Титан – это металл с серебристо-белым оттенком, который обладает низкой плотностью (4,5 г/см3) и высокой температурой плавления (1672 °С). Этот элемент существует в двух аллотропических формах: α-модификация, которая является низкотемпературной и имеет плотную гексагональную кристаллическую решетку, и β-модификация, которая является высокотемпературной и имеет кубическую объемно-центрированную решетку. Температура перехода между α и β фазами составляет 882 […]
Материаловедение
Жаропрочные сплавы на никелевой основе: свойства, марки и технологии обработки
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 […]
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 […]
Свойства материалов в машиностроении: прочность, твердость, вязкость и другие
Прогресс в области машиностроения и создания сложных механизмов неразрывно связан с глубоким пониманием свойств конструкционных материалов. Любой компонент, от миниатюрного крепежного элемента до массивного вала турбины, в процессе своей эксплуатации подвергается разнообразным и зачастую комбинированным внешним нагрузкам. Эти воздействия, являющиеся неотъемлемой частью жизненного цикла детали, могут быть статическими, когда нагрузка прикладывается плавно и постепенно, или […]
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 […]
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 ее сплавы: Латуни и Бронзы — Свойства, маркировка, термообработка и применение
Медь (Cuprum, Cu) — один из первых металлов, освоенных человечеством, и по сей день он остается краеугольным камнем современной промышленности и технологий. Этот пластичный металл розовато-красного оттенка занимает особое место среди цветных металлов благодаря своему уникальному сочетанию физических, химических и механических свойств. Его история насчитывает тысячелетия, начиная с Медно-каменного века (энеолита), когда он стал основой […]
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 […]