- •7 Твердость свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела
- •12 Инструментальная сталь имеет основные свойства, имеющие значение практически для всех видов инструментов. Такими свойствами являются:
- •22 Материалы, обладающие способностью переходить в сверхпроводимое состояние при их охлаждении до достаточно низкой температуры, стали называть сверхпроводниками.
- •25 Полупроводниками называют вещества, обладающие электронной проводимостью, занимающей промежуточное положение между металлами и изоляторами.
- •1 Характерные свойства металлов
12 Инструментальная сталь имеет основные свойства, имеющие значение практически для всех видов инструментов. Такими свойствами являются:
твердость,вязкость, износостойкость, теплостойкость прокаливаемость.
По составу инструментальная сталь подразделяется на углеродистые, низколегированные, легированные и высоколегированные.
По структуре в равновесном состоянии, определяемой составом сталей, - на доэвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Большинство инструментальных сталей являются заэвтектоидными и ледебуритными. Как правило такие стали имеют высокую твердость и низкую вязкость. Меньшее число инструментальных сталей являются доэвтектоидными. Они обладают повышенной твердостью и повышенной вязкостью.
прокаливаемость.
сталь с содержанием углерода от 0,7 % и выше. Эта сталь отличается высокой твёрдостью и прочностью (после окончательной термообработки) и применяется для изготовления инструмента. Инструментальная углеродистая сталь делится на качественную и высококачественную. Содержание серы и фосфора в качественной инструментальной стали — 0,03 % и 0,035 %, в высококачественной — 0,02 % и 0,03 % соответственно.
13 С ростом содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита, при одновременном снижении доли феррита. Изменение соотношения между составляющими приводит к уменьшению пластичности, а также к повышению прочности и твердости. Прочность повышается до содержания углерода около 1%, а затем она уменьшается, так как образуется грубая сетка цементита вторичного.
Углерод влияет на вязкие свойства. Увеличение содержания углерода повышает порог хладоломкости и снижает ударную вязкость.
Повышаются электросопротивление и коэрцитивная сила, снижаются магнитная проницаемость и плотность магнитной индукции.
Углерод оказывает влияние и на технологические свойства. Повышение содержания углерода ухудшает литейные свойства стали (используются стали с содержанием углерода до 0,4 %), обрабатываемость давлением и резанием, свариваемость. Следует учитывать, что стали с низким содержанием углерода также плохо обрабатываются резанием.
14 Чугун – это сплав железа с углеродом. Чугун содержит углерод – 2,14 % и более дешевый материал, чем стали. Он обладает пониженной температурой плавления и хорошими литейными свойствами. Из чугунов можно делать отливки более сложной формы, чем из сталей. Литая структура чугунов содержит концентраторы напряжений, в качестве которых могут быть дефекты: пористость, ликвационная неоднородность, микротрещины.
Белый чугун
Серый чугун
Ковкий чугун черносердечный и белосердечный
Применение серого чугуна в станкостроении. Отливки Перлитный ковкий чугун: детали, работающие при высоких динамических и статических нагрузках или в тяжелых условиях износа.
15 Содержание марганца не превышает 0,5…0,8 %. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы. Содержание кремния не превышает 0,35…0,4 %. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка. Содержание фосфора в стали 0,025…0,045 %. Фосфор, растворяясь в феррите, искажает кристаллическую решетку и увеличивает предел прочности Содержание серы в сталях составляет 0,025…0,06 %. Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна. При взаимодействии с железом образует химическое соединение – сульфид серы FeS, которое, в свою очередь, образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988oС. При нагреве под прокатку или ковку эвтектика плавится, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается – явление красноломкости.
Красноломкость – повышение хрупкости при высоких температурах и предел текучести , но снижает пластичность и вязкость.
16
Существует несколько способов получения стали: конверторный, мартеновский и электроплавка.
Конверторный способ основан на продувке сжатым воздухом расплавленного чугуна. При продувке кислород воздуха вступает в реакцию с примесями чугуна и окисляет их, в результате чего получается сталь. Для конверторного способа используют жидкий чугун, полученный в доменных печах и выдержанный в специальных металлоприемниках (миксерах).
Достоинствами конверторного способа являются: высокая производительность агрегатов, компактность оборудования и т. д.
К недостаткам этого способа относятся невозможность переработки большого количества стального и железного лома, а также передел чугунов только определенного химического состава.
Мартеновский способ вызван к жизни необходимостью перерабатывать стальной лом и отходы производства. Требовалось создать печь, в которой температура была бы настолько высокой, чтобы можно было плавить сталь и железо. Получение высокой температуры в мартеновской печи дало возможность не только использовать промышленные отходы в качестве шихтовых материалов, но и получать стали с весьма разнообразными свойствами. Мартеновская сталь поступает в виде листовой и сортовой, рельсов, отливок, заготовок для ковки и штамповки.
Плавка стали в электропечах дает возможность получать высококачественные стали. Сущность процесса заключается в очищении стали от шлаков и примесей в виде серы и фосфора.
Сера и фосфор в стали являются вредными примесями. Сера снижает литейные свойства, препятствует выходу газов из жидкой стали, вызывает ломкость. Фосфор снижает пластичность и вызывает хладноломкость (хрупкость) стали. Кремний повышает упругость и вязкость стали, марганец повышает износоустойчивость.
17
производства чугуна в доменных печах
Второй процесс характеризуется восстановлением железа, марганца кремния фосфора серы и других элементов. Восстановленное в доменной печи железо активно поглощает углерод Насыщенное углеродом железо имеет пониженную (до 1150…1200ºС) в сравнении с чистым железом (1539ºС) температуру плавления. Выделяется чугун.
18 Верхний ряд составляют виды диаграмм состояния, второй ряд — характер изменения твердости, третий ряд — характер изменения электропроводности по закону Курнакова.
В сплавах I типа свойства изменяются прямолинейно от одного компонента к другому, в сплавах II типа изменение свойств идет неравномерно, причем твердость при увеличении содержания компонента сначала возрастает, а затем падает; электропроводность, наоборот, вначале падает, потом возрастает. Изменения свойств в сплавах — химических соединениях выражаются ломаными линиями, и каждое из них может быть представлено двумя различными прямыми на двух отдельных диаграммах, так же как и сама диаграмма может быть разделена на две диаграммы I типа.
Для определения свойств всех сплавов системы по закону Курнакова достаточно иметь данные о свойствах компонентов, составляющих эту систему, и диаграмму состояния сплавов.
19 Леги́рование добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и химических свойств основного материала.
В металлургии легирование производится в основном введением в расплав или шихту дополнительных химических элементов (например, в сталь — хрома, никеля, молибдена)улучшающих механические, физические и химические свойства сплава.
20 Проводниковыми называют материалы, основным электрическим свойством которых является сильно выраженная по сравнению с другими электротехническими материалами электропроводность. Их применение в технике обусловлено в основном этим свойством, определяющим высокую удельную электрическую проводимость при нормальной температуре.
Полупроводниковыми называют материалы, которые являются по своей удельной проводимости промежуточными между проводниковыми и диэлектрическими материалами и отличительным свойством которых является исключительно сильная зависимость удельной проводимости от концентрации и вида примесей или других дефектов, а также в большинстве случаев от внешних энергетических воздействий
Диэлектрическими называют материалы, основным электрическим свойством которых является способность к поляризации и в которых возможно существование электростатического поля. Реальный (технический) диэлектрик тем более приближается к идеальному, чем меньше его удельная проводимость и чем слабее у него выражены замедленные механизмы поляризации, связанные с рассеиванием электрической энергии и выделением тепла.
Магнитными называют материалы, предназначенные для работы в магнитном поле при непосредственном взаимодействии с этим полем. Магнитные материалы делят на слабомагнитные и сильномагнитные.
Композиционные материалы – это материалы, состоящие из нескольких компонент, выполняющих разные функции, причем между компонентами существуют границы раздела.
21 Проводниковыми называют материалы, основным электрическим свойством которых является сильно выраженная по сравнению с другими электротехническими материалами электропроводность. Их применение в технике обусловлено в основном этим свойством, определяющим высокую удельную электрическую проводимость при нормальной температуре.
Алюминий медь
Для разрывных контактов кроме чистых тугоплавких металлов вольфрама и молибдена применяют платину, золото, серебро, сплавы на их основе и металлокерамические композиции, например, Ag - CdO.
Сильноточные разрывные контакты обычно изготовляют из металлокерамических материалов и композиций, например, серебро - никель, серебро - графит,медь - вольфрам - никель и др.
Для скользящих контактов часто используют контактные пары из металлического и графито содержащего материалов, а также проводниковые бронзы, латуни, твердую медь и медь, легированную серебром