«Материаловедение. Технология конструкционных материалов»
|
Скачать 1.86 Mb.
|
Тема: Применение полимеров в дизайне
Литература: 22, 24, 28. Индивидуальные задания 1. Подготовьте сообщение на тему «История развития промышленного производства полимеров». Материалы к практическому заданию
Полимерами называют вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев (мономеров) одинаковой структуры. Молекулярная масса их составляет от 5000 до 1000 000. При таких больших размерах макромолекул свойства веществ определяются не только химическими составами этих молекул, но и их взаимным расположением и строением. Макромолекулы полимера представляют собой цепочки, состоящие из отдельных звеньев. Поперечное сечение цепи несколько ангстрем, а длина несколько тысяч ангстрем, поэтому макромолекулам полимера свойственна гибкость (которая ограничена размером сегментов – жестких участков, состоящих из нескольких звеньев). Гибкость макромолекул является одной из отличительных особенностей полимеров. Атомы, входящие в основную цепь, связаны прочной химической (ковалентной) связью. Энергия химических связей (в ккал/моль) составляет вдоль цепи 80 для С – С, 19 для С – О, 66 для С – N. Силы межмолекулярного взаимодействия, имеющие обычно физическую природу, значительно (в 10–50 раз) меньше. Например, прочность межмолекулярных связей электростатического характера не превышает 9 ккал/моль. Однако в реальных полимерах такие суммарные силы имеют значение вследствие большой протяженности цепевидных макромолекул. Наиболее сильные межмолекулярные взаимодействия осуществляются посредством водородных связей (только в 4–10 раз слабее ковалентных). Таким образом, молекулы полимеров характеризуются прочными связями в самих макромолекулах и относительно слабыми между ними. В некоторых полимерах между звеньями, входящими в состав соседних макромолекул, действуют силы химической связи. 1акие вещества характеризуются высокими свойствами во всех направлениях. Макромолекулы полимеров, имея одинаковый химический состав, обычно отличаются по размерам. Это явление, вызывающее рассеяние физико-механических характеристик материала, называется полидисперсностью. Макромолекулы могут быть построены из одинаковых по химическому строению мономеров или разнородных звеньев. В первом случае соединения называются гомоиолимерами (или полимерами), во втором – сополимерами. Иногда макромолекула вещества состоит из чередующихся крупных химически однородных отрезков (блоков) разного состава (блок-сополимеры). Можно в процессе синтеза к главной молекулярной цепи, состоящей из одних мономеров, «привить» отрезки из других мономеров, тогда получают так называемые привитые сополимеры. Когда основная цепь построена из одинаковых атомов, полимер называют гомоцепным, из разных гетероцепным. Большое значение имеет стереорегулярность полимера, когда все звенья и заместители расположены в пространстве в определенном порядке. Это придает материалу повышенные физико-механические свойства (по сравнению с нерегулярными полимерами). Полимеры встречаются в природе – натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест, природный графит. Однако ведущей группой являются синтетические полимеры, получаемые в процессе химического синтеза из низкомолекулярных соединений. Возможности создания, новых полимеров и изменения свойств уже существующих очень велики. Синтезом можно получать полимеры с разнообразными свойствами и даже создавать материалы с заранее заданными характеристиками. 7.2. Классификация полимеров Для удобства изучения связи состава, структуры со свойствами полимеров их можно классифицировать по различным признакам (составу, форме макромолекул, фазовому состоянию, полярности, отношению к нагреву). По составу все полимеры подразделяют на органические, элементоорганические, неорганические. Органические полимеры составляют наиболее обширную группу соединении. Если основная молекулярная цепь таких соединений образована только углеродными атомами, то они называются карбоцепными полимерами. Углеродные атомы соединены с атомами водорода или органическими радикалами. В гетероцепных полимерах атомы других элементов, присутствующие в основной цепи, кроме углерода, существенно изменяют свойства полимера. Так, в макромолекулах атомы кислорода способствуют повышению гибкости цепи, что приводит к увеличению эластичности полимеров (например, для волокон, пленок), атомы фосфора и хлора повышают огнестойкость, атомы серы придают газонепроницаемость (для герметиков, резин), атомы фтора, даже в виде радикалов, сообщают полимеру высокую химическую стойкость и т. д. Некоторые карбоцепные и гетероцепные полимеры могут иметь сопряженную систему связей, например: ... сн = сн - сн = сн - сн = сн ... Энергия сопряженной связи 100 — 110 ккал/моль выше одинарной, поэтому такие полимеры более устойчивы при нагреве. Органическими полимерами являются смолы и каучуки. Элементоорганические соединения содержат в составе, основной цепи неорганические атомы кремния, титана, алюминия и других элементов, которые сочетаются с органическими радикалами (метальный, фенильный, этильный). Органические радикалы придают материалу прочность и эластичность, а неорганические атомы сообщают повышенную теплостойкость. В природе таких соединений не встречается. Представителями этой группы являются кремнийорганические соединения, разработанные советским ученым К.А. Андриановым. Строение этих соединений в основном имеет вид RR II • Si—О — Si— • II RR Между атомами кремния и кислорода существует прочная химическая связь; энергия силоксановой связи Si – О равна 89,3 ккал/моль. Отсюда и более высокая теплостойкость кремнийорганических смол, каучуков, хотя их упругость и эластичность меньше, чем у органических. Полимеры, содержащие в основной цепи титан и кислород, называются полититаноксанами. К неорганическим полимерам относятся силикатные стекла, керамика, слюда, асбест. В составе этих соединений углеродного скелета нет. Основу неорганических материалов составляют окислы кремния, алюминия, магния, кальция и др. В силикатах существуют два типа связей: атомы в цепи соединены ковалентными связями (Si – О), а цепи между собой - ионными связями. Свойства этих веществ можно изменять в широких пределах, получая, например, из минерального стекла волокна и эластичные пленки. Неорганические полимеры отличаются более высокой плотностью, высокой длительной теплостойкостью. Однако стекла и керамика хрупкие, плохо переносят динамические нагрузки. К неорганическим полимерам относится также графит, представляющий собой карбоцепной полимер. В конкретных технических материалах используются как отдельные виды полимеров, так и сочетание различных групп полимеров; такие материалы называют композиционными (например, стеклопластики). Своеобразие свойств полимеров обусловлено структурой их макромолекул. По форме макромолекул полимеры делятся на линейные (цеповидные), разветвленные, плоские, ленточные (лестничные), пространственные или сетчатые. Линейные макромолекулы полимера представляют собой длинные зигзагообразные или закрученные в спираль цепочки. Гибкие макромолекулы с высокой прочностью вдоль цепи и слабыми межмолекулярными связями обеспечивают эластичность материала, способность его размягчаться при нагревании, а при охлаждении вновь затвердевать. Многие такие полимеры растворяются в растворителях. На физико-механические и химические свойства линейного полимера влияет плотность упаковки молекул в единице объема. При плотной упаковке возникает более сильное межмолекулярное притяжение, что приводит к повышению плотности, прочности, температуры размягчения и уменьшению растворимости. Линейные полимеры являются наиболее подходящими для получения волокон и пленок (например, полиэтилен, полиамиды и др.). Разветвленные макромолекулы полимера, являясь также линейными отличаются наличием боковых ответвлений. Эти ответвления препятствуют сближению макромолекул, их плотной упаковке. Подобная форма макромолекул предопределяет пониженное межмолекулярное взаимодействие и, следовательно, меньшую прочность и повышенную плавкость и растворимость (полиизобутилен). К разветвленным относятся и привитые полимеры, в которых состав основной цепи и редко расположенных боковых ответвлений неодинаков. Пространственные или сетчатые полимеры образуются при соединении («сшивке») макромолекул между собой в поперечном направлении прочными химическими связями непосредственно или через химические элементы или радикалы. В результате такого соединения макромолекул образуется сетчатая структура с различной густотой сетки. Редкосетчатые (сетчатые) полимеры теряют способность растворяться и плавиться, они обладают упругостью (например, мягкие резины). Густосетчатые (пространственные) полимеры отличаются твердостью, повышенной теплостойкостью, нерастворимостью. Иногда образование пространственной структуры сопровождается даже возникновением хрупкости (смола в стадии резит). Пространственные полимеры лежат в основе конструкционных неметаллических материалов. К сетчатым полимерам относятся также пластинчатые полимеры, которые имеют плоскостное двухмерное строение. Примером такого полимера является графит. По фазовому состоянию полимеры подразделяют на аморфные и кристаллические. В результате рентгенографического и электронно-микроскопических исследований, проведенных В.А. Каргиным, А.И. Китайгородским и Г.Л. Слонимским, макромолекулы в полимерах, как правило, расположены не хаотично, а имеют упорядоченное взаимное расположение. Структуры, возникающие в результате различной укладки молекул, называют надмолекулярными. Упорядоченность в структурообразовании определяется гибкостью линейных и разветвленных (с короткими ответвлениями) макромолекул, способностью их менять форму, перемещаться по частям; большое влияние оказывают жесткость цепи и силы межмолекулярного притяжения. Аморфные полимеры однофазны и построены из цепных молекул, собранных в пачки. Пачка состоит из многих рядов макромолекул, расположенных последовательно друг за другом. Пачки способны перемещаться относительно соседних элементов, так как они являются структурными элементами. Аморфные полимеры могут, быть также построены из свернутых в клубки цепей, так называемых глобул. Глобулярная структура полимеров дает невысокие механические свойства. При повышенных температурах глобула разворачивается в линейные образования, способствующие повышению механических свойств полимеров. Вопрос о надмолекулярных структурах некристаллизующихся полимеров мало разработан. Структуры в этих полимерах являются флуктуационными, термодинамический нестабильными и характеризуются относительно небольшим временем жизни. Кристаллические полимеры образуются в том случае, если их макромолекулы достаточно гибкие и имеют регулярную структуру. Тогда при соответствующих условиях возможны фазовый переход внутри пачки и образование пространственных решеток кристаллов. Гибкие пачки складываются в ленты путем многократного поворота пачек на 180°С. Затем ленты, соединяясь друг с другом своими плоскими сторонами, образуют пластины. Эти пластины наслаиваются, в результате чего получаются правильные кристаллы. В том случае, когда образование из более мелких структурных элементов правильных объемных кристаллов затруднено, возникают сферолиты. Сферолиты состоят из лучей, образованных чередованием кристаллических и аморфных участков. В процессе ориентации гибкоцепных полимеров получаются фибриллярные структуры, состоящие из микрофибрилл. Между кристаллитами находятся аморфные участки. Кристаллические структуры являются дискретными, организованными, термодинамический стабильными. Кристаллизующимися полимерами являются полиэтилен, полипропилен, полиамиды и др. Кристаллизация осуществляется в определенном интервале температур. В обычных условиях полной кристаллизации не происходит. В связи с этим в реальных полимерах структура обычно двухфазная: наряду с кристаллической фазой имеется и аморфная. Кристалличность придает полимеру повышенную теплостойкость, большую жесткость и прочность. Через надмолекулярную структуру передаются механические и физические свойства полимеров. При переработке, а также в условиях длительного хранения и эксплуатации надмолекулярные структуры могут самопроизвольно или вынужденно претерпевать изменения. По полярности полимеры подразделяют на полярные и неполярные. У неполярной молекулы электронное облако, скрепляющее атомы, распределено между ними в одинаковой мере; у таких молекул центры тяжести разноименных зарядов совпадают. У полярной молекулы общее электронное облако сдвинуто в сторону более электроотрицательного атома; центры тяжести разноименных зарядов не совпадают. Полярность вещества оценивается дипольным моментом и., равным произведению элементарного заряда (заряд электрона) q на расстояние / между центрами тяжести всех положительных и всех отрицательных зарядов. Таким образом,.i = q-1. Заряд электрона q = 4,8-10 -10 эл.-ст. единиц; расстояние 1 порядка 10-18 см (1 А). Значения дипольного момента имеют порядок 10-18 эл.-ст. единиц-см. Эту величину иногда называют единицей Дебая (Д). Например, для связей С - Н, С - N, С - О, С - F, С - Cl m равно соответственно 0,2; 0,4'; 0,9; 1,83; 2,05Д. Первым условием полярности полимеров является присутствие в них полярных связей (группировок - Cl,— F,- ОН), вторым - несимметрия в их структуре. Неполярные полимеры имеют симметричное расположение функциональных групп, и поэтому дипольные моменты связей атомов взаимно компенсируются. Полярность сильно влияет на свойства полимеров. Так; неполярные полимеры (в основном на основе углеводородов) являются высококачественными высокочастотными диэлектриками. Физико-механические свойства, а у неполярных полимеров при низких температурах ухудшаются незначительно, такие материалы обладают хорошей морозостойкостью (например, полиэтилен не охрупчивается до температуры –70°С). Полярность, увеличивая силы межмолекулярного притяжения, придает полимеру жесткость, теплостойкость. Однако диэлектрики на основе полярных полимеров могут работать без потерь только в ограниченной области частот (являются низкочастотными). Кроме того, полярные полимеры характеризуются низкой морозостойкостью (например, полихлорвинил до температуры -10 – -20°С). Все полимеры по отношению к нагреву подразделяют на термопластичные и термореактивные. Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются, даже плавятся, при охлаждении затвердевают; этот процесс обратим, т. е. никаких дальнейших химических превращений материал не претерпевает. Структура макромолекул таких полимеров линейная или разветвленная. Представителями термопластов являются полиэтилен, полистирол, полиамиды и др. Термореактивные полимеры на первой стадии образования имеют линейную структуру и при нагревании размягчаются, затем вследствие протекания химических реакций затвердевают (образуется пространственная структура) и в дальнейшем остаются твердыми. Отвержденное состояние полимера называется термостабильным. Примером термореактивных смол могут служить фенолоформальдегидная, глифталевая и другие смолы. Практическая работа № 8 Тема: Применение металлов и их сплавов 1. Строение металлов: макроструктура и микроструктура. 2. Свойства металлов и их сплавов (химические, физические, механические, технологические). 3. Применение металлов и их сплавов в дизайне. Литература: 38, 39, 42. Индивидуальные задания 1. Подготовьте сообщение на тему «Основы литейного производства. Основные виды литья». 2. Подготовить сообщение на тему «Виды обработки металлов давлением». Материалы к практическому заданию
На сегодняшний день металлы имеют огромное значение для производства любого типа техники. Металл является химически простым веществом, обладающим такими характеристиками, как ковкость, теплопроводность, электропроводность; внешне отличается особым блеском. Существует несколько классификаций металлов, основными группами металлов являются следующие:
Сплав – макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава. Сплавы имеют металлические свойства, например: металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность. Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана. Макроскопические свойства сплавов всегда отличаются от свойств их компонентов, а макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения примесных фаз в металлической матрице. Сплавы обычно получают с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. При высоких температурах плавления компонентов, сплавы производятся смешиванием порошков металлов с последующим спеканием (так получаются, например, многие вольфрамовые сплавы). Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В состав многих сплавов могут вводиться и неметаллы, такие как углерод, кремний, бор и др. В технике применяется более 5 тыс. сплавов. Сплавы различаются по своему предназначению. Конструкционные сплавы: стали; чугуны; дюралюминий. Конструкционные со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства): бронзы; латуни. Для заливки подшипников: баббит. Для измерительной и электронагревательной аппаратуры: манганин; нихром. Для изготовления режущих инструментов: победит. В промышленности также используются жаропрочные, легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и магнитные материалы, а также аморфные сплавы. По химическому составу различают углеродистые и легированные стали. Углеродистые стали – это сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода (С) при малом содержании других элементов. Они обладают высокой пластичностью и хорошо деформируются. Углерод сильно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания. Углеродистые стали можно классифицировать по нескольким параметрам: По качеству Стали обыкновенного качества Изготавливаются по ГОСТ 380-71. Обозначают буквами Ст и условными номерами от 0 до 6, например: Ст 0, Ст 1, ..., Ст 6. Степень раскисления обозначают буквами сп (спокойная сталь), пс (полуспокойная), кп (кипящая), которые ставят в конце обозначения марки стали. В зависимости от назначения различают три группы сталей обыкновенного качества: А, Б и В. В марках указывают только группы Б и В, группу А не указывают. Группа А поставляются только по механическим свойствам, химический состав сталей этой группы не регламентируется, он только указывается в сертификатах завода-изготовителя. Стали этой группы обычно используются в изделиях в состоянии поставки без обработки давлением и сварки. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше ее прочность и меньше пластичность. Группа Б поставляется только с гарантируемым химическим составом. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше содержание углерода. Эти стали в дальнейшем могут подвергаться деформации (ковке, штамповке и др.), а в отдельных случаях и термической обработке. При этом их первоначальная структура и механические свойства не сохраняются. Знание химического состава стали позволяет определить температурный режим горячей обработки давлением и термообработки. Группа В могут подвергаться сварке. Их поставляют с гарантированным химическим составом и гарантированными свойствами. Стали этой группы маркируются буквой В и цифрой, например – В СтЗпс. Эта сталь имеет механические свойства, соответствующие ее номеру по группе А, а химический состав – номеру по группе Б с коррекцией по способу раскисления. Качественные углеродистые стали Этот класс углеродистых сталей изготавливается по ГОСТ 1050–74. Качественные стали поставляют и по химическому составу, и по механическим свойствам. К ним предъявляются более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04 %, фосфора не более 0,035 %), неметаллических включений и газов, макро- и микроструктуры. Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами 08, 10, 15,..., 85, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента с указанием степени раскисленности (кп, пс). Качественные стали делят на две группы: с обычным содержанием марганца (до 0,8%) и с повышенным содержанием (до 1,2 %). При обозначении последних в конце марки ставится буква Г, например 60 Г. Марганец повышает прокаливаемость и прочностные свойства, но несколько снижает пластичность и вязкость стали. При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскисленности: кп, пс. В случае спокойной стали степень раскисленности не указывается. По содержанию углерода качественные углеродистые стали подразделяются: низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3–0,55% С) высокоуглеродистые (0,6–0,85 % С). Для изделий ответственного назначения применяют высококачественные стали с еще более низким содержанием серы и фосфора. Низкое содержание вредных примесей в высококачественных сталях дополнительно удорожает и усложняет их производство. Поэтому обычно высококачественными сталями бывают не углеродистые, а легированные стали. При обозначении высококачественных сталей в конце марки добавляется буква А, например стальУЮА. Углеродистые стали, содержащие 0,7–1,3% С, используют для изготовления ударного и режущего инструмента. Их маркируют У7, У13, где У означает углеродистую сталь, а цифра – содержание углерода в десятых долях процента. По способу раскисления Кипящие Содержат до 0,05% кремния, раскисляются марганцем. Имеют резко выраженную химическую неоднородность в слитке. Их преимущества -высокий выход годного продукта (более 95%), хорошая способность к штамповке в холодном состоянии. Недостатки – повышенный порог хладноломкости и невозможность широкого использования для территорий с холодным климатом. Полуспокойные Содержат 0,05- 0,15% кремния, раскисляются марганцем и алюминием, выход годного продукта -90-95%. Спокойные Содержит 0,15-0,35% кремния, раскисляется кремнием, марганцем и алюминием. Выход годного – около 85%, однако, металл имеет более плотную структуры и однородный химический состав.
Цветными металлами называют все остальные виды металлов и их сплавов, кроме железа и его сплавов с другими материалами (они имеют название черные металлы). Во многих других языках в отличие от русского цветные металлы называются термином «нежелезные металлы». В технике существует классификация цветных металлов относительно различных свойств и характерных признаков определенных групп. Таким образом, различают легкие металлы, тяжелые металлы, редкоземельные металлы, радиоактивные металлы, благородные металлы и т. д. Цветные металлы весьма востребованы в нашей стране, их производство широко распространено во всех регионах. В машиностроительной промышленности большое применение имеют сплавы, отличающиеся от цветных металлов более высокой прочностью, лучшей обрабатываемостью, литейными и другими свойствами, необходимыми для изготовления деталей машин, приборов, и различных изделий. Наиболее важные цветные сплавы, применяемые в технике, имеют своей основой медь или алюминий. Широко применяются также сплавы цинка, свинца, олова, никеля и магния. Наличие меди в алюминии повышает его твердость, в то время как другие элементы понижают температуру плавления и т. д. Из меди и цинка получают медный сплав – латунь, из меди и олова – бронзу, из алюминия и меди – дюралюминий, из алюминия и сурьмы – баббит и т. д. Наибольшее применение в промышленности латуни, бронзы и баббиты, имеют Латунь представляет собой сплав меди с цинком. Процентное содержание цинка в сплаве изменяется в широких пределах и оказывает влияние как на механические свойства, так и на цвет латуни. С увеличением содержания цинка до 45% механические свойства латуни улучшаются, предел прочности возрастает до 40–50 кгс/мм2, а относительное удлинение – до 55%. Температура плавления различных латуней колеблется в пределах 800–1000°. Чем больше в латуни цинка, тем ниже температура ее плавления. В состав латуней, кроме меди и цинка, вводят алюминий, никель, железо, марганец, олово и кремний. По ГОСТ 1019–47 для них приняты следующие буквенные обозначения: Л – латунь, С – свинец, А – алюминий, Ж – железо, Н – никель, М – марганец, О – олово, К – кремний. Цифрами обозначается процентное содержание меди, например в латуни марки Л96 содержится 96% меди; в марке Л062-1 содержится 62% меди, и 1 % олова и т.д. Свинцовистые латуни марок ЛС59-1, ЛС60-1, ЛС63-3, ЛС64-2, ЛС74-3 обладают высокими механическими свойствами, хороша обрабатываются резанием и штампуются; ЛС62-1, ЛС70-1 обладают высокими антикоррозийными свойствами в морской воде, хорошо обрабатываются в горячем состоянии. Эти латуни находят широкое применение в судостроении. Бронзы представляют собой сплав меди с оловом и другими металлами (свинцом, алюминием, кремнием, марганцем, никелем, железом). В связи с дефицитностью олова его применяют ограниченно, в основном используют для приготовления бронз. В зависимости от состава бронзы делятся на оловянистые и безоловянистые (специальные), к которым относятся алюминиевая, кремнистая, свинцовистая и другие бронзы. Бронзы обладают хорошими литейными и антифрикционными свойствами, высокой прочностью и твердостью; при небольшом содержании легирующих элементов бронзы обрабатываются давлением. Маркировка бронз та же, что и для латуней: сначала ставят Бр (бронза), дальше начальные буквы тех основных элементов, которые входят в состав сплава, а цифры, стоящие за буквами, соответственно обозначают их процентное содержание в бронзе. Например, БрОФ6,5-4 обозначает марку оловянисто-фосфористой бронзы, содержащей 6-7% олова и около 4% Фосфора. Фосфористая бронза применяется для изготовления вкладышей подшипников, червячных колес, а также деталей, находящихся в соприкосновении с морской водой. Бронза БрОЦС-6-6-3 применяется для изготовления машинной, водяной и паровой арматуры, а также гаек, втулок, поршней насосов и т. д. Баббит представляет собой сплавы олова и сурьмы с небольшой добавкой меди. По ГОСТ 1320-55 баббиты обозначаются буквой Б, а рядом стоящие цифры показывают содержание в сплаве олова. Например, в состав баббита Б83 входит 83% олова, 11% сурьмы и 6% меди. Существуют следующие марки оловянистых баббитов: Б89, Б83, ВН, БТ, Б16, Б6. Меньше примесей имеют баббиты Б89, Б83, БН (от 0,35 до 0,55%), в остальных марках примесей больше (от 0,4 до 0,6%). Кроме оловянистых баббитов, существуют кальциевые баббиты марок БК и БК2 по ГОСТ 1209-53. Эти сплавы применяются для заливки подшипников. Баббит Б83 применяется для заливки подшипников и вкладышей подшипников, турбин, дизелей, авиационных и автомобильных двигателей. Для заливки неответственных подшипников применяют свинцово-оловянистые баббиты Б16 и Б6; для тяжелонагруженных подшипников - свинцовистую бронзу БрСЗО. Несмотря на некоторое снижение популярности никеля некоторое время назад, сегодня он опять становится одним из наиболее востребованных материалов. В современном производстве и металлургии широко распространены специальные сплавы устойчивые к повышенным температурам. Такие отрасли промышленности, как химическая и нефтяная, машиностроение и транспорт, основываются на применении никелевых, алюминиевых и других типов сплавов, имеющих высокие характеристики. Не смотря на то, что по степени распространенности в природных условиях никель занимает далеко не первое место, по степени задействованности в техническом производстве никель стоит наравне с железом, хромом, алюминием. Медь является наиболее распространенным цветным металлом, обладающим высокой пластичностью, электропроводностью и теплопроводностью. Медь хорошо сплавляется со многими металлами, образуя сплавы, которые широко используются в машиностроении. Удельный вес меди 8,94 г/см3, температура плавления - 1083. Степень чистоты и область применения меди приведены в таблице.
Алюминий обладает высокой электропроводностью, хорошей пластичностью, но имеет низкие механические свойства. Различают алюминий первичный и вторичный. Никель очень тверд, гибок, легко куется, может прокатываться в тонкие листы и вытягиваться в проволоку. Он характеризуется высокой коррозионной стойкостью. Температура плавления – 1452. Олово характеризуется высокой коррозионной стойкостью и пластичностью, легко раскатывается в очень тонкие листы. Температура плавления – 232. Цинк при обыкновенной температуре хрупок, но при нагреве до 100 – 150 хорошо куется и прокатывается. Цинк устойчив против коррозии, однако разрушается под действием кислоты и щелочи. Температур плавления 419 градусов. Сплавы цветных металлов. Для изготовления цветных сплавов применяются металлы, условные обозначения которых приведены в таблице.
Бронзы оловянные представляют собой литейные многокомпонентные сплавы на медной основе, содержащие олово, цинк, свинец и другие металлы. Оловянные бронзы обладают большой прочностью, твердостью и антифрикционными свойствами. Бронзы предназначаются для фасонного литья, отливки различной арматуры, антифрикционных деталей и др. Химический состав бронзы расшифровывается по названию марки. Буквенные обозначения указывают, какие элементы входят в бронзу, а цифры указывают процентное содержание этих элементов. Бронзы безоловянные могут применяться в качества заменителей оловянной бронзы. Латуни разделяются на простые и специальные. Простые латуни представляют собой сплавы меди с цинком. В составе специальных латуней, кроме меди и цинка, входят также алюминий, марганец, кремний, железо и др. Специальные латуни обладают повышенной твердостью, прочностью, высокими антикоррозийными свойствами и пластичностью. Литейные латуни и их применение приведены в таблице
В промышленности и технике широкое применение находят цветные редкие металлы. Такое использование цветных и редких металлов обуславливается их особыми свойствами (пластичностью, высокой электропроводностью и теплопроводностью, антикоррозийностью, малым удельным весом, большой удельной прочностью и др.), важными для современного машиностроения и других отраслей производства. Легкими цветными металлами принято называть такие, которые имеют малый удельный вес. К таким металлам относятся: алюминий, магний, бериллий, щелочные и щелочно-земельные металлы. 8.4. Благородные или драгоценные металлы К группе редких металлов относят такие металлы, которые мало распространены в природе, имеют большую рассеянность в земной коре; их трудно получать и они являются малоизученными. К группе благородных драгоценных металлов относят восемь - золото, серебро, платину и металлы платиновой группы (платиноиды) - палладий, родий, иридий, рутений и осмий. Они достаточно устойчивы на воздухе (не окисляются), обладают высокой сопротивляемостью агрессивной среде (кислотам, щелочам и т.д.), мягкостью, пластичностью, хорошо сочетаются с цветными драгоценными камнями и эмалями, легко комбинируются между собой и с другими материалами. Благодаря перечисленным свойствам металлы данной группы широко используются в ювелирном деле. При этом основным материалом для изготовления ювелирных изделий служат собственно четыре металла - золото, серебро, платина и палладий. Остальные металлы (например, родий) используются в качестве защитно-декоративных покрытий или добавок в сплавы. Это объясняется тем, что использование чистых металлов в ювелирном производстве нерационально вследствие их недостаточной износостойкости, твердости, а также высокой стоимости. При изготовлении ювелирных изделий различного назначения к драгоценным металлам добавляют в определенных соотношениях другие металлы, которые называют легирующими, или лигатурой (легирующими могут быть как драгоценные, так и недрагоценные металлы). Таким способом металлам придают необходимые для дальнейшего использования в производстве свойства. Это может быть изменение цвета, понижение или повышение пластичности, увеличение или уменьшение твердости, изменение температуры плавления. Полученные смеси называют сплавами драгоценных металлов. Сплавы драгоценных металлов принято различать по составу и технологическому признаку. По составу сплавы называют в зависимости от основного компонента (сплавы золота, сплавы серебра и т.д.). По технологическому признаку, или по применению, сплавы предназначаются для ручной работы, штамповки, литья или припоев. Количество драгоценного металла в сплаве называется пробой. Проба - это цифровое значение, указывающее на содержание чистого драгоценного металла в граммах в 1 килограмме (1000 г) ювелирного сплава (пример: золото (750°) – в 1 килограмме ювелирного сплава 750 пробы содержится 750 граммов чистого золота, остальное – легирующие компоненты, например, серебро, медь и т.д.). Проба присваивается каждому ювелирному сплаву. Содержание чистого металла в сплавах, предназначенных для товарного производства, устанавливается государством. В России для ювелирных изделий из драгоценных металлов установлены следующие пробы: золотые – 999, 958, 750, 585, 500 и 375; серебряные - 999, 960, 925, 875, 830, 800; платиновые – 950, 900 и 850; палладиевые – 850 и 500. Число ювелирных сплавов постоянно растет по мере развития новых технологий в производстве ювелирных изделий. Сплавы, получившие наибольшее распространение на территории России, предусмотрены ГОСТ Р 30649–99. Практическая работа № 9 |
Похожие:
 |
Отчет об учебной практике в механическом отделении учебных мастерских... Характеристика применяемого технологического оборудования в механическом отделении ум |
 |
Урок Тема: Общие правила поведения в школьной мастерской и личная... Раскрыть содержание и задачи раздела “Технология обработки конструкционных материалов и элементы машиноведения” |
|
Задания-вопросы для заочного отделения по дисциплине «Технология конструкционных материалов» Подготовить в виде трех рефератов: реферат 1: из пяти вопросов, реферат 2: из пяти вопросов, реферат 3: из 6 вопросов. Рефераты и... |
|
Образование, становление и основные этапы развития кафедры "Технологии... Секция «Технологии конструкционных материалов» (ткм) в филиале работала с 1959 г. В 1986 г., отделившись от кафедры «Технологии сварки»,... |
|
Научно-технической конференции Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» |
|
Рабочая программа учебной дисциплины оп. 04 Материаловедение Рабочая программа учебной дисциплины оп. 04 Материаловедение разработана в соответствии с фгос по специальности спо 190631 «Техническое... |
|
Техническое задание на поставку карбидкремниевых электронагревателей Заказчик: Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов... |
|
Методические указания по каждой лабораторной работе включают в себя... Гбоу спо «пгк» по специальностям спо технического профиля в соответствии с требованиями фгос спо третьего поколения и рабочей программой... |
|
Методические указания по каждой лабораторной работе включают в себя... Гбоу спо «пгк» по специальностям спо технического профиля в соответствии с требованиями фгос спо третьего поколения и рабочей программой... |
|
1. Качество материалов и его оценка. Механические свойства материалов... Учебные планы и программы для подготовки и повышения квалификации рабочих на производстве по профессии «Оператор электронно-вычислительных... |
|
Техническое задание Предметом закупки является поставка фронтального погрузчика xcmg lw300F (далее Товар) для нужд Федерального государственного унитарного... |
|
Сведения об оборудовании, подлежащему среднему ремонту Токарный с чпу 1П732рфз (далее станок) предназначен для механической обработки деталей типа тел вращения из высоколегированных конструкционных... |
|
Инструкция: Отметьте знаком «+» один или все правильные ответы. Задание... Задание Для измерения оплачиваемого потребителем расхода электрической энергии используются |
|
Информация на сайт России на 2014-2020 годы» по теме: «Разработка технологии получения и обработки конструкционных наноструктурированных материалов... |
|
Рабочая программа учебной дисциплины оп. 04. «Материаловедение» по... Фгос по специальности среднего профессионального образования «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» квалификация... |
|
Техническое задание по оказанию услуг по техническому обслуживанию... ... |