Контрольная работа по «Материаловедение»

 

(Рис 3)

Влияние температуры отпуска  на ударную вязкость стали с высокой  восприимчивостью к отпускной хрупкости:1 — быстрое охлаждение в воде или  масле; 2 — медленное охлаждение.

Поэтому в результате высокотемпературного отпуска при одной и той  же температуре, а следовательно, при  одной и той же структуре, легированные конструкционные стали имеют  более высокую прочность и  пластичность, чем углеродистые. Это  и является одной из основных причин применения легированных сталей для  изготовления деталей ответственного назначения, испытывающих сложные напряжения при эксплуатации.

Обычно ударная вязкость с температурой отпуска увеличивается, а скорость охлаждения после отпуска  не влияет на свойства. Но для некоторых  конструкционных сталей наблюдается  уменьшение ударной вязкости (рис. 9). Этот дефект называется отпускной хрупкостью. Различают отпускную хрупкость I и II рода.

Отпускная хрупкость I рода наблюдается при отпуске в  области 300 °С у легированных, а также  углеродистых сталей. Не зависит от скорости охлаждения. Это явление  связывают с неравномерностью превращений  отпущенного мартенсита. Процесс  протекает быстрее вблизи границ зерен по сравнению с объемами внутри зерна. Благодаря этому вблизи границ создаются концентрации напряжений, границы становятся хрупкими. Отпускная  хрупкость I рода “необратима”, т. е. при  повторных нагревах тех же деталей  она в них не наблюдается.

Отпускная хрупкость II рода Наблюдается у легированных сталей при медленном охлаждении после  отпуска в области 450— 650 °С (штриховая  линия на рис. 9). Существует несколько  объяснений природы этого дефекта. Рассмотрим наиболее распространенное. При высоком отпуске по границам зерен происходит образование и выделение дисперсных включений карбидов. Приграничная зона обедняется легирующими элементами. При последующем медленном охлаждении происходит восходящая диффузия фосфора из внутренних объемов зерна к границам. Приграничные зоны зерна обогащаются фосфором, прочность границ понижается, ударная вязкость падает. Этому дефекту способствуют хром, марганец и фосфор (>0,001 %). Уменьшают склонность к отпускной хрупкости II рода молибден и вольфрам (до 0,5 %) и быстрое охлаждение после отпуска (сплошная линия на рис. 9). Отпускная хрупкость II рода “обратима”, т. е. при повторных нагревах и медленном охлаждении тех же сталей в опасном интервале температур этот дефект может повториться. Поэтому стали, склонные к отпускной хрупкости II рода, нельзя использовать для работы с нагревом до 650 °С без последующего быстрого охлаждения (например, штампы для горячей штамповки).

32)Механическая обработка металлов и сплавов.

Точение. Фрезерование. Сверление. Строгание.

Большинство деталей машин изготовляется  путем обработки резанием. Заготовками  таких деталей служат прокат, отливки, поковки, штамповки и др.

Процесс обработки деталей резанием основан  на образовании новых поверхностей путем деформирования и последующего отделения поверхностных слоев материала с образованием стружки. Та часть металла, которая снимается при обработке, называется припуском. Или, говоря иначе, припуск — это избыточный (сверх чертежного размера) слой заготовки, оставляемый для снятия режущим инструментом при операциях обработки резанием.

После снятия припуска на металлорежущих станках  обрабатываемая деталь приобретает форму и размеры, соответствующие рабочему чертежу детали. Для уменьшения трудоемкости и себестоимости изготовления детали, а также ради экономии металла, размер припуска должен быть минимальным, но в то же время достаточным для получения хорошего качества детали и с необходимой шероховатостью поверхности.

В современном машиностроении имеется  тенденция снижать объем обработки  металлов резанием за счет повышения  точности исходных заготовок.

Основные  методы обработки металлов резанием. В зависимости от характера выполняемых работ и вида режущего инструмента различают следующие методы обработки металлов резанием: точение, фрезерование, сверление, зенкерование, долбление, протягивание, развертывание и др. (рис. 12).

Точение — операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи резцов на станках токарной группы. При точении (рис. 12.1) заготовке сообщается вращательное движение (главное движение), а режущему инструменту (резцу) — медленное поступательное перемещение в продольном или поперечном направлении (движение подачи).

Фрезерование — высокопроизводительный и распространенный процесс обработки материалов резанием, выполняемое на фрезерных станках. Главное (вращательное) движение получает фреза, а движение подачи в продольном направлении — заготовка (рис. 12.2).

Сверление — операция обработки материала резанием для получения отверстия. Режущим инструментом служит сверло, совершающее вращательное движение (главное движение) резания и осевое перемещение подачи. Сверление производится на сверлильных станках (рис. 12.3).

Строгание — способ обработки резанием плоскостей или линейчатых поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает изогнутый строгальный резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Строгание производится на строгательных станках (рис. 12.4).

Долбление — способ обработки резцом плоскостей или фасонных поверхностей. Главное движение (прямолинейное возвратно-поступательное) совершает резец, а движение подачи (прямолинейное, перпендикулярное главному движению, прерывистое) — заготовка. Долбление производят на долбежных станках (рис. 12.5).

Шлифование — процесс чистовой и отделочной обработки деталей машин и инструментов посредством снятия с их поверхности тонкого слоя металла шлифовальными кругами, на поверхности которого расположены абразивные зерна.

Рис. 12 

 

Главное движение вращательное, которое осуществляется шлифовальным кругом. При круглом шлифовании (рис. 12.6) вращается одновременно и заготовка. При плоском шлифовании продольная подача осуществляется обычно заготовкой, а поперечная подача — шлифовальным кругом или заготовкой (рис. 12.7).

Протягивание — процесс, производительность при котором в несколько раз больше, чем при строгании и даже фрезеровании. Главное движение прямолинейное и реже вращательное (рис.12.8)

42)Пластмассы,  их состав, свойства, область применения

Пластические массы (пластмассы и пластики) - материалы на основе природных или синтетических  полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формироваться  в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять  приданную форму.

Пластмассы являются весьма перспективным конструкционным  материалом. Их используют не только как  заменители металлов, не и как самостоятельный  материал для различных изделий, обладающих многими положительными качествами.

Изготовление пластмассовых  конструкций, как правило, менее  трудоёмко и энергоёмко, чем из других материалов. Они с успехом  заменяют конструкции из легированных сталей, драгоценных металлов, бетона и дерева, позволяя тем самым экономить  промышленно важные материалы.

Изделия из пластмасс отличаются:

• малой плотностью (малый вес) (1,0...1,8 г/см³);
• высокими диэлектрическими свойствами;
• хорошими теплоизоляционными характеристиками (низкая теплопроводность);
• устойчивостью к атмосферным воздействиям;
• стойкостью к агрессивным средам; пластмассы почти не подвергаются электрохимической коррозии и очень стойки против агрессивных химических сред - некоторые пластмассы по химической стойкости превосходят золото и платину;
• стойкостью к резким сменам температуры, в частности, стабильностью размеров;
• высокой механической прочностью при различных нагрузках;
• меньшими затратами энергии для переработки, чем металлические материалы (это обусловлено технологическими свойствами пластмасс);
• высокой эластичностью;
• оптической прозрачностью;
• простотой формирования изделий;
• разнообразием цветовой гаммы (не требуют окраски);

Пластмассы - важнейшие конструкционные  материалы современной техники. Их используют:

• в машиностроении (резервуары; подшипники скольжения; зубчатые и червячные колеса; детали тормозных узлов; рабочие органы насосов и турбомашин; технологическая оснастка и др.);
• в элетро- и радиотехнике (устройство телеграфных столбов; различных деталей и др.);
• на железнодорожном и других видах транспорта (детали автомобилей, самолетов, ракет; кузова различного транспорта; трубопроводы и др.;
• в строительстве (создание большепролетных панелей покрытия до 12 м; оболочек; в качестве отделочного материала; светопрозрачные ограждения; навесы; вентиляционные устройства; дымовые трубы;
• оконные переплеты; светопрозрачные стены и др.;
• в сельском хозяйстве (теплицы и др.);
• в медицине (приборы; аппараты; изготовление «запасных» частей человеческого организма - костей, суставов, аорт и других крупных кровеносных сосудов);
• в быту (посуда, одежда, обувь, меха и др.).

При замене металла вес  детали уменьшается в 3...5 раз (при  замене железобетона - в 5...10 раз), ее себестоимость  падает в 3...6 раз, трудоемкость изготовления - в 3...8 раз.

Пластмассы обладают довольно хорошими механическими свойствами. Если сопоставить удельную прочность, то возникает возможность применения пластмасс для несущих конструкций, что видно из табл. 1.

Таблица 1

Материал	σв, МПа	γ, г/см2	Удельная прочность
			σв/γ	Относительно  к Ст. 3
Малоуглеродистая сталь  Ст. 3	440	8,0	55	1,0
Чугун	150	8,0	19	0,35
Дюралюминий	390	2,8	140	2,5
Полихлорид	300	1,7	170	3,1
Винипласт	57	1,4	41	0,75
Полиэтилен	16	0,92	17,5	0,32

Пластмассы используются практически во всех областях производства и жизни, а объем их применения в дальнейшем будет увеличиваться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература:

1)http://www.welding.su/articles/plastic/plastic_292.html

2) http://vsempomogu.ru/tehnika/metal/349-24.html

3) http://nwpi-fsap.narod.ru/lists/materialovedenie_lect/10.html

4) http://www.omegametall.ru/primes/

5) http://www.welding.su/library/heat/heat_138.html

6) http://www.conatem.ru/tehnologiya_metallov/otpusk-metalla.html

7) http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00031644_0.html

8) http://deltasnab.ru/stati/siryo/svojstva-i-oblasti-primeneniya-abs-plastikov/

9) http://www.materialscience.ru/

 

10)Введение в физическое металловедение / Юм-Розери В. - М.: Металлургия, 1965. - 204с.

 

11) Алексеев В.С. Материаловедение. Конспект лекций. 2008 год. 160 стр.  
Конспект лекций предназначен для освоения студентами вузов специальной дисциплины "Материаловедение".