ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ


Механические свойства металлов


Все материалы, применяемые в машиностроении, можно разделить на металлы и неметаллы. Металлами в технике называют все металлические материалы. К ним относятся простые металлы и их сплавы. В свою очередь, металлы делятся на черные и цветные.

К черным металлам относятся железо и его сплавы (сталь, чугун и ферросплавы).


Все остальные металлы и сплавы составляют группу цветных металлов.

Механические, физико-химические и технологические свойства материалов в значительной степени определяют их обрабатываемость резанием.
К механическим свойствам металлов относятся: твердость, прочность, пластичность, упругость, вязкость и хрупкость.


Твердость — это способность материалов оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела.
Этот показатель является одним из важнейших свойств металла. Чем выше твердость метал¬ла, тем он оказывает большее сопротивление резанию и тем интенсивнее изнашивается режущий инструмент.


На практике наибольшее распространение получили следующие методы определения твер¬дости металлов:
1) вдавливанием стального закаленного шарика (метод Бринелля — твердость по Бринел-
лю), обозначается НВ;
2) вдавливанием алмазного конуса (метод Роквелла — твердость по Роквеллу), обознача¬
ется HRC;
3) вдавливание алмазной пирамиды (метод Виккерса — твердость по Виккерсу), обозначается HV.


Прочность — это способность металла сопротивляться действию внешних сил без разрушения.

Для определения прочности образец металла стандартной формы и размеров испытывают на наибольшее разрушающее напряжение, которое называется пределом прочности, и обозна¬чают греческой буквой в (сигма). Единицы измерения — МПа.


Пластичность — это способность металла, не разрушаясь, изменять свою форму под нагрузкой и сохранять ее после прекращения действия нагрузки.
При испытании на растяжение пластичность характеризуется относительным удлинением, (дельта), измеряется в %.

Ударной вязкостью называется способность металла сопротивляться разрушению под действием ударных нагрузок.


Черные металлы


Чугун и сталь являются сплавами железа с углеродом и другими компонентами.
Чугун — сплав железа с углеродом, где углерода содержится свыше 2% (практически от 2,5 до 4,5%).

Углерод — наиболее важная составляющая часть чугуна. Он может находиться либо в виде химического соединения с железом — цементита (Fe3C), либо в виде мелких пластинок графита.


Когда углерод находится в виде цементита, цвет чугуна в изломе белый, поэтому такой чу¬гун называется белым. Если углерод в чугуне находится в свободном состоянии в виде графита, то излом серого цвета. Такой чугун называют серым.

Белый чугун отличается высокой твердостью и износоустойчивостью, хрупок и плохо обрабатывается режущим инструментом. Белый чугун легко плавится, но плохо заполняет форму. Белый, или передельный, чугун выплавляется в основном для переделки его в сталь, а также для получения ковкого чугуна.
В сером чугуне большая часть углерода находится в виде пластинок графита.


Серый чугун отличается от белого меньшей твердостью и хрупкостью. Он сравнительно легко обрабатывается режущими инструментами, хорошо сопротивляется износу. Однако, имея в своем составе твердые зерна цементита, серые чугуны ускоряют износ инструмента, что не позво¬ляет обрабатывать их с высокими скоростями резания.


Марки серого чугуна обозначаются буквами СЧ и числом. Число соответствует пределу прочности при растяжении (МПа).

Пример: СЧ 10 — серый чугун, предел прочности при растяжении в -100 МПа.
Высокопрочный чугун получают прибавлением к расплавленному чугуну присадок магния и ферросилиция. Высокопрочный чугун — это чугун с шаровидным графитом.

В ковком чугуне графит имеет хлопьевидную форму. Его получают длительным отжигом от¬ливок из белого чугуна.


Высокопрочные и ковкие чугуны маркируются буквами и числами: ВЧ — высокопрочный чу¬гун, число — предел прочности при растяжении (МПа).
КЧ — ковкий чугун; первое число — предел прочности при растяжении (МПа), второе чис¬ло — относительное удлинение в %.
Пример: ВЧ 35; КЧ 30-6.

ВЧ 35 — высокопрочный чугун, предел прочности при растяжении „ = 350 МПа.
КЧ 30-6 — ковкий чугун, предел прочности при растяжении в = 294 МПа, относительное удлинение 8 = 6%.


Легированные чугуны, кроме обычных примесей, содержат легиру¬ющие элементы — хром, никель, мо¬либден, титан и ванадий, которые улучшают механические свойства чу¬гуна и придают ему особые качества.
Маркировка легированных чугунов осуществляется с помощью букв, обозначающих легирующие элементы (по аналогии со сталями), и чисел, указывающих их содержание (в %). Буква Ш в конце маркировки указы¬вает на то, что графит имеет шаро¬видную форму; если буква Ш отсут¬ствует, то графит пластинчатый.

Антифрикционные чугуны (ГОСТ 1585).
АЧС-1...АЧС-6 — антифрикци¬онный чугун серый.
АЧВ-1 и АЧВ-2 — антифрикци¬онный чугун высокопрочный.
АЧК-1 и АЧК-2 — антифрикци¬онный чугун ковкий.


Сталь — сплав железа с углеро¬дом, где углерода содержится до 2% (практически до 1,7%). От процентного содержания углерода зависят механические свойства стали. С увеличением содержания углерода увеличиваются прочность, твердость, сопротивление деформированию и уменьшается плас¬тичность стали. Кроме углерода, в сталях всегда присутствуют сера, фосфор, кремний и марганец.

Кремний и марганец в углеродистых сталях существенного влия¬ния на механические свойства стали не оказывают. Сера и фосфор, явля¬ясь вредными примесями, ухудшают свойства сталей.


 team fortress 2 гайды по персонажам помогут вам стать лучшим

2008-06-30   3308    Печать

Рекомендуем также посмотреть:

Обработка металлов давлением (4843)
Как написать отличную дипломную работу (2265)
Откуда вода попадает в наши дома? (3617)
Генри Форд (2199)
Аморфные металлы (2865)

Ключевые слова для этой статьи: