- •3. Анизотропия кристаллов и его влияние на свойства материалов.
- •4. Дефекты кристаллических решеток.
- •5. Влияние дефектов кристаллических решеток на свойства материалов.
- •6. Виды кристаллических решеток сплава.
- •8. Механические свойства конструкционных материалов.
- •9. Технические свойства конструкционных материалов.
- •10. Литейные сплавы.
- •11. Литейные чугуны.
- •Литейные свойства сплавов.
- •Классификация способов получения отливок.
- •Формовочные и стержневые смеси.
- •Ручная и механическая формовка песчаных смесей.
- •Сборка литейных форм, заливка металлом, выбивка отливок, очистка и т.Д.
- •22. Литье по выплавляемым моделям.
- •Литье в оболочковые формы.
- •Литье в кокиль.
- •25. Литье под давлением.
- •Центробежное литье.
- •Общие принципы конструирования.
- •Сущность процесса обработки материалов давлением.
- •Виды обработки давлением.
- •Прокатка. Виды проката.
- •Волочение.
- •32. Прессование.
- •Штамповка.
- •.Оборудование для обработки давлением.
- •Физические процессы обработки материалов давлением.
- •Наклеп и условия его формирования.
- •Сущность холодной штамповки, ее преимущества и недостатки.
- •Виды холодной объемной штамповки.
- •Выдавливание.
- •41. Высадка
- •Объемная штамповка (холодная).
- •Холодная листовая штамповка.
- •Разделительные операции при холодной листовой штамповке (резка. Вырубка, пробивка ).
- •Формоизменяющие операции при холодной листовой штамповке.
- •Сущность горячей объемной штамповки.
- •47. Разработка чертежа поковки.
- •48. Горячая объемная штамповка в закрытых штампах.
- •49. Горячая объемная штамповка в открытых штампах.
- •50. Многоручьевая штамповка.
- •51. Понятие о сварке, физико-химические процессы при сварке.
- •52. Сварка давлением.
- •53. Контактная электрическая сварка.
- •54. Конденсаторная сварка.
- •55. Сварка трением.
- •56. Холодная сварка.
- •57. Физико-химические процессы при сварке плавлением.
- •58. Электрическая дуговая сварка.
- •59. Ручная дуговая сварка.
- •60. Автоматическая дуговая сварка под флюсом.
- •61. Сварка в среде защитных газов.
- •62. Электронно-лучевая сварка.
- •63. Лазерная сварка.
- •64. Электрошлаковая сварка.
- •65. Свариваемость металлов и сплавов.
6. Виды кристаллических решеток сплава.
В технике значительно чаще применяют не чистые металлы, а сплавы, состоящие из двух или нескольких элементов, называ¬емых компонентами. В качестве компонентов сплавов могут быть как чистые элементы, так и химические соединения. Широкое применение сплавов в качестве машиностроительных материалов можно объяснить тем, что они обладают разнообразным комплек¬сом свойств, которые могут быть направленно изменены в зависимости от количества и вида компонентов, а также с помощью термической или других видов обработки.
Рис. 7. Виды кристаллических решеток сплавов.
а — твердый раствор замещения; б — твердый раствор внедрения; в — химическое соединение
7. Понятие о фазах, виды фаз.
При сплавлении ком¬поненты образуют в сплаве фазы — однородные объемы, разграниченные друг от друга поверхностями раздела — границами, при переходе через которые свойства могут изменяться скачко¬образно. В сплавах образуются следующие основные фазы: твер¬дые растворы, химические соединения и механические смеси.
Твердые растворы являются наиболее распространенной фазой в металлических сплавах. Характерной особенностью их строения является сохранение кристаллической решетки металла-раствори¬теля. Растворенные металлы могут быть распределены в ней в виде твердого раствора замещения (рис. 7, а) в том случае, если у обоих компонентов однотипные решетки, достаточно близкие атомные радиусы и физико-химические свойства, или в виде твердого раствора внедрения (рис. 7, б), если атомный радиус растворенного компонента достаточно мал.
Химические соединения обычно образуются между металлами и неметаллами и обладают свойствами неметаллических включе¬ний, а также между металлами. При этом образуется новый тип кристаллической решетки, отличной от решеток составляющих компонентов и обладающий другими свойствами (рис.7, в). При сплавлении компонентов с весьма различными атомными радиусами и электрохимическими свойствами взаимная раствори¬мость практически отсутствует. В этом случае образуется механи¬ческая смесь кристаллов компонентов.
8. Механические свойства конструкционных материалов.
статические, когда нагрузка возрастает медленно и плавно (испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез, твердость);
динамические, когда нагрузка возрастает с большой скоростью, ударно (испытание на удар);
испытания при повторно-переменных нагрузках, когда нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и знаку (испытание на усталость).
Испытание на растяжение. Для испытания на растяжение применяют цилиндрические или плоские образцы определенной формы и размеров по стандарту. Испытание образцов на растяжение проводится на разрывных машинах с механическим или гидравлическим приводом.
Пределом пропорциональности (условным) σпц называется такое напряжение, когда отступление от линейной зависимости между нагрузкой и удлинением достигает такой величины, при которой тангенс угла, образуемого касательной к кривой нагрузка — деформация с осью нагрузок, увеличивается, например, на 25 или 50% по сравнению с первоначальным значением:
,
где Рпр— нагрузка, соответствующая пределу пропорциональности (условному).
Пределом упругости (условным) σуп называется напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,05% от расчетной величины образца и определяется по формуле:
,
где P0,05 — нагрузка, соответствующая пределу упругости (условному).
Пределом текучести (физическим) σт называется наименьшее напряжение, при котором образец деформируется (течет) без заметного увеличения нагрузки:
,
где Рт — нагрузка, соответствующая пределу текучести (физическому).
Пределом текучести (условным) σ0,2 называется напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 % от расчетной длины образца:
,
где Р0,2 — нагрузка, соответствующая пределу текучести (условному).
Пределом прочности (временным сопротивлением) σв называется напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке Рв, предшествующей разрушению образца:
.
Истинным сопротивлением разрушению SК называется напряжение, определяемое отношением нагрузки Рк в момент разрыва образца к площади поперечного сечения FK образца в шейке после разрыва:
.
Относительным удлинением δ называется отношение абсолютного удлинения, т. е. приращения расчетной длины образца после разрыва (lк — l0), к его первоначальной расчетной длине l0, выражается в процентах:
,
где lк — длина образца после разрыва.
Относительным удлинением характеризуется пластичность металла — это свойство твердых материалов изменять без разрушения форму и размеры под влиянием нагрузки или напряжений, устойчиво сохраняя образовавшуюся форму и размеры после прекращения этого влияния.
Испытание на твердость. Твердостью называется способность металла сопротивляться внедрению в него другого, более твердого тела. Определение твердости является наиболее часто применяемым методом испытания металлов.
Твердость по Бринеллю В поверхность испытываемого металла с определенной силой вдавливают стальной закаленный шарик диаметром 10, 5 или 2,5 мм. В результате на поверхности металла получается отпечаток (лунка). твердость по НВ 220. Твердость по Роквеллу - испытание на твердость вдавливанием конуса или шарика в поверхность испытываемого металла. Вдавливают Например, твердость по HRC 230.
Твердость по Виккерсу - испытание на твердость вдавливанием пирамиды. В поверхность металла вдавливают четырехгранную алмазную пирамиду. обозначаемое HV 140.
Износостойкость — способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.
К физико-химическим свойствам материалов относятся температура плавления, плотность, электро- и теплопроводность, коэффициенты линейного и объемного расширения, способность к химическому взаимодействию с агрессивными средами, а также антикоррозионные свойства.