ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Лекция 2

Конструкционные материалы

А.М. СИНОТИН

Кафедра технологии и автоматизации производства

Конструкционные материалы

При проектировании деталей, узлов и механизмов любого назначения выбор материала зависит от назначения и условий эксплуатации, определяющих эксплуатационные и технические требования к материалу изделия, выполнение которых должно обеспечивать возможность применения наиболее прогрессивных видов формообразования. Выбор материала возможен только при полном знании его физико-механических и технологических свойств с учетом стоимости и должен удовлетворять ряду требований.

Эксплуатационные требования к материалу изделия зависят от условий их работы в механизме.

Технологические требования к материалу характеризуют возможность изготовления изделия в производственных условиях с минимальной трудоемкостью.

Экономические требования к материалу изделия определяются его себестоимостью и дефицитностью, т.к. в себестоимость изделия входят стоимость материала и все производственные затраты, идущие на его изготовление. Поэтому при замене детали в процессе ремонта необходимо знать современные технологические процессы формообразования и при разработке чертежа детали работать вместе с технологом, выбирая наиболее экономичные из них.

Материалы конструкций

Для изготовления деталей, узлов и механизмов полиграфического оборудования используют различные материалы, выбор которых определяется разработчиком на основании назначения и условий эксплуатации конструкции с учетом требований технологии и ее массы.

Рассмотрим материалы, которые наиболее широко применяются при изготовлении полиграфического оборудования. К ним относятся: черные металлы, сплавы титана, цветные металлы и их сплавы, неметаллические материалы.

Черные металлы

К ним относят, стали: углеродистую обыкновенного качества, качественную конструкционную углеродистую, конструкционную легированную, конструкционную легированную коррозионно-стойкую и др.

Углеродистая сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) в зависимости от нормируемых показателей подразделяют на группы А, Б и В; ее широко используют при производстве сортового и листового

Рис.2 – Виды стальных фасонных профилей

проката. Сталь изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6, Ст7. Некоторые виды профилей сортового проката из этой стали приведены на рисунке 1, а-г.

Из данной стали изготовляют также стальные фасонные гнутые (ГОСТ 11474-76) и холодногнутые профили (рисунок 2). Малоуглеродистые сорта этой стали хорошо свариваются. Сортовой и листовой прокат из этой стали используют в несущих конструкциях, в каркасах рам, в крышках.

Качественная углеродистая конструкционная сталь (ГОСТ 1050-88) бывает низко - (С  0,25%), средне - (С = 0,3-0,45%) и высокоуглеродистые (С > 0,45%).

При содержании углерода до 0,3% стали отличаются высокой пластичностью и вязкостью, хорошо свариваются и куются, однако не подвержены закалке. Увеличение содержания углерода сопровождается повышением прочностных характеристик, однако, пластичность при этом снижается.

Твердость и прочность средне- и высокоуглеродистых сталей можно повысить путем термической обработки.

Конструкционная легированная сталь (ГОСТ 4543-71) содержит примеси легирующих элементов, каждый из которых имеет условное буквенное обозначение: Х- хром, М – молибден, К – кремний, Н – никель, Г – марганец и т.д.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) конструкционные легированные обладают высокой прочностью и износостойкостью; их используют при изготовлении ответственных деталей механизмов полиграфического оборудования.

Материал может поставляться в виде сортового и фасонного проката, листов, лент, труб, полос, что оговаривается соответствующим ГОСТом и ТУ.

Из медных сплавов необходимо отметить бронзу и латунь.

Бронзой называют сплав меди с различными элементами кроме цинка и некоторых сплавов с марганцем и никелем. Бронза, кроме меди как основные компоненты может содержать олово, свинец, алюминий и др.

Латунь – сплав, в котором основными компонентами являются медь и цинк. Добавка в сплав алюминия повышает его коррозионную стойкость.