Прочность – способность тв. тела сопротивляться деформации и разрушению под действием внешних сил.
- предел прочности sв=Рмах/F0.знаменатель – исходное поперечное сечение, имер. Н/м2 или Мпа.
- Предел текучести sт=Рт/ F0.
Пластичность – способность материала получать остаточное изменение формы и размеров без разрушения.
Показатели:
Относительное удлинение
Относительное сужение
Для стали sт=650МПа-низкая,650-1300-средняя,1300-1400-высокая прочность. Для алюминия dв=200-400 –средняя, для танталовых dв=800.Твердость – способность материала сопротивляться проникновению другого тела.
Твердость по Бринеллю (НВ) – определяется путем вдавливания стального шарика под нагрузкой в поверхность испытуемого материала. После снятия нагрузки остается луночка, и по размеру луночки судят о твердости. Для стали НВ=150-200- средняя твердость.
Твердость по Роквеллу – в материал вдавливается алмазный конус, после вдавливания остается отпечаток. Угол конуса равен 1360 и вдавливают с разной силой (шкалы А, В, С, но используют шкалы А и С). По шкале С оценивают твердость закаленных материалов HRC 20-70 среднее значение 45. По шкале А оценивают твердость тонких менее прочных инструментальных материалов HRA 70-85.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Коэффициент линейного расширения, электропроводность, теплопроводность, окисление, намагничиваемость, удельная теплота плавления, коэффициент трения (возникает благодаря силам взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел).
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
Определяют способность материала подвергаться различным методам холодной и горячей обработки.
Жидкотекучесть – способность сплава наполнять форму.
Усадка – сокращение размеров и объема после остывания.
Ковкость – способность материала деформироваться при невысоком сопротивлении и принимать нужную форму без разрушения.
Сваривание – способность металлов образовывать прочные соединения при совместном расплавлении.
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА.
Определяет долговечность материалов машине.
Хладноломкость – способность работать при минусовых температурах.
Жаростойкость – способность работать при высоких температурах.
Износостойкость – способность сопротивляться истиранию в процессе трения деталей друг о друга.
Циклическая прочность – вал разрушается при нагрузке в 3 и 5 раз меньше, чем в статическом состоянии.
№10. Черные металлы (чугуны и стали), Сортамент, основные виды, марки материалов.
Черными металлами является железо и его сплавы. На долю черных металлов приходится 95% мировой металлопродукции.
Марки:
Чугун Fe+C (3-4,5%).
В его состав могут входить полезные Mn & Si и плохие составляющие S & P (вместе с коксом). Чугун делят на группы:
Серый чугун. (технический): СЧ32, где прочность -sв=32 кг/м2. Используют для изготовления рам и станин машин.
Ковкий чугун. (более прочный): КЧ17-32 соответственно прочность-sв и пластичность -d. Изготовляют крупные детали, работающих при динамичной нагрузке: маховики паровых машин.
Высокопрочный жаростойкий чугун (300-400оС): ЧС5 (Si – 5% придает высокую термостойкость)
Сталь – деформируемый ковкий сплав Fe+C (до 2%). Различают по химическому составу:
Углеродистые стали. (Mn 1%, Si 0.45%).
1.Углеродистая сталь обыкновенного качества: Ст0 до Ст6 (7 марок), наиболее известная Ст3, по мере увеличения цифры увеличивается содержание углерода и прочность-sв. Из нее изготавливают прокат:2.Сталь углеродистая качественная: Сталь 0, 8, 10, 15, 85. Цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента, т.е. в 0,01%. По мере увеличения цифры (углерода) увеличивается прочность.
- Низкоугродистые стали: используют для заготовок холодной штамповки.
- Среднеуглеродистая – содержание С до 0,5%, самая известная Ст45. Используют для большинства машин.
- Высокоугледистые – для изготовления деталей, работающих на износ, закаливаемых до высокой прочности.
Сталь легированная конструкционная : для изготовления деталей машин. Легирующие элементы: Mn Si Cr и Ni Mo W.
Низколегированные (<2.5%), легированные (2.5-10), высоколегированные (>10%).Fe>45. Маркируются и обозначаются цифрами и буквами: 1-ые две цифры – содержание углерода в сотых долях, буквы – легирующие элементы, 2-ые цифры – содержание этих элементов: Mn-Г, Si-С, Cn-Х, Ni-Н, Mo-М, W-В. Напр. 45Г, 10Г2С1, 15Г2Хф, 12Х2МН4А
Строительные легированные: 09Г2, 10Г2С1, 16Г2Хф. Из них широко используют 15Х, 20Х; 20Хр-хромованадьевые; 12ХР3А - хромоникелевые (пониженное содержание S & P); 18ХТ – хромо марганцовистые изготовляют ответственные детали машин в самолетах (там где необходима высокая надежность)
Высоколегированные. Кррозионостойкие 12ХН19; жаропрочные 10Х14Г14М4Т; жаростойкие (без окисления до 8000С) 08Х17Н15М3.
№11. Цветные металлы и сплавы, характеристика основных марок Сортамент, основные виды.
Алюминий – обладает низким удельным сопротивлением, хорошей теплопроводимостью и хорошей коррозионной стойкостью (покрыт оксидной пленкой). А999 (сод. Al 99,999%), А99,А95. Используют в машиностроении, алюминий применяют в виде сплавов: деформируемые ал. сплавы – выплавляются на основе Al, Mn; литейные ал. славы – изготовление деталей , которые целиком отливаются Al–Si 150-2000, Al-Si-Cu (АЛ3, АЛ5) до 2700, Al-Mg (АЛ8), Al-Mn (АМц), AL-Mg (АМг), Al-Mg-Si (АД), Al-Cu-Mn.
Медь и ее сплавы. Хорошо обрабатывается давлением и резаньем, обладает высокой теплопроводностью, электропроводностью, устойчивостью к коррозии.
Латунь – сплав меди с цинком, обладающий достаточно хорошей прочностью и коррозионной устойчивостью. Л80 (меди 80%). Применение в машиностроении, приборостроении в химической промышленности.