методичка хз. текст методички. 1. Материаловедение Специи для стали

• Название: 1. Материаловедение Специи для стали
• Анкор: методичка хз
• Дата: 14.01.2021
• Размер: 1.89 Mb.
• Имя файла: текст методички.doc
• Тип: Документы; #168056
• страница: 3 из 7

1.9. Бронзы

При маркировке бронзы отдельные индексы обозначают: Бр - бронза, буквы, указывающие перечень легирующих элементов в нисходящем порядке их содержания, и цифры, соответствующих их усредненному количеству в процентах. Сплавы на основе олова и свинца с добавкой меди называют баббитами. Они имеют значительную стоимость, поэтому их чаще всего заменяют алюминиевыми сплавами.
Бронзы делят на оловянные и безоловянные.

Оловянные бронзы

Основными легирующими компонентами оловянных бронз являются цинк, никель и фосфор. Содержание цинка составляет до 10%, при этом он почти не изменяет свойств бронз, но делает их дешевле. Свинец и фосфор улучшают антифрикционные свойства бронзы и ее обрабатываемость резанием.
Деформируемые бронзы:

БрОФ6,5-0,4 - пружины, барометрические коробки, мембраны, антифрикционные детали

БрОЦ4-3 - плоские и круглые пружины

БрОЦС4-4-2,5 - Антифрикционные детали

Литейные бронзы:

БрО3Ц12С5 - Арматура общего назначения

БрО5ЦНС5 - Антифрикционные детали, вкладыши подшипников и арматура

БрО4Ц4С17 - Антифрикционные детали (втулки, подшипники, вкладыши,червячные пары
Бронзыбезоловянные.

Некоторые марки бронзы не содержат олова. Это двойные или многокомпонентные сплавы меди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием и кремнием. Свойства алюминиевых бронз: хорошая сопротивляемость коррозии в морской воде, высокие механические и технологические свойства, высокая пластичность, высокую плотность отливок.
Свойства кремнистых бронз (содержащих никель и марганец): высокая прочность и пластичность, хорошие механические и коррозионные свойства.
Свойства бериллиевых бронз: хорошая сопротивляемость коррозии и свариваемость.
Свойства свинцовых бронз: высокие антифрикционные свойства хорошая теплопроводность. Применение безоловянных бронз:

1.10. Титановые

Титан - тугоплавкий металл с невысокой плотностью
Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40 %.
Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить сложные отливки, но обработка резанием затруднительна. Для получения сплавов с улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом.
Титан и его сплавы маркируют буквами ВТ и порядковым номером:
ВТ1-00, ВТЗ-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14.
Пять титановых сплавов обозначены иначе:
0Т4-0, 0Т4, 0Т4-1, ПТ-7М, ПТ-3В.

Свойства и применение титана

Прочность технически чистого титана зависит от степени его чистоты и соответствует прочности обычных конструкционных сталей. По коррозионной стойкости титан превосходит даже высоколегированные нержавеющие стали.
Для получения сплавов титана с заданными механическими свойствами его легируют алюми­нием, молибденом, хромом и другими элементами. Главное преимущество титана и его сплавов заключается в сочетании высоких механических свойств (σ_в = 1500 МПа; δ = 10 — 15 %) и корро­зионной стойкости с малой плотностью.
Алюминий повышает жаропрочность и механическую прочность титана. Ванадий, марганец, молибден и хром повышают жаропрочность титановых сплавов. Сплавы хорошо поддаются горячей и холодной обработке давлением, обработке резанием, имеют удовлетворительные литейные свойства, хорошо свариваются в среде инертных газов. Сплавы удовлетворительно работают при температурах до 350 — 500 °С.
По технологическому назначению титановые сплавы делят на деформируемые и литейные, а по прочности — на три группы: низкой (σ_в = 300 — 700 МПа), средней (σ_в = 700 — 1000 МПа) и высокой (σ_в более 1000 МПа) прочности.

К первой группе относят сплавы под маркой ВТ1,

ко второй — ВТ3, ВТ4, ВТ5 и др.,

к третьей — ВТ6, ВТ14, ВТ15 (после закалки и старения).
Для литья применяют сплавы, аналогичные по составу деформируемым сплавам ВТ5Л, ВТ14Л, а также специальные литейные сплавы. Литейные сплавы имеют более низкие механи­ческие свойства, чем соответствующие деформируемые. Титан и его сплавы, обработанные давлением, выпускают в виде прутков, листов и слитков. Титановые сплавы (см. табл.) применя­ют в авиационной и химической промышленности.

Механические свойства титановых сплавов

Марка	Термическая обработка	Предел прочности при растяжении, σв МПа	Относительное удлинение, δ %	Твердость, HB
ВТ5	Отжиг при 750° С	750-900	10-15	240-300
ВТ8	Закалка 900 — 950° С + старение при 500° С	1000-1150	3-6	310-350
ВТ14	Закалка 870° С + старение	1150-1400	6-10	340-370

1.11. Золото

Кристаллы чистого золота (99,99 %), выращенные методом химического транспорта в атмосфере хлора

Чистое золото — мягкий металл жёлтого цвета. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например, монетам, придают примеси других металлов, в частности, меди. В тонких плёнках золото просвечивает зелёным. Золото обладает высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением.

Золото — очень тяжёлый металл: плотностьчистого золота равна 19,32 г/см³ (шар из чистого золота диаметром 46,237 мм имеет массу 1 кг). Среди металлов по плотности занимает седьмое место после осмия, иридия, платины, рения, нептуния и плутония. Сопоставимую с золотом плотность имеет вольфрам (19,25). Высокая плотность золота облегчает его добычу, отчего даже простые технологические процессы — например, промывка на шлюзах, — могут обеспечить высокую степень извлечения золота из промываемой породы.

Золото — очень мягкий металл: твёрдость по шкале Мооса 2,5, по Бринеллю 220—250 МПа (сравнима с твёрдостью ногтя).

Золото также высокопластично: оно может быть проковано в листки толщиной до 0,1 мкм (100 нм) (сусальное золото); при такой толщине золото полупрозрачно и в отражённом свете имеет жёлтый цвет, в проходящем — окрашено в дополнительный к жёлтому синевато-зеленоватый. Золото может быть вытянуто в проволоку с линейной плотностью до 2 мг/м.

Температура плавления золота 1064,18 °C (1337,33 К)^[2], кипит при 2856 °C (3129 К)^[2]. Плотность жидкого золота меньше, чем твёрдого, и составляет 17 г/см³ при температуре плавления. Жидкое золото довольно летучее, и активно испаряется задолго до температуры кипения.

Линейный коэффициент теплового расширения— 14,2·10^-6 К⁻¹ (при 25 °C). Теплопроводность— 320 Вт/м·К, удельная теплоёмкость— 129 Дж/(кг·К), удельное электрическое сопротивление — 0,023 Ом·мм²/м.

Электроотрицательность по Полингу — 2,4. Энергия сродства к электрону равна 2,8 эВ; атомный радиус 0,144 нм, ионные радиусы: Аu⁺ 0,151 нм (координационное число 6), Аu³⁺ 0,082 нм (4), 0,099 нм (6).
1.12. Платина

Платина - очень твердый и тяжелый драгоценный металл.

Платина – это металл из группы благородных и драгоценных. Ее внешний вид и глубокий приглушенный блеск ни в коем случае не соперничает с видом серебра либо золота. Платине это не нужно, ее ценность в ином. Она прошла долгий период признания и стала предметом вожделения любителей безупречности и изысканности, залогом финансовой стабильности и инвестиционным инструментом.

Свое название металл получил от испанского слова «плата», означающего «серебро». Но его уменьшительная форма свидетельствует о том, что изначально этот металл воспринялся как что-то незначительное, не стоящее внимания по сравнению с серебром – его называли «серебрецо», «серебришко», «маленькое серебро».

История платины началась еще во времена Древнего Рима и Египта, Эфиопии и Южной Америки задолго до прибытия Колумба. Существуют свидетельства, что первая платина стала завозиться в Египет из Нубийского королевства в 1785 году до н.э. Металл присутствовал в составе золота в виде мелких включений и в таком же виде он использовался для изготовления украшений и ритуальных изделий. Методы очистки золота от более твердых и плотных крупиц платины тогда еще не были известны, мастерам приходилось работать с загрязненным металлом – плавить его и подвергать ковке.

Первое упоминание платины, выполненное испанским мореплавателем, торговцем и математиком де Уллоа, датируется 1748 годом. В то время к металлу возникло пренебрежительное отношение. Мастера ювелирных дел называли его трудно поддающимся обработке, слишком огнестойким и ни к чему не пригодным. Платина не торопилась раскрывать свои секреты.

Во второй половине 18 века свойства платины и методы обработки заинтересовали химиков, технологов и ученых разных стран. И в 1751 году ученые Швеции раскрыли секрет плавления платины и на весь мир объявили о ее высокой ценности, причислив к списку благородных.

В природных условиях платина может находиться в самородном состоянии - в виде слитков, сростков, губки либо входить в состав рудных пород – никеля, меди, железа, иридия. Она также присутствует в составе метеоритов, где ее количество составляет до 20 г на тонну веса. Наглядным примером тому может послужить Челябинский метеорит. При этом состав золота и серебра в тех же метеоритных породах не превышает 5 г на тонну.

Согласно официальным данным добыча платины ведется лишь несколькими странами. Главным производителем этого ценнейшего сырья является Южно-Африканская Республика. На ее долю приходится 73% всей платины. Запасы металла в этой стране неиссякаемы, их хватит еще на несколько поколений вперед. Второе место занимает Россия, ей принадлежит 14% добычи. За ними идут Зимбабве, добывающая 6%, затем Канада – 4%, Соединенные Штаты – 2%, Колумбия – 1% благородного металла.

Однако не все запасы платины сегодня открыты. Арктическая часть земного шара содержит месторождения, которые можно назвать огромными.

Применение платины как самостоятельного металла началось еще древними инками и ацтеками. Их украшения из платины и золота демонстрируют высокое дизайнерское и ювелирное мастерство. В нынешнее время этот элемент используется в ювелирных сплавах, состоящих на 85, 90 и 95% из платины.

Платина является незаменимой в производстве автомобильных катализаторов, она используется в стекольной промышленности, электронике, нефтехимии, биомедицине. С недавнего времени этот металл приобрел ценность и в качестве инвестиционного материала. Он выпускается в виде банковских монет, слитков, знаков отличия.

Свойства платины

П латина – редкий благородный металл на планете. Ее содержание в земных недрах по массе составляет 0,0000005%. Чистота металла в самородном состоянии составляет 75-92%. Остальными примесями выступают различные представители группы платиноидов, железо, никель, медь.

С виду платина отличается серебристо-стальным цветом и приглушенным атласным блеском. В природных условиях она очень рассеяна и находится в форме зерен, крупиц и комков. Что же представляет собой эта представительница «королевских» металлов, какими свойствами покорила она цивилизованный мир?

Платина была известна еще до нашей эры. Но использовать ее в качестве самостоятельного материала начали в новую эпоху. Европейский научный мир познакомился с платиной не ранее середины 18 века. Именно тогда, после прибытия к берегам Европы, образец этого вещества был подвержен пристальному изучению.

Твердый тяжелый металл, похожий на серебро, характеризуется удивительной пластичностью и ковкостью. В разогретом состоянии его можно раскатать до толщины 0,0025 мм, а 1 г этого металла можно вытянуть в проволоку почти 2-километровой длины.

Температура плавления платины существенно отличается от остальных драгоценных металлов и составляет 1768,3°, кипения - 3825° по Цельсию. Подобная тугоплавкость нового металла сначала породила пренебрежительное отношение, следствием чего стала его низкая стоимость в сравнении с серебром.

Самым интересным и ценным свойством платины является ее химическая устойчивость. Она не поддается коррозии и не очень активна в химических реакциях. Полностью растворить металл способна лишь «царская водка» - смесь соляной и азотной кислоты в пропорции 3:1. Частично платину растворяет подогретая серная кислота и бром, но данный процесс происходит очень медленно. При нагревании этот металл приобретает большую активность, чем в обычном состоянии, и реагирует с серой, углеродом, теллуром, кремнием. Замечено, что платина вступает в реакцию с кислородом воздуха, образуя на поверхности пленку оксида, но процесс этот происходит очень медленно. Платина – отличный катализатор. Способность усиливать химические процессы делает ее незаменимой во многих отраслях промышленности.

Физическая и химическая стойкость платины сыграли роль в выборе металла для изготовления эталона длины. Это означало, что эталон сохранит свои свойства и не выйдет за пределы установленного размера даже через столетия.

Незаменимой характеристикой металла является его биологическая активность и «умение» благотворно воздействовать на здоровье человека. Платина не является аллергеном, она активно уничтожает свободные радикалы, представляющие угрозу для здоровых клеток организма. Этот металл – мощный антиоксидант, отличающийся большой длительностью воздействия. Наночастицы платины обладают способностью проникать в клетки, оказывая противовоспалительное и регенерирующее действие. Они также играют роль «транспортного средства» для доставки элементов, полезных организму.

Ценным свойством металла является стойкость к окислению при контакте с тканями человеческого тела, благодаря которым стало возможным производство и применение платиновых кардиостимуляторов.

Следует иметь в виду, что соединения платины с другими элементами обладают токсичностью. Ее соли вызывают интоксикацию организма и поражение внутренних органов.

2. Техническое черчение. Чтение чертежей и технической документации.

2.1. Основы черчения.

Вы уже знаете, что для изготовления любого изделия надо знать его устройство, форму и размеры деталей, материал, из которого они сделаны, способы соединения деталей между собой. Все эти сведения вы можете узнать из чертежа, эскиза или технического рисунка.



Чертеж — это условное изображение изделия, выполненное по определенным правилам с помощью чертежных инструментов.
На чертеже показывают несколько видов изделия. Виды выполняют, исходя из того, как наблюдают изделие: спереди, сверху или слева (сбоку).

Название изделия и деталей, а также сведения о количестве и материале деталей заносят в специальную таблицу — спецификацию.
Часто изделие изображают увеличенным или уменьшенным по сравнению с оригиналом. Но несмотря на это, размеры на чертеже проставляют действительные.
Число, которое показывает, во сколько раз уменьшены или увеличены действительные размеры, называют масштабом.
Масштаб не может быть произвольным. Например, для увеличения приняты масштабы 2:1, 4:1 и т. д., для уменьшения—1:2, 1:4 и т. д.
Например, если на чертеже сделана надпись «М 1:2», то это означает, что изображение в два раза меньше действительного, а если «М 4:1», то в четыре раза больше. 

 

На производстве часто применяется эскиз — изображение предмета, выполненное от руки по тем же правилам, что и чертеж, но без соблюдения точного масштаба. При составлении эскиза сохраняется соотношение между частями предмета.


Технический рисунок — наглядное изображение предмета, выполненное от руки теми же линиями, что и чертеж, с указанием размеров и материала, из которого изготовлено изделие. Его строят приближенно, на глаз, выдерживая соотношения между отдельными частями предмета.

Число видов на чертеже (эскизе) должно быть таким, чтобы давать полное представление о форме предмета.

Существуют определенные правила простановки размеров. Для прямоугольной детали размеры наносят так, как это показано на рисунке выше.
Размер(в миллиметрах) проставляют над размерной линией слева направо и снизу вверх. Наименование единиц измерения не указывают.
Толщину детали обозначают латинской буквой S; цифра, стоящая справа от этой буквы, показывает толщину детали в миллиметрах.
К определенным правилам относится и обозначение на чертеже диаметра отверстия – его обозначают символом Ø.
Радиусы окружностей обозначают латинской буквой R; цифра, стоящая справа от этой буквы, показывает радиус окружности в миллиметрах.
Контур детали на чертеже (эскизе) надо показывать сплошными толстыми основными линиями (линиями видимого контура); размерные линии — сплошными тонкими; линии невидимого контура — штриховыми; осевые— штрихпунктирными и т.д. В таблице приведены различные типы линий, применяемых в чертежах.

Прочитать чертеж, эскиз, технический рисунок — значит определить название изделия, масштаб и изображения видов, размеры изделия и отдельных деталей, их названия и количество, форму, местоположение, материал, вид соединения.

(см. Приложение 1)