На головну

Електротехнічні сплави.

  1.  Жаростійкі і жароміцні стали і сплави.
  2.  Інструментальні сталі і сплави.
  3.  Конструкційні стали і сплави.
  4.  Лекція 5. Залізовуглецеві сплави. Система залізо - графіт і залізо - цементит.
  5.  Ливарнісплави. Ливарні властивості сплавів: вологотекучість, газопоглощенія, усадка, ізоляція. Основні ливарнісплави.
  6.  Магнітні і електротехнічні стали і сплави.
  7.  Мідь і її сплави.

Крім магнітних матеріалів в техніці застосовують електротехнічні сплави. Вони поділяються на сплави з мінімальним (провідники) і максимальним питомим електричним опором (реостатні). Для провідників застосовують чисті мідь (безкисневі марки М0, М1 ГОСТ 859 - 78) і алюміній (технічна чистота А1 ... А6 ГОСТ 11069 - 74). Для особливих випадків срібло або золото, як правило, у вигляді покриття на провідниках з міді. Для виготовлення сплавів з високим провідникові використовують системи сплавів, що утворюють тверді розчини. Зазвичай це ніхроми Х20Н80, Х15Н60 і фехраль Х13Ю4.

12. Класифікація полімерних матеріалів. Термопластичні і термореактивні пластмаси: їх властивості та застосування.

полімери (Грец. ????- - багато; ????? - частина) - неорганічні і органічні, аморфні і кристалічні речовини, що складаються з «мономерних ланок», з'єднаних в довгі макромолекули хімічними або координаційними зв'язками. Полімер - це високомолекулярна сполука: кількість мономерних ланок у полімері (ступінь полімеризації) має бути досить велике. У багатьох випадках кількість ланок може вважатися достатнім, щоб віднести молекулу до полімерів, якщо при додаванні чергового мономерного ланки молекулярні властивості не змінюються.[1] Як правило, полімери - речовини з молекулярною масою від декількох тисяч до декількох мільйонів.[2]

Якщо зв'язок між макромолекулами здійснюється за допомогою слабких сил Ван-Дер-Ваальса, вони називаються термопласти, якщо за допомогою хімічних зв'язків - реактопласти. До лінійним полімерам відноситься, наприклад, целюлоза, до розгалужених, наприклад, амилопектин, є полімери зі складними просторовими тривимірними структурами.

У будові полімеру можна виділити мономерна ланка - повторюваний структурний фрагмент, що включає кілька атомів. Полімери складаються з великого числа повторюваних угруповань (ланок) однакового будови, наприклад полівінілхлорид (СН2-CHCl-)n, Каучук натуральний і ін. Високомолекулярні сполуки, молекули яких містять кілька типів повторюваних угруповань, називають сополимерами або гетерополімера.

Полімер утворюється з мономерів в результаті реакцій полімеризації або поліконденсації. До полімерів відносяться численні природні сполуки: білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди, каучук та інші органічні речовини. У більшості випадків поняття відносять до органічних сполук, проте існує і безліч неорганічних полімерів. Велика кількість полімерів отримують синтетичним шляхом на основі найпростіших з'єднань елементів природного походження шляхом реакцій полімеризації, поліконденсації і хімічних перетворень. Назви полімерів утворюються з назви мономера з приставкою полі-: полиетилен, полипропілен, поливинилацетат і т. п.

За хімічним складом всі полімери поділяються на органічні, елементоорганіческіе, неорганічні.

§ Органічні полімери.

§ Елементоорганічні полімери. Вони містять в основному ланцюзі органічних радикалів неорганічні атоми (Si, Ti, Al), які поєднуються з органічними радикалами. У природі їх немає. Штучно отриманий представник - кремнійорганічні сполуки.

Слід зазначити, що в технічних матеріалах часто використовують поєднання різних груп полімерів. це композиційні матеріали (наприклад, склопластики).

За формою макромолекул полімери ділять на лінійні, розгалужені (окремий випадок - зіркоподібні), стрічкові, плоскі, гребенеподібне, полімерні сітки і так далі.

Полімери поділяють по полярності (впливає на розчинність в різних рідинах). Полярність ланок полімеру визначається наявністю в їх складі диполів - молекул з роз'єднаним розподілом позитивних і негативних зарядів. У неполярних ланках дипольні моменти зв'язків атомів взаємно компенсуються. Полімери, ланки яких мають значну полярністю, називають гідрофільними або полярними. Полімери з неполярними ланками - неполярними, гідрофобними. Полімери, що містять як полярні, так і неполярні ланки, називаються амфіфільних. Гомополімери, кожна ланка яких містить як полярні, так і неполярні великі групи, запропоновано називати амфіфільних гомополимерами.

Стосовно нагріванню полімери поділяють на термопластичні и термореактивні. термопластичні полімери (поліетилен, поліпропілен, полістирол) при нагріванні розм'якшуються, навіть плавляться, а при охолодженні тверднуть. Цей процес звернемо.термореактивні полімери при нагріванні піддаються необоротного хімічного руйнування без плавлення. Молекули термореактивних полімерів мають нелінійну структуру, отриману шляхом зшивання (наприклад, вулканізація) ланцюгових полімерних молекул. Пружні властивості термореактивних полімерів вище, ніж у термопластів, однак, термореактивні полімери практично не мають плинністю, внаслідок чого мають більш низьку напругу руйнування.

Природні органічні полімери утворюються в рослинних і тваринних організмах. Найважливішими з них є полісахариди, білки і нуклеїнові кислоти, з яких в значній мірі складаються тіла рослин і тварин і які забезпечують саме функціонування життя на Землі. Вважається, що вирішальним етапом у виникненні життя на Землі стало утворення з простих органічних молекул більш складних - високомолекулярних

пластмаси (Пластичні маси) або пластики - Органічні матеріали, основою яких є синтетичні або природні високомолекулярні з'єднання (полімери). Виключно широке застосування отримали пластмаси на основі синтетичних полімерів.

Назва «пластмаси» означає, що ці матеріали під дією нагрівання і тиску здатні формуватися і зберігати після охолодження або затвердіння задану форму. Процес формування супроводжується переходом пластично деформується (вязкотекучего) стану в склоподібний стан.

Залежно від природи полімеру і характеру його переходу з вязкотекучего в склоподібний стан при формуванні виробів пластмаси ділять на:

§ Термопласти (термопластичні пластмаси) - При нагріванні розплавляються, а при охолодженні повертаються в початковий стан;

§ Реактопласти (термореактивні пластмаси) - В початковому стані мають лінійну структуру макромолекул, а при деякій температурі затвердіння набувають сітчасту. Після затвердіння не можуть переходити у в'язкотекучий стан. Робочі температури вище, але при нагріванні руйнуються і при наступному охолодженні не відновлюють своїх вихідних властивостей.

Також газонаповнені пластмаси - спінені пластичні маси, що володіють малою щільністю.

Основні механічні характеристики пластмас ті ж, що і для металів.
 Пластмаси характеризуються малою щільністю (0,85-1,8 г / см), надзвичайно низькими електричної і теплової провідності, не дуже великий механічною міцністю. При нагріванні (часто з попередніми розм'якшенням) вони розкладаються. Чи не чутливі квлажності, стійкі до дії сильних кислот і підстав, ставлення до органічних розчинників різне (в залежності від хімічної природи полімеру). Фізіологічно майже нешкідливі. Властивості пластмас можна модифікувати методамісополімерізаціі або стереоспецифічні полімеризації, шляхом поєднання різних пластмас один з одним або з іншими матеріалами, такими як скляне волокно, текстильна тканина, введенням наповнювачів і барвників, пластифікаторів, тепло- ісветостабілізаторов, опромінення та ін., А також варіюванням сировини, наприклад використання відповідних поліолів і диизоцианатов при отриманні поліуретанів.

Твердість пластмас визначається по Брінеллю при навантаженнях 50-250 кгс на кульку діаметром 5 мм.

Теплостійкість по Мартенсу - температура, при якій пластмасовий брусок з розмірами 120 ? 15 ? 10 мм, згинається при постійному моменті, що створює найбільшу напругу вигину на гранях 120 ? 15 мм, що дорівнює 50 кгс / см?, зруйнується або зігнеться так, що укріплений на кінці зразка важіль довжиною 210 мм переміститься на 6 мм.

Теплостійкість за Віка - температура, при якій циліндричний стрижень діаметром 1,13 мм під дією вантажу масою 5 кг (для м'яких пластмас 1 кг) поглибиться в пластмасу на 1 мм.

Температура крихкості (морозостійкість) - температура, при якій пластичний або еластичний матеріал при ударі може зруйнуватися крихке.

Для додання особливих властивостей пластмасі в неї додають пластифікатори.

13. кераміка. Склад, властивості, застосування.

КЕРАМІКА (грец. Keramike - гончарне мистецтво, від keramos - глина), велика за складом група діелектричних матеріалів, об'єднаних спільністю технологічного циклу. В даний час під словом кераміка розуміють не тільки гліносодержащіе, а й інші неорганічні матеріали, що володіють подібними властивостями, при виготовленні виробів з яких потрібно високотемпературний випал.

Керамічний матеріал складається з декількох фаз. Основними фазами є кристалічна (одна або кілька) і склоподібна. Кристалічна фаза визначає характерні властивості керамічного матеріалу і являє собою хімічні сполуки або тверді розчини цих сполук. Основні фізичні властивості кераміки - електричні, п'єзоелектричні, магнітні, температурний коефіцієнт лінійного розширення, механічна міцність - багато в чому залежать від особливостей кристалічної фази. Склоподібна фаза знаходиться в керамічному матеріалі у вигляді прошарків, що зв'язують кристалічну фазу. Кількість склоподібної фази і її склад визначають в основному технологічні властивості кераміки - температуру спікання, ступінь пластичності керамічної маси при формуванні. Від змісту склоподібної фази залежать також щільність, ступінь пористості і гігроскопічність матеріалу. Наявність газової фази (гази знаходяться в закритих порах) обумовлено способом обробки маси і призводить до зниження механічної та електричної міцності керамічних виробів, а також викликає діелектричні втрати при підвищених напряженностях поля внаслідок іонізації газових включень. Пори погіршують властивості кераміки, особливо при підвищеній вологості.

Перевагою кераміки є можливість отримання заздалегідь заданих характеристик шляхом зміни складу маси і технології виробництва. Керамічні матеріали завдяки таким властивостям, як висока нагревостойкость, відсутність у більшості матеріалів гігроскопічності, хороші електричні (п'єзоелектричні, сегнетоелектрічеськие) і магнітні характеристики при достатньої механічної міцності, стабільності характеристик і надійності, стійкість до впливу випромінювання високої енергії і використання досить дешевого і доступного сировини забезпечило їх широке застосування в різних областях.

Залежно від призначення кераміки отримання заданих властивостей виробів досягається підбором сировинних матеріалів і добавок і особливостями технології. Основною сировиною в керамічній промисловості є гліниі каоліни унаслідок їх широкого поширення і цінних технологічних властивостей. Найважливішим компонентом початкової маси при виробництві тонкої кераміки є польові шпати (головним чином мікролін) і кварц. Однак підвищені і різко диференційовані вимоги, що пред'являються до кераміки металургією, електротехнікою і приладобудуванням, зумовили розвиток виробництва різних видів технічної кераміки на основі чистих оксидів, карбідів і різних з'єднань.

 Принциповими недоліками кераміки є її крихкість і складність обробки. Керамічні матеріали погано працюють в умовах механічних або термічних ударів, а також при циклічних умовах навантаження. Їм властива висока чутливість до надрізів. У той же час керамічні матеріали мають високу жароміцних, чудовою корозійну стійкість і малу теплопровідність, що дозволяє з успіхом використовувати їх в якості елементів теплової защіти.Прі температурах вище 1000 ° С кераміка міцніше будь-яких сплавів, в тому числі і суперсплавів, а її опір повзучості і жароміцність више.К основним областям застосування керамічних матеріалів відносяться ріжучий інструмент, деталі двигунів внутрішнього згоряння і газотурбінних двигунів і ін.

14. Композиційні матеріали. Принципи створення композиційних матеріалів, їх переваги і недоліки.

композиційний матеріал (композит, КМ) - Штучно створений неоднорідний суцільний матеріал, що складається з двох або більше компонентів з чіткою межею поділу між ними. У більшості композитів (за винятком шаруватих) компоненти можна розділити на матрицю і включені в неї армуючі елементи. У композитах конструкційного призначення армуючі елементи зазвичай забезпечують необхідні механічні характеристики матеріалу (міцність, жорсткість і т. Д.), А матриця (або сполучна) забезпечує спільну роботу армуючих елементів і захист їх від механічних пошкоджень і агресивного хімічного середовища.

Механічне поведінка композиції визначається співвідношенням властивостей армуючих елементів і матриці, а також міцністю зв'язку між ними. Ефективність і працездатність матеріалу залежать від правильного вибору вихідних компонентів і технології їх поєднання, покликаної забезпечити міцний зв'язок між компонентами при збереженні їх початкових характеристик.

В результаті поєднання армуючих елементів і матриці утворюється комплекс властивостей композиції, не тільки відображає вихідні характеристики його компонентів, але і включає властивості, якими ізольовані компоненти не володіють. Зокрема, наявність кордонів розділу між армуючими елементами і матрицею істотно підвищує тріщиностійкість матеріалу, і в композиціях, на відміну від однорідних металів, підвищення статичної міцності призводить не до зниження, а, як правило, до підвищення характеристик в'язкості руйнування.

Для створення композиції використовуються найрізноманітніші армирующие наповнювачі і матриці. Це - гетинакс і текстоліт (шаруваті пластики з паперу або тканини, склеєної термореактивним клеєм), скло і графітопласт (тканину або намотане волокно зі скла або графіту, просочені епоксидними клеями), фанера ... Є матеріали, в яких тонке волокно з високоміцних сплавів залито алюмінієвої масою. Булат - один з найдавніших композиційних матеріалів. У ньому найтонші шари (іноді нитки) високовуглецевої сталі «склеєні» м'яким низьковуглецевої залізом.

Останнім часом матеріалознавці експериментують з метою створити більш зручні у виробництві, а значить - і більш дешеві матеріали. Досліджуються саморастущей кристалічні структури, склеєні в єдину масу полімерним клеєм (цементи з добавками водорозчинних клеїв), композиції з термопласту з короткими армирующими волоконцами тощо.

Композити зазвичай класифікуються по виду армуючого наповнювача:[1]

§ волокнисті (армуючий компонент - волокнисті структури);

§ шаруваті;

§ наповнені пластики (армуючий компонент - частинки)

§ насипні (гомогенні),

§ скелетні (початкові структури, наповнені сполучною).

Головна перевага КМ в тому, що матеріал і конструкція створюється одночасно. Винятком є ??препреги, які є напівфабрикатом для виготовлення конструкцій. Варто відразу обумовити, що КМ створюються під виконання даних завдань, відповідно не можуть вміщати в себе всі можливі переваги, але, проектуючи новий композит, інженер вільний задати йому характеристики значно перевершують характеристики традиційних матеріалів при виконанні даної мети в даному механізмі, але поступаються їм в будь-яких інших аспектах. Це означає, що КМ не може бути краще традиційного матеріалу у всьому, тобто для кожного виробу інженер проводить всі необхідні розрахунки і тільки потім вибирає оптимум між матеріалами для виробництва.

§ висока питома міцність (міцність 3500 МПа)

§ висока жорсткість (модуль пружності 130 ... 140 - 240 ГПа)

§ висока зносостійкість

§ висока втомна міцність

§ з КМ можливо виготовити размеростабільние конструкції

§ легкість

Причому, різні класи композитів можуть мати одну або декілька перевагами. Деяких переваг неможливо домогтися одночасно.

Більшість класів композитів (але не всі) мають недоліки:

§ висока вартість

§ анізотропія властивостей

§ підвищена наукоємність виробництва, необхідність спеціального дорогого устаткування і сировини, а отже розвиненого промислового виробництва та наукової бази країни

15. Гума.

Гума (від лат. Resina «смола») - еластичний матеріал, що отримується вулканізацією каучуку. За ступенем вулканізації гуми поділяються на м'які (1-3% сірки), напівтверді і тверді (30% сірки) (ебоніт). Щільність - 1,2 т / м3.

Вироби з гуми в промисловості

Для отримання гумового текстилю беруть лляну або паперову тканину і гумовий клей, що представляє гумову суміш, розчинену в бензині або бензолі. Клей ретельно і рівномірно розмазують і упресовують в тканину; після просушування і випаровування розчинника отримують прогумовану тканину.

Для виготовлення прокладки, здатного витримувати високі температури, застосовують пароніт, що представляє гумову суміш, в яку введено азбестове волокно. Таку суміш змішують з бензином, пропускають через вальці і вулканізіруют у вигляді листів товщиною від 0,2 до 6 мм.

Для отримання гумових трубок і профілів сиру гуму пропускають через шприц-машину, де сильно розігріта (до 100-110 °) суміш продавлюється через профілюючу головку. В результаті отримують профіль, який піддають вулканізації.

Виготовлення дюрітових рукавів відбувається наступним чином: з каландрує гуми вирізують смуги і накладають їх на металевий Дорн, зовнішній діаметр якого дорівнює внутрішньому діаметру рукава. Краї смуг змазують гумовим клеєм і накочують роликом, потім накладають один або кілька парних шарів тканини і промащують їх гумовим клеєм, а зверху накладають шар гуми. Після цього зібраний рукав піддають вулканізації.

Автомобільні камери виготовляють з гумових труб, шпріцованних або склеєних вздовж камери. Існує два способи виготовлення камер: формовий і дорновий. Дорновие камери вулканізіруют на металевих або вигнутих Дорн. Ці камери мають один або два поперечних стику. Після стикування камери в місці стику піддають вулканізації. При формовому способі камери вулканізіруют в індивідуальних вулканізаторах, забезпечених автоматичним регулятором температури. Щоб уникнути склеювання стінок, всередину камери вводять тальк.

Автомобільні покришки збирають на спеціальних верстатах з декількох шарів особливої ??тканини (корд), покритою гумовим шаром. Тканинний каркас, тобто скелет шини, ретельно накочують, а кромки шарів тканини загортають. Зовні каркас покривають двома шарами металокордних брекера, потім в біговій частини товстим шаром гуми, званим протектором, а на боковини накладають більш тонкий шар гуми. Підготовлену таким чином шину (сиру шину) піддають вулканізації. Перед вулканизацией на внутрішню частину сирої шини наносять спеціальну розділову мастило (фарбують) Для виключення залипання до діафрагми і кращого ковзання діафрагми у внутрішній порожнині шини при формуванні.

[Ред] Зберігання гумових виробів

Шафи для гумових виробів повинні мати щільно закриваються дверцята, гладку внутрішню поверхню. Джгути, зонди зберігаються в підвішеному стані на знімних вішалках, розташованих під кришкою шафи. Гумові грілки, накладні кола, бульбашки для льоду зберігають злегка надутими. Гумові частини приладів необхідно зберігати окремо. Еластичні катетери, рукавички, бужи, гумові бинти, напальчники зберігають в щільно закритих коробках, пересипавши тальком. Гумові бинти пересипають тальком по всій поверхні і зберігають в скататися вигляді.

Окремо зберігають прогумовану тканину в рулонах, горизонтально підвішену на стійках. Можна зберігати її на полицях, покладеної не більше ніж в 5 рядів. Еластичні лакові бужи, катетери, зонди зберігають в сухому місці. Вироби бракуються, якщо з'являється їх клейкість і розм'якшення.

При затвердінні гумових рукавичок їх поміщають в теплий 5% -ний розчин аміаку на 15 хв, потім їх розминають і тримають 15 хв в 5% -ному водно-гліцериновому розчині з температурою + 40-50 ° С.

16. методи визначення твердості:

1) По Бренеля. Вдавлювання сталевої кульки в зразок, після вимірювання діаметра відбитка. Використовується для досить м'яких металів.

позначається:

HB - сталева кулька, HBW - з твердого металу.

250HB5 / 750 - твердість 250, визначена кулькою з діаметром 5 мм, з силою 750 кгс (7300 Н), 10-15 секунд.

У разі великих сил пишуть тільки, наприклад, 185HB.

2) За Вікерсом. Вдавлюють пірамідні алмазний наконечник.

позначається:

HV.

Наприклад, 220HV100 / 40 - при силі 100Н, 40 секунд.

3) По Роквеллу. Введення алмазного конусного або сферичного наконечників.

позначається:

HR.

220HR100 / 40 - те ж саме все.

Всього 7 методів.

17. Методи визначення механічних властивостей металів і сплавів.

МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ


 1. статичні

  • на розтягнення;
  • на твердість (HB, HRC, HV)
  • на ударну в'язкість

2. Динамічний

  • на ударну в'язкість (КС)

3. циклічний


  •  на втому


 1 статичних випробувань МЕТАЛІВ




 Поняття про фізико-хімічному аналізі. |  У твердому стані. |  Фази і структурні складові стали і білих чавунів. |  Перетворення стали при нагріванні |  Перетворення стали при охолодженні |  Устаткування для термічної обробки |  Відпал і нормалізація стали |  загартування |  Корозійно-стійкі |  алюмінієві сплави |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати