- •Механічні властивості машинобудівних матеріалів, вимоги до них
- •Чавун і сталь - основні конструкційні матеріали
- •2.1. Класифікація чавунів
- •2.2. Класифікація сталі
- •Вуглецеві конструкційні сталі:
- •Сталі ливарні вуглецеві – виготовляють маточини коліс , диски, зубчасті колеса, муфти, маховики і т. Д. Методом литва ( Ст.15л; Ст.20л ). Інструментальні вуглецеві сталі:
- •Леговані конструкційні сталі:
- •За вмістом легуючих елементів сталі поділяють на:
- •Інструментальна легована сталь:
- •Сталі для вимірювального інструменту
- •Тверді сплави
- •Титановольфрамові тверді сплави: т5к10 т – карбіду титану 5%; к –карбіду кобальту 10%; решта карбіт вольфраму.
- •3. Кольрові метали їх сплави, властивості і застосування
- •За способом виробництва поділяються на:
- •4. Пластмаси, лакофарбові і ущільнювальні матеріали, їх властивості і застосування
- •5. Корозія металів та протикорозійні покриття
- •Контрольні запитання
Тема: Матеріали, що використовуються в машиннобудуванні при експлуатації і ремонті машин.
План заняття:
Механічні властивості машинобудівних матеріалів, вимоги до них;
Чавун і сталь - основні конструкційні матеріали;
Кольорові метали та їх сплави, властивості і застосування;
Пластмаси, лакофарбові і ущільнювальні матеріали, їх властивості і застосування;
Корозія металів та протикорозійні покриття.
Механічні властивості машинобудівних матеріалів, вимоги до них
Властивості матеріалів поділяють на фізичні, хімічні, механічні і технологічні.
До механічних властивостей належать: міцність, пластичність, твердість, ударна в’язкість.
Міцністю називають здатність матеріалів чинити опір дії зовнішніх руйнівних сил.
Пластичністю називають властивість матеріалу під дією навантаження змінювати форму, не руйнуючись, і зберігати набуту форму, коли перестає діяти навантаження.
Твердістю називають властивість матеріалу чинити опір проникненню в нього іншого, більш твердішого тіла.
Ударною в’язкістю називають здатність метаріалу чинити опір дії ударних навантажень.
До матеріалів, що застосовують для виготовлення деталей машин ставлять високі вимоги, вони повинні:
надійно забезпечувати статичну і динамічну міц ність деталей;
гарантувати деталі від утомленого руйнування;
забезпечувати високу зносостійкість поверхонь;
забезпечувати температурну і корозійну стійкість.
Матеріали із яких виготовляють деталі машин, механізмів називають машинобудівними ( матали і їх сплави, деревина, пластмаси, гума, картон, папір, скло ). Метали використовують головним чином у вигляді сплавів. Всі метали і сплави поділять на чорні і кольорові
Світові запаси руд чорних металів складають біля 94%.
Чавун і сталь - основні конструкційні матеріали
Чавун – залізовуглецевий сплав, з вмістом вуглецю більше 2% ( від 2 до 6,67% ).
Чавун одержують із залізних руд в доменних печах за допомогою палива ( кокс або природний газ ) й флюсів ( вапняк ) – для переведення в шлак пустої породи, видалення шкідливих домішок ( золи і сірки ).
В основі доменного виробництва використовують метод відновлення заліза коксом з наступним його насиченням вуглецем і розплавленням. Продуктами доменного виробництва є чавун, шлак, доменний газ і колошниковий пил.
2.1. Класифікація чавунів
Залежно від хімічного складу і призначення чавуни поділяються на:
переробні ;
ливарні;
спеціальні ( феросплави ) виплавляють з високим відсотком кремнію або марганцю, застосовують як спеціальні добавки при виплавленні сталі.
Залежно від характеру сполучення вуглецю з залізом чавуни поділяють на:
білі;
сірі.
Білі чавуни – у них увесь вуглець є в хімічно зв’язаному стані - у вигляді цементиту ( матово-білого кольору, Fe3C ), дуже твердої і крихкої сполуки, практично не обробляються, їх використовують для переробки на сталь і на ковкий чавун.
Сірі чавуни ( СЧ ) – у них увесь вуглець є у вільному стані, у вигляді графіту ( в зломі сірого або темно-сірого кольору ). Широко застосовують в машинобудуванні, добре обробляється різальним інструментом, має високі ливарні властивості ( відливають блоки циліндрів, картери маховиків і КП, впускні трубопроводи ).
Літери СЧ у марці позначають сірий чавун, тризначне число вказує границю міцності під час розтягу в н/мм2 ( СЧ-120, СЧ-150, СЧ-380 ).
До групи сірих чавунів належать:
високоміцні;
антифрикційні;
модифіковані;
ковкі.
Високоміцний чавун ( ВЧ ) – поєднується багато цінних властивостей сталі і чавуну, його одержують з сірого чавуну присадкою в ківш перед розливанням у форми магнію. Має добрі ливарні та механічні властивості, виготовляють колінчасті вали, зубчасті колеса, поршневі кільця тощо. Марки ВЧ- 400, ВЧ- 450, ВЧ- 600.
Антифрікційний чавун ( АСЧ ) одержують присадкою в сірий чавун Мп та інших легуючих елементів або термічною обробкою білого чавуну. Характеризується малим коефіцієнтом тертя, виготовляють поршневі кільця, втулки, підшипники та ін..
Модифікований чавун одержують присадкою в сірий чавун модифікаторів (силікокальцію, феросиліцію та ін. ), має підвищені фізико-механічні, хімічні і технологічні властивості, виготовляють зубчасті колеса, гальмівні барабани, втулки, КВ та ін. Марки СЧ-280, СЧ-320.
Ковкий чавун ( КЧ ) одержують тривалим відпалом білого чавуну в спеціальних печах, високопластичний, в 1,5-2 рази міцніший від білого. Застосовують для виготовлення литих деталей складної форми ( картери редукторів, КП, кронштейни ресор, коробок сателітів, гальмівних колодок, зубчастих коліс та ін.). Марки КЧ-350, КЧ-300.
Леговані чавуни – з присадкою хрому, нікелю та інших елементів. Ці елементи покращують твердість, міцність, зносостійкість, корозійну стійкість деталей, виготовляють вставні клапанні сідла, вставки в верхню частину гільз або циліндрів, гільзи циліндрів, поршневі кільця, розподільні вали .
Спеціальні чавуни ( феросплави ) – мають підвищений вміст кремнію або марганцю, застосовують як спеціальні добавки при виплавленні сталі ).
Сталь – залізовуглецевий сплав, що містить вуглецю до 2%. Отримують шляхом переробки чавуну – видаленням із нього надлишку вуглецю, кремнію, марганцю, фосфору і сірки.
Основними способами одержання сталі є конверторний, мартенівський і плавлення в елетропечах.