64.Фактори, що впливають на витривалість металів. Иногда термин «усталость» заменяют обратным понятием «выносливость».

Свойство материала сопротивляться усталости называется выносливостью.

Выносливость возрастает по мере снижения напряжения, что видно из кривой усталости (рис. 4.2), которая показывает, какое число циклов перемен нагрузки N выдерживает материал до разрушения.

Анализ кривой усталости показывает, что чем меньше напряжение, тем большее число нагружений выдерживает металл до разрушения. Существует какое-то максимальное напряжение, ниже которого металл не разрушается от усталости. Эта величина называется пределом выносливости.

Выносливость металлов и сплавов зависит от их природы, характера обработки, состояния поверхности, условий эксплуатации и т. п.

На предел выносливости оказывает большое влияние неоднородность металла. В металле всегда могут присутствовать трещины, неметаллические включения, газовые пузыри, усадочные раковины, пустоты и т. п., которые при нагрузках вызывают местную концентрацию напряжений.

Распределение напряжения при изгибе и кручении таково, что наибольшие напряжения возникают на поверхности. Например, при вращении цилиндрического образца, подвергнутого изгибу, волокна, испытывающие растяжение, через пол-оборота будут подвергаться сжатию, и наоборот. В этих местах и начинает образовываться трещина усталости, которая часто возникает на поверхности. Отсюда следует, что на сопротивление усталости оказывает большое влияние состояние поверхности детали.

Шероховатость поверхности после обработки резанием (царапины, риски, следы от режущего инструмента), наличие участков коррозии, обезуглероженного слоя, резких изломов линий контура деталей (шпоночные канавки, надрезы, отверстия) вызывают местную концентрацию напряжений и могут резко понизить предел выносливости.

Места концентрации напряжений являются ослабленными участками металла. В них начинается развитие пластической деформации и появление микротрещин. Большое влияние на предел выносливости оказывают размеры детали (образца). С увеличением диаметра образца предел выносливости снижается.

Таким образом, повышение усталостной прочности практически сводится к выбору оптимальной формы детали, улучшению шероховатости поверхности и применению различных методов упрочнения поверхностного слоя.

Если захотите, то разберете себе

65.Фізичні та хімічні властивості металів. (ж)

К физическим свойствам металлов и сплавов относятся: плот¬ность, температура плавления, теплопроводность, электро-провод¬ность, тепловое расширение, удельная теплоемкость и способность намагничиваться (табл. 1).

Химические свойства — способность металлов и сплавов сопро¬тивляться воздействию окружающей среды, которое проявляется в различных формах. Под влиянием кислорода воздуха и влаги ме¬таллы подвергаются коррозии: чугун и сталь ржавеют; бронза покрывается зеленым слоем оксида меди; сталь при нагреве в печах без защитной атмосферы окисляется, превращаясь в окалину, а в серной кислоте растворяется.

Металлы и сплавы, стойкие против окисления при высокой тем¬пературе нагрева, называются жаростойкими или окалиностойкими. Из них изготовляют такие детали, как клапаны двигателей внутрен¬него сгорания и др. Золото, серебро и нержавеющие стали слабо поддаются коррозии.

66.Кольорові метали та сплави. Цінні властивості та недоліки. Цветные металлы составляют не более 10 % всех применяемых в промышленности. Это объясняется тем, что они, за исключением алюминия, реже встречаются в природе, труднее добываются и до¬роже стоят, чем черные. Поэтому везде; где это возможно, цветные металлы стараются заменить черными металлами или пластмас¬сами. Однако в ряде случаев осуществить это нельзя, так как цветные металлы обладают следующими ценными свойствами: высокой электро- и теплопроводностью (золото, серебро, медь и алюминий); высокой коррозионной стойкостью (золото, серебро, платина, оло¬во, свинец, медь, никель, титан); высокой пластичностью (медь, сви¬нец, олово, алюминий, магний); низкой температурой плавления (ртуть, цезий, олово, свинец); высокой температурой плавления (вольфрам, тантал, молибден, ниобий); низкой плотностью (литий, магний, бериллий, алюминий и титан).

Кроме того, они способны образовывать сплавы, обладающие более высокими свойствами, чем входящие в них элементы. Имен¬но этим объясняется их использование в электро- и радиотехнике, космической технике, самолетостроении и т. п.

В судостроении находят применение почти все цветные металлы в чистом виде или в виде сплавов. Минусы.

Низкое содержание металлов в рудах оказывает огромное влияние на экономику цветной металлургии, резко снижая ее производительность и повышая стоимость продукции. Это является неизбежным следствием огромного расхода сырья на единицу готовой продукции.

Цветные металлы нельзя выплавлять без предварительного сложного технологического процесса обогащения их руд. Особенности руд цветных металлов существенно влияют не только на технологию и экономику цветной металлургии, но и на ее размещение.

Руды цветных металлов экономически нетранспортабельны. Вследствие этого первичная переработка руд цветных металлов (обогащение) территориально связана с их добычей: обогатительные фабрики, как правило, располагают в непосредственной близости к рудникам, что освобождает транспорт от перевозки огромных масс пустой породы.

Обогащенная руда, или концентрат, как правило, содержит мало цветного металла. Вследствие этого дальние перевозки также маловыгодны.

Для обогащения руд цветных металлов требуется большое количество воды. Следовательно, наличие воды – условие, также влияющее на размещение предприятий цветной металлургии.

Плюсы.

Руды цветных металлов обычно – комплексное сырье, служит исходным материалом для получения целого ряда металлов. Комплексность сырья создает условия и требует комбинированного его использования с целью максимального извлечения содержащихся в руде ценных металлов. Поэтому для цветной металлургии характерно строительство комбинатов, отдельные цехи которого используют различные компоненты сложных по составу руд. Комплексное использование сырья в цветной металлургии увеличивает объем продукции, значительно снижает ее себестоимость и дополнительно дает народному хозяйству много ценных продуктов.