Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Машиностроительные материалы



Для изготовления деталей машин применяют различные материалы – металлические и неметаллические. Правильный выбор материала для конструируемой детали имеет большое технико-экономическое значение. Общими предпосылками выбора материала детали являются эксплуатационная надежность, технологичность и экономичность. Наиболее распространенными материалами машиностроения являются сталь, чугун, алюминиевые и медно-цинковые сплавы, бронзы и различные виды пластмасс.

Сталь (углеродистая и легированная) – основной материал машиностроения. Примерная классификация стали по применению и химическому составу схематично изображена на рис. 9.

Рисунок 9

В таблице 2 (см. приложение) даны физико-механические свойства сталей, получивших наибольшее применение в машиностроении, с примерами их применения.

Сталь углеродистая обыкновенного качества, поставляемая по механическим свойствам, обозначается так: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, …, Ст6. Нумерация этих сталей производится в порядке возрастания их твердости, пределов прочности и текучести и снижения пластичности.

Сталь углеродистая, качественная конструкционная обозначается так: сталь 10, сталь 15, сталь 20, …, сталь 55 и т.д., где число 10, 15, 20, …, показывают примерное содержание углерода в сотых долях процента. Качественная углеродистая конструкционная сталь с повышенным содержанием марганца обозначается так: сталь 15Г, сталь 20Г и т.д.

Сталь легированная конструкционная обозначается так: сталь 15Х, сталь 35Х, сталь 40ХН3А и т.д., где первые две цифры (15, 35, 40 и т.д.) дают примерное содержание углерода в сотых долях процента, а последующие буквы и цифры указывают на легирующий элемент и его примерное процентное содержание. Так, хромоникелекремнистая сталь 15Х13Н7С2А содержит примерно 0,15% углерода, 13% хрома, 7% никеля и 2% кремния; буква А указывает на высокое качество стали, т.е. снижение до минимума вредных примесей – серы и фосфора.

Отливки деталей любой конструкции из углеродистой и легированной сталей дополнительной обработке давлением (прокат, ковка, штамповка и т.д.) не подвергаются, а поэтому обладают меньшей прочностью.

Стальное литье обозначается так: сталь 35Л, сталь 45Л и т.д.

Физико-механические свойства сталей можно повысить применением объемной или поверхностной термической (нормализация, закалка, отпуск) или химико-термической (цементация, азотирование, цианирование и т.д.) обработки, а также поверхностным упрочнением (дробеструйная обработка, обкатка закаленными роликами и т.д.).

Чугун получил широкое распространение в машиностроении, особенно для получения литых заготовок деталей. По химическому составу, структуре и технологии изготовления чугун подразделяется на серый (СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36 и т.д.); антифрикционный (АСЧ-1, АСЧ-2, АСЧ-3 для серого чугуна; АВЧ-1, АВЧ-2 для высокопрочного чугуна и т.д.); высокопрочный (ВЧ 45-0, ВЧ 50-1,5 и т.п.); жаростойкий (ЖЧХ-0,8, ЖЧС-5,5 и т.д.). Числа, стоящие после буквенного обозначения марки чугуна, указывают значения его механических характеристик. Например, для серого чугуна первое число означает предел прочности при растяжении, второе - при изгибе (0,1 МПа); для ковкого или высокопрочного чугуна первое число означает предел временного сопротивления (0,1 МПа), а второе – относительное удлинение в процентах при разрыве.

Цветные металлы – медь, олово, цинк, свинец, алюминий, серебро, золото, платина, хром и т.д. – в чистом виде не нашли в машиностроении большого применения. Они применяются в основном в виде сплавов (латунь – медноцинковый сплав, бронза – безоловянная и оловянная, алюминиевые сплавы и т.д.), которые обладают лучшими физико-механическими свойствами, чем каждый из этих металлов в отдельности. Цветные металлы (за исключением сплавов) используют для покрытия металлических поверхностей в целях защиты материала от коррозии (лужение, цинкование и т.д.), повышения поверхностной твердости, износостойкости и антикоррозионных свойств стальных деталей (хромирование), или поверхностного повышения их жаростойкости (алитирование, т.е. насыщение поверхностного слоя стали алюминием) и т.д.

Неметаллические материалы – дерево, кожа, хлопчатобумажные ткани, резина, стекло, асбест, войлок, пластмассы и т.д. Среди неметаллических материалов все большее применение в машиностроении находят пластмассы.

Пластмассы (текстолит, гетинакс, асботекстолит, стеклопластики, нейлон, капрон и многие другие) обладают рядом положительных свойств: небольшой плотностью, химической стойкостью, водо-, масло- и бензостойкостью; высокими электроизоляционными, шумо- и вибропоглощающими свойствами; достаточной механической прочностью, не уступающей в ряде случаев прочности сплавов цветных металлов и чугуна; возможностью окрашивания в любой цвет; прозрачностью и малой трудоемкостью переработки в детали машин и т.д. Из пластмасс изготовляют корпуса аппаратов и машин; баки, цистерны, кузова автомобилей; корпуса судов, шлюпок, яхт; зубчатые колеса, вкладыши подшипников, трубы, лопатки компрессоров; строительные элементы жилых домов и промышленных сооружений; синтетические клеи, прочно склеивающие детали из любых материалов и т.д.

 

Приложение.

Таблица 2. Механические характеристики некоторых марок сталей

Марка стали Толщ. листа Предел прочн. Предел текуч. Тверд. по Бринн. НВ Термо- обработ.   Примерное назначение
Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380-71)
Ст2 до 250 412-333 216-186 - Дымогарные и жаровые трубы, заклепки, болты, валики, оси
Ст3 до 250 461-373 235-216 - Детали металлоконструкций, болты, гайки, тяги, крюки, шатуны, клинья, оси, валики
Ст4 До 250 509-412 255-235 - Детали металлоконструкций, болты, валы, оси, тяги, крюки, клинья
Ст5 До 100 100-300 300-500 165-140 - Ответственные болты, тяги, клинья, шатуны, оси, валы, пальцы, зубчатые колеса
Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050-74)
Сталь 30 - Норма- лизация Детали изготовляемые ковкой и штамповкой; оси, валы, тяги, цилиндры, маховики
Сталь 35 До 100 100-300 300-500 187-140 Норма- лизация Тяги, оси, болты, гайки, шайбы, балансиры, диафрагмы, зубчатые колеса
Сталь 40 До 100 100-300 300-500 207-152 Норма- лизация Оси, штоки, коленчатые валы, диски, зубчатые колеса
Сталь 45 До 100 100-300 300-500 500-700 220-170 Норма- лизация Плунжеры, зубчатые колеса и рейки, муфты, втулки, оси, фрикционные диски, болты, гайки
Сталь 45 40-60 60-90 90-120 180-250 883-785 835-736 785-686 736-637 250-223 236-207 222-194 207-180 Улучше- ние Оси, валы, зубчатые колеса, штоки

 

Таблица 3 Отливки из серого чугуна (ГОСТ 1412-70)

  Марка чугуна Предел прочности, МПа Тверд. по Бринн. НВ   Примерное назначение
при растяж при сжат. при изгибе
СЧ 12-28 143-229 Хорошая обрабатываемость. Кожухи, корпуса, корыта, крышки, детали текстильных машин
СЧ15-32 163-229
СЧ 18-36 170-229
СЧ 21-40 170-241 Хорошая обрабатываемость. Цилиндры, зубчатые колеса, рамы, корпуса, маховики, гильзы
СЧ 24-44 170-241
СЧ 28-48 170-241
СЧ 32-52 187-225 Вязкость и повышенная прочность. Поршневые кольца, зубчатые колеса, муфты, клапана
СЧ 35-56 - 197-269

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.