43. Бронзы. Состав, маркировка, свойства.

Бронзами называют двойные и многокомпонентные медные сплавы, в которых основными легирующими элементами являются различные металлы, кроме цинка. Медноникелевые сплавы выделены в отдельную группу материалов. Название бронзе дают по легирующим элементам (например, сплав меди с алюминием называют алюминиевой бронзой). Маркируют бронзы буквами Бр, за которой следуют заглавные буквы легирующих элементов и через дефис цифры — их процентное содержание. Различают две группы бронз: оловянные, в которых преобладающим легирующим элементом является олово, и безоловянные (специальные).

По технологическому признаку бронзы делят на деформируемые и литейные. Первые легко поддаются штамповке, ковке, рифлению и другим видам обработки давлением, используемым при изготовлении изделий. Литейные бронзы предназначены для фасонных отливок. Бронзы по сравнению с латунью обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они весьма стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот, углекислых растворах. В качестве легирующих элементов в бронзах используют олово, алюминий, никель, марганец, железо, кремний, свинец, фосфор, бериллий, хром, цирконий и другие элементы. Бронзы, в которых легирующие элементы входят в твердый раствор, упрочняют деформационным наклепом. Последующим низкотемпературным отжигом (250—300°С) могут быть повышены их упругие свойства. Бронзы, содержащие бериллий, хром, цирконий и некоторые другие элементы с переменной их растворимостью в α-твердом растворе, упрочняют дисперсионным твердением. К этому классу относится также бронза марки БрАЖН10-4-4.

Из перечисленных элементов олово, алюминий, никель и кремний главным образом повышают прочность, упругие свойства и коррозионную стойкость бронз, а в сочетании с другими элементами (свинцом, фосфором, цинком) также и антифрикционные свойства.

Железо и никель сильно измельчают зерно и повышают температуру рекристаллизации бронз. Марганец и кремний повышают их жаростойкость. Бериллий, хром и цирконий, особенно после закалки и старения, повышают прочностные свойства сплавов, одновременно незначительно снижая их электропроводность. Эти элементы существенно повышают жаропрочность бронз. Большинство бронз (за исключением алюминиевых) хорошо поддаются сварке и пайке твердыми и мягкими припоями.

Безоловянные бронзы по своим свойствам не уступают, а по некоторым превосходят оловянные бронзы, и поэтому их широко применяют в машиностроении и других отраслях промышленности. Бронзы используют для изготовления арматуры, всевозможных шестерен, подшипников, втулок, баков, резервуаров и других ответственных деталей и узлов машин и аппаратов.

44.Неметалические и композиционные материалы. Полимер – вещество, макромолекулы которого состоят из многочисленных элементарных звеньев (мономеров). Макромолекулы – большие, тяжёлые цепочки; свойственна гибкость. Молекулы полимеров характеризуются прочными связями в самих молекулах и относительно слабыми между молекулами. По составу: органические (смолы, каучуки), неорганические (силикатные стёкла, керамика, слюда, асбест; повышенная теплостойкость), элементоорганические (в составе основной цепи имеются кремний, титан, алюминий, ...). По форме макромолекул: линейные, разветвлённые, плоские, пространственные. По фазовому состоянию: аморфные (однофазны, состоят из 1) цепных молекул, собранных в пачки – многие ряды макромолекул, расположены последовательно; 2) глобулы (клубки)) и кристаллические (пачки образуют решётки кристаллов). Кристаллические структуры – полиэтилен, полипропилен, полиамиды,... ; повышенная теплостойкость, большая жесткость и прочность. Полимеры могут быть: стеклообразными,высокоэластичными, вязкотекучими.

Температурные переходы – важные характеристики: у волокон, плёнок и лаков, при необходимости высокой прочности, полимеры должны быть стеклообразными; резины – высокоэластичные; технологическая переработка происходит в области вязкотекучего состояния

Пластмассы (пластические массы) или пластики — органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров. Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние. Пластмассы также имеют другие важные элементы:

наполнители (порошкообразные, волокнистые), красители, пластификаторы, стабилизаторы По отношению к нагреву разлицают: термопластичные (при нагревании размягчаются, при охлаждении – затвердевают, процесс обратим; полиэтилен, полистирол, полиамиды) и термореактивные (при нагревании размягчаются, затем затвердевают и остаются твёрдыми; фенолформальдегидная, глифталевая смолы)

Композиционный материал (композит, КМ) — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а матрица (или связующее) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды. Композиты обычно классифицируются по виду армирующего наполнителя: волокнистые (армирующий компонент — волокнистые структуры);слоистые; наполненные пластики (армирующий компонент — частицы) насыпные (гомогенные), скелетные (начальные структуры, наполненные связующим). Частые применения: Железобетон, Удилища для рыбной ловли из стеклопластика и углепластика, Лодки из стеклопластика, Автомобильные покрышки, Металлокомпозиты.