bogodukhov_s_i_sinyukhin_a_v_kozik_e_s_kurs_materialovedeniy
.pdfВЫБОР МАТЕРИАЛОВ |
241 |
|
|
Название — Эбонит.
По ГОСТ 2748–77 выпускают эбонит марок А (для высокой элек трической изоляции), Б (для общей электрической изоляции), В (в ка честве поделочного материала в виде пластин, прутков и трубок). По ГОСТ 6980–76 и 9298–77 из эбонита изготавливают моноблоки и дета ли для аккумуляторов.
Марка — В.
Детали машин и области применения: трубы, сосуды, насосы, де тали машин и аппаратов химического машиностроения, электроизо ляционные детали.
Продукт вулканизации каучука большим количеством серы. Твер дое вещество, стойкое в кислотах, щелочах, органических растворите лях; хорошо обрабатывается резанием. При повышенных температу рах (65…100 °С) переходит в пластичное состояние, позволяющее осу ществлять штамповку.
Физико механические свойства:
1100…1250 кг/м3;
30…60 МПа;
1…4 %.
2.3.4.3. Клеи
Название — Фенольно каучуковые композиции.
Клеи на основе резольной смолы, совмещенной с каучуком. Выпускаются марок ВК 32 200, ВК 3, ВК 4, ВК 13 и др.
Детали машин и области применения: склеивание металлов, сили катных стекол.
Клеевые соединения теплостойки; хорошо выдерживают цикличе ские нагрузки; устойчивы в маслах, жидком топливе; обладают отлич ной водостойкостью. Склеивание производится под давлением при температуре 150…200 °С.
Физико механические свойства:
в 17…20 МПа (при равномерном отрыве);в 3…5 МПа (при неравномерном отрыве);сд 14…25 МПа;
tраб 200…350 °С.
Название — Фенолополивинилацеталиевые клеи.
Спиртовые растворы поливинилацеталей с резольными фенол формальдегидными смолами. В соответствии с ГОСТ 12172–74 вы пускаются клеи семи марок: БФ 2, БФ 4, БФ 2Н, БФ 4Н, БФР 2, БФР 4, БФ 6.
Марка — БФ 2.
242 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Детали машин и области применения: склеивание цветных метал лов, коррозионно стойких сталей, неметаллов и металлов с неметал лами.
Клеевое соединение обладает хорошей водостойкостью, дли тельно устойчиво в маслах, бензине, керосине, спиртоглицерино вой смеси.
Физико механические свойства:
сд 20 МПа (при 20 °С); термостойкость клеевой пленки от 60 до 80 °С.
Название — Клеи на основе эпоксидных смол.
Применяют клеи холодного отверждения (ВК 9, ВК 16, КЛН 1, Л 4, ЭПО) и горячего отверждения (ВК 32 ЭМ, К 153,ФЛ 4С, ВК 1).
Марка — ВК 32 ЭМ.
Детали машин и области применения: склеивание сталей, дуралю минов между собой и с пенопластами.
Клеевое соединение стойко в различных климатических усло виях.
Физико механические свойства:сд 25 МПа.
Название — Резиновые клеи.
Представляют собой растворы каучуков и (или) резиновых смесей в органических растворителях, часто с добавлением легирующих ком понентов. По температуре отверждения подразделяют на клеи горя чей вулканизации (100…150 °С) и холодного отверждения (15…20 °С). Резиновые клеи предназначены для склеивания резины с резиной, резины с металлами, древесиной и другими материалами.
Марка — 88 Н (МРТУ 38 5 880 66).
Детали машин и области применения: приклеивание холодным способом резины к металлам, стеклу и другим материалам, а также для склеивания резины с резиной.
Клей 88 Н представляет собой раствор резиновой смеси на основе наирита и бутилфенолформальдегидной или другой смолы в смеси этилацетата и бензина «галоша». Прочность клеевого соединения ре зины 56 В со сталью или дуралюмином при отрыве 1,1 МПа после 24 часового отверждения.
Название — Фосфатные клеи.
Марка — АХФС.
Детали машин и область применения: склеивание различных ме таллов, графита.
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ |
243 |
|
|
Клей на алюмохромофосфатной связке. Отверждается при различ ных температурах (от 20 до 250 °С); водо и кислотостоек; обладает хорошей адгезией.
Физико механические свойства:1530 кг/м3;
в 3…10 МПа;сд 0,9…1,4 МПа;
tраб до 1000…1800 °С.
2.3.4.4. Герметики
Название — Герметик тиоколовый.
Марка — У 30М.
Детали машин и области применения: предназначен для гермети зации металлических (кроме латунных, медных, серебряных) и других соединений, работающих в среде разбавленных кислот, щелочей, жидкого топлива и на воздухе во всех климатических условиях при температурах от 60 до 130 °С.
Применяют в авиационной и автомобильной промышленности, в судостроении, для строительной техники.
Обладает высокой газо и паронепроницаемостью, высокой адгезией к металлам, древесине, бетону, стоек к топливу и мас лам.
Физико механические свойства:1400 кг/м3;
в 2,5…3,9 МПа.
Название — Герметик силоксановый.
Марка — ВИКСИНТ У 1 18.
Детали машин и области применения: предназначен для поверх ностной герметизации металлических соединений, электро , радио аппаратуры, для внутришовных соединений клепанных и сварных конструкций.
Стоек в различных климатических условиях; может работать при температуре от 60 до 300 °С; выдерживает вибрации и уда ры.
Физико механические свойства:2250 кг/м3;
в 2 МПа.
Название — Герметики эпоксидные.
Детали машин и области применения: герметизация металли ческих и стеклопластиковых изделий. Применяются в судовых
244 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
конструкциях (марка УП 5 197С), в шахтной аппаратуре (марка УП 6 103), в электрорадиотехнических изделиях (марка УП 5 105 2).
Могут работать в условиях тропической влажности, при вибраци онных и ударных нагрузках.
Физико механические свойства:в 6…55 МПа;
tраб 60… 75 °С (герметики холодного отверждения), от 60 до140 С (герметики горячего отверждения).
3. ОБУЧАЮЩАЯ ПРОГРАММА «ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ»
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ
Обучающая программа для студентов машиностроительных специальностей
Нажмите клавишу ПУСК.
ВВЕДЕНИЕ
Обучающая программа «Диаграммы состояния» знакомит студентов с принципами построения диаграмм. Она охватывает двойные системы, образованные компонентами, как обладающими различными аллотро пическими модификациями, так и не имеющими таких превращений.
Программа знакомит с правилами отрезков, а также с различными аспектами их применения, дает представление о методах работы с диаграммами.
Программа написана по принципу программированного руково дства. Суть его состоит в том, что в целях наиболее активного усвое ния студентами учебного материала, после определенного объема сведений, задаются одна или несколько задач по рассматриваемой теме. Дальнейшее продвижение по тексту руководства возможно лишь после их решения. В тех случаях, когда решение задачи вызыва ет у студента затруднение, ему может быть предложена помощь в виде различного рода пояснений. При повторных неудачах на экран выво дятся неусвоенные разделы учебного материала либо предлагается об ратиться за помощью к преподавателю.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ «ДИАГРАММ СОСТОЯНИЯ»
Большинство из приведенных в руководстве задач снабжены серией ответов, среди которых студенту надлежит выбрать правильный и ввести его номер в ЭВМ. Если правильный ответ складывается из нескольких приведенных в перечне ответов, то их номера следует записать одним числом в порядке возрастания цифр и затем нажать клавишу ПУСК.
Если в процессе работы над учебным материалом студенту требу ется обратиться к какой либо диаграмме состояния из ранее рассмот
246 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
ренных, то это можно сделать (при наличии на экране надписи «На жмите клавишу ПУСК»), нажав функциональную клавишу F10 (в ле вой или верхней частях клавиатуры), и затем клавишу ПУСК. На эк ране появится перечень диаграмм состояния. После этого указать, ка кие действия следует предпринять в дальнейшем.
Для вызова на экран текста любого из разделов, содержащихся в оглавлении, наберите на клавиатуре число, стоящее справа от наиме нования раздела, и нажмите клавишу ПУСК.
Диаграммы состояния представляют собой графическое изображе ние состояния сплавов. Они отражают равновесные состояния спла вов, поэтому часто такие диаграммы называют равновесными.
Каждая точка на диаграмме показывает состояние сплава с опре деленной концентрацией компонентов при определенной темпера туре.
Диаграмма состояния системы, состоящей из одного компонента А, — это температурная ось (шкала) с нанесенными на нее точками фазовых переходов, претерпеваемых компонентом при нагреве или охлаждении (рис. 1).
На диаграмме видно, что ниже температуры T1 компонент А суще ствует в кристаллической модификации альфа, выше T1 — бета, выше температуры T2 компонент находится в жидком состоянии.
Обычно для построения диаграмм состояния используют резуль таты термического анализа, т.е. строят кривые охлаждения и по оста новкам и перегибам на этих кривых, вызванных тепловыми эффекта ми превращений, определяют температуры превращений.
Нажмите клавишу ПУСК.
Кривая охлаждения, на основе которой построена представленная на рис. 1 диаграмма, имеет вид, изображенный на рис. 2:
Рис. 1 |
Рис. 2 |
ОБУЧАЮЩАЯ ПРОГРАММА «ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ» 247
На кривой охлаждения первая температурная остановка (верхняя горизонтальная линия) связана с затвердеванием вещества и образо ванием кристаллической решетки . Вторая ступенька вызвана поли морфным превращением решетки в решетку .
Нажмите клавишу ПУСК.
Теоретической основой для построения диаграмм состояния яв ляется правило фаз Гиббса, устанавливающее в математической форме общие закономерности существования фаз в равновесных условиях:
C K F 1,
где K — число компонентов, образующих систему; F — число сосуще ствующих фаз; C — число степеней свободы.
Компонентами называют вещества, образующие систему. На пример, в системе, состоящей из воды, в которой плавает лед, единственным компонентом является вода (в жидком и твердом состояниях).
Фаза — это однородная часть системы, отделенная от других час тей (других фаз) поверхностью раздела, при переходе через которую свойства вещества меняются скачком. (Наша система представлена двумя фазами: льдом и жидкостью.)
Под степенями свободы понимают внешние и внутренние факто ры, которые можно изменять, не выводя систему из данного фазового состава. Внешним фактором является температура, внутренним — концентрация компонентов в системе. (В нашем случае может изме няться только внешний фактор — температура. Концентрация ме няться не может, так как система однокомпонентна. Число степеней свободы равно нулю. Действительно: C = 1–2 + 1 = 0. Это значит, что в заданном фазовом составе система может существовать только при постоянной температуре.)
Нажмите клавишу ПУСК.
Используя правило фаз, убедитесь, что оба фазовых перехода (LA и A A ; см. рис. 1) протекают при 0 степеней свободы, т.е. при постоянной температуре.
Нажмите клавишу ПУСК.
Вопрос № 1
Каков равновесный фазовый состав однокомпонентной системы А (см. рис. 1) при температуре T1?
248 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Ответы:
При температуре T1 в системе A присутствуют фазы: 1. Жидкость.
2.A .
3.A . ? 23
Правильно. Продолжайте изучение диаграмм состояния. Нажмите клавишу ПУСК.
Диаграммы, аналогичные рассмотренной, можно построить для
двух , трех и многокомпонентных сплавов.
Вид диаграммы определяется характером взаимодействия входя щих в состав сплава компонентов.
На рис. 3 представлена диаграмма двухкомпонентного сплава, со стоящего из n процентов компонента A и (100 n)% компонента В. Компоненты образуют друг с другом растворы как в жидком, так и в твердом состояниях. На рис. 4 представлена кривая охлаждения, на основании которой построена диаграмма.
Температурная точка T2, выше которой сплав находится в жидком состоянии, называется точкой ЛИКВИДУС. Точка T1, ниже которой сплав находится в твердом состоянии, называется точкой СОЛИДУС.
В интервале между точками ликвидус и солидус в сплаве содержат ся две фазы: жидкость и твердый раствор компонентов друг в друге.
Используя правило фаз, убедитесь, что между температурами T2 и T1 сплав находится в моновариантном равновесии (существует при одной степени свободы). Это означает, что фазовый переход жид кость твердый раствор протекает в интервале температур и соот ветствующий участок кривой охлаждения должен быть представлен наклонной линией.
Рис. 3 |
Рис. 4 |
ОБУЧАЮЩАЯ ПРОГРАММА «ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ» 249
Нажмите клавишу ПУСК.
Совокупность диаграмм состояния, подобных представленной на рис. 3, с различными значениями n образует ДИАГРАММУ СОСТО ЯНИЯ СИСТЕМЫ СПЛАВОВ.
Диаграммы состояния систем сплавов строят в координатах тем пература (две вертикальные оси) — концентрация компонентов (го ризонтальная ось). Левый конец оси соответствует 100 % компонента A, правый — 100 % компонента B (рис. 5).
Нажмите клавишу ПУСК.
Вопрос № 2
Какова концентрация (в процентах) компонента A в точке M (рис. 6)? Введите число ?40 Неверно.
Нажмите клавишу ПУСК.
Нужна ли помощь? да — 1/нет — 0.
Числа на оси концентраций возрастают по мере увеличения коли чества компонента B. Компонент A находят по разности между 100 %
иконцентрацией компонента B. Ответьте на вопрос еще раз.
Нажмите клавишу ПУСК.
Вопрос № 2
Какова концентрация (в процентах) компонента A в точке M (рис. 6)?
Введите число ? 60
Рис. 5 |
Рис. 6 |
250 КУРС МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Рис. 7 |
Рис. 8 |
Правильно. Продолжайте изучение диаграммы состояния.
Нажмите клавишу ПУСК.
Разместим диаграммы состояния сплавов, аналогичные представ ленной на рис. 3, в координатных осях температура–концентрация в соответствии с содержанием компонентов A и B (рис. 7).
Соединим точки ликвидус и солидус всех сплавов соответственно линиями ликвидус и солидус.
Мы получим диаграмму состояния системы сплавов, называемую ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ С НЕОГРАНИЧЕННОЙ РАСТВО РИМОСТЬЮ КОМПОНЕНТОВ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ.
Общий вид диаграммы представлен на рис. 81.
Нажмите клавишу ПУСК.
Одним из инструментов изучения диаграмм состояния являются правила отрезков. Они позволяют определять химический состав любой из фаз, образующих данный сплав, а также находить отно сительные количества этих фаз в двухфазных областях диаграмм состояния.
Первое правило отрезков.
Чтобы определить химический состав фаз, образующих сплав, нужно через заданную точку, характеризующую состояние сплава и лежащую в двухфазной области диаграммы состояния, провести ко ноду (конодой называется горизонтальный отрезок, проведенный в двухфазной области диаграммы и опирающийся своими концами на фазовые границы).
Проекции концов коноды на ось концентраций покажут состав каждой из фаз, находящихся в равновесии при заданной температуре.
1 Рис. 9 в эхо распечатке отсутствует.