Сплавы свинец-сурьма. Чугун
Охлаждение сплава, содержащего 5% сурьмы и цинка. Критические точки начала и конца кристаллизации. Прокаливаемость стали. Серые чугуны, их маркировка и применение. Способы получения металлических порошков. Увеличение срока службы древесных материалов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.02.2015 |
| Размер файла | 536,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
[Введите текст]
Вопрос № 1. Начертите диаграмму состояния сплавов свинец-сурьма (олово-цинк). Укажите структуры во всех областях и опишите процессы, протекающие при охлаждении сплава, содержащего 5% сурьмы (5% цинка). Укажите критические точки начала и конца кристаллизации и окончательную структуру
Обычно для построения диаграммы состояние пользуются термическим методом, т. е. строят кривые охлаждения, и по остановкам и перегибам на кривой охлаждения, вызванным тепловым эффектом фазовых превращений, определяют температуры превращения (критические точки).
На рис. 1 приведены кривые охлаждения сплавов свинец - сурьма при различном составе. Горизонтальные площадки и точки перегиба соответствуют критическим точкам.
Имея достаточное количество сплавов с различным соотношением количества свинца и сурьмы и определив в каждом сплава температуры превращения (критические точки), можно построить диаграмму состояния. На рис. 1 приведена диаграмма состояния для сплава свинец -- сурьма, составленная на основе данных кривых охлаждения. Геометрическое место точек начала кристализации кривых 1 -- 6 образует линию ликвидуса АСВ, а определяющих полное затвердевание сплавов -- линию солидуса DСЕ.
Оба компонента в жидком состоянии неограниченно растворимы, а в твердом состоянии обладают полной нерастворимостью и не образуют химических соединений друг с другом.
На линии АС диаграммы (рис. 5) жидкие сплавы начинают выделять при охлаждении кристаллы Рв, а на линии СВ -- кристаллы Sb. В точке С из жидкого сплава, содержащего Sb и Рb в соотношении 13 и 87%, выделяются одновременно кристаллы Рb и Sb, образуя структуру механической смеси, называемую эвтектикой. Одновременное выделение обеих фаз приводит к тому, что эвтектический сплав затвердевает при постоянной температуре, т. е. аналогично чистым металлам (см. кривые 1, 4 и 6 на рис. 5).
Рисунок 1 - Диаграмма состояния сплава свинец -- сурьма, построенная по кривым охлаждения
Сплавы с иным соотношением Sb и Рb затвердевают в интервале температур между линиями АСВ и ДСЕ. В них сначала выделяется или Рb (если сурьмы меньше 13%), или Sb (если сурьмы больше 13%) и лишь затем при эвтектической температуре (246°) происходит превращение оставшейся жидкости в эвтектику. Таким образом, сплаву, содержащему 5% сурьмы, соответствует кривая охлаждения 2. При температуре 3000 С из сплава начинает кристаллизоваться свинец, а при температуре 2460 С происходит превращение оставшейся жидкости в эвтектику.
Вопрос № 2. Что называется прокаливаемостью стали? Какие факторы влияют на прокаливаемость
Прокаливаемость - способность стали получать структуру мартенсита на определённую глубину. Она характеризуется критическим диаметром: DКР - максимальный диаметр цилиндрического образца, в центре которого после закалки образуется мартенситная структура (сквозная прокаливаемость) или структура полумартенсита (50% мартенсита + 50% троостита).
Для деталей, воспринимающих рабочую нагрузку равномерно по всему сечению, необходима сквозная прокаливаемость для получения однородной отпускной структуры и, следовательно, одинаковых свойств по всему сечению.
Факторы, влияющие на прокаливаемость
Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что на прокаливаемость стали оказывают влияние следующие факторы: химический состав стали; величина зерна аустенита; скорость кристаллизации стали; условия прокатки стали; исходная структура; условия термической обработки (температура нагрева, продолжительность, условия охлаждения -- природа охлаждающей среды и скорость ее перемешивания), химическая микронеоднородность твердого раствора, определяемая дендритной ликвацией, внутренней адсорбцией в твердых растворах, характером взаимодействия растворенных атомов между собой, процессом образования и растворения карбидной фазы и присутствующими в сталях несовершенствами кристаллической решетки.
Прокаливаемость тем выше, чем выше устойчивость переохлажденного аустенита и меньше критическая скорость закалки.
Легирующие элементы. Основное влияние на прокаливаемость стали оказывают легирующие элементы. Легирующие элементы, растворенные в аустените (кроме кобальта), смещая С-кривую вправо, повышают его устойчивость, Vкр снижается, а прокаливаемость увеличивается. Для повышения прокаливаемости в стали добавляют хром, марганец, кремний, никель, молибден, вольфрам, малые добавки бора. Легированные стали с более высокой прокаливаемостью используют для изготовления крупных деталей.
Легирующие элементы, находящиеся в виде карбидов, нитридов (V, Ti, Nb) уменьшают устойчивость аустенита, снижая прокаливаемость.
Влияние размера зерна аустенита. Зародыши феррито-цементитной структуры преимущественно образуются по границам зерен аустенита. Чем крупнее зерно, тем меньше суммарная протяженность границ, меньше число возникающих зародышей и выше устойчивость аустенита. Повышение температуры и длительности нагрева приводит к укрупнению зерна, и, следовательно, к увеличению прокаливаемости.
Условия термической обработки. Рассматривая вопрос о роли условий термической обработки на прокаливаемость стали, следует иметь в виду два момента: 1) температуру и продолжительность нагрева; 2) скорость охлаждения.
С повышением температуры нагрева под закалку и увеличением продолжительности выдержки прокаливаемость стали, как правило, увеличивается, хотя и неравномерно для различных плавок одной и той же стали.
Однако повышение температуры и удлинение выдержки ограничиваются опасностью получения крупноигольчатого мартенсита, что отрицательно сказывается на свойствах термически обработанной стали. Поэтому для каждой стали всегда определяют оптимальные температуры закалки и длительности нагрева.
Необходимо, однако, отметить следующее. Выбор строго постоянной температуры закалки для всех плавок стали той или иной марки нельзя считать строго оправданным. Нежелательно использование плавок, расположенных у левой границы полосы прокаливаемости, из-за их недостаточной прокаливаемости, а плавок, расположенных у правой границы этой полосы, -- из-за того, что сталь этих плавок более склонна к образованию трещин при закалке.
Закалочная среда. Практика показывает, что закалочная среда и скорость ее перемешивания оказывают значительное влияние на глубину закалки деталей. На выбор закалочной среды в основном влияют величина изменения линейных размеров при закалке, величина остаточных напряжений и склонность стали к трещинообразованию. В свою очередь закалочная среда определенным образом обусловливает выбор стали.
Исходная структура. Одним из важных факторов, определяющих прокаливаемость, является структурное состояние стали перед закалкой, в частности дисперсность карбидной фазы.
Существовавшая ранее точка зрения, согласно которой прокаливаемость тем глубже, чем дисперснее карбидная фаза, в последнее время подверглась серьезной коррекции. Например, для подшипниковых сталей ШХ15 и ШХ15СГ существует оптимальная дисперсность карбидной фазы, при которой обеспечивается максимальная прокаливаемость. Можно полагать, что и для сталей других марок справедливо это положение.
Вопрос № 3. Какими свойствами обладают серые чугуны? Укажите их маркировку и область применения
сурьма цинк сталь маркировка
К чугунам относятся сплавы железа с углеродом, содержание которого превышает 2,14%. В этих сплавах обычно присутствует также кремний и некоторые количества марганца, серы и фосфора, а иногда и другие элементы, вводимые как легирующие добавки для придания чугуну определенных свойств. К числу таких легирующих элементов можно отнести никель, хром, магний и др.
В зависимости от структуры чугуны подразделяют на белые и серые. В белых чугунах весь углерод связан в химическое соединение карбид железа Fe3C - цементит. В серых чугунах значительная часть углерода находится в структурно-свободном состоянии в виде графита. Если серые чугуны хорошо поддаются механической обработке, то белые обладают очень высокой твердостью и режущим инструментом обрабатываться не могут. Поэтому белые чугуны для изготовления изделий применяют крайне редко, их используют главным образом в виде полупродукта для получения так называемых ковких чугунов. Получение белого или серого чугуна зависит от его состава и скорости охлаждения.
Главный процесс, формирующий структуру чугуна, - процесс графитизации (выделение углерода в структурно-свободном виде), так как от него зависит не только количество, форма и распределение графита в структуре, но и вид металлической основы (матрицы) чугуна. В зависимости от степени графитизации матрица может быть перлитно-цементитной (П -f- Ц), перлитной (П), перлитно-ферритной (П Ч- Ф) и ферритной (Ф). Цементит перлита называют эвтектоидным, остальной цементит - структурно-свободным. Некоторые элементы, вводимые в чугун (в порядке силы действия: С, Si, Ni, Co, Cu ), способствуют графитизации, другие - препятствуют(S, V, Cr, Sn, Mo, Mn). Наибольшее графитизирующее действие оказывают углерод и кремнии, наименьшее - кобальт и медь. Наиболее сильно задерживают процесс графитизации (оказывают отбеливающее действие) сера, ванадий, олово. Поэтому в серых литейных чугунах всегда содержится значительное количество кремния.
Структура серого чугуна
Серый чугун - такое название серые чугуны получили по серому цвету излома в отличие от серебристого цвета излома белых чугунов. Серый цвет излому придает углерод, входящий в состав серого чугуна в свободном состоянии в виде графита. Графит образуется в серых чугунах в результате распада хрупкого цементита. Этот процесс называют графитизацией. Распад цементита вызывают искусственно путем введения кремния или специальной термической обработки белого чугуна.
Структура серых чугунов состоит из металлической основы и несвязанных с нею включений графита. Механические свойства серых чугунов зависят от структуры металлической основы, количества углерода и конфигурации включений графита.
Металлическая основа в серых чугунах состоит из одного феррита, или одного перлита, или их смеси. Наиболее прочным, но в то же время наименее пластичным, является чугун на перлитной основе.
Чугун на ферритной основе обладает наивысшей пластичностью при наименьшей прочности. Структура металлической основы зависит от режима термической обработки или от количества кремния. При увеличении количества вводимого кремния возрастает степень графитизации. При введении около 5% кремния в структуре серого чугуна цементит полностью отсутствует и металлическая основа состоит из одного феррита. Выплавляют серые чугуны на всех трех металлических основах.
Графитовые включения в чугуне не связаны с металлической основой. Поэтому при увеличении содержания углерода повышается объем графитовых включений, что снижает их прочность. Этим обусловлено сравнительно небольшое содержание углерода (от 3,5 до 4,5%) в передельных коксовых чугунах, применяемых для производства отливок из серых чугунов.
Конфигурация графитовых включений значительно влияет на механические свойства серых чугунов. Наихудшими свойствами обладают чугуны с пластинчатыми включениями графита, наилучшими - с глобулярными (шаровидными) или хлопьевидными включениями, средними - чугуны с точечными включениями графита. Конфигурация включения графита зависит от способа получения серого чугуна.
Серые чугуны с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412-79) выпускают марок от СЧ10 до СЧ45. В марках, буквы означают наименование чугуна, цифры - предел прочности чугуна, Н/мм2, при растяжении. Графитизация в серых чугунах достигается введением в их состав от 1 до 2,9% кремния. При этом образуются пластинчатые графитовые включения.
Для получения более высоких механических свойств производят модификацию серого чугуна. В расплавленный чугун вводят 0,3-0,8% модификаторов, в качестве которых применяют ферросилиций или силикокальций, содержащий 70-65% кремния и 30-35% кальция. При такой модификации графит распределяется в виде точечных включений;
Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-79) - разновидность серых чугунов, которые получают при модификации их магнием или церием. Графитовые включения в этих чугунах имеют шаровидную форму. Такие чугуны при высоком пределе прочности до 12 МПа обладают и относительно высоким удлинением до 17%. Высокопрочные чугуны выпускают марок от ВЧ38-17 до ВЧ120-2. Буквы означают наименование чугуна, первые две цифры - предел прочности при растяжении чугуна, кгс/мм2, вторые - относительное удлинение при растяжении, %.
Область применения серого чугуна
В зависимости от распада цементита различают ферритный, феррито-перлитный и перлитный серые чугуны. Серый чугун обладает высокими литейными свойствами, хорошо обрабатывается, менее хрупок, чем белый чугун, ему присущи хорошие антифрикционные свойства, что объясняется пористым строением и наличием графита. Иногда в структуре чугуна наряду с графитом содержится ледебурит. Такой серо-белый чугун называют половинчатым. Основные его свойства: высокая твердость, хрупкость и низкая прочность. Серый чугун широко применяют в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении для производства отливок, поэтому его называют литейным. Из него изготавливают станины металлорежущих станков, блоки и гильзы автомобильных и тракторных двигателей, поршневые кольца, корпуса и др. Выбор марки чугунов для конкретных условий работы обусловливается совокупностью технологических и механических свойств. Ферритные серые чугуны СЧ10, СЧ15, СЧ18 предназначены для слабо- и средненагруженных деталей: крышки, фланцы, маховики, диски сцепления и др. Феррито-перлитные СЧ20, СЧ21, СЧ25 применяют для деталей, работающих при повышенных статических и динамических нагрузках: блоков цилиндров, картеров двигателя, поршней цилиндров, барабанов сцепления и др. Перлитные серые модифицированные чугуны СЧЗ0, СЧ35, СЧ40, СЧ45 обладают наиболее высокими механическими свойствами и их используют для изготовления гильз цилиндров, распределительных валов и др.
Вопрос № 4. Перечислите способы получения металлических порошков. В чем достоинство физико-химического метода получения порошков?
Сущность порошковой металлургии заключается в производстве порошков и изготовлении из них изделий, покрытий или материалов многофункционального назначения по безотходной технологии. Порошки получают из металлического и неметаллического сырья, а также вторичного сырья машиностроительного и металлургического производства. Технологический процесс производства и обработки изделий и материалов методами порошковой металлургии включает получение порошков, их формование в заготовки, спекание (температурную обработку) и при необходимости окончательную обработку (доводку, калибровку, уплотняющее обжатие, термообработку). Типовая технология производства заготовки изделий методом порошковой металлургии включает четыре основные операции: получение порошка исходного материала, формование заготовок, спекание, окончательную обработку. Способы производства порошков подразделяют на механические (без изменения химического состава исходных материалов) и физико-химические.
Механический метод получения порошков
Механический метод подразумевает механическое измельчение компактных материалов, осуществляющееся путём дробления, размола или истирания в специальных агрегатах-мельницах (вихревых, планетарных, центробежных, шаровых, вибрационных, вращающихся и т.д.).
Измельчение твердых материалов - уменьшение начальных размеров частиц путем разрушения их под действием внешних усилий. Различают измельчение дроблением, размолом или истиранием. Наиболее целесообразно применять механическое измельчение хрупких металлов и их сплавов таких, как кремний, сурьма, хром, марганец, ферросплавы, сплавы алюминия с магнием. Размол вязких пластичных металлов (медь, алюминий и др.) затруднен. В случае таких металлов наиболее целесообразно использование в качестве сырья отходов образующихся при обработке металлов (стружка, обрезка и др.).
При измельчении комбинируются различные виды воздействия на материал статическое - сжатие и динамическое - удар, срез - истирание, первые два вида имеют место при получении крупных частиц, второй и третий - при тонком измельчении.
Для грубого размельчения используют щековые, валковые и конусные дробилки и бегуны; при этом получают частицы размером 1-10 мм, которые являются исходным материалом для тонкого измельчения, обеспечивающего производство требуемых металлических порошков. Исходным материалом для тонкого измельчения может быть и стружка, получаемая при точении, сверлении, фрезеровании и других операциях обработки резанием; при резании получают кусочки стружки размером 3...5 мм почти для любых металлов путем изменения режимов резания, углов резания и введения колебательных движений. Окончательный размол полученного материала проводится в шаровых вращающихся, вибрационных или планетарных центробежных, вихревых и молотковых мельницах. Шаровая мельница (рис. 1) - простейший аппарат, используется для получения относительно мелких порошков с размером частиц от нескольких единиц до десятков микрометров.
Рисунок 2 - Схемы движения шаров в мельнице: а - режим скольжения, б - режим перекатывания, в - режим свободного скольжения, г - режим критической скорости
Рисунок 3 - Схема вибрационной мельницы: 1 - корпус-барабан, 2-вибратор вращения, 3 - спиральные пружины, 4 - электродвигатель, 5 - упругая соединительная муфта
В мельницу загружают размольные тела (стальные или твердосплавные шары) и измельчаемый материал. При вращении барабана шары поднимаются вследствие трения на некоторую высоту и поэтому возможно несколько режимов измельчения: 1) скольжения, 2) перекатывания, 3) свободного падения, 4)движения шаров при критической скорости вращения барабана.
Интенсивность измельчения определяется свойствами материала, соотношением рабочих размеров - диаметра и длины барабана, соотношением между массой и размерами размольных тел и измельчаемого материала. При D:L=3...5 (D - диаметр, L- длина барабана) преобладает дробящее действие, при D:L<3 - истирающее действие; для измельчения пластичных металлов это соотношение должно быть меньше трех. Масса размольных тел считается оптимальной при 1,7...2 кг размольных тел на 1 л объема барабана. Соотношение между массой размольных тел и измельчаемого материала составляет 2,5...3. Для интенсивного измельчения это соотношение увеличивают. Диаметр размольных шаров не должен превышать 1/20 диаметра мельницы. Для увеличения интенсивности измельчения процесс проводят в жидкой среде, препятствующей распылению материала и слипанию частичек. Количество жидкости составляет 0,4 л на 1кг размалываемого материала. Длительность измельчения изменяется от нескольких часов до нескольких суток. В производстве используют несколько типов шаровых мельниц. В различных типах шаровых мельниц соотношение средних размеров частиц порошка до и после измельчения, называемое степенью измельчения, составляет 50... 100.
При более высокой частоте воздействия внешних сил на частицы материала применяют вибрационные мельницы (рис. 2). В таких мельницах воздействие на материал заключается в создании сжимающих и срезывающих усилий переменной величины, что создает усталостное разрушение порошковых частиц. В показанной на (рис. 2) мельнице дисбалансный вал - вибратор 2, вращающийся с частотой 1000-3000 об/мин при амплитуде 2...4 мм вызывает круговые движения корпуса 1 мельницы с размольными телами и измельчаемым материалом. В этом случае измельчение протекает интенсивнее, чем в шаровых мельницах.
Распыление и грануляция жидких металлов является наиболее простым и дешевым способом изготовления порошков металлов с температурой плавления до16000 С: алюминия, железа, сталей, меди, цинка, свинца, никеля и других металлов и сплавов.
Сущность измельчения расплава состоит в дроблении струи расплава либо высоко энергонасыщенным газом или жидкостью, либо механическим распылением, либо сливанием струи расплава жидкую среду (например воду). Из многих вариантов наиболее широко применяется схема распыления металлов, представленная на (рис. 4). Основной частью технологического узла является форсунка.
Рисунок 4
Для распыления металл плавят в электропечах. В зависимости от свойств расплава и требований к качеству порошка распыление осуществляют воздухом, азотом, аргоном, гелием, а для защиты от окисления инертным газом. Распыление воздухом - самый экономичный способ изготовления порошков. Основные параметры процесса распыления: давление и температура газового потока, температура расплава. Охлаждающей средой для распыленной струи может быть вода, газ, органическая жидкость. При различных условиях распыления получают частички порошка каплеобразной, шарообразной и других форм. Размеры частиц получают от 1 мм до сотых долей миллиметра.
Физико-химические методы получения порошков
Исходные соединения - галогениды металлов, которые восстанавливаются либо водородом, либо активными металлами (натрий и магний). Механизм восстановления большинства твердых соединений газообразными восстановителями основывается на адсорбционно-автокаталитической теории.
Восстановителями служат газы (водород, оксид углерода, диссоциированный аммиак, природный конвертируемый, водяной, коксовый или доменный газы), твердый углерод (кокс, древесный уголь, сажа) и металлы. Выбор восстановителя зависит не только от термодинамических оценок, но и от летучести, которая должна быть минимальной, так как иначе процесс нужно вести при повышенном давлении за счет аргона или других инертных газов.
Железный порошок - основа многотоннажной порошковой металлургии. Существуют методы получения порошков из FeCl2. Восстановленный водородом железный порошок имеет высокую чистоту и стоимость.
Восстановление оксидом углерода проводится при температурах выше 1000°С на основе адсорбционно-каталитического механизма. Восстановление твердым углеродом происходит при 900-1000°С.
Содовый метод применяется для получения порошка повышенной чистоты. В шихту добавляют 10 - 20% соды, с которой при восстановлении взаимодействуют примеси, образующие растворимые в воде натриевые алюминаты.
Восстановление из растворов, газообразных соединений и в плазме
Из растворов соединений Ni, Си, Со металлы вытесняют водородом в автоклавах. Сдвигать потенциал водорода в отрицательную сторону можно, повышая рН или увеличивая давление водорода. Эффективнее изменять рН, повышение, которого на единицу эквивалентно изменению давления водорода в 100 раз. Восстановление газообразных соединений водородом осуществляется в кипящем слое из галогенидов вольфрама, рения, молибдена, ниобия и титана. Получение высокодисперсных порошков в плазме перспективно для металлов, карбидов, нитридов и др. Восстановители - водород или продукты плазменной конверсии с высокой температурой и без окислителей.
Физико-химические основы получения порошков электролизом
Процесс представляет собой своеобразное восстановление: передача электронов к металлу с одновременной перестройкой структуры происходит не с помощью восстановителей, а за счет электрической энергии. Способ универсален, обеспечивает высокую чистоту порошков. Электролиз - один из самых сложных физико-химических процессов производства порошков. Процесс заключается в разложении водных растворов соединений выделяемого материала. Электролит от порошков отделяется отгонкой нагреванием или центрифугированием и отмывкой.
Электролиз водных растворов. Способ для получения порошков меди, серебра, железа, никеля, кобальта, олова и др. Никель, цинк, кобальт образуют равномерные плотные мелкозернистые осадки независимо от природы электролита. Серебро или кадмий растут в виде отдельно сильно разветвляющихся кристаллов при электролизе простых солей, из раствора цианистых солей они выделяются в виде ровного гладкого слоя.
Получение медного, никелевого, железного порошка. Медный порошок получают из раствора сернокислой меди, он имеет высокую чистоту и регулируемую дисперсность. Никелевый порошок получают электролизом аммиачных растворов хлорно - кислого никеля. Особенности получения железного порошка связаны с тем, что в ряду напряжений железо располагается левее водорода, поэтому последний выделяется вместе с водородом, ухудшая выход.
Достоинства физико-химических методов получения порошков
Механическое измельчение имеет свои недостатки. К ним относят высокую стоимость порошков, которая включает стоимость изготовления исходных литых металлов и сплавов, и относительно низкую производительность процесса.
Физико-химические способы получения порошков более универсальны, чем механические. Благодаря использованию дешевого сырья физико-химические способы отличаются гораздо более высокой экономичностью.
Вопрос № 5. Выберите и обоснуйте выбор марки сплавов для следующих деталей: а) шпиндель токарного станка; б) штампа горячего деформирования; в) капиллярной трубки гидравлических приборов
Ответ:
а) Решающими факторами, определяющими выбор материала шпинделя, являются твердость и износостойкость рабочих шеек и базирующих поверхностей фланцев, а также стабильность размеров и формы шпинделя в процессе его изготовления и работы. Для этой цели можно предложить легированную конструкционную сталь12ХН3А ГОСТ 4543-71. Область применения стали 12ХН3А: сильно нагружаемые детали с высокой поверхностной твердостью, износоустойчивостью и вязкой сердцевиной, работающие при больших скоростях и ударных нагрузках - шпиндели, валы в подшипниках качения, шестерни сложной конфигурации и т.д.
Химический состав в % материала сталь 12ХН3А
|
C |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Cu |
|
|
0.09 - 0.16 |
0.17 - 0.37 |
0.3 - 0.6 |
2.75 - 3.15 |
до 0.025 |
до 0.025 |
0.6 - 0.9 |
до 0.3 |
б) Штампы для горячего деформирования работают в жестких условиях нагружения и выходят из строя (разрушаются) вследствие пластической деформации (смятия), хрупкого разрушения, образования сетки разгара (трещин) и износа рабочей поверхности. Поэтому эта сталь должна иметь высокие механические свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладать высокой износостойкостью, окалиностойкостью и разгаростойкостью, т.е. способностью выдерживать многократные нагревы и охлаждения без образования разгарных трещин. Кроме того, они должны иметь высокую износостойкость и теплопроводность для лучшего отвода теплоты, передаваемой обрабатываемой заготовкой. Для этой цели можно порекомендовать инструментальную штамповую сталь марки 4Х5МФ1С. Её назначение: пресс-формы для литья под давлением цинковых, алюминиевых и магниевых сплавов, молотовые и прессовые вставки (сечением до 200-250 мм) при горячем деформировании конструкционных сталей, инструмент для высадки заготовок из легированных конструкционных и жаропрочных материалов на горизонтально-ковочных машинах.
|
Химический состав (%): Ванадий (V) 0.80-1.10 Кремний (Si) 0.90-1.20 Медь (Cu), не более 0.30 Молибден (Mo) 1.20-1.50 Марганец (Mn) 0.20-0.50 Никель (Ni), не более 0.35 Фосфор (P), не более 0.030 Хром (Cr) 4.50-5.50 Сера (S), не более 0.030 |
в) Капиллярные трубки относятся к расширительным устройствам и представляют собой дроссель постоянного сечения (регулирующий кран), где разность давлений конденсации (Рк ) и кипения (Р0) хладагента обеспечивается за счет гидравлического сопротивления по всей длине. Конструктивно прибор представляет собой трубопровод. Данное расширительное устройство не содержит механических движущихся узлов и деталей. В зависимости от назначения прибора и агрессивности среды капиллярные трубки могут изготавливаться из меди, латуни, стали, силиконовой резины, стекла. Например, трубки из силиконовой резины устойчивы к воздействию высоких и низких температур от -60є до +280єС, физиологически инертны, не токсичны, обладают превосходными электроизоляционными свойствами. Стальные капиллярные трубки изготавливают из нержавеющих сталей марок 12Х18Н9, 08(12)Х18Н10Т, 08(12)Х18Н12Т, ХН77ТЮР, ХН78Т. Они находят широкое применение в медицине, химической промышленности и приборостроении.
Вопрос № 6. Какие применяют способы для увеличения срока службы древесных материалов? Опишите эти способы
Основные агрессивные факторы, влияющие на долговечность древесины
Атмосферные воздействия:
- вода осадки, повышенная влажность;
- перепады влажности и температуры;
- солнечные лучи, ультрафиолет;
- кислород воздуха окисление, выветривание, эрозия.
Биологические воздействия:
- микроорганизмы (деревоокрашивающие и плесневые грибы, например, синева;
- дереворазрушающие грибы, например, гниль; бактерии и водоросли);
- насекомые-вредители древесины.
Эти вредные для древесины факторы всегда действуют вместе, усиливая влияние друг друга. Так, например, кислород, ультрафиолетовое излучение и вода приводят к разрушению структуры древесины, превращая основу растительных клеток дерева в питательную среду для дереворазрушающих грибов. А поврежденная грибами древесина в дальнейшем гораздо быстрее поражается насекомыми.
Все современные способы защиты древесины можно разделить на две группы: конструкционные и физико-химические. Конструкционные методы защиты - это ряд инженерных приемов, использующихся непосредственно при строительстве деревянных зданий, основная цель которых, заключается в защите древесины от длительного намокания. Физико-химическая защита преследует целью уменьшить риск возгорания деревянных конструкций и защитить материалы от биологического поражения.
К конструкционным способам защиты относятся:
- использование высоких цоколей;
- использование слезников (скосов на нижней части доски);
- использование длинных стрехов;
- использование водосточных желобов и труб;
- создание вентиляционных проемов для сушки мокнущих частей фасада;
- использование стекольной замазки.
Физико-химическая защита осуществляется при помощи специализированных защитных и декоративно- защитных составов- антипиренов и антисептиков.
Антипирены- составы, уменьшающие риск возгорания древесины.
Антисептики- составы, предохраняющие древесину от биологического поражения.
В зависимости от способов применения, антисептики подразделяют на промышленные и строительно-отделочные. В качестве промышленных составов используют креозот, фенолы и водные растворы солей металлов, в основном смеси солей хрома, мышьяка или меди. При пропитке древесины под вакуумом или под давлением водный раствор проникает в древесину на глубину до 10 мм., причем необходимый уровень зашиты, обеспечивается уже при глубине пропитки 2-5 мм. Подобная обработка пиломатериалов является эффективным способом защиты от гниения, однако некоторые входящие в состав антисептиков соединения могут придавать древесине нежелательный цвет и в результате миграции к поверхности ухудшать адгезию защитно-декоративного лакокрасочного покрытия. Средства промышленного назначения, как правило, токсичны и в розничную сеть не поступают.
Средства строительно-отделочного назначения представляют собой растворы мощных антисептиков в растворителе и связующем. Также в эти составы иногда входят различные добавки: пигменты (придают цвет), воск - для придания водоотталкивающих свойств, загустители (для удобства нанесения) и т.д.
Толщина плёнки, образуемой на поверхности подложки антисептиком, обратно пропорциональна пропитывающей способности материала. Из-за этого создать антисептик, который имел бы и хорошую проникающую способность и давал бы мощную плёнку на подложке, невозможно. В связи с этим средства для защиты древесины, применяемые в строительно-отделочных работах, можно разделить на несколько групп: не образующие самостоятельной пленки (грунтовки) и пленкообразующие. Пленкообразующие средства в свою очередь подразделяются на лессирующие и кроющие.
Лессирующие составы тонируют древесину, сохраняя её структуру.
Кроющие составы полностью укрывают обрабатываемую подложку и выглядят как краска для древесины.
Максимальная защита древесины достигается при комплексном использовании грунтовочных составов и лессирующих или кроющих антисептиков. В связи с этим, наиболее качественную защиту обеспечивают комплексные системы деревообработки, включающие грунтовочный состав с большим содержанием биоцидов и состав, обладающий высокой атмосферостойкостью пленки и обеспечивающий покрытие теми или иными декоративными свойствами. Для придания высокой атмосферостойкости пленкообразующие составы содержат специальные добавки, такие как УФ - фильтр и воск.
Литература
1. Никифоров В.М. Технология металлов и других конструкционных материалов. - СПб.: Политехника, 2004. - 382 с.
2. Технология металлов и конструкционные материалы/ Б.А. Кузьмин и др.; Под ред. Б.А. Кузьмина. - М.: Машиностроение, 1981. - 351 с.
3. Кузьмин Б.А. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы/ Б.А. Кузьмин, А.И. Самохоцкий А.И. - М.: Высш. шк., 1984. - 256 с.
4. Адаскин А.М. Металловедение (металлообработка) / А.М. Адаскин, В.М. Зуев. - М.: Профиздат, 2002. - 240 с.
5. Скугорова Л.П. Материалы для сооружения газопроводов и хранилищ. - М.: Нефть и газ, 1996. - 350 с.
6. Арзамасов В.П. Материаловединие/ В.П. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов. - М.: Машиностроение, 1986. - 384 с.
7. Марочник сталей и сплавов/ А.С. Зубченко. и др. - М.: Машиностроение, 2001. - 672 с.
8. Общетехнический справочник / Е.А. Скороходов, В.П. Законников, А.Б. Пакнис; Под ред. Е.А. Скороходова. - М., 1900. - 496 с.
9. Сеферов Г.Г. Материаловедение/ Г.Г. Сеферов, В.Т. Батиенков, Г.Г. Сеферов, А.Л. Фоменко/ Под ред. В.Т. Батиенкова. - М.: Инфра-М, 2005. - 150 с.
10. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов/ Г.П. Фетисов, Ф.А. Гарифуллин. - М.: Оникс, 2007. - 624 с.
11. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка - М.: Машиностроение, 1983. - 360 с.
12. Журавлев В.Н. Машиностроительные стали/ В.Н. Журавлев, О.И. Николаева. - М.: Машиностроение, 1981. - 340 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Диаграмма состояния Fe–Fe3C. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов, процессы при их структурообразовании. Состав и компоненты структуры стали и чугуна.
презентация [6,3 M], добавлен 14.10.2013Эксплуатационные свойства металлов. Классификация металлических материалов. Черные и цветные металлы, их сплавы. Стали для режущих и измерительных инструментов. Стали и сплавы со специальными свойствами. Сплавы алюминия и меди. Сплавы с "эффектом памяти".
курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.03.2013Составление диаграммы состояния системы свинец - сурьма. Количественное соотношение фаз и их химический состав в середине температурного интервала в первичной кристаллизации сплава с 10% Sp. Марочный состав цветных сплавов, способ упрочнения АМг.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 02.03.2016Производство чугуна и стали. Конверторные и мартеновские способы получения стали, сущность доменной плавки. Получение стали в электрических печах. Технико-экономические показатели и сравнительная характеристика современных способов получения стали.
реферат [2,7 M], добавлен 22.02.2009Технический процесс, применение, спекание и окончательная обработка порошковых изделий. Технология производства и свойства металлических порошков. Особенности формования заготовок из порошковых материалов. Сущность и эффективность порошковой металлургии.
контрольная работа [871,3 K], добавлен 30.03.2010Основной разновидностью аморфного состояния веществ является стеклообразное состояние. Металлокерамические материалы получаются прессованием деталей из соответствующих смесей порошков в стальных прессформах. Чугуны являются железоуглеродистыми сплавами.
контрольная работа [15,1 K], добавлен 28.12.2008Процессы, протекающие в стали 45 во время нагрева и охлаждения. Применение стали 55ПП, свойства после термообработки. Выбор марки стали для роликовых подшипников. Обоснование выбора легкого сплава для сложных отливок. Способы упрочнения листового стекла.
контрольная работа [71,5 K], добавлен 01.04.2012Физические свойства марганца, его применение в металлургии. Производство порошка марганца с помощью дезинтегратора. Снижение взрывоопасности при производстве порошка. Механические методы получения порошков. Приготовление порошков в шаровой мельнице.
реферат [651,9 K], добавлен 04.11.2013Характеристика, цели и особенности производства, классификация материалов: чугуна, стали и пластмассы. Сравнительный анализ их физико-химических, механических и специфических свойств; маркировка по российским и международным стандартам; применение в н/х.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 04.01.2012Процентное содержание углерода и железа в сплаве чугуна. Классификация стали по химическому составу, назначению, качеству и степени раскисления. Примеры маркировки сталей. Расшифровка марок стали. Обозначение легирующих элементов, входящих в состав стали.
презентация [1,0 M], добавлен 19.05.2015
