Загартування;
ПЛАН
I. Електротехнічні матеріали;
II. Конструкційні матеріали;
III. Матеріали спеціального призначення.
I. Електротехнічні матеріали.
ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ - матеріали, що володіють певними властивостями по відношенню до електромагнітного поля.
A. По поведінці в магнітному полі ці матеріали поділяють на:
1. СИЛЬНОМАГНІТНІ - магнетики (феромагнетики) - матеріали, які здатні певним чином накопичувати, посилювати і проводити магнітну енергію всередині себе. Мають велику магнітну проникність і використовуються в якості магніто дротів і постійних магнітів.
2. СЛАБКОМАГНІТНІ - діамагнетики, парамагнетики - матеріали що володіють малої або негативної (не сприймають зовнішні магнітні поля) магнітною проникністю і використовуються в якості екранів від магнітних полів, і в інших випадках.
Б. По поведінці в електричному полі вони поділяються на:
1. ПРОВІДНИКОВІ - матеріали у яких сильно виявляється електропровідність при нормальній температурі;
2. НАПІВПРОВОДНИКОВІ - матеріали у яких сильна залежність питомої провідності від концентрації, виду домішок і зовнішніх енергетичних впливів;
3. ДІЕЛЕКТРИЧНІ - матеріали, електричні властивості яких мають здібності до поляризації і існуванні в них електростатичних полів.
Діелектричні матеріали бувають АКТИВНІ та ПАСИВНІ.
ПАСИВНІ - властивості діелектриків використають для застосування в якості ізоляційних матеріалів, що допускають як можливо малі витоки електричних зарядів. В цих випадках ДІЕЛЕКТРИЧНА ПРОНИКНІСТЬ матеріалу не грає особливої ролі, тому, що повинна бути можливо меншої і не вводити в схему паразитних ємностей. Якщо же діелектрик використовується в якості матеріалу для конденсаторів то Д/П-> можливо більша.
АКТИВНІ - їх властивостями можливо керувати за допомогою різноманітних зовнішніх впливів. До них відносні: сигнетодіелектрики, п'єзоелектрики, піроелектрики, люмінофори, матеріали для випромінювання і затворів в лазерній техніці, електрети та інші...
Умовно матеріали з різноманітним питомим опором можливо поділити на:
ПРОВІДНИКИ - r < 10-5 Ом*м;
ДІЕЛЕКТРИКИ - r > 10+8 Ом*м;
НАПІВПРОВІДНИКИ - r = 10-5...10+8 Ом*м.
Чіткої межі між значенням питомого опору різноманітних класів матеріалів немає. Деякі напівпровідники, при низьких температурах, ведуть себе як діелектрики. Діелектрики при сильному нагріванні, ведуть себе як провідники. Якісна відмінність полягає в тому що для металів провідний стан є основним, а для напівпровідників і діелектриків - схвильованим.
Розвиток радіотехніки зажадав створення матеріалів у яких фізико-механічні властивості об'єднані з внутрішніми високочастотними хвильовими коливальними процесами - це ВИСОКОЧАСТОТНІ МАТЕРІАЛИ.
Для порозуміння електричних, фізичних і хімічних властивостей матеріалів, причин їхнього старіння і тоді інше, потрібне знання їх хімічного і фазового складу, атомної структури, дефектів...
II. Конструкційні матеріали.
КОНСТРУКЦІЙНІ - матеріали роблять при впливі механічних навантажень. Основна їх роль - протистояти механічній дії, яка пов'язана з: вигином; крученням; розтягом; стиском і частково з корозійним впливом навколишнього середовища. До них відносяться більшість чорно-білих металів і сплавлень на їх основі. Дані матеріали йдуть на обробку різанням, тиском і хіміко-термічними впливами для отримання певних властивостей. Вони працюють в машинах і механізмах, в якості інструменту і деталей. Всі механічні сполучення і конструкції виготовлені з конструкційних матеріалів, до них відносні чавуни, криці, сплавлення на основі міді, алюмінію...
III. Матеріали спеціального призначення.
МАТЕРІАЛИ СПЕЦІАЛЬНОГО призначення - мають вузьку спеціалізацію і як правило застосовані в різноманітних приладах, які багатофункціональні, що водночас витримують:
Ø як механічні, так і хімічні впливи;
Ø температурні і електромагнітні впливи;
Ø електромагнітні, механічні і температурні впливи...
До них відносні сплавлення на основі молібдену, титану, стронцію, вольфраму, цирконію, і інше.
Питанняперевіркизнань:
- Перелічити всі матеріали, які влаштовані у електротехніці;
- Дати поняття – діелектрик;
- Дати поняття – провідник;
- Дати поняття – напівпровідник;
- Дати поняття – магнітний матеріал;
- Влаштування кожного з матеріалів, які перелічувані;
- Перелічити галузі електротехніки, де влаштовуються ці матеріали.
Джерела:
Л1 – стор. 7-9
Л2 - стор.
Л3 – стор. 5-7
РОЗДІЛ І. ОСНОВИ МЕТАЛОЗНАВСТВА
Тема І. 1. Побудова та властивості металу, поняття про сплави.
План
I. 1.1. Структура, типи кришталевих грат, дефекти будівлі металів.
I. 1.2. Властивості металів і сплавів:
I. 1.2. 1. фізичні властивості;
I. 1.2. 2. хімічні властивості;
I. 1.2. 3. механічні властивості;
I. 1.2. 4. технологічні властивості;
I. 1.3. Сплавлення на основі Fe:
I. 1.3. 1. чавуни: класифікація; сировина; галузь застосування; марки.
I. 1.3. 2. криці: класифікація; сировина; зону застосування; марки.
I. 1.1. Структура, типи кришталевих грат, дефекти будівлі металів.
Геометрично можливі тільки 14 різноманітних просторових решіт, що є основою шести кришталевих систем. В нашому випадку, достатньо розглянути три основні:
· ОБ'ЄМНОЦЕНТРИЧНУ;
· ГРАНЕЦЕНТРИЧНУ;
· ГЕКСАГОНАЛЬНУ,
Кожна з яких має свої властивості і особливості будівлі.
ОБ'ЄМНОЦЕНТРИЧНА - має коефіцієнт заповнення 68% від всього обсягу структури. Така структура характерна для м'яких металів, що володіють пластичною деформацією. Даною структурою володіють: Fea; Cu, Sn, Cu.
ГРАНЕЦЕНТРИЧНА - має коефіцієнт заповнення 78% від всього обсягу структури. Така структура характерна для крихких металів, що не мають пластичну деформацію. Даною структурою володіють: Feb; Au, Ag, Pt.
ГЕКСАГОНАЛЬНА - має коефіцієнт заповнення 78% від всього обсягу структури. Взагалі така структура характерна для тривких і твердих металів, і використовується також в виробництві магнітних матеріалів. Даною структурою володіють: Feg; Ti, Ta, Wi.
В зв'язку з тим, що технологічний процес виготовлення деталей механізмів і машин вимагає видозміни форми і структури матеріалу. Слід відзначити, що при цьому порушується упорядкованість і цілісність структури виробу. Тому ввели поняття ДИСЛОКАЦІЇ - порушення в структурі. Дислокаціями можуть бути:
· вакансії - коли в структурі нестача атому і зв'язків;
· вкорення - коли в решітку впроваджений атом іншого металу без порушення цілісності решітки;
· заміщення - коли на місці атому даної речовини присутній атом іншого металу, а решітка збережена.
I.1.2. Властивості металів і сплавів
I.1.2.1. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ:
§ ЩІЛЬНІСТЬ - кількість речовини, що міститься в одиниці обсягу. Вимірність кГ/м3.
§ ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛІННЯ - кількість термальної енергії, висловленої в температурі, що дозволяє перехід з твердо кришталевого стану в рідину.
§ ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ - властивість тіла проводити з різноманітною швидкістю тепло, при нагріванні.
§ ТЕРМАЛЬНЕ РОЗШИРЕННЯ - властивість матеріалу поширюватися при підвищенні температури.
§ ПИТОМА ТЕПЛОЄМКІСТЬ - кількість термальний енергії, необхідної для підвищення температури на 1оС одиниці ваги в 1г речовини.
§ ЕЛЕКТРОПРОВІДНІСТЬ - спроможність металу проводити електричний струм.
§ МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ - спроможність металу реагувати на зовнішнє магнітне поле, накопичуючи магнітну енергію або перешкоджати її втіленню в себе.
I.1.2.2. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ:
§ ОКИСЛЮВАЛЬНІСТЬ - спроможність взаємодії з киснем повітря при утворенні оксидних плівок.
§ РОЗЧИННІСТЬ - спроможність переходити в розчин іншої речовини за одиницю часу.
§ КОРОЗІЙНА СТІЙКІСТЬ - спроможність перешкоджання утворенню оксидних плівок.
I.1.2. 3. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ:
Механічні властивості визначені характером навантаження. Вони бувають:
§ СТАТИЧНІ – які поволі зростають від 0 до МАХ і далі залишаються постійні, або незначно змінюються.
§ ДИНАМІЧНІ - різко зростають за дуже малий проміжок часу і далі змінюються
Загальні властивості:
§ ТРИВКІСТЬ - спроможність опору чинності зовнішніх сил, без розчинення.
§ ПЛАСТИЧНІСТЬ - властивість металу деформуватися без руйнування під чинністю зовнішніх сил.
§ В'ЯЗКІСТЬ - властивість металу виявляти опор швидко зростаючим (ударним) навантаженням.
§ ТВЕРДІСТЬ - спроможність матеріалу протистояти втілення в середину себе більш твердого матеріалу.
§ ВТОМА - спроможність тривало працювати під впливом різноманітних знакозмінних навантажень.
I.1.2. 4. ТЕХНОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.
§ ОБРОБЛЮВАЄМІСТЬ - спроможність матеріалу приймати форму під впливом інструменту.
§ ЗВАРЮЄМІСТЬ - властивість металу давати тривкі не роз’єднанні сполучення.
§ КОВКІСТЬ - спроможність приймати остаточну деформацію при мінімальних зусиллях доданих до інструменту.
§ РІДКОТЕКУЧІСТЬ - спроможність матеріалу, будучи розчиненим, добре розтікатися.
I.1.3. Сплави на основі Fe.
I.1.3.1. Чавуни: класифікація; сировина; галузь застосування; марки.
Чавун - сплав заліза з вуглецем. Кількість вуглецю в сплаві коливається від 2 до 6.67%.
Сировиною для отримання чавуну являть залізні руди, що містять залізо (Fe) в чистому виді, або в складі хімічних сполучень:
§ оксидів (Fe+O);
§ сульфідів (Fe+S) - сполучення з сіркою;
§ шпатів (Fe+CO) - вуглекислі сполучення.
Руда містить також порожню породу:
§ кремнезем (SiO2);
§ глинозем (Al2O3);
§ окис кальцію (CaO);
§ окис марганцю (MnO);
§ фосфору (P2O5).
Для виготовлення чавуну зараз застосовують наступні руди:
§ Червоний залізняк, що містить до 60% Fe;
§ Бурий залізняк, що містить від 30 до 50% Fe;
§ Магнітний залізняк, що містить до 60% Fe.
Для отримання чавуну сировину: - дроблять; - промивають; - опалюють; - збагачують; - розчинюють у доменних печах; а після цього розливають в форми. Так одержують:
· СІРИЙ ЧАВУН – який має сірий колір і велико зернисту будівлю, 80% від загального виробництва. Його застосовують для виготовлення литої заготівлі високої точності і він добре обробляється.
· БІЛИЙ ЧАВУН (переробний) - який має на зломі білий колір, 15-20% від загального виробництва. Іде в основному на переробку у крицю.
· ФЕРОСПЛАВИ (спеціальні чавуни, що мають до 10% елементів Si або Mn і ін.). При кількості до 5%, застосовуються в якості спеціальних присадків для виробництва криці.
Чавуни, які використаються в машинобудуванні.
КОВКИЙ чавун - одержують з БІЛОГО чавуну спеціальною термічною обробкою при to=900-950Сo. Отримана структура – в'язка і м'яка за рахунок графітових включень кулькової форми, що розташовані ізольовано друг від друга, а металева основа менш роздрібнена. Застосовується для виготовлення шестерень; ланок ланцюгів; диференціалів; задніх мостів; колінчатих валів і те інше.
Марки: КЧ37-12; КЧ35-10; КЧ33-8; КЧ33-6; КЧ40-3; КЧ35-4; КЧ30-3.
СІРИЙ чавун – структура що одержується крихка, за рахунок графітових включень в виді луски, яка роздрібнює металеву основу. Для покращення механічних властивостей чавуну, його легують, вводячи Cu, Ni, Gr, Mo; модифікують, вводячи Al2O3, CaO, SiО2 і піддають на термообробку. Застосовується для виготовлення особливих деталей, та якісного тонкостінного лиття.
Марки: СЧ12-28; СЧ15-32; СЧ18-36; СЧ21-40; СЧ24-44; СЧ28-48; СЧ32-52; СЧ35-56; СЧ38-60.
I.1.3.2. Криці: класифікація; сировина; зону застосування; марки.
Криця - сплав заліза з вуглецем. Кількість вуглецю в сплаві коливається від 0.02 до 2.1%.
Крицю одержують наступними шляхами:
- переробкою чавуну в конверторах, виводячи вуглець з хімічного складу за допомогою кисневого дуття і введення в хімічний склад додаткових компонентів. Обсяг плавлення 25т.
- переробкою чушкового чавуну в мартенівських печах з доданням чавунних і сталевих відходів. Обсяг плавки 100т.
- переробкою рідкого чавуну, сталевого брухту і залізної руди в мартенівських печах. Обсяг плавки 150-300т.
- плавленням в електродугових печах шихти (сталевий брухт і руда), засобом введення в зону вертикальних електродів, між якими виникає електрична дуга. Обсяг плавки 120т.
- плавленням в індукційних печах, в електромагнітному полі, частотою 50-10000 Гц. Обсяг плавки 8-12т.
КРИЦІ поділяються на:
- доевтектойдні 0.02-0.8%, евтектойдні 0.8%, заевтектоїдні 0.8-2.1%;
- конструкційні; леговані; інструментальні; спеціальні.
Питанняперевіркизнань:
Л1-стр. 15-19
Л2-стр. 12-13
Л3-стр. 7-10
Л4-стр. 69-74, 53-55, 115-134
Тема І. 2 Термічна і хіміко-термічна обробка металів.
ПЛАН
1.2.1. Призначення і види термічної обробки:
загартування;
1.2.1.2. віджиг;
1.2.1.3. відпуск;
1.2.1.4. старіння;
1.2.1.5. нормалізація.
1.2.2. Хіміко-термічна обробка криці:
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 611;