2.1.4.1. Конструкционные стали и сплавы
Изучение начните с повторения материала по углеродистым и легированным сталям. Уясните, какие углеродистые и легированные стали используются в качестве цементируемых и улучшаемых, за счет чего и как изменяются их свойства в результате термической обработки. Разберите, какие стали используют для изготовления пружин, рессор и их термическую обработку. Уясните, добавкой каких элементов в сталь улучшается ее обработка резанием (автоматные стали).
Вопросы для самопроверки
1. Какие углеродистые стали обыкновенного качества можно использовать для деталей, конструкций, подвергаемых сварке?
2. Какие конструкционные стали применяются в качестве цементуемых и улучшаемых?
3. Каким требованиям должны отвечать улучшаемые стали?
4. Какие стали используются для изготовления пружин, рессор? Приведите марки пружинных сталей.
5. Какие элементы, вводимые в сталь, улучшают их обрабатываемость резанием? Приведите марки автоматных сталей.
2.1.4.2. Инструментальные стали и твердые сплавы
Изучая стали, применяемые для изготовления режущего имерительного инструмента, обратите внимание, что выбор стали, зависит от условий работы самого инструмента. Необходимо уяснить влияние легирующих элементов в стали на повышение таких важных свойств, как прокаливаемость, теплостойкость (температура, до которой инструмент не теряет своих режущих свойств, в частности твердости), хрупкость, обрабатываемость резанием. Уясните, для каких инструментов применяют углеродистые инструментальные стали, для каких мало- и средне-легированные, для каких — быстрорежущие стали. Рассматривая,стали для изготовления штампов, необходимо понять влияние отличия условий работы штампов для горячей и холодной штамповки для выбора стали для их изготовления и особенности их термической обработки этих сталей и штампов.
Современный металлорежущий инструмент широко оснащается пластинками из металлокерамических сплавов, обладающими более высокими значениями теплостойкости и изготавливаемым методом порошковой металлургии. Необходимо ознакомиться с технологией изготовления пластин из этих сплавов, группами металлокерамических сплавов, марками и применением для обработки различных поверхностей, материалов и условий резания.
Для чистовой обработки труднообрабатываемых сталей применяют металлорежущий инструмент, оснащенный пластинами из синтетических поликристаллических сверхтвердых материалов на основе нитрида бора — композитов (эльбор-Р, белбор, гексанит-Р).
Вопросы для самопроверки
1. Какие преимущества легированных инструментальных сталей перед углеродистыми?
2. Какие стали применяются для изготовления режущего и мерительного инструмента?
3. Какие стали применяют для изготовления штампов для холодной и горячей штамповки?
4. Какие группы и марки металлокерамических твердых сплавов применяют для оснащения металлорежущего инструмента?
2.1.4.3. Стали и сплавы с особыми физико-химическими свойствами
К сталям и сплавам с особыми физико-химическими свойствами относятся: нержавеющая сталь, сталь и сплавы для работы при высоких температурах (жаропрочные и жаростойкие сплавы), износостойкие, электротехнические, с особыми тепловыми свойствами. Нужно понять, за счет чего получаются нужные свойства этих материалов и их применение.
Вопрос для самопроверки
1. Какие стали относятся к нержавеющим, износостойким, жаропрочным, жаростойким?
2.1.4.4. Цветные металлы и сплавы
Изучение начните со свойств чистой меди, затем перейдите к изучению строения, свойств и термической обработки медных сплавов, которые делятся на две основные группы: латуни и бронзы.
Латунь и бронза классифицируются по технологическим свойствам на литейные и деформируемые. В свою очередь, бронзы литейные и деформируемые делятся на оловянные (содержащие в своем составе олово) и безоловянные. Рассматривая маркировку по ГОСТ, обратите внимание на различие маркировки литейных и деформируемых бронз и латуней.
Изучение алюминиевых и магниевых сплавов также начните с рассмотрения свойств чистого алюминия и магния. Как и медные сплавы, алюминиевые и магниевые сплавы делятся на литейные и деформируемые. Обратите особое внимание на термическую обработку сплавов этих металлов. Познакомьтесь с их маркировкой и применением.
Рассмотрение антифрикционных сплавов нужно начать с требований, предъявляемых к ним. Изучить структуру, обеспечивающую выполнение этих требований, маркировку. Применение цветных металлов и сплавов в сельскохозяйственном и автотракторном машиностроении.
Вопросы для самопроверки
1. Какой термической обработке подвергаются медные, алюминиевые, магниевые сплавы и как при этом изменяются их свойства?
2. Какие сплавы отвечают требованиям, предъявляемым к антифрикционным сплавам?
2.1.4.5. Порошковые (металлокерамические) сплавы
Примером безотходной технологии является изготовление деталей из порошковых материалов. Ознакомьтесь с технологией получения порошков исходных материалов и изготовлением из них деталей. Уясните их преимущества и недостатки, применение в машиностроении. Разберитесь с классификацией и маркировкой порошковых сплавов но ГОСТ.
Вопросы для самопроверки
1. В чем заключается сущность технологии изготовления деталей из порошковых сплавов?
2. Какие порошковые сплавы нашли применение для изготовления деталей машин?
2.1.4.6. Неметаллические материалы
Изучение этого подраздела нужно начинать с повторения соответствующих разделов курса органической химии. Необходимо знать строение и свойства полимерных материалов. Разобраться с классификацией полимеров и особенностями свойств полимерных материалов. Знать основные термореактивные и термопластичные полимерные смолы и пластические массы на их основе. Уясните состав и классификацию, физико-механические свойства резин. Ознакомьтесь с основными методами переработки пластмасс и резины в изделия и технико-экономической эффективностью их применения в автотракторном и сельхозмашиностроении.
Вопросы для самопроверки
1. Какие термореактивные и термопластичные пластмассы нашли применение в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении?
2. Какими основными методами получают детали из пластмасс и резины?
2.1.4.7. Пути повышения прочности материалов, надежности и долговечности деталей машин
Одним из направлений повышения надежности и долговечности деталей машин является применение для их изготовления новых материалов. Большое будущее здесь за композиционными материалами — волокнистыми и дисперсно-упрочненными. Необходимо разобраться с их получением, строением, свойствами и возможным применением.
Широкие перспективы применения в будущем имеют аморфные сплавы - металлические стекла, обладающие прочностью, близкой к теоретической. Необходимо иметь понятие об этих сплавах и сплавах с эффектом «памяти формы». Ближайшее будущее — за изготовлением деталей машин из легированных сталей для тех случаев, когда оно дает экономический эффект за счет повышения долговечности деталей и уменьшения расхода запасных частей, и, таким образом, экономии металла. Нужно уяснить, как влияют условия работы деталей машин на выбор конструкционного материала, технологию изготовления и экономическую эффективность их применения.
Вопросы для самопроверки
1. Какие композиционные материалы применяются для изготовления деталей машин?
2. Какие свойства имеют аморфные сплавы? Где применяют аморфные сплавы?
3. Можно ли повысить конструкционную прочность низколегированных сталей и как, если можно?