13_Материалы_машиностроительного_производства

1. Материалы машиностроительного производства

Классификация материалов

2.

Назначение металлов связано с их
физико-механическими , химическими,
эксплуатационными, технологическими
свойствами и экономическими
условиями.
Улучшение эксплуатационных
характеристик достигается за счёт
подбора химического состава, структуры,
технологической обработки и путём
оптимизации режимов службы и рабочей
среды.

3. Признаки классификации материалов

Химическая
основа
Функциональное
назначение

4.

Простые материалы состоят из
веществ, образованных атомами
одного элемента.
Сложные материалы
образованы из молекул,
состоящих из атомов различных
элементов.

5. Состав атомов и молекул

материалы
сложные
простые
органические
неорганические

6. Вид химической связи в веществе

Металлы
и сплавы
Вид химической связи
в веществе
Имеют металлическую связь.
За счёт наличия электронного газа
обеспечивается высокая
пластичность, электрическая
проводимость и
теплопроводность.
Композиты
Изготавливаются из нескольких
материалов с одинаковой или
различной связью.
Органические и
минерального
происхождения
Неорганические
Керамика, горные породы,
минералы, стекло.
Имеют кристаллическое
или аморфное строение.
Преимущественно
синтезированные и
природные полимеры,
с большой молекулярной
массой и размерами.
Состоят из десятков и
сотен и тысяч отдельных
звеньев (мономеров).
Имеют полярную
ковалентную связь.

7. Металлы и сплавы

цветные
чёрные
На основе железа
чугун
сталь
Технической чистоты

8. Цветные

ЛЁГКИЕ
С малой плотностью
тугоплавкие
С температурой плавления
больше, чем у железа
Легкоплавкие
с температурой плавления ниже,
чем у железа
Благородные
Химически инертные
Урановые,
редкоземельные,
щелочноземельные

9. чистоты

Металлы технической чистоты
чистые
Сверхчистые
Содержание примесей меньше,
чем естественный фон

10. Органические

Синтетические
полимеры
клеи
Жидкие композиции, образующие
после нанесения и высыхания
плёнку,
адгезионно сцепляющуюся с
обрабатываемой поверхностью.
пластмассы
Искусственный материал,
получаемый в результате
специальной
переработки каучука
полимеры
Коллоидные вязкие растворы,
обладающие способностью
образовывать твёрдую плёнку,
прочно сцепляющуюся с
соединяемым материалом.
Природные
Композиции, в состав которых
входят: основа, наполнитель,
пластификатор, пигменты и др.
добавки
Продукты
химической
переработки нефти,
природного газа,
угля, горючих
сланцев
Вещества природного и
растительного
происхождения
Органические
материалы
краски
резины

11. Неорганические материалы

Керамические
Графит
Стёкла

12.

Композиционные
материалы
Материалы со специально сконструированной структурной
композицией, обеспечивающей получение высоких параметров
изделия.
Металл –
пластик
Металлметалл
МеталлХимическое
соединение

13. Функциональное назначение материалов

Материалы, обеспечивающие прочность
и надёжность конструкции
Обобщенная
характеристика,
определяемая
комплексом
свойств
(прочность,
пластичность,
ударная вязкость)
Оценивается
исходя из
конкретных
свойств
материала
конструкции
Независимость
от
конъюнктуры
на рынке сбыта
и спроса
Материал не
должен терять
своих рабочих
свойств за
время
эксплуатации
конструкции

14. Пружинные материалы

Для изготовления пружин, рессор, мембран и тд. Имеют высокую прочность в условиях
статического, динамического и циклического нагружения, достаточные пластичность и
вязкость, высокое сопротивление малым пластическим деформациям
Триботехнического назначения
Используются в подвижных узлах машин и механизмов и обеспечивают условия
трения контактирующих элементов конструкции
Материалы высокой твёрдости
Кубической модификации углерода (алмаз) и нитрида бора (эльбор), металлоподобные
соединения – карбиды, нитриды, бориды и силициды металлов типа титана, циркония,
ванадия, ниобия, хрома, молибдена, вольфрама;
Неметаллические бескислородные соединения типа карбидов кремния (карбокорунд);
керамика – оксиды алюминия (рубин), бериллия, циркония, хрома и др.;
силикаты – кристаллические стёкла, твёрдые сплавы и тп

15. Инструментальные стали

Используются при ударном контактировании, когда материалы должны
выдерживать высокие давления и ударную нагрузку
Легированные стали аустенитного и мартенситного классов
Для предупреждения кавитационного разрушения (при давлении 126-250 Мпа
и температуре 230-270 С). Их структура поглощает избыточную энергию и
препятствует эрозии поверхностных слоёв изделия
Антифрикционные материалы
Должны обеспечивать низкий коэффициент трения, высокую
износостойкость и прирабатываемость.
Фрикционные материалы
Применяются в тормозных устройствах. В качестве заменителя асбеста.

16. МАТЕРИАЛЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ УСТРОЙСТВ

Материалы, подвергаемые тому или иному
физическому или химическому воздействию –
тепловому, радиационному, вакуумному,
воздействию химически активной средой,
электрическому, магнитному и тд.

17. Легированные стали и чугуны Сплавы на основе Mg, Al, Ti, Ni, W, Mo, Nb, Ta

теплостойкие
Способные работать в
нагруженном
состоянии при
температуре до 600 С в
течении определённого
времени
жаростойкие
жаропрочные
Выдерживающие
температуры до 1300 С
и выше без
существенного
окисления в
малонагруженном
состоянии
Способные нести
нагрузку при
температуре до
1500-2000 С.
Окалиностойкость - малая активность материала во
взаимодействии с кислородом, содержащимся в воздухе. Достигается за
счёт легирования металла (Cr, Ni, Al), покрытия поверхности изделия
защитными материалами.

18. Радиационностойкие материалы

Применяются в атомной энергетике, космической технике, в физической
аппаратуре с высокоэнергетическими излучениями.
Be, Mg, Zr, Al и их сплавы
Чистые металлы - Nb, Mo, Zr, Ta
Керамические и металлокерамические материалы –
Al2O3, MgO, ZrO2, Al - Al2O3
графит

19. Материалы, работающие в условиях взаимодействия с электрическим током

Диэлектрики
Полупроводниковы
е материалы
С повышенным
электросопротивлением для
нагревательных элементов
и элементов сопротивления
Контактны
е
материалы
С высокой
электропроводностью
Материалы, работающие в условиях
взаимодействия с электрическим током

20. Многофункциональные материалы

Металлические стёкла
Характеризуются отсутствием
дальнего порядка в
пространственном
расположении атомов
Материалы с эффектом
«памяти формы»

21. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Мембранные материалы
Обеспечивают разделение сред и
создание перепада давлений в различных
частях технологической системы.
Способны пропускать через себя
молекулы или частицы вещества
определённого размера и свойств

22. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СООРУЖЕНИЙ И АГРЕГАТОВ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Вспомогательные материалы:
Смазочные вещества, резко снижающие коэффициент трения
в контактирующих подвижных узлах машин и агрегатов.
Охлаждающие среды – для уменьшения температуры в
рабочих узлах машин и механизмов, в которых в ходе работы
выделяются теплота.