Легирующие элементы изменяют химический состав, строение и свойства стали : повышают прочность, твердость при сохранении высокой пластичности, увеличивают прокаливаемость стали. — КиберПедия 

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Легирующие элементы изменяют химический состав, строение и свойства стали : повышают прочность, твердость при сохранении высокой пластичности, увеличивают прокаливаемость стали.

2017-12-13 261
Легирующие элементы изменяют химический состав, строение и свойства стали : повышают прочность, твердость при сохранении высокой пластичности, увеличивают прокаливаемость стали. 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Легированные стали можно классифицировать по структуре в нормализованном состоянии: Они делятся на 3 класса:Перлитный Мартенситный Аустенитный. По эксплуатационным признакам (назначению) легированные стали классифицируют: конструкционные (для изготовления деталей машин)а) работающие в условиях обычных температур. б) работающие при повышенных температурах. инструментальные (различный инструмент и оснастка). а) режущий инструмент. б) штампы. в) измерительный инструмент. стали и сплавы с особыми свойствами а) нержавеющиеб) с высоким электросопротивлениемв) с особым тепловым расширениемг) магнитныед) жаропрочные и жаростойкие

Конструкционные стали

Конструкционные стали подразделяются:строительные, низколегированные стали, машиностроительные – цементируемые, машиностроительные – улучшаемые, рессорно-пружинные, износостойкие (аустенитная), шарикоподшипниковые, мартенситностареющие высокопрочные стали

Строительные низколегированные стали Это стали, содержащие не более 0,22%С и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов. Они хорошо свариваются, это значит, что они не образуют при сварке холодных и горячих трещин. По сравнению с углеродистыми они имеют более высокие значения пределов прочности и текучести при сохранении хорошей пластичности, меньшей склонности к старению и хладноломкости.

Машиностроительные цементируемые легированные стали Углерода в них содержится 0,1-0,25%После цементации, закалки и низкого отпуска цементованный слой должен иметь 58-62 НRСэ, сердцевина – 20-40НRСэ

Рессорно-пружинные стали -высокие пределы упругости и выносливости при достаточной пластичности и сопротивлении, хрупкому разрушению Содержание углерода в них –0,5-0,7%

. Специальные стали – это высоколегированные (свыше 10%) стали, обладающие особыми свойствами – коррозионной стойкостью, жаростойкостью, износостойкостью и др.

Углеродистые и низколегированные стали подвержены коррозии. 1.Косвенный ущерб от коррозии – это простой оборудования в результате аварий. 2. Прямой включает в себя стоимость замены подвергшихся коррозии частей машин и др.

виды коррозии: химическую – протекающую под действием на металл газов и не электролитов.электрохимическую –вызываемую действием электролитов: кислот, щелочей и солей. К ней также относят атмосферную и почвенную коррозию. Электрохимическая коррозия: Если металл однороден то наблюдается равномерная коррозия, протекающая примерно с одной скоростью по всей поверхности металла. В неоднородном металле, что является наиболее частым, коррозия носит локальный характер. Эту локальную коррозию подразделяют на: точечную, пятнистую, с язвами. Наиболее опасна так называемая интеркристаллитная коррозия, распространяющаяся по границам зерен, она быстро развивается по границам зерен вглубь металла, резко снижая механические свойства.

коррозия под напряжением – она возникает под действием одновременно коррозионной среды и напряжений растяжения. Разновидностью ее является коррозионное растрескивание, образование в металле тонкой сетки трещин.

Антикоррозионными свойствами сталь обладает в том случае, если она легированна большим количеством хрома или хрома и никеля. Таким образом, коррозионно-стойкие стали можно разделить на 2 основных класса: 1Хромистые стали, имеющие после охлаждения на воздухе ферритную, мартенситно-ферритную или мартенситную структуру. 2. Хромо-никелевые - имеющие аустенитную, аустенито-мартенситную или аустенито-ферритную структуру.Хромистые нержавеющие стали.Содержание хрома в них должно быть не менее 12 %. При меньшем его содержании сталь не способна сопротивляться коррозии, т.к. ее электродный потенциал становится отрицательным. Сталь обладает лучшей стойкостью против коррозии только при условии, что все содержание хрома в стали приходится на долю твердого раствора. В этом случае он образует на поверхности плотную защитную окисную пленку Сr2Oз.

хромоо-никелевые нержавеющие стали:

Они содержат большое количество хрома и никеля, мало углерода и относятся к аустенитному классу. Кроме аустенита в них находятся карбиды хрома.ЖАРОСТОЙКИЕ СТАЛИ: Под жаростойкостью или окалиностойкостью - принято понимать способность материала противостоять коррозионному разрушению под действием воздуха и др. газов при высоких температурах.

Если окисная пленка пористая – окисление происходит интенсивно. Если – плотная – окисление замедляется или даже совершенно прекращается.Чем выше содержание хрома – тем выше жаростойкость.Важно. Что жаростойкость столь существенно зависящая от состава, не зависит от структуры сплава.

К жаропрочным относят стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

Ползучесть – это деформация, непрерывно увеличивающаяся и завершающаяся разрушением под действием постоянной нагрузки при длительном воздействии температуры.

Магнито-твердые стали и сплавы. К магнитотвердым относят материалы с высокой коэрцетивной силой, мало изменяющейся во времени. Эти материалы служат для изготовления постоянных магнитов.Для получения высокой коэрцетивной силы более эффективной оказалась не нормальная решетка ОЦК (альфа-железо), а искаженная тетрагональная решетка альфа железа в мартенсите. Поэтому эти стали закаливают на мартенсит с минимальным количеством остаточного аустенита. Это могут быть высокоуглеродистые и легированные стали с высокодисперсной неравновесной структурой.

Немагнитные стали

Относятся к высоколегированным сталям аустенитного класса, т.к. только решетка гамма железа не магнитна. Эти стали применяются в электрических машинах взамен менее прочных и дорогих цветных металлов.Наиболее распространенные марки: ЭИ269 - углерода 0,5-0,6%, марганца - 4-5,5%, никеля 20%

Сплавы высокого электросопротивления: сплавы для реостатов. сплавы для нагревательных элементов. Они должны отличаться высоким электросопротивлением (низкой электропроводностью).

Медь и ее сплавы:

По электропроводности Си занимает 2 место после серебра и поэтому является одним из важнейших материалов для проводников По теплопроводности Си также уступает только серебру и ее широко используют в теплообменниках. Сплавы меди отличаются достаточной коррозионной стойкостью, высокими технологическими свойствами, имеют приятный цвет и полируются до сильного блеска. Медь и ее сплавы хорошо обрабатывается давлением, из них производят все виды полуфабрикатов, получаемых обработкой металлов давлением: плиты, листы, ленту, фольгу, поковки, штамповки, трубы, профили, проволоку. Медь и ее сплавы хорошо свариваются всеми видами сварки, легко поддаются пайке. К недостаткам меди можно отнести ее высокую плотность, склонность к окислению при повышенной температуре, ее высокую стоимость и дефицитность.

Свойства меди:

Тпл.=1083° Тип решетки –ГЦК плотность -8,95 г/смз Т кипения 2360°

Чистейшая медь обладает небольшой прочностью и высокой пластичностью.

Влияние примесей на свойства меди:

Присутствующие в меди примеси существенно влияют на ее свойства. По характеру взаимодействия примесей с медью их можно разделить на следующие группы:

Примеси, образующие с медью твердые растворы. Это никель, цинк, сурьма, олово, алюминий, фосфор и др. Они улучшают механические свойства, но резко снижают (особенно сурьма и фосфор) электро и теплопроводность.

Примеси практически не растворимые в меди: это свинец, висмут, и др. и образующие легкоплавкие эвтектики. На электропроводность они не оказывают большого влияния, а влияют на механические и технологические свойства. (Висмут - хладноломкость, свинец-горячеломкость)

Примеси, образующие с медью хрупкие химические соединения - это кислород, сера, располагающиеся по границам зерен На электропроводность они не влияют. Сера улучшает обрабатываемость резанием.

 

 

Сплавы меди:

Различают две основные группы медных сплавов: ЛАТУНИ - сплавы меди и цинка и БРОНЗЫ -сплавы меди с другими элементами, в числе которых, но только наряду с другими может быть и цинк. Сплавы меди маркируются следующим образом: Латуни - буквой Л и цифра, указывающая содержанием в ней меди. Например, Л96,Л80,Л59, остальное - цинк. Бронзы - Бр- бронзы, а далее элемент: олово - 0, свинец -С, алюминий -А, бериллий -Б, марганец -Мц, кремний -К, железо - Ж, никель -Н, фосфор -Ф, а далее цифра, показывающая процент этого элемента.

ЛАТУНИ:

Механическая прочность латуней выше, чем у меди, они хорошо обрабатываются резанием, большое их преимущество - пониженная стоимость, т.к. цинк дешевле меди.

Al Ni Fe вводят в латунь для улучшения ее механических свойств

Sn Mn вводят в латунь для повышения коррозионной стойкости

Pb - для улучшения обработки резанием

По технологическому признаку латуни могут быть:

-литейные (для фасонных отливок, их поставляют в виде чушек)-деформированные (их поставляют в виде прутков, проволоки, труб, листов)

Бронзы:

Современные оловянные бронзы значительно тверже меди, они хорошо заполняют форму при литье и обрабатываются резанием, отличаются высокой коррозионной стойкостью. Бронзу используют при изготовлении арматуры газовых и водопроводных линий в химическом машиностроении и др. отраслях

Малый коэффициент трения и устойчивость к износу делает их незаменимыми при изготовлении вкладышей подшипников скольжения, червячных колес, шестерен ответственных деталей машин и приборов.

Маркируют бронзы буквами Бр и цифрой, показывающей процент олова. Например, БрО10, БрО6

Бронза марки Бр010 имеет sв = 200Мпа d =10%

Обработке давлением можно подвергать бронзы, содержащие не более 5-6 % олова. Они проходят рекристаллизационный отжиг (600-650оС) для придания готовым полуфабрикатам (листам, лентам) требуемых свойств.

Оловянные бронзы имеют прекрасные литейные свойства, очень жидкотекучи - это прекрасный литейный материал. Из нее изготавливают всевозможные вентили и др. детали. Она хорошо сопротивляется коррозии. Но имеет два но!!!

Если ее медленно охлаждать, то растворимость ее пойдет по пунктиру, т.е. твердый раствор будет распадаться с выделением химического соединения. Поэтому бронзы нужно отливать в кокиль или применять центробежное литье. Олово - это дорогостоящий материал и дефицитный.

Бр03Ц7С5Н3- втулки, подшипники, арматура в морской воде

Бр05Ц5С5 втулки, подшипники

Бр04Ц3- токоведущие контакты, пружины

Алюминиевые бронзы

Содержат до 10% алюминия, представляют собой - твердый раствор алюминия в меди и являются однофазными структурами.

алюминиевые бронзы, содержащие до 6-8% алюминия обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии

Бронзы, содержащие 8-10 % алюминия обрабатываются давлением только при высоких температурах, они обладают лучшими литейными свойствами и их применяют для фасонного литья.

Они устойчивы против коррозии.

БрА9Ж4 - Ϭ=550 Мпа δ = 15% фасонное литье

БрАЖ9-4 Ϭ=850Мпа δ =5% прутки поковки

БрА5 -мелкая разменная монета

Данные бронзы обладают высокими механическими свойствами. повышенной жаропрочностью и антикоррозионной стойкостью. По сопротивлению коррозии они в 12 раз устойчивее оловянных бронз. в 2-3 раза - нержавеющих сталей БрАЖМц10-3-1.5 -детали химической аппаратуры

Кремнистые бронзы

Кремнистые бронзы превосходят оловянистые по механическим свойствам. они являются более дешевыми. устойчивы против коррозии. обладают высокой пластичностью.

Содержание кремния в них до 3 %.

БрК3Мц1 -ленты. проволока, пружины. сварные резервуары в пищевой промышленности

После прокатки и отжига имеют sв = 380 Мпа d = 45%

Бериллиевые бронзы

Они содержат 2-2.5 % бериллия. Из всех известных бронз они обладают наилучшим комплексом свойств. Хорошо свариваются, обрабатываются давлением. в них удачно сочетаются - электропроводность, коррозионная стойкость, упругость, прочность.

Из нее изготавливают особо ответственные детали - сильфоны, мембраны, пружины, пружинистые контакты (при работе не дают искр), детали электронной техники

Бериллиевые бронзы подвергают термической обработке - закалке и старению. В результате термообработке значительно улучшаются механические свойства.

При закалке фиксируется пересыщенный альфа раствор. При старении (отпуске) упрочняющие частицы.

После закалки - (760-780°) sв =500 Мпа d =45%

После старения -(300-350°) sв =1300Мпа d =1,5

Свинцовые бронзы

Содержат до 30 % свинца. Свинец и медь не растворимы друг в друге, поэтому структура - твердая медь и мягкий свинец- обеспечивают хорошие антифрикционные свойства

применяются для изготовления вкладышей подшипников

* БрС30 sв=60Мпа d = 40%

 

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Итак, перечислим основные достоинства пластмасс:

малая плотность (в большинстве 1 - 1,5 г/смз у пенопластов - 0,015),высокая устойчивость к атмосферным воздействиям и агрессивным средам - высокая коррозионная стойкость, хорошие диэлектрические и электро и теплоизоляционные свойства, свето и – радиопрозрачность, высокая морозостойкость, в большинстве низкий коэффициент трения, простота изготовления сложных и сложноармированных изделий (обычно литьем под давлением или прессованием с минимальной последующей обработкой.

Преимущества пластмасс обеспечили им применение в машиностроении и это не смотря на некоторые их недостатки:

низкая теплостойкость (порядка 100°С)малая жесткость низкая механическая прочность, хрупкость склонность к старению.

ПЛАСТМАССАМИ - называются искусственно изготавливаемые материалы, состоящие в основном или полностью из высокомолекулярных соединений (полимеров) и обладающие при определенных условиях (температура, давление) пластичностью, что дает возможность формировать из них изделия.

В состав пластмасс входят: Связующие вещества (полимеры) наполнители пластификаторы красители специальные добавки

Полимерами называются вещества с большой молекулярной массой, у которых молекулы состоят из одинаковых групп атомов-звеньев. Полимеры встречаются в природе - это натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест, графит. Однако ведущей группой являются синтетические полимеры, получаемые в процессе химического синтеза из низкомолекулярных соединений.

Все полимеры по отношению к нагреву подразделяются на две группы: Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются. даже плавятся, при охлаждении - затвердевают: этот процесс обратим., т.е. никаких дальнейших химических превращений материал не претерпевает. Термореактивные полимеры на первой стадии при нагревании размягчаются, затем вследствие протекания химических реакций затвердевают и в дальнейшем остаются твердыми. примером их могут служить эпоксидные и др. смолы.

 


Поделиться с друзьями:

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.053 с.