Машиностроительные материалы и их свойства

Машиностроительные материалы и их свойства Содержание Раздел 1. Конструкционные стали и сплавы. 1. Углеродистые конструкционные стали. 2.Легированные конструкционные стали. 3. Строительные низкоуглеродистые стали. 4. Арматурные стали. 5. Стали для холодной штамповки. 6. Конструкционные машиностроительные цементируемые нитроцементуемые легированные стали. 7. Конструкционные машиностроительные улучшаемые легированные стали. 8. Стали с повышенной обрабатываемостью резанием. 9. Мартенситно-стареющие высокопрочные стали. 10. Высокопрочные стали с высокой пластичностью ТРИП- или ПНП-стали 11. Рессорно-пружинные стали общего назначения. 12. Шарикоподшипниковые стали. 13. Износостойкие стали. 14. Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали и сплавы. 15. Криогенные стали. 16. Жаропрочные стали и сплавы. 2. Инструментальные стали и твердые сплавы. 1. Стали для режущего инструмента. 2. Стали для измерительного инструмента. 3. Стали для штампов холодного деформирования. 4. Стали для штампов горячего деформирования. 5. Твердые сплавы. 3. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами. 1. Магнитные стали и сплавы. 2. Металлические стекла амфорные сплавы. 3. Стали и сплавы с высоким электрическим сопротивлением для нагревательных элементов. 4. Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. 5. Сплавы с эффектом памяти формы. 4. Тугоплавкие металлы и их сплавы. 5. Титан и сплавы на его основе. 1. Титан. 2. Сплавы на основе титана. 6. Алюминий и сплавы на его основе. 1. Алюминий. 2. Классификация алюминиевых сплавов. 3. Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой. 4. Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой. 5. Литейные алюминиевые сплавы. 7. Магний и сплавы на его основе. 1. Магний. 2. Сплавы на основе магния. 8. Медь и сплавы на ее основе. 8.1. Медь. 2. Сплавы на основе меди. 9. Антифрикционные подшипниковые сплавы на оловянной, свинцовой, цинковой и алюминиевой основах. 10. Композиционные материалы с металлической матрицей. 11. Конструкционные порошковые материалы. Раздел 1. Общие сведения о неметаллических материалах. 1. Особенности свойств полимерных материалов. 2. Пластические массы. 1. Состав, свойства пластмасс. 2. Термопластичные пластмассы. 3. Термореактивные пластмассы. 4. Газонаполненные пластмассы. 3. Композиционные материалы с неметаллической матрицей. 1. Общие сведения, состав. 2. Карбоволокниты. 3. Бороволокниты. 4. Органоволокниты. 4. Резиновые материалы. 1. Общие сведение, состав и классификация резин. 2. Резины общего назначения. 3. Резины специального назначения. 5. Клеящие материалы и герметики. 1. Общие сведение, состав пленкообразующих материалов. 2. Конструкционные, смоляные и резиновые клеи. 3. Неорганические клеи. 4. Герметики. 6. Неорганические материалы. 1. Графит. 2. Неорганическое стекло. 3. Керамические материалы. I РАЗДЕЛ Конструкционные стали и сплавы Конструкционными называются стали, предназначенные для изготовления деталей машин машиностроительные стали, конструкций и сооружений строительные стали. Углеродистые конструкционные стали Углеродистые конструкционные стали подразделяются на стали обыкновенного качества и качественные.

Стали обыкновенного качества изготавливают следующих марок Ст0, Ст1, Ст2 Ст6 с увеличением номера возрастает содержание углерода.

Ст4 - углерода 0.18-0.27, марганца 0.4-7. Стали обыкновенного качества, особенно кипящие, наиболее дешевые. Стали отливают в крупные слитки, вследствие чего в них развита ликвация и они содержат сравнительно большое количество неметаллических включений.

С повышением условного номера марки стали возрастает предел прочности sв и текучести s0.2 и снижается пластичность d, y. Ст3сп имеет sв380490МПа, s0.2210250МПа, d2522. Из сталей обыкновенного качества изготовляют горячекатаный рядовой прокат балки, швеллеры, уголки, прутки, а также листы, трубы и поковки.

Стали в состоянии поставки широко применяют в строительстве для сварных, клепанных и болтовых конструкций. С повышением содержания в стали углерода свариваемость ухудшается.

Поэтому стали Ст5 и Ст6 с более высоким содержанием углерода применяют для элементов строительных конструкций, не подвергаемых сварке.

Качественные углеродистые стали выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и ведения плавки и разливки.

Содержание S 0.04, P 0.0350.04, а также меньшее содержание неметаллических включений. Качественные углеродистые стали маркируют цифрами 08, 10, 15 85, которые указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Низкоуглеродистые стали С 0.25 05кп, 08, 07кп, 10, 10кп обладают высокой прочностью и высокой пластичностью. sв330340МПа, s0.2230280МПа, d3331. Стали без термической обработки используют для малонагруженных деталей, ответственных сварных конструкций, а также для деталей машин, упрочняемых цементацией. Среднеуглеродистые стали 0.3-0.5 С 30, 35 55 применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях промышленности.

Эти стали по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более высокую прочность при более низкой пластичности sв500600МПа, s0.2300360МПа, d 2116. В связи с этим их следует применять для изготовления небольших деталей или более крупных, но не требующих сквозной прокаливаемости. Стали с высоким содержанием углерода 0.6-0.85 С 60, 65 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью и упругими свойствами.

Из этих сталей изготавливают пружины и рессоры, шпиндели, замковые шайбы, прокатные валки и т.д. Легированные конструкционные стали Легированные стали широко применяют в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, в автомобильной промышленности, тяжелом и транспортном машиностроении в меньшей степени в станкостроении, инструментальной и других видах промышленности. Это стали применяют для тяжело нагруженных металлоконструкций.

Стали, в которых суммарное количество содержание легирующих элементов не превышает 2.5, относятся к низколегированным, содержащие 2.5-10 - к легированным, и более 10 к высоколегированным содержание железа более 45. Наиболее широкое применение в строительстве получили низколегированные стали, а в машиностроении - легированные стали.

Легированные конструкционные стали маркируют цифрами и буквами. Двухзначные цифры, приводимые в начале марки, указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы справа от цифры обозначают легирующий элемент.

Пример, сталь 12Х2Н4А содержит 0.12 С, 2 Cr, 4 Ni и относится к высококачественным, на что указывает в конце марки буква А. Строительные низколегированные стали Низко легированными называют стали, содержащие не более 0.22 С и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов до 1.8 Mn, до 1,2 Si, до 0,8 Cr и другие.

К этим сталям относятся стали 09Г2, 09ГС, 17ГС, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 10ХНДП и многие другие.

Стали в виде листов, сортового фасонного проката применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, в основном без дополнительной термической обработки. Низколегированные низкоуглеродистые стали хорошо свариваются.

Для изготовления труб большого диаметра применяют сталь 17ГС s0.2360МПа, sв520МПа.

Арматурные стали

Арматурные стали Для армирования железобетонных конструкций применяют углеродистую или низкоуглеродистую сталь в виде гладких или периодического профиля стержней.

Сталь Ст5сп2 - sв50МПа, s0.2300МПа, d19.

Стали для холодной штамповки

Стали для холодной штамповки Для обеспечения высокой штампуемости отношение sвs0.2 стали должно быть 0.5-0.65 при y не менее 40. Штампуемость стали тем хуже, чем больше в ней углерода. Кремний, повышая предел текучести, снижает штампуемость, особенно способность стали к вытяжке.

Поэтому для холодной штамповки более широко используют холоднокатаные кипящие стали 08кп, 08Фкп 0.02-0.04 V и 08Ю 0.02-0.07 Al.

Конструкционные машиностроительные цементируемые нитроцементуемые легированные стали

Сталь 20Х - sв800МПа, s0.2650МПа, d11, y40. Легирование хромистой стали ванадием 0.1-0.2 улучшает механические сво... Стали малочувствительны к перегреву при длительной цементации и не скл... Сталь 15ХГН2ТА - sв950МПа, s0.2750МПа, d11, y55. Сталь 20ХГНР - sв1300МПа, s0.21200МПа, d10, y09.

Конструкционные машиностроительные улучшаемые легированные стали

Конструкционные машиностроительные улучшаемые легированные стали. При полной прокаливаемости сталь имеет лучшие механические свойства, о... Сталь 30Х - sв900МПа, s0.2700МПа, d12, y45. Хромомарганцевые стали. Совместное легирование хромом 0.9-1.2 и марганцем 0.9-1.2 позволяет по...

Стали с повышенной обрабатываемостью резанием

Сталь 40Г содержит 1.2-1.55 Mn. Стали с повышенной обрабатываемостью резанием. Наиболее часто применяют автоматные стали А12, А20, А40, имеющие повыш... Эти стали дорогостоящие. . Мартенсито-стареющие высоко прочные стали Широкое применение в технике...

Высокопрочные стали с высокой пластичностью ТРИП- или ПНП-стали

Характерным для это группы сталей является высокое значение вязкости р... Метастабильные высокопрочные аустенитные стали называют ТРИП-сталями и... Эти стали используют для изготовления высоконагруженных деталей, прово... Механические свойства ПНП-сталей sв15001700МПа, s0.214001550МПа, d5060. Высокопрочные стали с высокой пластичностью ТРИП- или ПНП-стали.

Рессорно-пружинные стали общего назначения

Когда упругие элементы работают в условиях сильных динамических нагруз... Рессорно-пружинные стали общего назначения. Они должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформац... Стали 60С2ХФА и 65С2ВА, имеющие высокую прокаливаемость, хорошую прочн... Для клапанных пружин рекомендуется сталь 50ХФА, не склонная к перегрев...

Шарикоподшипниковые стали

Шарикоподшипниковые стали. Для изготовления тел качения и подшипниковых колец небольших сечений о... . К сталям предъявляются высокие требования по содержанию неметаллически... Для изготовления деталей подшипников качения, работающих при высоких д...

Износостойкие стали

Для изготовления различного рода высокотемпературных установок, детале... и аустенитные 20Х23Н13, 12Х25Н16Г7АР, 36Х18Н25С2 и др. Сталь Н70МФ - sв950МПа, s0.2480МПа, d50. Жаропрочные стали и сплавы Жаропрочными называют стали и сплавы, спосо... Никелевые сплавы для повышения их жаростойкости подвергают алитировани...

Стали для режущего инструмента

д Для деревообрабатывающего инструмента применяют стали У7 и У8. Стали можно использовать в качестве режущего инструмента только для ре... Их используют для инструмента, не подвергаемого в работе нагреву свыше... Легированные стали по сравнению с углеродистыми обладают большей прока... Быстрорежущие стали Р6М5, Р12Ф3, Р8М3К6С, Р9, Р8М3, Р8М5 в отличие от ...

Стали для измерительного инструмента

Стали для измерительного инструмента Они 12Х1, Х обладают высокой твердостью, износостойкостью, сохраняют постоянство размеров и хорошо шлифуются. Их твердость составляет 63-64HRC. Измерительное скобы, шкалы, линейки и другие плоские и длинные инструменты изготовляют из листовых сталей 15, 15Х.

Стали для штампов холодного деформирования

Стали для штампов холодного деформирования Эти стали Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, 6Х5В3МФС, 7ХГ2ВМ должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью, также должны быть теплостойкими.

Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали. Сталь 7ХГ2ВМ - 0.68-0.76 С, 1.5-1.8 Cr, 0.1-0.25 V, 59-60HRC.

Стали для штампов горячего деформирования

Стали для штампов горячего деформирования Эти стали 5ХНМ, 5ХНВ, 4Х3ВМФ, 4Х5В2ФС, 3Х2В8Ф, 4Х2В5МФ должны иметь высокие механические свойства прочность и вязкость при повышенных температурах и обладать износостойкостью, окалиностойкостью и разгаростойкостью и высокую теплопроводность.

Механические свойства стали 5ХНМ при температуре 500С sв900МПа, s0.2650МПа, d20-22, y70.

Твердые сплавы

Твердыми называют сплавы ВК3, ВК6, ВК10, Т30К4, Т15К6, Т5К12, ТТ7К12, ... Титановольфрамовые сплавы применяют для чистового Т30К4 и чернового Т1... Твердые сплавы. .

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами

Магнитные стали и сплавы

Магнито-мягкие стали электротехническая сталь 1212, 1311, 1511, 2011, ... Парамагнитные стали 17Х18Н9, 12Х18Н10Т, 55Г9Н9Х3, 40Г14Н9Ф2, 40Х14Н9Х3... Магнито-мягкие аморфные сплавы делятся на три основные группы 1. на основе железа Fe81Si3.5B13.5C2 с высокими значениями магнитной инду... на основе кобальта Co66Fe4Mo, Si, B30, имеющие сравнительно небольшую ...

Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения

Для изготовления деталей, спаиваемых со стеклом, применяют более дешев... Широко применяются в машиностроении и приборостроении. Таким образом, низкое значение температурного коэффициента линейного р... Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. .

Сплавы с эффектом памяти формы

Сплавы с эффектом памяти формы. Нитинол обладает высокой прочностью sв7701100МПа, sт300500МПа, пластич... Его применяют как магнитный высокодемпфирующий материал во многих отве... Тугоплавкие металлы и их сплавы Наибольшее значение в технике имеют сл... Их применяют при строительстве ракет, космических кораблей, ядерных ре...

Титан и сплавы на его основе

Титановые сплавы имеют высокую удельную прочность. Как и в железных сп... Титан Титан - металл серого цвета. Температура плавления титана 16685С. Титан имеет две аллотропические модификации до 882С существует a-титан... Сплавы на основе титана Сплавы на основе титана получили значительно б... Сплав ВТ14 Al - 5.5, V - 1.2, Mo - 3.0 - sв900-1050МПа, d10, KCU0.5МДж...

Алюминий и сплавы на его основе

Алюминий и сплавы на его основе. Температура плавления 600С. Алюминий имеет кристаллическую ГЦК решетку с периодом а0.4041нм. Алюминий обладает электрической проводимостью, составляющей 65 электри... В зависимости от чистоты различают алюминий особой чистоты А999 99.999...

Классификация алюминиевых сплавов

Типичным дуралюмином является сплав Д1. Эти сплавы уступают дуралюминам по прочности, но обладают лучшей пласт... Сплав АВ - s0.2200МПа, sв260МПа, d15. Высокопрочные сплавы. Предел прочности этих сплавов достигает 550-700М... Сплав АК6 используют для деталей сложной формы и средней прочности, из...

Литейные алюминиевые сплавы

Литейные алюминиевые сплавы. Сплавы Al-Si силумины. Сплавы Al-Cu. Имеют низкие литейные свойства. Характерной особенностью этих сплавов ... Сплав АЛ8 - sв350МПа, s0.2170МПа, d10.

Магний и сплавы на его основе

Магний и сплавы на его основе Магний Магний - металл светло-серого цвета.

Характерным свойством магния является его малая плотность 1.74гсм3. Температура плавления магния 650С. Кристаллическая решетка гексагональная. Технический магний выпускают трех марок МГ90, МГ95 и МГ96. Механические свойства литого магния sв115МПа, s0.225МПа, d8, 30НВ. На воздухе магний легко воспламеняется. Используется магний в пиротехнике и химической промышленности.

Сплавы на основе магния

Широко применяется сплав МЛ5, в котором сочетаются высокие механически... Он используется для литья нагруженных крупногабаритных отливок. Сплав ... Деформируемые сплавы. Сплав МА1 обладает сравнительно высокой технологической пластичностью,... Сплав МА2-1 обладает достаточно высокими механическими свойствами, хор...

Медь и сплавы на ее основе

Медь и сплавы на ее основе. Антифрикционные подшипниковые сплавы на оловянной, свинцовой, цинковой... Цинковые и антифрикционные сплавы. Чаще применяют сплавы ЦАМ 10-5 и ЦА... В литом виде сплавы применяют для монометаллических вкладышей, втулок ... Алюминиевые антифрикционные подшипниковые сплавы.

Композиционные материалы с металлической матрицей

Композиционные материалы с металлической матрицей. Композиционные материалы состоят из металлической матрицы чаще Al, Mg,... Композиционные материалы отличаются от обычных сплавов высокими значен... Применение этих материалов повышает жесткость конструкций при одноврем... Сплавы на основе цветных материалов АЛП-2, АЛПД-2-4, БрПБ-2, ЛП58Г2-2 ...

Общие сведения о неметаллических материалах

К неметаллическим материалам относятся полимерные материалы органическ... Основой неметаллических материалов являются полимеры, главным образом ... Общие сведения о неметаллических материалах. Такие их свойства, как достаточная прочность, жесткость и эластичность...

Пластические массы

Другим важным компонентом пластмасс является наполнитель порошкообразн... Удобен для механической обработки, хорошо окрашивается, растворим в бе... Его используют как низкочастотный диэлектрик, кроме того из него изгот... Термостойкие пластики. Обладают высокой термостойкостью, хорошими прочностными показателями.

Термореактивные пластмассы

Применяют для изготовления деталей работающих на изгиб и кручение. Асб... Термореактивные пластмассы. Слоистые пластмассы гетинакс, текстолит, древеснослоистые пластики, ас... Из него получают кислотоупорные аппараты, ванны и трубы. Материалы выпускают в виде листов, плит, труб, заготовок, из которых м...

Газонаполненные пластмассы

Мягкие и эластичные пенопласты применяют для амортизаторов, мягких сид... Применяют в виде заполнителей многослойных панелей в авиа- и судострое... Представляют собой гетерогенные дисперсные системы, состоящие из тверд... Пенопласты - материалы с ячеистой структурой, в которых газообразные н... Газонаполненные пластмассы.

Композиционные материалы с неметаллической матрицей

Бороволокниты Они представляют собой композиции полимерного связующего... Органоволокниты Представляют собой композиционные материалы, состоящие... Отличаются высокой прочностью при сжатии, сдвиге и срезе, низкой ползу... Изделия из бороволокнита применяют в авиационной технике. Органоволокниты применяют в качестве изоляционного и конструкционного ...

Резиновые материалы

Резиновые материалы Общие сведения Резиной называется продукт специальной обработки вулканизации каучука и серы с различными добавками.

Резина отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку - главному исходному материалу резины. Для резиновых материалов характерна высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность.

Резины общего назначения

НК - натуральный каучук. СКБ - синтетический каучук бутадиеновый. Каучуки вулканизируют аналогично натуральному каучуку. Из этих резин изготавливают шины, ремни, рукава, различные резинотехни... СКИ - плотность каучука 910-920кгм3, предел прочности 31.5МПа, относит...

Резины специального назначения

Маслобензостойкие резины получают на основе каучуков хлоропренового, С... Наитрит - плотность каучука 1225кгм3, предел прочности 20-26.5МПа, отн... СКН -бутадиеновый каучук СКН-18, СКН-26, СКН-40. В растворителях и маслах он набухает, имеет низкую механическую стойко... Эти клеи применяют преимущественно для склеивания металлических силовы...

Неорганические клеи

Такие клеи наносятся на склеиваемые поверхности, подсушиваются, а зате... Эти клеи являются высокотемпературными. Эпоксидные герметики могут быть холодного и горячего отверждения работ... Жидкое стекло обладает клеящей способностью, им можно склеивать стекло... Неорганические клеи.

Неорганические материалы

Неорганические материалы. Графит Графит является одной из аллотропических разновидностей углерод... Графит не плавится при атмосферном давлении. Графит встречается в природе, а также получается искусственным путем. Пирографит - объемная масса 1950-2200кгм3, пористость 1.5, модуль упру...

Литература 1. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.Машиностроение, 1990 2. Под редакцией С.И. Богодухова, В.А Бондаренко. Технологические процессы машиностроительного производства. Оренбург, ОГУ, 1996.