- •Док 5. Тейлор Для студентов/курсантов 1-го курса онма
- •1. Свойства и испытания материалов
- •С неявно выраженной точкой текучести материала
- •Предел прочности при растяжении
- •Рабочее напряжение
- •2. Металлы и их сплавы
- •3. Неметаллические материалы
- •4. Соединение металлических деталей и их защита от коррозии
- •Об учебнике д.А.Тейлора «введение в морскую инженерию» «introduction to marine engineering», лондон, 1990
- •Предисловие ко второму изданию книги д.А.Тейлора «introduction to marine engineering», лондон, 1990
- •Предисловие к первому изданию книги д.А.Тейлора «introduction to marine engineering», лондон, 1983
- •От редакции издательства «транспорт», москва, 1987
2. Металлы и их сплавы
Кратко рассмотрим сплавы, которые наиболее часто употребляются в судовой технике. У большинства металлов имеются добавки, от которых зависят свойства сплавов металлов и их целевое применение. Свойства, качественный состав и использование некоторых наиболее часто применяемых металлов и сплавов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Материал |
Состав сплава, % |
Напряжение, вызывающее деформацию 0,2 %, МПа |
Предел прочности при растяжении, МПа |
Относительное удлинение при разрыве, % |
Модуль упругости, МПа |
Число твердости по Бринеллю |
Предел усталости, МПа |
Применение материалов |
Морская латунь |
70Cu: 29Zn: 1Sn |
170 |
408 |
35 |
103 |
100 |
127 |
Трубные доски и трубки для конденсаторов |
Алюминий |
Почти чистый |
20 |
55 |
55 |
73 |
15 |
31 |
Базовый металл легких сплавов |
Алюминиевая латунь |
76Cu: 22Zn: 2Ai |
139 |
378 |
55 |
110 |
75 |
96 |
Трубные доски и трубки конденсаторов. теплообменников |
Латунь |
70CU: 30Zn |
115 |
324 |
67 |
115 |
65 |
106 |
Подшипники промежуточных валов |
Литейный чугун (серый) |
3,25C: 2,25Si: 0,65Mn: остальноеFe |
180 |
310 |
5 |
120 |
200 |
110 |
Крышки цилиндров и втулки |
Медь |
100 Cu(почти чистое) |
48 |
216 |
48 |
117 |
42 |
117 |
Базовый металл многих сплавов |
Медноникелевый сплав |
70Cu: 30Ni |
170 |
417 |
42 |
153 |
90 |
147 |
Выпускные газовые патрубки |
«Специальная сталь» (сплав) |
88Cu: 10Sn:2Zn |
139 |
286 |
18 |
97 |
85 |
100 |
Клапаны и подшипниковые вкладыши |
Монель-металл |
68Ni: 29Cu: остальноеFe, Mn |
380 |
610 |
28 |
181 |
160 |
170 |
Клапаны и крылатки насосов |
Фосфористая бронза |
91,5 Cu: 8Sn: 0,5P |
376 |
424 |
65 |
111 |
190 |
112 |
Подшипники и пружины |
Нержавеющая сталь |
18Cr: 8Ni: 0,12C: остальное Fe |
170 |
460 |
40 |
195 |
180 |
260 |
Клапаны и материал для лопаток турбин |
Сталь |
0,23C: 1Mn: 0,5Si: остальноеFe |
235 |
470 |
22 |
207 |
130 |
230 |
Фундаменты, станины ДВС и другие конструкционные изделия |
Сталь. Сталь - это сплав углерода с железом при содержании углерода не более 2,14%. Сплав железа с углеродом при содержании последнего от 2,14 до 6,63% называется чугуном. Сталь и чугун составляют класс черных металлов.
Для улучшения свойств стали и обеспечения однородности структуры в больших массах металла вводятся различные примеси – легирующие добавки. При добавлении к стали марганца в количестве до 1,8% улучшаются механические свойства металла. При введении кремния в количестве от 0,5 до 3,5% увеличивается прочность и твердость стали. При введении никеля от 3,0 до 4,0% улучшается зерновая структура металла, увеличивается прочность и повышается сопротивление металла эрозии (изнашиванию). При добавлении в сталь хрома улучшается зерновая структура и увеличивается прочность, а также возрастает сопротивляемость металла эрозии и коррозии. Для получения нержавеющей стали в нее вводят от 8,0 до 18% никеля и хрома. При введении молибдена в небольших количествах увеличивается прочность и термоустойчивость стали. При введении в сталь в небольших количествах ванадия увеличивается общая твердость и усталостная прочность металла. При введении в сталь от 12 до 18% вольфрама и до 5% хрома сильно повышаются противоизносные свойства стали.
Металлы для заливки подшипников. Антифрикционные сплавы. Обычно это оловянистые сплавы с небольшим содержанием свинца, меди и сурьмы. На основе соединения свинца и сурьмы получают более прочные сплавы. Эти сплавы имеют небольшой коэффициент трения, поэтому используются для заливки подшипников.