материалка / материаловеденье123 / введение

Научно-технический прогресс в ма-шиностроении неразрывно связан с со-вданнем новых конструкционных мате­риалов. Революционную роль в элек­тронике сыграли полупроводниковые материалы и жидкие кристаллы, в авиа­ции и ракетостроении т композици­онные материалы, в радиотехнике — сверхпроводники и аморфные сплавы.

Для повышения качества, надежно­сти и экономичности изделий машино­строения при снижении их материало­емкости разрабатываются высокоэф­фективные методы повышения проч» ностных свойств, коррозионной стой­кости, тепло- и хладостой кости спла­вов; расширяется производство новых полимерных и композиционных мате­риалов с заданным комплексом свойств; используются эффективные методы об­работки материалов и изделий с целью существенного- улучшения их свой-

СТВ

Возникает задача создания экономно-легированных сплавов, композицион­ных материалов и методов поверхност­ного упрочнения деталей машин. По­верхностные слои во многом опреде­ляют работоспособность деталей ма­шин, поэтому износостойкость и кор­розионная стойкость деталей полно­стью зависят от состояния их поверх­ности. Применением износостойких по­крытий стремятся решить проблему экономии вольфрама в инструменталь­ных сталях, а также повысить работо­способность деталей из конструкцион­ных сталей. Ионная имплантация сни­жает точечную коррозию и повышает износостойкость подшипников каче­ния. Задача создания высекожаростой-ких и жаропрочных сплавов для новой техники неразрывно связана с раз­работкой надежных защитных покры­тии. Поверхностное легирование при-. водит к экономии дефицитных метал­лов, так как в этом случае их требуется ьше, чем при объемном легировании

сплавов, с целью получения укаааа* иых сведифичеекдх/ свойств*

Важнейшей характеристикой мате­риалов, применяемых для-Изделий авиационной и космической техники, а также для изделий других отраслей машиностроения,, является удельная прочность, т. е. отношение временного сопротивления к произведению плот­ности на ускорение свободного па­дения. Если для улучшенной, стали 40Х удельная прочность равна 13 км, то для титанового сплава_: после тер­мической обработки она увеличивается до 31-км, а для алюминия, армирован­ного борным волокном,—^до 43 км. Таким образом, повышение удельной прочности приводит к 'значительному сокращеяию матер иалоемкости изде­лий.

Порошковая металлургия иногда по­зволяет уменьшить- потери металла при изготовлении деталей - в 10 раз. Кроме того, возможность широкого варьирования состава порошковых сплавов позволяет получать специфи­ческие свойства ^_; которые недостижи­мы при использовании._; традиционных способов изготовления изделий.

Порошковые быстрорежущие ста­ли — однородный мелкозернистый ма­териал без карбидной ликвации. По сравнению со сталями обычного пере­дела порошковые быстрорежущие име­ют более высокие .твердость, и тепло­стойкость. Металлорежущий инстру­мент, изготовленный из этих сталей, имеет в 1,5—2 раза большую стой­кость. Порошковый бериллий после прокатки в листы находит применение в авиации и ракетостроении. Использо­вание бериллия для обшивки сверх­скоростных самолетов решает про­блему жесткости конструкции и умень-. шения массы. Бериллий является так­же перспективным мзт^.'злим для ракетных двигателей с неГюльшой тя­гой. Благодаря сочетаний высоких

§еплоем кости н теплопроводности бе-"* риллиевое сопло не разрушается при рабочей температуре 3000 °С в тече­ние 60—80 с.

Объемное или поверхностное упроч­нение сталей является ^язательной технологической операцией в совре­менном машиностроении, которая при­водит , к значительному улучшению комплекса свойств.: ^Применение 'тер­мического упрочнений проката из низ­колегированных -сталей или контроли­руемой прокатки на , металлургиче­ских заводах способствует значитель­ному • сокращению последующего рас­хода стали (примерно на 30%) на предприятиях машиностроительного комплекса и в строительстве.

Рассмотренные в справочнике кон­струкционные материалы предназна­чены для изготовления деталей машин и приборов, инженерных сооружений и изделий, которые в основном несут механические нагрузки, а в некоторых случаях находятся под воздействием агрессивной окружающей среды и тем- -пературы.

г Выбор материалов для деталей ма-|шин и приборов определяется эксплуа­тационными, технологическими и эко­номическими требованиями. Имея пер­востепенное значение, эксплуатацион­ные требования к свойствам материалов часто играют определяющую роль, хотя технологические и экономические требования тоже важны, приобретая особое значение в условиях массового производства.

Отличительной особенностью спра- вочиика является классификация ма­ териалов по основным эксплуатацион­ ным (служебным) характеристикам о учетом назначения. Принятая клас­ сификация поможет конструкторам и технологам лучше ориентироваться в выборе материалов для деталей ма­ шин, приборов и приспособлений. Вспомогательным пособием к справоч­ нику может служить учебник «Мате­ риаловедение? \ составленный по то­ му же классификационному признаку. Ряд м* бладая универсаль-

ностью применения, относится к не­скольким классификационным груп­пам, поэтому в Справочнике сделаны ссылки на ;соответствующие группы.

В гл. I справочника кратко рас­смотрены конструкционные углероди­стые и легированные стали. Краткость связана с тем, что в 1981 г. вышло третье, значительно дополненное из­дание справочника «Машиностроитель­ные стали* *, в котором стали система­тизированы тне по химическому со­ставу, а по назначению н эксплуата­ционным свойствам. Поэтому при вы­боре сталей для деталей машин реко­мендуется пользоваться также ука­занным справочником.

В гл. IГ представлены традиционные материалы с повышенными технологи­ческими свойствами — это чугуны и сплавы на основе меди.

Материалы триботехнического на­значения приведены в гл. III. От пра­вильного выбора и качества этих ма­териалов во многом зависит надежность деталей машин.

Материалы с высокими упругими свойствами (гл. IV) необходимы для многих отраслей современного маши­ностроения и* приборостроения.

В гл. V рассмотрены материалы ма­лой плотности и высокой удельной прочности, которые применяются в ос­новном для изделий -авиационной и ракетной техники. Это сплавы на ос­нове алюминия, магния, титана, а также композиционные и неметалли­ческие материалы.

В гл. VI приведены материалы спе­циального назначения, стойкие к воз­действию температуры и внешней ра­бочей среды. Коррозионно-стойкие и жаростойкие материалы и покрытия необходимы для ответственных деталей новой техники. Свойства теплостойких и жаропрочных материалов во многом определяют ресурс и параметры совре­менных энергетических установок и двигателей. Радштьснно-стойкие ма­териалы необходимы для атомного ма­шиностроения.

В гл. VII ра . ы материалы

с особыми физическими свойствами,