Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!

 

 

 

 


«Ответы на вопросы материаловедению»

/ Материаловедение
Конспект, 

Оглавление

1. Азотирование

Азотирование – химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали азотом при нагреве стали до 500-5-650 °С в аммиаке. Процесс идет в результате диссоциации аммиака и диффузии атомарного азота в поверхностные слои детали. 

Азотированию подвергают среднеуглеродистые легированные стали, содержащие Сr, W, Mo, V, A1. Азот образует с легирующими элементами устойчивые нитриды, которые обеспечивают высокую твердость поверхностного слоя. 

Перед азотированием деталь подвергают улучшению. Процесс азотирования ведут при температурах 500+520 °С, продолжительность его выбирают исходя из необходимой толщины слоя (обычно 0,5 мм и 24-90 ч). Для повышения коррозионной стойкости изделия азотирование ведут при температуре 600+700 °С. 

В качестве среды азотирования могут применяться расплавы циансодержащих солей (KCN, KCNO). При этом резко сокращается время азотирования по сравнению с использованием аммиачной среды, но серьезным недостатком можно считать использование ядовитых солей. Менее распространено применение расплавов KNO3, NaNO3, KNO2, NaNO2 или продув аммиака через расплав нейтральных солей. 

Широкое применение получает ионное азотирование с использованием энергии тлеющего разряда. В качестве насыщающей атмосферы выступают аммиак, смесь азота с водородом, очищенный от кислорода азот. При ударе положительно заряженных ионов азота о поверхность катода (деталь) она разогревается. При ионном азотировании удается уменьшить время процесса и улучшить качество азотированного слоя. 

Азотирование повышает твердость поверхностного слоя стали, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии. Твердость азотированного слоя выше, чем цементированного, и сохраняется до более высоких температур (450+550 °С) по сравнению с цементированным (200+250 °С), имеющим мартенситную структуру.

 


2. Пластмассы

          Пластические массы (пластмассы, пластики) – это ма­териалы, содержащие в качестве основного компонента полимер, который при определенных температуре и давлении приобретает пластичность, а затем затвердевает, сохраняя форму при эксплуатации. В одних случаях пластмассы состоят в основном из полимера, в дру­гих – представляют собой сложные композиции (кроме полимера содержат наполнители, пластификаторы, вспомогательные вещества и т.д.).

          Полимер является основой, определяющей харак­терные свойства композиции. Выбор состава композиции зависит от свойств основного полимера и способности его совмещаться с добавками, заданных физико-механи­ческих свойств и качеств композиции (твердость, горю­честь, морозостойкость), а также от способности перера­батываться.

          Добавки к полимеру могут существенно изменить его первоначальные физико-механические свойства: плот­ность, прочность, электро- и теплопроводность и т.д. По своему агрегатному состоянию полимеры могут быть жидкими растворы, эмульсии, вязкие массы) и твердыми (гранулы, порошки, куски).

          Широкое применение пластических масс определяется их ценными физическими и химическими свойствами, вы­сокими технико-экономическими показателями. Для органических полимеров и пластмасс на их основе харак­терна низкая плотность (от 0,9 до 1,2 г/см3), поэтому пластмассы обладают наибольшей среди конструк­ционных материалов прочностью, отнесенной к плотно­сти. Низкая плотность является очень важным свойством для применения материалов в авиа-, авто-, ракето- и су­достроении. Многие пластмассы отличаются высокой хи­мической стойкостью, некоторые из них (полиолефины, поливинилхлорид и особенно фторопласт) находят при­менение в химическом машиностроении, в ракетострое­нии, для защиты от коррозии металлов.

          Полимеры и пластмассы на их основе обладают вы­сокими диэлектрическими свойствами; неполярные поли­меры (полиолефины, фторопласт) являются непревзойденными диэлектриками и широко применяются в электро-, радиотехнике и радиоэлектронике.

          Пластмассы имеют низкую теплопроводность (в 70–220 раз ниже теплопроводности стали), что позво­ляет их использовать в качестве теплоизоляторов. Мно­гие пластмассы обладают достаточной механической прочностью, гибкостью, морозостойкостью и теплостой­костью (например, фторопласт может применяться при температурах от – 269 до + 260 °С), прекрасными фрикционными н антифракционными свойствами. Ценными являются оптические свойства некоторых пластмасс (по­лиметилметакрилат, полистирол, поликарбонаты), а так­же способность некоторых видов синтетических полиме­ров (ионообменные смолы) поглощать из водных раство­ров ноны химических соединений, которые затем уда­ляются при регенерации ионитов.

          Пластмассы отличаются от большинства природных материалов возможностью изменения свойств в весьма широком диапазоне и способностью легко перерабаты­ваться в изделия многими способами: литьем под давле­нием, прессованием, экструзией и др.

         Пластмассы широко применяются в машиностроении, приборостроении, авиа- и автостроении, в электро- и ра­диотехнике, промышленности средств связи, в капиталь­ном строительстве, в легкой, пищевой, химической про­мышленности, для производства товаров широкого по­требления и в сельском хозяйстве.

         Наибольшее значение в мировом производстве имеют пластмассы на основе полимеризации. Так, доля полиме­ризационных пластмасс в СССР в 1980 г. составила 4000 от всего производства пластмасс.

         К пластмассам полимеризационного типа (термопла­стам) относятся такие соединения, как полиэтилен, поли­винилхлорид, полистирол и др.

         Полиэмилец, получают полимериза­цией из этилена как при высоком давлении (100 МПа) в газовой фазе, так и при низком давлении в растворе. Он характеризуется высокой прочностью, хорошими диэлектрическими свойствами, химической стойкостью, не­высокой стоимостью. Применяется для производства труб, антикоррозионных покрытий, изготовления деталей в машиностроении, радиотехнике, электротехнике, упако­вочной пленки и тары.

         Поливинилхлорид получается полиме­ризацией хлористого винила суспензионным или эмуль­сионным способом; сырьем служит ацетилен. Это высо­копрочный, негорючий, химически стойкий и механически прочный полимер. Высокие технико-экономические пока­затели наряду с ценными свойствами делают его одним из ведущих в мировом производстве пластмасс.

         Полисмирол также важный для народного хозяйства полимер, получаемый различными мето­дами полимеризации; отличается хорошими механиче­скими, химическими и эксплуатационными свойствами, легко перерабатывается в изделия многими способами, высокоэкономичен.

         Из фторсодержащих полимеров наибольшее промыш­ленное значение имеют фторопласт-4, получаемый из те­трафторэтилена, и фторопласт-3, получаемый из три­фторхлорэтилена. Фторсодержащие полимеры обладают уникальными диэлектрическими свой­ствами, отличаются значительной свето-, тепло-, морозо­- химической стойкостью. Несмотря на высокую себе­стоимость, они широко применяются в ракето-, авиа-, су­достроении, химическом машиностроении, для защиты от коррозии, в приборостроении и т.д.

         В последние годы ассортимент пластмасс полимери­зационного типа пополнился новым материалом – поли­формальдегидом и сополимерами формальдегида.

         Полиформальдегид получается полиме­ризацией газообразного формальдегида в растворителе – толуоле. Полиформальдегид отличается высокой механической прочностью, теплостойкостью и твер­достью, хорошими диэлектрическими свойствами и легко перерабатывается в изделия. Широко применяется во многих областях техники.

         К полимеризационным пластмассам относят также полиакриловые полимеры, поливинилацетали, полипро­пилен, полнизобутилен и многие другие. Ассортимент этих пластмасс непрерывно увеличивается и пополняется.

          Среди пластических масс важное место занимают пластмассы на основе поликонденсации, включающие большую группу материалов: фенопласты, аминопласты, полиамиды и полиуретаны, а также пластмассы на осно­ве полиэфирных, эпоксидных и кремнийорганических смол. Объем производства этих пластмасс увеличивается, хотя доля их в мировом производстве понижается, так как они отличаются более сложными способами получения сырья, более высокой трудоемкостью, меньшей, чем полимеризационные пластмассы, технологичностью (ме­нее совершенные процессы переработки пластмасс в из­делия, отходы в производстве и т.д.). Однако являясь основой многих композиций, поликонденсационные смолы широко используются в виде прессовочных материалов (пресс-порошков, текстолитов, стеклотекстолитов, слоистых пластиков).

          Наибольшее распространение получили смолы фенол­альдегидные (фенопласты) и мочевиноальдегидные (аминопласты). Сырьем для них служат фенол, формаль­дегид и другие альдегиды, карбамид. Наиболее широко они в строительстве авто- и авиастроении применяются для изготовления деталей машин и приборов, теле­фонных аппаратов, счетчиков, авторучек и т.д.

          Из поликонденсационных смол все в больших масш­табах применяются полиэфирные, эпоксидные, полиуре­тановые и полиамидные. Они используются для переработки в изделия, а также для получения лаков, клеев, красок и особенно герметиков благодаря их хорошим ад­гезионным свойствам.

          Для улучшения технико-экономических показателен производства эпоксидных и полиэфирных смол особенно важно снижение энергозатрат и удешевление сырья, составляющего в структуре себестоимости 80­­–85%, а так­же совершенствование технологии.


3. Испытание металлов на ударную вязкость

 

Для оценки склонности материалов к хрупкому разрушению широко применяют испытания на ударный изгиб образцов с надрезом, в результате которых определяют ударную вязкость. Ударная вязкость оценивается работой, затраченной на ударный излом образца и отнесенной к площади его поперечного сечения в месте надреза.

Согласно ГОСТ 9454–78, для определения ударной вязкости применяют призматические образцы с надрезами различных типов. Самыми распространенными типами являются образцы с U-образным (рис. 2, а) и V-образным (рис. 2, б) надрезами.

Испытания на ударную вязкость проводят на маятниковом копре (рис. 3).

Работа К, МДж, затраченная на ударный излом образца, может быть определена по следующей формуле:

где G – вес маятника; h1 – высота подъема маятника до испытаний; h2высота подъема маятника после испытаний.

Рис. 2. Образцы для испытаний на ударную вязкость:

а – с U-образным надрезом; б – с V-образным надрезом

Рис. 3. Схема испытаний на ударную вязкость:

а – схема маятникового копра; брасположение образца на копре;

1 – корпус; 2 – маятник; 3 – образец

 

Указатель на шкале копра фиксирует величину работы К и проградуирован с учетом потерь (трение в подшипниках, сопротивление стрелки указателя, сопротивления воздуха и др.).

Ударная вязкость обозначается символом КС, МДж/м2, и подсчитывается как отношение работы К к площади поперечного сечения образца в надрезе F. Если образец с U-образным надрезом, то к символу добавляется буква U (KCU), а если с V-образным надрезом, то добавляется буква V (KCV).

Вместе с тем ударная вязкость является сложной механической характеристикой и состоит из двух составляющих: удельной работы зарождения трещины КСз и удельной работы ее распространения КСp , т.е.

Для охрупченных материалов основная часть работы идет на зарождение трещины, а работа распространения трещины незначительна. Для пластичных материалов работа распространения трещины имеет преобладающее значение. Анализ составляющих ударной вязкости позволяет более рационально выбрать материал и определить его назначение.

Существует несколько методов определения составляющих ударной вязкости. Наиболее широкое распространение получили методы Б.А. Дроздовского и А.П. Гуляева. По методу Б.А. Дроздовского испытывают ударные образцы с V-образным надрезом с заранее выращенной усталостной трещиной. Считается, что при разрушении образца вся работа динамического излома расходуется на распространение трещины, т. е. при таком испытании определяется величина КСр.

Рис. 4. Схема определения составляющих ударной вязкости по методу А.П. Гуляева

 

Работа зарождения трещины КС3 в этом случае подсчитывается как разность между полной ударной вязкостью образца без усталостной трещины КС и работой ее распространения КСр.

По методу А.П. Гуляева испытывают несколько ударных образцов, имеющих различный радиус округления в вершине надреза r. После испытаний и подсчета ударной вязкости каждого образца строится график (рис. 4). Экстраполируя прямую на ось ординат, получают удельную работу распространения трещины КСр. В этом случае образец с радиусом надреза, близким к нулю, отождествляется с образцом, имеющим усталостную трещину.

При сравнении оба метода дают достаточно близкие значения составляющих ударной вязкости.

 



0
рублей


© Магазин контрольных, курсовых и дипломных работ, 2008-2019 гг.

e-mail: studentshopadm@ya.ru

об АВТОРЕ работ

 

Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!