Модуль 1 ответы

Строение и характеристика сплавов.

Металлические сплавы – сложные по составу соединения твёрдых и жидких систем, образующихся в результате сплавов 2-х или нескольких металлов, либо металла с неметаллом.

Химические элементы или их устойчивые соединения, образующие сплав называются компонентами.

Фаза – однородная часть неоднородной системы, отделяющееся от других ее частей поверхностного раздела. После затвердения в зависимости от природных компонентов сплавы состоят из:

Одной фазы

Двух фаз

Более твёрдых фаз Могут образовывать:

Твёрдые растворы - сплавы, в которых атомы растворимого компонента, располагаются в кристаллической решётке компонента растворителя. Существует 3 вида твердых растворов:

Химические соединения – образуются между металлом и неметаллом

Механические смеси – (состоят из 2 или нескольких фаз)сплавы, образованные при одновременном выпадении из жидкого вещества (после охлаждения кристаллов), составляющих его компонентов (эвтектические смеси). Состоят из чистых компонентов твёрдых растворов и химических соединений.

Б83 – оловянный баббит, дорогой, стараются заменить олово на свинец Б16 – свинцовый баббит.

Используются для изготовления подшипников скольжения в ответственных деталях машин.

Безоловяннистые бронзы, маркировка, область применения

Сплавы меди с алюминием, кремнием, марганцем и другими элементами. Не содержат олова поэтому дешевле.

Алюминиевые – до 11% алюминия, более высокие механические и антикоррозионные свойства чем оловяннистые. Высокая теплопроводность, морозостойкость.

Бериллиевые – обладают высокой механической прочностью, износостойкостью в агрессивных средах, упругостью и немагнитны. Используются для изготовления деталей приборов электроточных и ответственных механизмов. Кремнистые – содержат никель, цинк, свинец, марганец, приближенные к сталям, характеризуются литейными и антикоррозионными свойствами.

И др.

Белый чугун. Виды. Область применения

Чугунсплав железа с углеродом. По содержанию углерода и по структуре делятся на:

Доэвтектические (содержание углерода 2,14-4,3%) – структурные составляющие перлит и ледебурит

Заэвтектические (содержание углерода 4,3-6,67%) – структурные составляющие цементит и ледебурит.

Эвтектические (содержание углерода 4,3) – структурная составляющая ледебурит.

Из-за высокой твёрдости и высокой хрупкости плохо обрабатывается на станках. Не применяется как конструкционный материал. Применяется для валков, прокатных станков, щёк камнедробилок и т.п.

Бетон. Виды цементов, технология получения, свойства бетона. Напряженный бетон.

Бетон – водная смесь цемента с песком, гравием или щебнем.

Цемент – мелкий порошок зеленоватоили голубовато-серого цвета, в соединение с водой затвердевает на воздухе в камнеподобную смесь. В зависимости от сырья и способа получения бывает:

Портленд цемент

Глинозёмистый

гипсоглиноземистый и др Бетон характеризуется :

плотностью

прочностью

водонепроницаемостью

долговечностью прочность бетона зависит от соотношения цемента, наполнителя (песок, гравий, щебень) и воды.

Чем больше наполнителя, тем меньше сопротивление сжатию. Напряжённый бетон – в процессе изготовления конструкций дополнительно создаётся напряжения, за счёт растяжения всей арматуры или ее части.

Бронза. Виды, маркировка, область применения.

Бронза – сплав меди с алюминием, кремнием, оловом и другими элементами, кроме цинка.

Делится на:

Оловяннистую

Безоловяннистую БрОСН 11-3-1, О – олово, С – свинец, Н - никель БрКМц 3-1, К – кремний, Мц-

марганец БрАЖН 9-4-4 , А – алюминий, Ж – железо, Н – никель.

Маркируется : Брбронза, буквылегирующие элементы, цифры – содержание в % , остальное медь Так как основным недостатком оловяннистой бронзы является ее дорого

стоимость и недостаточная прочность, то ее применяют лишь в том случае, когда свойства других сплавов не подходят. Безоловяннистую применяют в изготовление деталей электроточных машин и ответственных деталях механизмов.

Виды древесных материалов

Древесные материалы – это продукт механической обработки древесины.

В зависимости от обработки и внешнего виды они делятся на :

Круглый лес (бревна) – используются непосредственно или из них изготовляют пиломатериалы.

Пиломатериалы ( брусья, бруски, доски) – получаются продольным распилом бревен.

белый (переделанный) и серый (литейный)

Белым (переделанный) называется чугун, в котором углерод находится в виде цементита. Он на изломе имеет белый цвет (поэтому его называют белым), имеет высокую твердость и хрупкость, не поддается механической обработке.

Делиться на:

-доевтектический (2,14 – 4,3% углерода, структур. сост. перлит и ледебурит)

-евтектический (4,3% углерода, структурная составляющая ледебурит)

-заевтектический (4,3 – 6,67% углерода, структур. сост. цементит)

Серым (литейным) называется чугун, в котором углерод находится в виде пластинчатого графита. Он на изломе имеет серый цвет (поэтому его называют серым), меньшую твердость и хрупкость, чем белый чугун, подвергается механической обработке. Маркировка: СЧ 10 СЧ 15 СЧ 18 СЧ 20 СЧ 24 СЧ 25 СЧ 30 СЧ 35. Буквы в марке означают серый чугун, двухзначное цифра соответствует пределу прочности при растяжении σВ (МПа).

Ковкий чугун более мягкий и вязкий, чем серый, который получают из белого чугуна в результате длительного отжига. Маркируется: КЧ 30-6, КЧ 33-8,

КЧ 35-10, КЧ 37-12, КЧ 45-6, КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3 . КЧ 63-2. Буквы в марке означают сокращенное название ковкий чугун, две первые цифры - предел прочности на растяжение, одна или две последние цифры - относительное удлинение (%).

Высокопрочным называется серый чугун, содержащий шаровидный графит. Его получают введением в серый чугун магния, церия и висмута. Маркируется : ВЧ 38, ВЧ 42, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100 и ВЧ 120. Буквы означают высокопрочный чугун, первые две цифры - предел прочности на растяжение. Например ВЧ 42 показывает, что он σВ = 412 МПа.

Модифицированный чугун получают путем введения в жидкий серый чугун алюминия, кремния, кальция и др. Поэтому модифицированный чугун обладает повышенной прочностью, лучшую устойчивость против образования трещин и меньшую хрупкость, чем обычные серые. Все высшие марки серого чугуна получают методом модифицирования.

Легированными называют чугуны, в которые введены легирующие (облагораживающие) примеси, например, хром, ванадий, молибден, никель, титан и др. Легирующие элементы повышают прочность, твердость, износостойкость, коррозионную стойкость и другие механические, технологические и химические свойства чугунов.

Делятся на:

- низколегированные (до 2,5% легирующих элементов),

-среднелегированные (от 2,5 до 10%),

-высоколегированные (более 10%).

Легирующие элементы обозначаются буквами: Н - никель, X - хром, Н - молибден. Т - титан, К - кобальт, В - вольфрам, Б - ниобий, Г - марганец, С - кремний, Ф - ванадий, Ю - алюминий, Д - медь. Цифры, стоящие после букв, показывают среднее содержание легирующих элементов в процентах. Если цифры нет, то данного легирующего элемента содержится около 1%. Например, марка ЧНИ5Д7Х означает, что это высоколегированная чугун, в котором содержится 15% никеля, 7% меди и около 1% хрома, а остаьное железо, углерод

ипримеси.

Кизносостойким чугунам относятся антифрикционные и фрикционные чугуна. Антифрикционными называются износостойкие чугуны, имеющие низкий коэффициент трения. Из них изготавливают детали, которые работают в условиях трения скольжения: подшипники скольжения, их вкладыши, грундбуксы, сальники и другие подобные детали. Маркируются: АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧК-1, АЧК-2, АЧВ-1, АЧВ-2. Буквы АЧ означают антифрикционный чугун, а буквы С, К, В - базовый чугун (серый, ковкий, высокопрочный), на основе которого он получен, цифра - условный номер марки.

Фрикционные чугуны имеют высокий коеф. трения. Маркируются аналогично, вместо А пишется Ф.

Коррозионностойкие чугуны, так как даже обычные чугуны имеют более высокую коррозионную стойкость в атмосфере и морской воде, чем углеродистые стали, то вводя в чугун более 12% хрома и снижая содержание углерода, получают нержавеющий чугун. ЧНХТ, ЧН1ХМД, ЧНИ5Д7Х2 и др.

Жаростойкое чугуны - устойчивые против окисления и сохраняющие механические свойства при высоких температурах нагрева (=600 градусов) ЧХ16, ЧС5, ЧЮ30 и др.

Многие детали из высокопрочных чугунов выгодно изготовлять из жаростойких чугунов, чем из жаропрочной стали, так как они дешевле. Пример: двигатели внутреннего возгорания, поршневые кольца, коленчатые валы и др.

Высокопрочный серый чугун. Маркировка, механические свойства

Высокопрочным называется серый чугун, содержащий шаровидный графит. Его получают введением в серый чугун магния, церия и висмута. Добавление их в расплавленный серый чугун, содержащий пластинчатый графит, превращает его в шарообразный. Высокопрочный чугун имеет более высокие механические свойства, чем обычный серый, модифицированный и

ковкий чугуны, а также среднеуглерода сталь. Маркируется: ВЧ 38, ВЧ 42, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100 и ВЧ 120. Буквы означают высокопрочный чугун, первые две цифры - предел прочности на растяжение. Например, ВЧ 42 показывает, что он σВ = 412 МПа.

Деформируемые алюминиевые сплавы

В зависимости от хим состава и способа изготовления сплавы делятся на:

-деформированые

-литейные

Деформирование содержит Сu, Mg, Марганец, хорошо поддаются обработке давлением.

Деформир:

-алюминии-марганцевые АМц

-алюминии-магниевые АМг

-алюминии-медные (дюралюмин) Д

Цифры – порядок номера сплава

В зависимости от предела прочтности все деформируемые алюминиевые сплавы делят на сплавы:

-низкой прочности (σв< 300МПа)

-средней ( σв = 300 – 450 МПа)

-высокой (σв > 450 МПа )

Сплавы высокой прочности маркируют дополнительно буквой В, а сплавы, предназначенные для ковки и штамповки – буквами АК.