С момента зарождения эры реактивной авиации в середине XX века, перед инженерами и материаловедами встала амбициозная задача: создать материалы, способные выдерживать колоссальные механические нагрузки в условиях экстремально высоких температур. Ответом на этот вызов стали жаропрочные сплавы на никелевой основе, также известные как суперсплавы (superalloys). Именно они совершили революцию в авиастроении и энергетике, позволив значительно повысить […]
Материаловедение
Типы и характеристики защитных покрытий для материалов
Покрытия, наносимые на материалы, играют ключевую роль в улучшении их эксплуатационных характеристик и продлении срока службы. Защита от коррозии, создание различных декоративных эффектов и обеспечение специфических свойств на поверхности — вот основные задачи, которые решаются с помощью покрытий. Они могут существенно менять физические и химические характеристики поверхности, обеспечивая ее устойчивость к внешним воздействиям, таким как […]
Конструкционные материалы: свойства, выбор и применение
В современном машиностроении, строительстве, авиации, приборостроении и других отраслях невозможно обойтись без материалов, обладающих особым набором свойств. Такие материалы называются конструкционными, и их выбор оказывает прямое влияние на прочность, надёжность и срок службы изделий. Конструкционные материалы применяются в широком спектре изделий — от деталей машин до архитектурных конструкций, поэтому понимание их свойств и критериев выбора […]
Композиционные и порошковые материалы
Композиционные материалы – новый класс высокопрочных материалов. Принципиально иной способ достижения высокой конструкционной прочности (рис. 1). Рис. 1 Схемы композиционных материалов Классификация композиционных материалов Композиционные материалы с металлической матрицей (рис. 2) Рис. 2 Схема процесса получения композита с металлической матрицей Композиционные материалы с неметаллической матрицей (рис. 3) Рис. 3 Схема композиционного материала: 1– матрица, 2 […]
Изоляционные материалы
Трубопровод — это объект, который постоянно контактирует с внешней средой, он не может быть полностью изолирован от нее. Поэтому на его поверхности происходят не очень благоприятные, с точки зрения техники, процессы, например – коррозия (рис. 24). Коррозия металлов – это процесс, вызывающий разрушение металла или изменение его свойств в результате химического либо электрохимического воздействия окружающей […]
Пластмассы. Состав, свойства, применение пластмасс
Пластмассы (пластики) представляют собой органические материалы на основе полимеров, способные при нагреве размягчаться и под давлением принимать определённую устойчивую форму. Полимеры – это соединения, которые получаются путем многократного повторения (рис. 1), то есть химического связывания одинаковых звеньев – в самом простом случае, одинаковых, как в случае полиэтилена это звенья CH2, связанные между собой в единую […]
Резина. Свойства, состав, применение резины
Резина – пластмассы с редкосетчатой структурой, в которых связующим выступает полимер, находящейся в высокопластическом состоянии. В резине связующим являются натуральные (НК) или синтетические (СК) каучуки. На рис. 1 и 2 показаны область применения каучуков и получаемые изделия. Рис. 1 Применение каучуков Рис. 2 Изделия, где используются каучуки Каучуку присуща высокая пластичность, обусловленная особенностью строения их […]
Антифрикционные сплавы
К антифрикционным относят материалы, которые идут на изготовление различных деталей, работающих в условиях трения скольжения (рис. 1). В судовом машиностроении из этих деталей конструируются кинематические узлы с вращательным или качательным движением. Антифрикционный материал должен обладать низким коэффициентом трения в кинематическом узле, хорошей прирабатываемостью, высокой износостойкостью, малой склонностью к заеданию (схватыванию), способностью обеспечить равномерную смазку. Перечисленные […]
Сплавы на основе никеля
Никель — элемент десятой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 28. Обозначается символом Ni (лат. Niccolum). Простое вещество никель — это пластичный, ковкий, переходный металл серебристо-белого цвета, при обычных температурах на воздухе покрывается тонкой плёнкой оксида. Химически малоактивен. В современных турбинах и реактивных двигателях важнейшей деталью являются лопатка […]
Магний и его сплавы
Магний —металл серебристо-белого цвета; удельный вес 1,74; температура плавления 650°; магний кристаллизуется в гексагональной системе. Чистый магний достаточно стоек в воздухе (почти не уступает алюминию). Раствор поваренной соли, морская вода, кислоты (кроме соляной) быстро разрушают магний; по отношению к щелочам магний стоек. При сгорании магний дает яркий белый свет; магний в 4 раза легче железа, […]
Титан и его сплавы
Титан по распространенности в земной коре занимает среди конструкционных металлов четвертое место, уступая лишь алюминию, железу и магнию (рис. 1). Титан обладает удельным весом порядка 4500 кг/м3 и довольно высокой температурой плавления, ~1665± 5оС. Титан – парамагнитный металл. а […]
Алюминий и его сплавы: от физических свойств до промышленного применения
Алюминий — один из самых распространенных металлов в земной коре, однако его промышленное освоение началось сравнительно недавно. В начале XIX века, когда он был впервые получен, его стоимость превышала стоимость золота из-за чрезвычайной сложности производственного процесса. Все изменилось в 1886 году с разработкой электролитического метода Холла-Эру, который сделал массовое производство алюминия экономически выгодным. Сегодня этот […]
Медь и её сплавы
Медь относится к самым распространенным цветным металлам. Она обладает высокими антикоррозийными свойствами как при нормальных атмосферных условиях, так в пресной и морской воде и других агрессивных средах. Однако медь не устойчива в аммиаке и сернистых газах. Медь – металл розовато-красного цвета, плотность медь 8,95 г/см3, температура плавления 1083 °С. Медь кристаллизуется в гранецентрированной решетке (рис. […]
Конструкционные стали унивесального применения
1. Рессорно-пружинные стали (рис.1) Рис. 1 Двухрядная пружинная рессора (а), листовая замкнутая рессора (б) Стали этой группы должны обладать высоким пределом упругости (текучести). Для получения высоких упругих характеристик рессорно-пружинные стали подвергают закалке с последующим среднетемпературным отпуском (рис. 2) для получения в структуре троостита (рис. 3). Для достижения более высоких эксплуатационных характеристик используют стали, легированные кремнием, […]
Диаграммы состояния сплавов: структура, фазы и превращения
Современная металлургия и материаловедение немыслимы без понимания закономерностей фазовых превращений в сплавах. Ключевым инструментом, позволяющим анализировать, прогнозировать и управлять структурой и свойствами материалов, являются диаграммы состояния. Эти диаграммы — графическое представление фазового состава системы в зависимости от температуры и концентрации компонентов — позволяют не только оптимизировать состав сплавов, но и управлять процессами термообработки, литья и […]