Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
65
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
387.4 Кб
Скачать

9. Какие алюминиевые сплавы относятся к жаропрочным?

  1. Обозначение и применение магниевых сплавов.

  2. Обозначение и применение титановых сплавов.

  3. Какие сплавы относятся к баббитам?

Глава 10. Неметаллические материалы

10.1. Общая характеристика

Согласно современным научным воззрениям, не только органи­ческие, но и многие неорганические неметаллические материалы имеют полимерное строение. Ковалентные и ионные химические свя­зи в полимерных материалах исключают наличие в объеме тела под­вижного электронного газа, образующего металлическую связь и лег­ко переносящего тепловую и электрическую энергии. Поэтому одним из основных отличий большинства неметаллических материалов от металлов, сплавов и графита (имеющего также металлическую связь между плоскостями кристаллической решетки) является их тепло-и электроизоляционные свойства. Исключение составляют электро­проводящие композиты.

Другим важнейшим отличием основной массы неметаллических материалов от металлов и сплавов является существенно меньшая их плотность: для органических материалов (пластмасс и резин) - вдвое ниже плотности алюминиевых сплавов, а для неорганических (стекла, фарфора, асбеста) - почти вдвое ниже плотности титановых сплавов.

Благоприятным для неметаллических материалов оказывается так­же сравнение методов и стоимости их переработки в изделия с методами обработки и стоимостью металлов. Получение деталей из неметалличе­ских материалов в большинстве случаев сводится к пластической дефор­мации исходной сырой композиции или расплава и закреплению полу­ченной формы последующей термообработкой или охлаждением. Такая практически лишенная отходов технология (коэффициент использования материала 0,89...0,95) выгодно отличается от технологии получения ме­таллических деталей путем механической обработки заготовок - весьма трудоемкой, малопроизводительной и сопровождающейся значительны­ми отходами (коэффициент использования материала иногда составляет 0,5...0,6). При замене черных металлов литьевыми пластмассами трудо­емкость процесса снижается в 5.6 раз, а себестоимость - в 2... 6 раз; при замене дефицитных цветных и черных металлов и полуфабрикатов

(труб, тонкого листа) органическими полимерами себестоимость изде­лия снижается в 4... 9 раз.

По назначению неметаллические материалы, применяемые в машиностроении, могут быть подразделены на две группы: конст­рукционные и специальные.

Конструкционные - это материалы, из которых изготавливают отдельные элементы и узлы приборов, машин, несущих и передаточ­ных устройств. Эта группа объединяет материалы, находящиеся в твердом агрегатном состоянии и отличающиеся явно выраженными упруго-эластическими свойствами (большинство пластмасс, древеси­на, резина и керамика).

Специальные материалы имеют прикладное значение относи­тельно конструкционных и представляют собой различные жидкие, твердые и газообразные неметаллические материалы. Применяются они в машиностроении в качестве хладагентов, теплоносителей, эле­ментов топлив, масел, смазок, мягчителей, пластификаторов, клеев, герметиков, лаков, эмалей, красок и т. д.

Химическая природа неметаллических материалов, т. е. принад­лежность к органическому или неорганическому типу, во многом опре­деляет их свойства и области применения. Так, в большинстве случаев материалы органического происхождения, состоящие преимущественно из атомов углерода, связанных с водородными атомами и с атомами не­которых других элементов (O, N, S, Cl, F и т. п.), являются весьма техно­логичными (доступны и просты в переработке) и имеют относительно низкую плотность, повышенные тепло-, звуко- и электроизоляционные свойства, избирательную стойкость к агрессивным средам и растворите­лям. В то же время они, как правило, горючи и обладают сравнительно невысокими механической прочностью и устойчивостью к радиацион­ной, термической и термоокислительной деструкции.

К неметаллическим материалам неорганической природы относят­ся разновидности кремнезема и его модификации, оксиды металлов, си­лициды, бориды, нитриды, а также алмазы, графит и некоторые другие материалы. Они отличаются негорючестью, устойчивостью к нагреву и различным агрессивным средам (включая органические растворите­ли), повышенными жесткостью и плотностью, но меньшей технологич­ностью по сравнению с органическими материалами.

Подобная обобщенная характеристика неметаллических мате­риалов не исключает существенных отклонений от вышеизложенных свойств. Так, например, наиболее химически стойким из известных в настоящее время промышленных материалов является политетраф­торэтилен (фторопласт-4) - полимер органической природы. Такие материалы неорганического типа, как ситаллы, в отличие от других кремнеземных материалов, обладают относительно высоким сопро­тивлением ударным нагрузкам, пониженной хрупкостью и щелоче-стойкостью.

К числу наиболее распространенных перспективных для маши­ностроительной техники неметаллических материалов могут быть от­несены пластические массы и резины, древесные материалы, клеи, лаки и герметики (органический тип), а также материалы на основе асбеста, стекла и керамики, углеграфиты, алмазы и некоторые другие неорганические материалы.

Происхождение неметаллических материалов и связанные с ним условия их получения и переработки во многом определяют технико-экономические показатели и возможности их практического исполь­зования. По происхождению они подразделяются на природные, ис­кусственные и синтетические.

К природным неметаллическим материалам относятся древеси­на, растительные волокна, натуральный каучук, сырые кожи, иско­паемые материалы (асбест, слюда, природные графиты, алмазы, би­тумы и др.).

Искусственные неметаллические материалы, как правило, полу­чают из природных полимеров путем соответствующей химической обработки. Наиболее распространенными представителями этой группы материалов являются различные модификации древесной и хлопковой целлюлозы, бумажные и текстильные материалы, пласт­массы на основе сложных и простых эфиров целлюлозы, полимерные белковые соединения (казеин, столярный клей), некоторые разновид­ности асботехнических и углеграфитовых материалов.

Синтетические неметаллические материалы в большинстве случаев получают из более простых (обычно низкомолекулярных) со­единений в процессе химических, физико-химических и термохими­ческих превращений. К этой группе относятся синтетические полиме­ры и эластомеры органического и элементоорганического типов, лежащие в основе синтетических волокон, пластмасс, резин, клеев, лаков, герметиков и т. д., искусственные алмазы и графиты, бески­слородная керамика, силикатные стекла, ситаллы и др.

Соседние файлы в папке Материаловедение