ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткие сведения о материалах для изготовления деталей машин из "Детали машин " В настоящее время для изготовления деталей машин применяют большое количество различных видов материалов стали, чугуны, сплавы цветных металлов, порошковые материалы, пластмассы, резину и др. В зависимости от химического состава и технологии производства значительно отличаются качественные показатели одного и того же вида материала. [c.31] Сталь — сплав железа с углеродом и другими элементами. Чем больше углерода в стали, тем выше ее твердость и статическая прочность, но меньше пластичность. Сталь обладает высокими механическими свойствами возможностью получения заготовок из поковок, отливок, проката хорошей обрабатываемостью на станках возможностью свариваться и термически обрабатываться. [c.31] Все стали различают по маркам. Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—71 ). Эта группа содержит стали марок от СтО до Стб. [c.31] Конструкционные качественные стали (ГОСТ 1050—74 ) различаются содержанием углерода и марганца. Их обозначают так сталь 40, сталь 45, сталь ЗОГ и т. д. Буква Г после цифры в приведенном обозначении марки означает повышенное содержание марганца. [c.31] Чугун представляет собой железоуглеродистый сплав с содержанием углерода свыше 2 % и наличием небольшого количества других элементов. По структуре различают серый и белый чугуны, по назначению — антифрикционный, высокопрочный и др. Наибольшее распространение в машиностроении получил серый чугун. [c.32] Серый чугун (ГОСТ 1412—79) обладает высокими литейными свойствами, определившими его основное использование в качестве конструкционного материала. Хорошо обрабатывается резанием. Серый чугун в соответствии с ГОСТ 1412—79 имеет следующие марки СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40, СЧ 45. При этом буквы СЧ обозначают серый чугун, а цифры — предел прочности при растяжении. [c.32] Легкие сплавы — конструкционные сплавы с плотностью р 4500 кгЛм на основе алюминия, титана, магния и присадок других элементов. Благодаря высокой удельной прочности (отношение предела прочности к плотности материала) и другим положительным свойствам их применяют в химической, пищевой и других отраслях машиностроения, где снижение массы особенно необходимо (например, для корпусных и других деталей транспортных машин и летательных аппаратов). Для изготовления деталей общего назначения широко используют силумины (ГОСТ 4784—74 ), имеющие высокие литейные свойства, и дюралюмины (марки Д16), обладающие высокой удельной прочностью. Литейные магниевые сплавы (ГОСТ 2581—78) применяют для изготовления деталей методом литья. [c.33] Баббиты — антифрикционные сплавы на основе олова и свинца, используемые для заливки вкладышей подшипников скольжения. Марки оловянных и свинцовых баббитов определены ГОСТ 1320—74 , Лучшими, но и наиболее дорогостоящими являются оловянные баббиты марок Б89, Б83. Баббиты обладают наименьшим коэффициентом трения по стали и чугуну, низкой твердостью и хорошей прирабатываемостью. Баббиты — дорогостоящие материалы, поэтому для отливок MOHO- и биметаллических вкладышей, втулок, ползунов и других аналогичных деталей применяют цинковые антифрикционные сплавы (ГОСТ 21437—75). [c.33] Композиционные материалы на основе металлической матрицы получают пропиткой высокопрочных волокон (бора, углерода, вольфрама, молибдена и др.) расплавленными металлами (алюминием, кобальтом и т. д.). Варьируя компоненты и их объемное сочетание, получают материалы с высокими механическими характеристиками, жаропрочностью и другими свойствами. При малой массе такие материалы имеют прочность и износостойкость значительно выше, чем стали и высококачественные сплавы. [c.33] Пластмассы — материалы на основе синтетических или (значительно реже) природных высокомолекулярных смол— полимеров. Достоинствами пластмасс являются малая плотность, высокая удельная прочность, химическая стойкость, высокие антикоррозионные, антифрикционные и электроизоляционные свойства, сравнительная простота формообразования многих изделий при минимальных отходах, хорошая обрабатываемость резанием. [c.34] Наряду с указанными достоинствами изделий из пластмасс, обеспечивающими им возрастающее распространение, необходимо учитывать особенности, ограничивающие возможность их использования низкую по сравнению с металлами прочность, малые твердость и жесткость, низкую теплопроводность и обычно невысокую теплостойкость (60...250 °С). При проектировании необходимо учитывать ползучесть под нагрузкой и старение, существенно снижающие свойства деталей из пластмасс. [c.34] В области машиностроения пластмассы находят широкое распространение как фрикционные и антифрикционные конструкционные материалы для малонагруженных деталей (например, крыльчаток центробежных вентиляторов, зубчатых колес), для крышек, деталей оболочковой формы и т. д. [c.34] Для повышения механических и других свойств стали и некоторых металлических сплавов широко применяют термическую и химико-термическую обработку, а также механическое упрочнение. К основным видам термической обработки относятся отжиг, нормализация, закалка, отпуск и улучшение. [c.34] Отжиг и нормализацию применяют для устранения внутренних напряжений в деталях, получаемых отливкой или обработкой давлением, а также для улучшения их механических свойств и обрабатываемости резанием. [c.34] Закалка придает стали высокую твердость, но увеличивает ее хрупкость. Для устранения хрупкости, снятия внутренних напряжений, а также для повышения вязкости сердцевины деталей применяют отпуск. [c.35] Улучшение состоит из двух операций — закалки и высокотемпературного отпуска и применяется для повышения прочности деталей машин при сохранении или увеличении их вязкости. [c.35] В современном машиностроении самое широкое распространение получили цементация и азотирование. Цементация заключается в насыщении поверхностного слоя деталей углеродом на глубину до 0,2 мм. После закалки поверхностный слой цементованных деталей приобретает высокую твердость, а сердцевина остается вязкой. Азотирование заключается в диффузионном насыщении поверхностных слоев детали азотом. Наибольшее распространение получили газовое и жидкостное азотирование в печах и ваннах. В последние годы в промышленности внедряется более прогрессивный и эффективный способ азотирования — ионное азотирование, обладающее по сравнению с классическим рядом преимуществ. Основные из них — ускорение процесса в 3...5 раз, большая упругость и прочность слоя. [c.35] Механическое упрочнение заключается в упрочнении поверхностных слоев металла пластическим деформированием. Технологически —это простой и в то же время эффективный метод упрочнения рабочих поверхностей деталей из стали, чугуна и различных цветных сплавов. Механическое упрочнение производится различными способами дробеструйным, накаткой гладкими роликами или шариками, чеканкой, ротационно-ударным наклепом шариками, дорнованием и др. [c.35] Поверхностным пластическим упрочнением удается повысить прочность деталей из менее дорогих металлических материалов, избежать применения высоколегированных сталей глубокой прокаливаемости. Механическое упрочнение повышает предел выносливости деталей, особенно деталей, имеющих концентраторы напряжений. [c.36] Вернуться к основной статье