|
|
презентация по материаловедению. Лекция №1 Требования к материалам. Основные машиностроительные м. Лекция 1 Требования к конструкционным материалам. Основные машиностроительные материалы. Содержание
Лекция №1 Требования к конструкционным материалам. Основные машиностроительные материалы. Содержание По завершению урока Вы будете знать: - Какие требования предъявляются к материалам технологических машин.
- О факторах которые нужно учитывать при выборе конструкционных материалов.
Требования к материалам технологических машин. . Ресурсосбережение в промышленности подразумевает повышение мощности выпускаемых машин, качества, надежности, экономичности, конкурентоспособности и производительности оборудования и других изделий машиностроения. - При этом предполагается уменьшение их габаритов, металлоёмкости, энергопотребления и снижение их себестоимости.
Для этого должен быть решен вопрос - о расширении и систематическом обновлении номенклатуры и ассортимента конструкционных материалов,
- внедрении высокоэффективных методов повышения их прочностных свойств;
- коррозионно- и износостойкости;
- об увеличении производства новых композитных конструкционных материалов;
- изделий на основе порошковой металлургии, порошков-сплавов, заменяющих черные и цветные металлы;
- широком применении малооперационной и безотходной технологии, а также прогрессивной технологии обработки, как электронно-лучевой, лазерной, электроэрозионной, плазменно-механической
Эксплуатационные требования к материалу определяются условиями работы детали в механизме. Для выполнения этих требований учитываются следующие свойства материала: - прочность – способность материала сопротивляться разрушению или появлению остаточных деформаций, характеризуется пределом прочности σu, пределом текучести σy, условным пределом текучести σ0,2, пределом выносливости σR, твердостью по Бринеллю НВ или Роквеллу HRCэ;
- износостойкость – способность материала сопротивляться износу, характеризуется твердостью НВ, HRCэ или допустимым удельным давлением qadm;
- жесткость – способность материала сопротивляться упругим деформациям, характеризуется при растяжении (сжатии) и изгибе модулем упругости Е, при кручении – модулем упругости G;
- упругость характеризуется пределом упругости σe и модулем упругости Е;
- антифрикционность характеризуется коэффициентом трения скольжения f;
- плотность;
- удельные характеристики – характеристики, приходящиеся на единицу массы;
- электропроводность, теплопроводность, коррозионная стойкость, жаропрочность и др.
При изготовлении деталей методами обработки давлением (штамповка, прессование и т.д.) учитывают - пластичность – свойство материала получать без разрушения значительные остаточные деформации;
- при изготовлении литьем учитывают легкоплавкость и жидкотекучесть – заполняемость без пустот узких полостей различных форм;
- при изготовлении методами механической обработки учитывают обрабатываемость резанием.
- К технологическим требованиям относят также термообрабатываемость – способность материала изменять механические свойства при термической (закалка, отпуск, отжиг) и термохимической (цементация, азотирование и т.д.) обработках и свариваемость – способность материала образовывать прочные соединения при сварке.
- Более веским экономическим требованием является себестоимость детали, которая включает как стоимость материала, так и производственные затраты на ее изготовление.
- Производственные затраты в значительной мере зависят от технологического процесса изготовления детали.
- Например, при массовом и крупносерийном производствах дешевле изготавливать детали штамповкой, прессованием, с помощью литья, а при единичном или мелкосерийном производстве эти технологии из-за большой стоимости оснастки (штампы, пресс-формы, литейные формы) очень дороги, здесь выгоднее применять детали, полученные с помощью механической обработки. Выбор технологии изготовления детали влияет и на выбор материала.
- Экономию на стоимости материалов можно получить как путем уменьшения количества потребного материала на машину, так и путем замены дорогостоящего материала более дешевым.
- Но не всегда дешевый материал оказывается выгоднее более дорогого. Например, чтобы изготовить небольшую шестерню из чугуна, необходимо сначала сделать модель, отформовать ее, залить чугуном и обточить полученную отливку; скорее, проще и дешевле будет отрезать диск нужной толщины от круглой стальной заготовки соответствующего диаметра и для получения шестерни обработать его на станке.
Основные конструкционные материалы Конструкционными называют материалы, обладающие прочностью и применяемые для изготовления конструкций, воспринимающих силовую нагрузку. Конструкционные материалы подразделяют на: металлические, неметаллические и композиционные. Материалы имеют решающее значение для качества и экономичности машин. Выбирая материал, необходимо учитывать следующие факторы: - 1) соответствие свойств материала основным требованиям надежности деталей в течение заданного срока службы;
- 2) весовые и габаритные требования к детали и машине в целом;
- 3) соответствие технологических свойствматериала конструктивной форме и намеченному способу обработки детали (штампуемость, обрабатываемость на станках и т.д.);
- 4) стоимость и дефицитность материала.
- Металлы подразделяют на черные металлы (сталь, чугун) и сплавы цветных металлов (на основе меди, алюминия, титана и др.).
- К неметаллическим материалам относятся пластмассы (текстолит, волокнит, лигнофоль), резина, кожа, графит, минералокерамические материалы, древесина и др.
- Черные металлы, подразделяемые на чугуны и стали, имеют наибольшее распространение. Это объясняется, прежде всего, их высокой прочностью и жесткостью, а также сравнительно невысокой стоимостью.
- Основные недостатки черных металлов - большая плотность и слабая коррозионная стойкость.
Критерии оценки материалов
| | | | |
Эксплуатационные требования
|
Производственные факторы
|
Экономические показатели
|
Механические свойства
|
Технологические свойства
|
1. прочность
2. Жёсткость
3. Износостойкость
4. Теплостойкость
5. Виброустойчивость
6. Устойчивость
7. Коррозионная стойкость
8. Жаростойкость
9. Хладостойкость
10. Теплопроводность
11.Электропроводность
12. Магнитная проницаемость
13. Долговечность
14. Надежность
|
1. Серийность изделия
2. Требуемая точность изготовления деталей и сборки узлов
3. Наличие оборудования для получения заготовок передовой технологией
4. Наличие режущего инструмента и металлообратывающего оборудования
5. Наличие химико-термических и упрочняющих установок
6. Наличие исследовательской базы
|
1. Доступность и стоимость материала
2. Затраты на проектирование
3. Затраты на изготовление
4. Эксплуатационные затраты
5. Затраты на ведение НИР
6. Затраты на разработку перспективных конструкций
7. Затраты на приобретение лицензии на
производство машин или наукоемкой технологии
|
1. Предел текучести
2. Предел прочности
3.Относительное удлинение
4. Модуль упругости
5. Модуль сдвига
6. Коэффициент Пуассона
7. Твёрдость НВ, НRC, HV.
8. Модуль объемной упругости
9. Удельная прочность
|
1.Обрабатываемость резанием
2. Жидко текучесть
3. Литейные усадки
4. Деформируемость (пластичность)
5. Упрочняемость
6. Свариваемость
7. Пластичность
8. Флокене-чувствительность
9. Отпускная хрупкость
| |
|
|
Скачать 62.84 Kb.