55. Порівняльна характеристика механічних властивостей чавунів і вуглецевих сталей.

Механічні властивості чавунів залежать від металевої основи, а також

форми і розмірів включень графіту. Найбільш міцними є сірі

чавуни на перлитной основі, а найбільш пластичними - сірі чавуни на

ферритной основі. Оскільки графіт має дуже малу міцність і не має

зв'язку з металевою основою чавуну, порожнини, зайняті графітом, можна

розглядати як порожнечі, надрізи або тріщини в металевій основі

чавуну, які значно знижують його міцність і пластичність.

Найбільше зниження міцності властивостей викликають включення графіту у вигляді

пластинок, найменше - включення точкової або кулястої форми.

Встали тверді частинки цементиту підвищують опір деформації,

зменшуючи пластичність і в'язкість. Таким чином, зі збільшенням встали

вмісту вуглецю зростають твердість, межа міцності і зменшуються

ударна в'язкість, відносне подовження і звуження.

Чавун має гарні ливарні властивості, добре обробляється

різанням, чинить опір зносу, має здатність розсіювати коливання

при вібраційних і змінних навантаженнях. Властивість гасити вібрації

називається демпфирующей здатністю. Демпфуюча здатність чавуну в

2-4 рази вище, ніж стали.

Катя

57.Сталі з особливими властивостями. Маркування. Галузь застосування. В настоящее время выплавляется большое количество специ­альных сталей и сплавов, имеющих особые свойства. Это конструк­ционная сталь повышенной и высокой обрабатываемости резанием, высоколегированные коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаро­прочные стали и сплавы, теплоустойчивая сталь, прецизионные сплавы и др.

Выплавляемые специальные стали и сплавы в зависимости от основных свойств делятся на три группы:

I — коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химической и электрохимической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной и солевой), межкристаллитной коррозии и т. п.

II — жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в га­зовых средах при температуре более 500 °С и работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.

III — жаропрочные стали и сплавы, способные работать в на­груженном состоянии при температуре нагрева более 500 °С и сохранять прочность и стойкость против химического, разрушения.

В зависимости от химического состава коррозионно-стойкие, жа­ростойкие и жаропрочные сплавы делятся на два класса:

1. Сплавы на железоникелевой основе — ХН35ВТ, ХН35ВТЮ, ХН32Т, ХН38ВТ, ХН25ВМАБ и др.

2. Сплавы на никелевой основе — ХН60Ю, ХН60ВТ, ХН65МА и др.

В наименовании марок сплавов цифры показывают содержание никеля в процентах, остальные буквы — наличие других элементов в данный марке, но количественный состав не указывается.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали, и сплавы широко применяются в промышленности. Например, из стали марок 08X13, 12X13 и 20X13 изготовляют изделия, подвергающиеся действию сла­боагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей и т. п.); из стали марок 30X13 и 40X13 — режущий, мерительный и хирургический инструменты; из стали марок 12X17, 08Х17Т, 10Х14АГ15 и 10Х14П4НЗ — предметы домашнего обихода.

В судостроении наиболее широко распространена хромоникелевая сталь, содержащая хрома не менее 17 % и никеля не менее 7 %^;. Меньшее содержание хрома может вызвать местную коррозию де­талей или конструкций, подвергающихся действию морской воды. Из стали с содержанием хрома менее 17 % (но не менее 13 %) из­готовляют судовые конструкции или детали, работающие в пресной воде или во влажной атмосфере.

Хромоникелевая сталь высокопластична, хорошо сваривается, но при нагреве свыше 500 °С (например, при сварке) склонна к межкристаллитной коррозии. Во избежание этого в состав стали вводят дополнительные легирующие элементы: титан или ниобий. В судостроении часто вместо дорогих цветных металлов исполь­зуют более дешевую коррозионно-стойкую (нержавеющую) сталь; из нее делают, например, арматуру и трубы, работающие в морской воде, влажной атмосфере или в среде пара; гребные винты; детали насосов, перекачивающих морскую воду или агрессивные среды и т. п.

Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы. марок 15X5, 08Х18Т1, 15Х18СЮ, 08Х20Н14С2, 09Х14Н16Б, 12Х18Н12Т, ХН78Т и др применяют для изготовления труб с температурой нагре­ва 600 °С и более; марок 40Х9С2, 40Х10С2М, 30Х13Н7С2, 55Х20Г9Н4 и 45Х22Н4МЗ — для изготовления клапанов двигателей; марок 12X13, ХН28ВМАБ, ХН70Ю и др.—для изготовления дета­лей турбин и котлов.

Жаропрочные стали и сплавы ма­рок 08X13, 12X13, 15X11МФ, 18Х12ВМБФР, ХН70ВМТЮБ, ХН70ВМТЮ ХН70ВМТЮФ и др.— для изготовления лопаток тур­бин; марок 09Х14Н16Б, 09Х16Н4Б, 09Х14Н19В2БР, 09Х16Н15МЗБ и др. — для изготовления труб пароперегревателей; марок 15Х12ВНМФ, 37Х12Н8Г8МФБ, ХН77ТЮР. и др.— для изготовления роторов и дисков турбин.

Теплоустойчивая сталь выдерживает длительное время нагруз­ку при высоких температурах нагрева, (до 600 °С) без изменения механических свойств и окисления.

В судостроении из жаростойкой, жаропрочной и теплоустойчи­вой сталей, жаростойкого и жаропрочного сплавов выполняют из­делия и детали, работающие при температуре 500—600 °С и выше: арматуру, трубы, лопатки и диски турбин, трубы котлов и паропе­регревателей, клапаны двигателей внутреннего сгорания и т.д.

58.Сталь звичайної якості. Маркування. Галузь застосування.

59.Скло, галузь застосування. Стекло — аморфный, преимущественно прозрачный материал, получаемый на основе кремнезема (белого кварцевого песка) с добавлением оксидов алюминия, бора, натрия, кальция, калия и др. Смесь плавят при температуре 1430-1530 °С и охлаждают. Стекло обладает высокой стойкостью к воздействию большинства кислот, водо- и газонепроницаемо, прозрачно для видимого света и относительно дешево. Основной недостаток его — повышенная хрупкость. Будучи расплавленным, стекло при охлаждении не сра¬зу затвердевает, а постепенно густеет и превращается в твердую однородную прозрачную массу. Его используют для изготовления стеклянных изделий.

Стекло подразделяют в зависимости от входящих в него стеклообразующих оксидов на силикатное, алюмосиликатное, боросиликатное, и др. По назначению стекло разделяют на листовое, опти-ческое, обыкновенное посудное, электро-техническое, специальное и др.

Листовое стекло применяют для остекления зданий, судовых иллюминаторов и т. п.

Оптическое стекло — для изготовления оч¬ков, луп, линз и т.п.

Обыкновенное посудное — для изготовления различной посуды (бутылки, стаканы и т.п.).

Из электротехнического стекла изготовляют лампы, электронно-лучевые трубки, кол¬бы и т.п.

60.Будова та характеристика сплавів. Металлическими сплавами называют сложные по со¬ставу твердые и жидкие системы, образованные в результате сплав¬ления двух или нескольких металлов либо металлов с различными неметаллами. Химические элементы или их устойчивые соединения, образующие сплав, принято называть компонентами. Сплавы могут состоять из двух, трех и более компонентов.

Фазой называют однородную часть неоднородной системы, от¬деленную от других ее частей поверхностями раздела. При переходе сплавов из жидкого состояния в твердое в них может образоваться несколько фаз. После затвердевания, в зависимости от природы компонентов, сплавы могут состоять из одной, двух и более твердых фаз. Могут образовываться твердые растворы, химические соедине¬ния и механические смеси, состоящие из двух или нескольких фаз.

Твердыми растворами называют сплавы, в которых атомы растворимого компонента располагают в кристаллической решетке компонента растворителя. При образовании твердого рас¬твора растворителем называют тот металл, кристаллическая ре¬шетка которого сохраняется как основа.

Различают три вида твердых растворов:

 замещения;

 внедрения;

 вычитания.

Твердый раствор замещения образуется при замене части атомов растворителя в его кристаллической решетке атомами рас¬творимого компонента. Твердый раствор внедрения образуется при размещении атомов растворенного компонента в свободных проме¬жутках между атомами кристаллической решетки растворителя.

Xимические соединения образуются при строго опре¬деленном количественном соотношении компонентов сплава, и ха¬рактеризуются кристаллической решеткой, отличной от решеток исходных компонентов. Химические соединения обладают характер¬ными физико-механическими свойствами: высокой твердостью, по¬вышенной хрупкостью, высоким электросопротивлением. Химичес¬кие соединения в сплавах образуются между металлами и неметал¬лами. Некоторые соединения металлов с неметаллами (карбиды, нитриды, оксиды, фосфиды и др.) получили в технике самостоятельное применение.

Механические смеси образуются при одновременном выпадении из жидкого расплава (после охлаждения кристаллов) составляющих его компонентов (эвтектические смеси). В кристал¬лах, которые входят в состав механической смеси, сохраняется кри¬сталлическая решетка исходных компонентов сплава. Механические смеси могут состоять из чистых компонентов, твердых растворов, химических соединений и т. д.

Зависимость агрегатного или фазового состояния сплавов от их состава и температуры определяют экспериментально при определе¬нии критических точек превращений в сплавах по кривым нагрева (охлаждения).