако они не устойчивы в морской воде, в среде органических и минеральных кислот.

Важнейшими легирующими элементами в магниевых сплавах являются алюминий, цинк, марганец. Алюминий вводят для увеличения прочности и пластичности сплава, однако с увеличением содержания алюминия увеличивается склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением. Цинк способствует повышению коррозионной стойкости сплава. Марганец вводят для повышения коррозионной стойкости и увеличения прочности магниевого сплава.

Сплавы цинка достаточно прочны, обладают высокой коррозионной стойкостью к атмосферным воздействиям. Цинковые литейные сплавы используют ограниченно в качестве антифрикционных материалов. Цинк часто используют для электрохимической защиты железосодержащих сплавов.

Медь имеет высокую электро- и теплопроводность, высокую пластичность и достаточную прочность. Механические свойства меди зависят от предварительной термической обработки. Предел прочности нагартованной меди в 2 раза выше, чем у отожженной. Медь хорошо смачивается маслом, сопротивляется контактному схватыванию, особенно в пассивированном состоянии. Антифрикционные свойства меди недостаточно высоки и не допускают ее применения при трении скольжения и действии больших нагрузок. В атмосферных условиях она корродирует незначительно; растворяется в азотной и серной кислотах; в щелочах и соляной кислоте растворяется медленно. Медь защищает железосодержащие сплавы механически.

Латуни(медно-цинковые сплавы) обладают высокой прочностью (особенно в наклепанном состоянии), хорошей пластичностью (в отожженном состоянии), высокой коррозионной стойкостью. Наибольшую пластичность имеют латуни, содержащие 30...32 % цинка, а наибольшую прочность - содержащие 42...45% цинка (авиационные латуни). Чаще применяют латуни, обрабатываемые давлением.

Бронзы -сплавы на медной основе с добавками олова, алюминия, кремния, бериллия. Оловянные бронзы обладают хорошими антикоррозионными и антифрикционными свойствами. Чисто оловянные бронзы в настоящее время не применяют из-за дефицита и высокой стоимости олова. При ограничении содержания олова до 10 % в оловянные бронзы добавляют фосфор, цинк для улучшения их механических свойств. Введением свинца улучают главным образом антифрикционные свойства бронз. Безоловянные бронзы обладают также высокими механическими свойствами, имеют хорошие антикоррозионные и антифрикционные свойства.

Силумины(сплавы алюминий-кремний) обладают наиболее высокими литейными свойствами среди литейных алюминиевых сплавов Сплавы системы алюминий - медь обладают пониженными литейными свойствами, склонны к образованию усадочных трещин и рассеянной усадочной пористости. Преимущество этих сплавов - теплопрочность. Сложные алюминиевые сплавы, легированные медью и кремнием, обладают высокой жидкотекучестью. Алюминиево-магниевые сплавы склонны к окислению, образованию усадочных трещин, обладают пониженной жидкотекучестью, изготовление отливок вызывает трудности.