Машиностроение

1. Общие сведения о цветных металлах и сплавах В современном машиностроении, энергетике, радиоэлектронике и других отраслях экономики наряду с черными металлами и сплавами широкое применение находят цветные металлы и сплавы на их основе. Цветные металлы и их сплавы обладают различными физикохимическими, механическими и технологическими свойствами, благодаря которым они нашли широкое применение: высокой устойчивостью против коррозии, […]

1. Основы термической обработки металлов и сплавов Общие сведения. Термической обработкой стали и других конструкционных материалов называется технологический процесс тепловой обработки заготовок, деталей машин и инструмента, в результате которой изменяется микроструктура материала, а вместе с ней механические, физико-химические и технологические свойства. Процессы термической обработки конструкционных материалов связаны с аллотропными превращениями (полиморфизмом), а также с изменением […]

1. Классификация сталей Сталью называется сплав железа с углеродом, в котором массовая доля углерода составляет 2,14 % (теоретически). На практике концентрация углерода составляет не более 1,5 %. Кроме углерода в стали находятся постоянные примеси: кремний, марганец, сера, фосфор и другие химические элементы. Производство стали заключается во вторичной переработке передельного белого чугуна различными способами: мартеновским, конвертерным, […]

1. Классификация чугунов Чугун, выплавляемый в доменных печах, по своей физико-химической природе может быть различным в зависимости от перерабатываемой железной руды. Практика показала, что если железная руда в своем составе имеет высокое содержание марганца, то получается чугун со структурой цементита. Этот чугун получил название белого. Белый чугун является основным сырьем в производстве стали. В связи […]

Из-за низких механических свойств чистые металлы как конструкционные материалы в машиностроении находят ограниченное применение по сравнению со сплавами. Сплав — это конструкционный материал, полученный путем сплавления нескольких химических элементов (металлов и неметаллов) и обладающий свойствами, присущими основному сплавляемому элементу. Металлический сплав может быть получен не только сплавлением химических элементов, но и такими способами, как спекание, […]

1. Группы свойств металлов Чтобы правильно выбрать марку конструкционного материала, режимы обработки заготовок, квалифицированный рабочий должен знать основные свойства металлов (конструкционных материалов) и их сплавов. Все свойства конструкционных материалов подразделяются на следующие группы: физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные (рис. 1). 2. Физические свойства металлов и сплавов Физические свойства — свойства конструкционных материалов, которые определяют […]

1. Определение и классификация металлов Определение металлов можно дать с позиций химии, физики и техники. В химии металлы — это химические элементы, находящиеся в левой части периодической системы элементов Д. И. Менделеева, которые обладают особым механизмом взаимодействия валентных электронов (ионов) с ядром как в самих металлах, так и при вступлении в химические реакции с другими […]

Проблеме разработки адаптирующихся материалов уделяется значительное внимание в различных отраслях современной индустрии, но, пожалуй, наиболее остро эта проблема стоит в авиастроении. В частности, авиаконструкторы уже давно работают над созданием крыла самолета, которое, имея цельную конструкцию, могло бы менять свою форму в полете, т.е. было бы по функциональным возможностям наиболее близким к крыльям птиц. Как известно, […]

Существуют разнообразные виды полимерных магнитных материалов, представляющих собой композиты, состоящие из полимерной матрицы, наполненной высокодисперсными магнитными частицами. Среди них особое место занимают магнитные эластомеры (ферроэласты), выполненные на основе упругой (вязкоупругой) полимерной матрицы. Магнитоэластики применяются для создания микродвигателей, обеспечивающих микроперемещения, уплотнителей аппаратов, клапанов, приборов для измерения магнитных полей, датчиков ускорений и вибраций, манипуляторов с мягким захватом, […]

Электроактивными полимерами (ЭАП) называются такие полимеры, образцы которых способны изменять форму при приложении к ним электрического напряжения. При этом в них, наряду со значительными деформациями, развиваются значительные усилия. Благодаря схожести с живыми мускулами по развиваемым усилиям, такие полимеры также часто называют искусственными мышцами. Типичным примером ЭАП являются слоистые структуры, выполненные в виде диэлектрической пленки, покрытой […]

Термобиметаллическими материалами называются материалы, состоящие из двух или более слоев металлов или сплавов с различными температурными коэффициентами линейного расширения (ТКЛР), разность которых обеспечивает их упругую деформацию при изменении температуры. Слой металла или сплава (компонент термобиметалла) с большим ТКЛР называют активным, с меньшим – пассивным. Между активным и пассивным слоями может находиться промежуточный слой. Слои термобиметалла прочно […]

Эффект памяти формы (ЭПФ) заключается в способности некоторых сплавов после предварительной деформации возвращаться к первоначальной форме при нагреве. В основе ЭПФ лежит явление термоупругого мартенситного превращения (ТУМП), открытое в 1949 г. российским физиком Г.В. Курдюмовым в сплавах Cu–Al–Ni и Cu–Sn. ЭПФ экспериментально обнаружен американскими учеными Л. Чангом и Т. Ридом в 1951 г. в сплаве […]

Раздел механики сплошных сред, в котором изучаются деформации упругих твердых тел, их поведение при статических и динамических нагрузках, называется теорией упругости. Упругие материалы характеризуются способностью полностью восстанавливать свои первоначальные размеры и форму после снятия нагрузки. Для большинства конструкционных материалов в процессе нагружения связь между напряжениями и деформациями носит линейный характер (т.е. выполняется закон Гука). Соответственно, […]

Для большинства материалов харктернро следующее: при приложении к образцу материала растягивающего усилия он удлиняется, т.е. его продольная длина увеличивается, а поперечное сечение, наоборот, уменьшается, а при приложении сжимающего усилия он укорачивается, т.е. его продольная длина уменьшается, а поперечное сечение, наоборот, увеличивается. Величина, показывающая, во сколько раз изменяется поперечное сечение деформируемого образца материала при его растяжении […]

Гели представляют собой структурированные дисперсные системы, состоящие из двух типов компонентов: высокомолекулярных, образующих дисперсную фазу, и низкомолекулярных, образующих дисперсионную среду. Важной особенностью гелей является способность частиц дисперсной фазы, связываясь друг с другом, формировать пространственную макромолекулярную структурную сетку (каркас). При этом дисперсионная среда лишается подвижности (иммобилизуется) в результате механической фиксации в ячейках структурной сетки. Как следствие, […]