24. Матеріали, які використовують для виготовлення основних деталей машин.

Матеріали, з яких виготовляються деталі. у великій мірі визначають якість машин і складають значну частку їх вартості (наприклад, в автомобілях до 65-70%). Основними матеріалами для деталей машин є сталь, чавун і сплави кольорових металів. Пластичні маси застосовують як електроізолюючі, антифрикційні і фрикційні, корозійностійкі, теплоізолюючі, високоміцні (склопластики) матеріали. Гуму використовують як матеріал, що має високу пружність і зносостійкість.

Відповідальні деталі машин (зубчасті колеса, сильно навантажені вали і ін.) піддають гартуванню. Деталі машин, що працюють при високих температурах, виконують з жаростійких або жароміцних сплавів. Деталі, поверхневі шари яких зазнають великих напружень від згину і кручення, місцевих і контактних напружень чи зазнають зношення піддають поверхневому зміцненню: хіміко-термічній, термічній, механічній, термо-механічній обробці.

 Вибір матеріалу – відповідальний етап, вірно вибраний матеріал визначає якість деталі та машини в цілому.    Фактори, які впливають на вибір матеріалу:

• відповідність матеріалу головному критерію працездатності (міцності, зносостійкості тощо),

• вимоги щодо маси, габаритів виробу,

• призначення деталі та умови експлуатації,

• відповідність технологічних властивостей конструктивній формі та способу обробки,

• коштовність та дефіцитність.

Властивості основних матеріалів для загального машинобудування: Чорні метали (чавуни, сталі):  Переваги:

• міцність,

• жорсткість,

• дешевизна, 

• технологічність (добре обробляються).

  Недоліки: 

• висока питома щільність,

• низка корозійна стійкість

Кольорові метали (мідь, цинк, свинець, олово, алюміній (використовують частіше в якості сплавів – бронза, латунь, боббит, алюмінієві сплави) , :    Переваги:

• антифрикційність,

• антикорозійність,

• легкість,

• висока   технологічність (добре обробляються).

Недоліки:  висока вартість Неметали (дерево, резина, шкіра,  азбест, металокераміка ):  Переваги:

• легкість,

• пружність,

• герметичність,

• ізоляційні властивості тощо.

Недоліки:  низькі механічні властивості. Полімери:  Переваги:

• легкість, міцність, 

• пружність,

• тепло – шумо –електроізоляційні властивості,

• антифрикційність,

• антикорозійність, 

• висока   технологічність (добре обробляються).

Недоліки:  низькі термічна міцність. Порошкові матеріали: пресування та спікання у формах як однорідних, так і різнорідних матеріалів. Ефективні в умовах масового виробництва.             У машинобудуванні для виготовлення деталей машин застосовують чорні та кольорові метали, їх сплави, комбіновані та неметалічні матеріали. До чорних металів належать сталі та чавуни. До кольорових – сплави на основі міді (латуні, бронзи), сплави на основі олова (бабіти), алюмінієві сплави, титанові сплави. До комбінованих – композитні, армовані, металокерамічні тощо. До неметалічних матеріалів – насамперед пластмаси, гума.             Вибір того чи іншого матеріалу визначається функціональним призначенням деталі, умовами її роботи, конструктивними, технологічними та економічними вимогами. При цьому до основних показників, які забезпечують головні властивості матеріалів, належать: границя міцності, границя текучості, границя витривалості, модуль повздовжньої пружності, коефіцієнт Пуассона, відносне видовження, твердість (оцінюється числом твердості за Брінелем, Роквелом, Вікерсом –  ,  ,  ), густина сталі це залізовуглецеві сплави, в яких змістовність вуглецю не перевищує 2%. Сталі поділяються на вуглецеві та леговані сталі.