Конструкционные материалы металлические

Композиционные материалы (КМ) обладают комплексом свойств и особенностей, отличающихся от традиционных конструкционных материалов (металлических сплавов) и в совокупности открывающих широкие возможности, как для совершенствования существующих конструкций самого разнообразного назначения, так и для разработки новых конструкций и технологических процессов. Успешная реализация больших потенциальных возможностей, заложенных в идее композиционного материала и в свойствах его компонентов, в значительной степени зависит от уровня информированности конструктора об этих возможностях, принципах конструирования и методах расчета. К сожалению, этот уровень не вполне соответствует достижениям науки. Ситуация усугубляется и тем, что имеющаяся (и достаточно обширная) литература по композитам ориентирована в основном на научных работников, а не на инженеров, занятых расчетом, проектированием и изготовлением конструкций из композитов. [c.6]

Применительно к наиболее важному и распространенному металлическому конструкционному материалу — сплавам на железной основе и наиболее распространенному процессу химической коррозии металлов — газовой коррозии — можно отметить следующее. [c.137]

Изложены закономерности учения о коррозии металлов и основы технологии противокоррозионной защиты. Рассмотрены биогенная и почвенная коррозия, высокотемпературное окисление металлов, питтинговая и межкристаллитная коррозия, коррозионное растрескивание, влияние радиации и блуждающих токов. Охарактеризована стойкость основных групп металлических конструкционных материалов, в том числе новых сплавов, используемых в химической, атомной, энергетической и других отраслях промышленности. [c.4]

Последовательное наступление научно-технической революции неразрывно связано с непрерывным совершенствованием машиностроения — основы технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства. Инженерная техническая деятельность на основе научной мысли расширяет и обновляет номенклатуру конструкционных материалов, внедряет эффективные методы повышения их прочностных свойств. Появляются новые материалы на основе металлических порошков, порошков-сплавов. Порошковая металлургия не только приводит к замене дефицитных черных и цветных металлов более дешевыми материалами, она позволяет получить совершенно новые материалы — материалы века , которые невозможно получить традиционным путем. Кроме того, изготовление изделий из порошков — практически безотходное производство. Другое направление получения дешевых конструкционных материалов состоит в применении пластмасс, новых покрытий и т. п. Тончайшая пленка из порошковых смесей на поверхности детали, образуемая плазменным напылением, повышает надежность сопрягаемых и трущихся друг о друга деталей машин, защищает их от коррозии и существенно увеличивает их износостойкость. [c.4]

Конструкционными называют материалы, обладающие прочностью и применяемые для изготовления конструкций, воспринимающих силовую нагрузку. Конструкционные материалы подразделяют на металлические, неметаллические и композиционные. [c.14]

Изучение влияния агрессивных сред (металлических расплавов, продуктов сгорания, морской воды и др.) на механические свойства конструкционных материалов при длительных статических и повторно-переменных нагрузках в условиях нормальных и высоких температур с целью выявить эффект разупрочнения материалов, обусловленный влиянием среды, а также выбрать оптимальные защитные покрытия исследуемого материала. [c.745]

Важнейшей задачей в области металлических конструкционных материалов является создание сплавов, отличающихся повышенными прочностными свойствами надежной повторяемостью и стабильностью этих свойств. [c.530]

Атмосферы нефтегазоконденсатных комплексов отличаются высоким содержанием газов, солей, агрессивных компонентов, и по характеру микроклиматических условий они относятся в основном к жестким и очень жестким условиям. Разрушению под действием атмосферной коррозии подвергаются металлические нефтепромысловые сооружения и коммуникации, промысловые и магистральные нефтегазопроводы, сеть водоводов и резервуаров, морские нефтепромысловые сооружения, эстакады, кустовые площадки, индивидуальные основания, оборудование нефтегазоперерабатывающих заводов и др. Известно, что коррозия металлов в атмосферных условиях протекает под слоем влаги и определяется скоростью адсорбции или генерации на поверхности ионизированных частиц, способных вытеснять хемосорбированный кислород из поверхностного слоя металла. Для большинства конструкционных материалов наибольшее ускорение коррозионных процессов определяется наличием в атмосфере примесей сернистого газа, сероводорода, ионов хлора, а также загрязненностью воздуха пылью и аэрозолями, которые становятся центрами капиллярной конденсации влаги. [c.50]

Металлические покрытия могут защищать конструкционные материалы как от коррозии, так и наводороживания. [c.50]

Частным случаем является упругость. Идеально упругие тела полностью возвращаются в исходное состояние после разгрузки независимо от нагрузки и температуры. Упругость является реальным свойством большинства конструкционных материалов в определенном диапазоне нагрузок и температур. Нужно различать линейную и нелинейную упругость (рис. 9.1). Линейная упругость характерна для традиционных строительных материалов, большинства сплавов на металлической основе, нелинейная упругость — в основном для полимерных материалов (эластомеров, резин и др.). [c.148]

Коррозию и ее вредные последствия можно предотвратить на стадиях проектирования и конструирования металлических сооружений, при выборе конструкционных материалов и их сочетаний. Кроме того, ущерб от нее можно уменьшить в самом процессе эксплуатации металлов путем установления и поддержания рационального технологического режима, оптимального не только с точки зрения наилучшего обеспечения основного назначения металлического сооружения, но и его наиболее высокой коррозионной стойкости. Однако Даже при выполнении этих условий коррозия может возникать и приводить к выходу из строя либо всего металлического [c.8]

Конструкционные материалы, находясь в различных условиях эксплуатации, подвергаются коррозионным разрушениям, в результате которых снижается их прочность и сокращаются сроки их службы, загрязняются продукты производства, что приводит к снижению их качества, ухудшается внешний вид материалов. Существуют внутренние и внешние факторы коррозии. К первым относятся факторы, связанные с природой материала (состав, структура, внутренние напряжения, состояние поверхности). Внешние факторы определяются составом коррозионной среды и условиями коррозии (температура, давление, скорость движения материала относительно среды и др.). По механизму коррозионных процессов, протекающих на металлических материалах, общепринято разделять химическую и электрохимическую коррозию. [c.13]

Быстро растущий в последнее время интерес к поверхностям раздела станет понятным, если проследить историю развития композитов с металлической матрицей. Ранние работы по композитным материалам были направлены на выявление принципов, определяющих их эксплуатационные характеристики. Для этой цели, были удобны простые модельные системы. При выборе модельных систем руководствовались в основном совместимостью упрочните-ля и матрицы модельные системы состояли из матриц (нанример,. серебра или меди), химически малоактивных но отношению к упрочнителям (например, вольфраму или окиси алюминия). Хотя в этих работах и признавалась важная роль поверхностей раздела, модельные системы позволяли сравнительно легко получать тип поверхности, обеспечивающий необходимую передачу нагрузки от одного компонента композита к другому. В системах, представляющих большой практический интерес, матрицами служат обычные конструкционные материалы, такие, как алюминий, титан,, железо, никель они обладают большими реакционной способностью и прочностью, чем матрицы модельных систем. Повышенная реакционная способность затрудняет управление состоянием поверхности раздела, а для передачи больших нагрузок требуется более высокая прочность этой поверхности. Таким образом, состояние поверхности раздела становилось все более важным фактором по мере того, как интересы исследователей перемещались от модельных систем к перспективным инженерным материалам. [c.12]

Значительные усилия направляются на разработку армированных волокнами металлических композитов, в которых металлическая матрица усиливается высокомодульными волокнами. Одна из главных целей разработки таких композитов состоит в использовании их в качестве конструкционных материалов для элементов конструкций, которые должны выдерживать высокие напряжения при повышенных температурах. Для подобного класса композитов кажется логически оправданным выбор вольфрамовых волокон благодаря их высокой прочности на растяжение как при комнатной, так и при повышенной температурах и благодаря их устойчивости при высоких температурах. Боль- [c.275]

На основе прогнозов развития металлических конструкционных материалов и уплотнений определяются значения следующих параметров ударной вязкости, 113 [c.118]

Так, характерной особенностью развития машиностроения и конструкционных металлических материалов для него является относительно быстрое изменение основных технических характеристик машин и необходимых свойств конструкционных материалов, что обусловлено довольно быстрым моральным старением техники. Планирование развития таких объектов всегда осуществляется в условиях недостаточности информации, как о прошлом и настоящем, так и о будущем их состоянии в СССР и за рубежом. В связи с этим развитие конструкционных металлических материалов для машин и механизмов в основном базируется на принципах эвристического подхода. Метод экспертных оценок при этом служит одним из основных источников информации, особенно в случае малого объема данных о перспективах развития отраслей, потребляющих эти материалы. [c.139]

Генеральной целью прогнозного исследования являлось определение основной тематики важнейших научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по разделу Металлические материалы для машин и механизмов определенного класса на период 1975— 1990 гг. и необходимых условий для их успешного выполнения и внедрения в промышленность. Сформулированная генеральная цель была переведена в морфологическую модель, позволившую в некоторой степени определить и сузить область поиска конструкционных материалов. [c.140]

Развитие современной техники привело к значительному росту производства конструкционных материалов (в первую очередь металлов) различного назначения. Эксплуатация металлического оборудования сопряжена во всем мире с ростом коррозионных потерь. Так, ежегодные коррозионные потери металлов в СССР составляют около 12% годового производства. Прямые потери от коррозии в США оцениваются в 22,5 млрд. долл., а с учетом косвенных потерь они достигают 70 млрд. долл. [c.4]

Развитие основных отраслей современного машиностроения в значительной мере определяется созданием новых конструкционных материалов, повышением свойств существующих металлов и сплавов, а также усовершенствованием процессов их производства и упрочнения. Это, в свою очередь, требует глубокого изучения строения и свойств материалов, как применяемых в машиностроении в настоящее время, так и новых. Поэтому в практике металловедческих исследований все большее внимание уделяется разработке, созданию и применению прогрессивных способов изучения металлических материалов в широком температурном диапазоне, к которым прежде всего следует отнести методы низко- и высокотемпературной металлографии, объединяемые под общим термином тепловая микроскопия . [c.3]

Рабочие камеры установок для тепловой микроскопии изготавливаются из любых, чаще всего металлических конструкционных материалов, общим требованием к которым является низкая упругость пара при рабочих температурах и возможность легкого удаления с их поверхности адсорбированных и окклюдированных газов. [c.30]

Композиты обладают комплексом свойств и особенностей, существенно отличающих их от традиционных конструкционных материалов (металлических сплавов) и открывающих широкие возможности как для совершенствования существующих конструкций, так и для разработки новых перспективных конструктивных фор.м и технологических процессов. Композиты, как правило, обладают высокой удельной прочностью и жесткостью, хорошей сопротивляемостью хрупкому разрушению. Кроме того, материалы на основе полимерных матриц отличаются высокой коррозионной стойкостью сочетание этих матриц с органическими или стеклянными волокнами позволяет получить материал, обладающий электроизоляционными свойствами и радиопрозрачностью, а комбинация полимерной или металлической матриц и углеродных волокон обеспечивает электропроводность. [c.273]

Металлы и их сплавы являются наиболее важными современными конструкционными материалами. Всюду, где эксплуатируются металлические конструкции, есть вещества, которые, взаимодействуя с металлами, постепенно их разрушают ржавление металлических конструкций (железных кровель зданий, стальных мостов, станков и оборудования цехов) в атмосфере ржавление наружной металлической обшивки судов в речной и морской воде разрушение металлических баков и аппаратов растворами кислот, солей и щелочей на химических и других заводах ржавление стальных трубопроводов в земле окисление металлов при их нагревании и т. п. У большинства металлов в условиях их эксплуатации более устойчивым является окисленное (ионное) состояние, в которое они переходят в результате коррозии. Слово коррозия происходит от латинского orrodere , что означает разъедать . [c.8]

Несмотря на большое количество коррозионностойких металлов и сплавов, обладающих самыми разнообразными свойствами, эти конструкционные материалы в ряде производств не могут удовлетворить растущие потребности химической промышленности как с качественной, так и с количественной стороны. В первом случае некоторые новые технологические процессы, связанные с получением чистых химических продуктов, фармацевтических препаратов, продуктов органического синтеза, с реакциями хлорирования, бромирования и т. п., не могут быть осуществлены в аппаратуре из металлических материалов. Во втором случае такие производства, как производство минеральных кислот, удобрений, солей и др., требуют для оформления их технологического оборудования больиюго количества дорогостоящих дефицитных металлов и сплавов — высоколегиршшиных сталей, свинца, никеля, меди и других цветных метал/юг, и сплавов. Применение неметаллических материалов часто позволяет решать указанные выше задачи. [c.352]

Понятие "неметаллические конструкционные материалы" включает в себя большой ассортимент разнообразных материалов и имеет глубокие исторические корни дерево и камень применялись нашими предками задолго до появления металлов. В настоящее время объем применения неметаллических материалов значительно превышает объем металлического фовда (рис. I). [c.3]

Структура большинства металлических конструкционных материалов имеет несколько характерных масштабов, на которых мы можем четко выявить существование обособленных структурных элементов. Это указывает на то, что должно существовать несколько масштабных уровней разрушения этих материалов. В действительности так оно и происходит. Это связано с глобальной иерархичностью окружающего нас мира. Понимание многомас-штабности структуры металлов и тесной взаимосвязи и взаимовлияния различных масштабных уровней является одним из ключевых моментов в теории разрушения. [c.21]

После рассмотрения принципа иерархичности и фрактальных структур мы обратимся к процессам формирования конструкционных. материалов Изч чив механизмы к-ристаллизации и определив 1Характерные структурные уровни организации металлических материалов, нам легче будет рассматривать уже непосредственно процессы разрушения, о которых пойдет речь в заключительной главе. [c.21]

В главе 2 говорилось о том, что иерархичность является универсальным принципом, на основании которого происходит многоуровневое формирование систем со сложным поведением. Металлические конструкционные материалы имеют сложное поведение и в процессе своего формирования образуют несколько иерархических структурных уфовней. Отдельные атомы и молекулы собираются в б.поки мозаики, в пределах которых наблюдается более или менее правильная кристаллическая решетка. Блоки объединяются в более крупные образования - субзерна. Субзерна - в еще более крупные зерна. [c.99]

Глава 3 посвящена вопросам формирования конструкционных материалов В ее первой части (раздел 3.1) рассматриваются различные аспекты процесса кристаллизации металлических материалов. Приводятся классические сведения об атомно-кристаллическом строении твердых тел. Оригинальным является изложение фрактальной модели формирования зародыша кристаллизации, при по-мощи которой объясняется энергетическое несоответствие, имеющее место в классической модели. Интересна также ориганальная иерархическая модель роста зародыша и описание эффектов посткрисгаллизации. Посткристаллизация является чрезвычайно важным этапом формирования материала, но даже в специальной литературе, на наш взгляд, этому явлению уделяется недостаточное внимание. [c.8]

Глава 6 посвящена проблеме разрушения конструкционных материалов. В ptadene 6.1. приводятся классические сведения о дефектах кристаллической струетуры металлических материалов. Напомним читателям, что дефекты необходимо рассмафивать в качестве неотъемлемых структурных образований (см. разделы 4.1-4.2). [c.10]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Наибольший экспериментальный материал накоплен при изучении механизма изнашивания металлических материалов, занимающих ведущее место среди конструкционных материалов, применяемых в узлах трения машин. Независимо от вида трения металлических пар трения механизм изнашивания в большинстве случаев содержит однотипные процессы и характеристики, классифицированные в 1953 г. Е.М. Швецовой и И.В. Крагельским. Они предложили при анализе процесса изнашивания расчленить его на три явления взаимодействие поверхностей трения изменения, происходягцие в поверхностном слое металла разрушение поверхностей. Рассмотрим каждое явление отдельно, хотя в реальности они происходят одновременно, взаимно влияя друг на друга. [c.83]

Практическая важность проблемы нринодит к необходимости оценки влияния ползучести на работоспособность конструкции. Пол- зучесть влияет на перераспределение напряжений в элементах конструкций, а в ряде случаев приводит к недопустимому возрастанию деформаций. Разберем сначала модели ползучести металлических конструкционных материалов. [c.130]

Изложены основные принципы построения диаграмм состояния многокомпонентных металлических систем с промежуточными фазами. Рассмотрена новая классификация промежуточных фаз в указанных системах. Описаны закономерности разбивки (полиэдрации) разных видов тройных и четверных металлических систем- на простые составные части, позволяющие развивать теорию металлических сплавов, вести научно обоснованный поиск новых конструкционных материалов и разработку технологии их производства. [c.52]

Несмотря на широкое развитие промышленности синтетических веществ, металлы по-прежнему остаются основным конструкционным материалом, незаменимым в ряде важнейших отраслей промышленности и сельского хозяйства. Более того, объем производства металлов неуклонно растет и соответственно неуклонно увеличивается мировой металлический фонд. В СССР производство стали за последние полвека выросло более чем в 30 раз. Металлофонд страны превысил 1 млрд, т (главным образом за счет черных металлов). С увеличением массы применяемого металла растут и потери его от коррозии, причем, как показывают статистические данные, потери растут намного быстрее, чем объем металлофонда.,В первую очередь это объясняется изменением самой структуры метйллофонда. Раньше основное количество металла направлялось в транспорт (рельсы, мосты, подвижной состав и т. д.). С годами все возрастающая доля металлофонда приходится на т кие отрасли промышленности, как химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, нефте-и газодобывающая, цветная и черная металлургия, атомная энергетика и другие, в которых условия эксплуатации металлов несравненно жестче, чем на транспорте. Здесь металл работает при повышенных температурах и давлениях, в потоках жидкости, в контакте с агрессивными средами. Кроме того, и в почвах, и в атмосфере коррозия металлов также становится все более интенсивной вследствие загрязнения воздуха и вод промышленными отходами, стимулирующими разрушение Для нашедших сейчас широкое применение [c.6]

ПрнведенЕ данние о коррозионной стойкости металлических и неметаллических конструкционны материалов в газовызс среда и фреона . Для оценки скорости коррозии используются параметрические диаграммы жаростойкости сталей. Изложены основы коррозии и защиты металлов. Рассмотрены условия, приводящие к избирательному разрушению металлов и сплавов. Даны физикохимические характеристики газов и фреонов. [c.2]

Приведены данные о коррозионной стойкости металлических и неметаллических конструкционных материалов в водных растворах неорганических кислот (азотной, серной, фосфорной, соляной, фтористоводородной, кремнефтористо-водородвой). Даны физико-химические характеристики кислот и их водных растворов. [c.2]

Кафедра металлических конструкционных материалов, университет Дрексела, [c.231]

Наирит. Так назвали (в честь армянской реки Наи-ри) хлоропренавый каучук. В последние годы на основе наирита марки НТ налажено производство так называемых жидких гуммировочных составов, предназначенных для защиты изделий из металла и других конструкционных материалов от коррозии, эрозии, искрообразования при ударе, а также для создания герметичных уплотнений. Этот состав особенно рекомендуется для защиты деталей, оборудования, конструкций сложного профиля, гуммирование которых листовой резиной представляет большие технологические трудности. Его можно наносить на металлическую поверхность, предварительно загрунтованную специальной хлоропреновой грунтовкой. [c.40]

Важнейшим конструкционным материалом для изготовления большинства деталей по-прежнему являются углеродистые и ииз-колегированные стали. Эти стали имеют большое сродство к кислороду, на их поверхности образуется окисный сло не обладающий необходимыми защитными свойствами, не изолирующий поверхность от коррозионной среды. Общая площадь поверхности производимых металлических изделий, контактирующих с коррозионной средой, постоянно увеличивается, поэтому вопросами защиты интересуются во всех промышленно развитых странах. [c.7]

Развитие основных отраслей современного машиностроения в значительной мере определяется созданием новых конструкционных материалов, повышением свойств металлов и сплавов, а также усовершенствованием процессов их производства и упрочнения. Это в свою очередь требует глубокого изучения строения и свойств металлических материалов, как применяюш,ихся в машиностроении в настояш ее время, так и перспективных для промышленного использования. [c.5]

Весьма перспективно использование слоистых металл — металлических композиций для повышения долговечности конструкционных материалов. В этой связи пpeд taвляeт интерес разработанная Институтом машиноведения совместно с Горьковским автомобильным заводом [100] трехслойная сталь типа У7 + сталь 30 -Ь У7, предназначенная для изготовления [c.237]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...