Первый учебный вопрос. Основные конструкционные материалы и их свойства.

Конструкционными называются материалы, которые применяются при изготовлении заготовок, деталей и конструкций. По природе их можно разделить на две группы: металлические и неметаллические. К первой относят чистые металлы и их сплавы. Ко второй – полимерные вещества (пластмассы), резины, древесина, стекло, минералы (камни).

В дисциплине рассмотрим характеристику металлов, как наиболее применяемых конструкционных материалов. Наука о металлах (их составе, структуре и свойствах) называется металловедение. По химическому составу металлы делятся на черные (железо и его сплавы – сталь, чугун) и цветные (все остальные).

Отличительными свойствами металлов их сплавов являются высокая электро- и теплопроводность, специфический блеск (его называют «металлическим»), высокая пластичность, способность намагничиваться. Эти характерные свойства определяются атомно-кристаллическим строением металлов, которое рассмотрим в следующей лекции № 2.

Дадим характеристику основных свойств металлов. Различают физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные свойства материалов.

Физические свойства характеризуют температуру плавления металлов, их плотность, коэффициент теплового расширения, тепло- и электропроводность, упругие и магнитные свойства и т.п.

Химические свойства металлов определяются их химической активностью, способностью к химическому взаимодействию с газовыми и жидкими агрессивными окружающими средами, расплавленными металлами, коррозионной стойкостью.

Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным методам горячей и холодной обработки. Технологические свойства материала определяют наиболее простой и экономически эффективный способ изготовления из него заготовок и деталей.

*Литейные свойства  способность материала образовывать отливки. К ним относят: жидкотекучесть  способность заполнять литейную форму, усадка  сокращение размеров и объема отливки при затвердевании, ликвация  неоднородность химического состава по сечению отливки, газопроницаемость.

* Ковкость  способность материала подвергаться обработке давлением и изменять свою форму и размеры под влиянием внешней нагрузки без разрушения и при наименьшем усилии.

* Свариваемость  способность образовывать качественные неразъемные соединения (швы); Свариваемость в значительной степени определяется химическим составом свариваемых материалов.

* Обрабатываемость резанием  способность материала подвергаться обработке режущим инструментом с целью получения детали заданной формы, размеров и шероховатости поверхности. Определяется химическим составом материала заготовки и режимами резания.

Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в заданных условиях, не изменяя своих свойств:

 коррозионная стойкость  сопротивление материала действию агрессивных кислотных и щелочных сред;

 хладостойкость  способность материала сохранять пластические свойства при температурах ниже 0 С;

 жаропрочность  способность сохранять механические свойства при высоких температурах;

 жаростойкость  способность сопротивляться окислению в газовой среде при высоких температурах;

 антифрикционность  способность материала работать в условиях трения без схватывания.

Вывод: Свойства металлов и сплавов определяются их составом и внутренним строением (структурой). Они могут быть изменены термической и химико-термической обработкой, термомеханической и др.