|
Подр. Материалка. Наука, изучающия изменения свойств материалов как в твёрдом, так и в жидком состоянии в зависимости от некоторых факторов
Вопрос 1.
Наука, изучающия изменения свойств материалов как в твёрдом, так и в жидком состоянии в зависимости от некоторых факторов.
Сырье и основные материалы, вспомогательные материалы, отходы (возвратные материалы), инвентарь и хозяйственные принадлежности.
Вопрос 2.
Электротехническое материаловедение - это раздел материаловедения, который занимается материалами для электротехники и энергетики, т.е. материалами, обладающими специфическими свойствами, необходимыми для конструирования, производства и эксплуатации электротехнического оборудования.
обеспечение протекания тока, сохранение определенной формы при механических нагрузках, обеспечение изоляции, превращение электрической энергии в тепловую.
Вопрос 3.
Среди таких свойств необходимо назвать: цвет, удельный вес, теплопроводность, электропроводность, температуру плавления, способность расширяться при нагревании.
Химическая связь между атомами в металлическом кристалле, возникающая за счёт перекрытия их валентных электронов.
Вопрос 4.
Механические свойства определяют, как материал реагирует на приложенные силы. Это представляют такие показатели как прочность, пластичность, твёрдость и жёсткость. Они определяются путём проверок, например на статическое растяжение, и другими способами Тепловые свойства.
Вопрос 5.
Физические свойства характеризуют физическое состояние материала, а также его способность реагировать на внешние факторы, не влияющие на химический состав материала. К физическим свойствам материалов относят плотность, пористость, водопроницаемость, морозостойкость, влажность, теплопроводность, температуру размягчения, температуру вспышки, температуру стеклования, адгезию, газопроницаемость и другие.
Химические свойства характеризуют склонность материалов к взаимодействию с различными веществами и связаны со способностью материалов противостоять вредному действию этих веществ. Способность металлов и сплавов сопротивляться действию различных афессивных сред называется коррозионной стойкостью, а аналогичная способность неметаллических материалов — химической стойкостью.
Вопрос 6
Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным способам холодной и горячей обработки. К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся: литейные свойства; деформируемость; свариваемость; обрабатываемость режущим инструментом. Эти свойства позволяют производить формоизменяющую обработку и получать заготовки и детали машин.
Эксплуатационные свойства — это свойства, которые определяют долговечность и надежность работы изделий в процессе их эксплуатации. К ним относятся износостойкость, циклическая вязкость, жаропрочность, хладностойкость, антифрикционное™, прирабатываемое™ и др., которые определяются специальными испытаниями в зависимости от условий работы машин и механизмов.
Вопрос 7
Аморфные тела - это твёрдые тела, которые не имеют кристаллической структуры. К ним относятся – стёкла, смолы, пластмассы, пластилин, шоколад, клей, сургуч, эбонит.
Аморфные вещества в отличие от кристаллических имеют беспорядочное расположение частиц и не имеют постоянной температуры плавления. Их можно рассматривать как очень вязкие жидкости, т.к. с течением времени частицы вещества перемещаются друг относительно друга.
Изотропия - одинаковость физических свойств во всех направлениях, инвариантность, симметрия по отношению к выбору направления
Анизотропия - различие свойств среды в различных направлениях внутри этой среды
Вопрос 8
Типы кристаллических решеток - молекулярную, атомную, ионную и металлическую
Кристаллическую решетку характеризуют следующие основные параметры: период решетки, атомный радиус, энергия решетки, координационное число,
базис и коэффициент компактности решетки
Вопрос 9
Дефектами кристалла называют всякое устойчивое нарушение трансляционной симметрии кристалла — идеальной периодичности кристаллической решётки.
Вопрос 10
Кристаллизация металлов и сплавов - переход металла (сплава) из жидкого состояния в твердое.
Чем больше скорость охлаждения, тем больше степень переохлаждения. кристаллизация сопровождается выделением тепла, которое повышает температуру сплава до Ts, поддерживая ее до полного затвердевания металла.
Полиморфизм – способность вещества иметь различные типы кристаллических структур в твердом состоянии при различных температурах (или давлении).
Вопрос 11
Микроскопический анализ - исследование внутреннего строения металлов и сплавов с помощью оптических или электронных микроскопов при увеличениях от 100 до 1000 и более раз.
Вопрос 12
Твердость - свойство материала сопротивляться внедрению более твёрдого тела — индентора.
Основными исторически сложившимися определениями твердости являются методы: Бринелля (HB, HBW), Роквелла (HRA, HRB, HRC), Супер-Роквелла (HRN и HRT), Виккерса (HV), Микро-Виккерса (HV) и Шора (HА, НD, НОО и др.).
По Бринеллю определяют твердость относительно мягких материалов (чугунов, отожженной стали, цветных металлов и их сплавов). Условия проведения испытаний по Бринеллю устанавливает ГОСТ 9012—59
Вопрос 13
Деформации бывают упругими и пластическими. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия вызывающих её внешних сил, так что тело полностью восстанавливает форму и размеры. Пластическая деформация сохраняется (быть может, частично) после снятия внешней нагрузки, и тело уже не возвращается к прежним размерам и форме.
Упрочнение металла при пластической деформации называется наклепом. Наклеп является одним из важнейших способов изменения свойств, особенно для сплавов, не упрочняющихся термической обработкой, и для металлов, обладающих пластичностью.
Вопрос 14
Холодная пластическая деформация - это деформация при температурах < (0,2 . 0,25) Tпл1. Она вызывает резкое изменение структуры и свойств металла: 1. Изменяется форма зерен - зерна вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла.
Горя́чая деформа́ция — деформация кристаллического материала при температуре рекристаллизации или несколько выше. Горячая деформация характеризуется таким соотношением скоростей деформирования и рекристаллизации, при котором рекристаллизация успевает произойти во всём объёме заготовки.
Вопрос 15
При испытании на растяжение образец определенной формы и размеров из исследуемого. материала прочно закрепляется своими концами (головками) в захватах испытательной машины и подвергается непрерывному плавному деформированию до разрушения
Механические характеристики материалов - числовые значения, характеризующие прочность, жесткость, пластичность, упругость, вязкость и другие свойства. Они определяются экспериментально, на основе результатов испытаний образцов.
Вопрос 16
Испытание материалов на ударную вязкость основано на разрушении стандартного образца с концентратором (надрезом) посередине ударом на маятниковом копре. При испытании на удар оценивают работоспособность металла в сложных условиях нагружения и выявляют его склонность к хрупкому разрушению.
Вопрос 17
Металлические сплавы в жидком состоянии, как правило, однородны и представляют одну фазу. Фазой называют однородную часть неоднородной системы, отделенную от других ее частей поверхностями раздела.
Компоненты - элементы или химические соединения, образующие сплав: металлы и неметаллы; в зависимости от числа компонентов сплавы могут быть двойные, тройные и т. д.
Сплавы делятся на два вида: литые и порошковые. Литые сплавы получаются путем смешивания расплавленных компонентов. А порошковый метод получения сплавов подразумевает прессование порошков нескольких металлов и их последующее спекания при высоких температурах.
Вопрос 18
Реальная кривая охлаждения металла выглядит несколько иначе. Она отражает факт переохлаждения расплава и поэтому здесь горизонтальная площадка располагается при температурах ниже TS.
Образованию аморфного вещества при кристаллизации жидкости способствуют следующие факторы увеличение скорости охлаждения, понижение симметрии кристаллизующихся частиц, усложнение кристаллической структуры и повышение энергии связи между частицами, повышение вязкости жидкости.
Вопрос 20
Термической (или тепловой) обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры.
Отжиг – термическая обработка, заключающаяся в нагреве стали выше критической температуры. Задача отжига – получение более или менее равновесной структуры металла.
Закалка – нагрев стали выше температуры фазовых превращений с последующим охлаждением по определённому режиму для получения нужной структуры и повышения твердости и прочности.
Отпуск проводят с целью получения более высокой пластичности и снижения хрупкости материала при сохранении приемлемого уровня его прочности.
Вопрос 21
Химико-термическая обработка (ХТО) металлов и сплавов заключается в нагреве и выдержке их при высокой температуре в активных средах, в результате чего изменяются химический состав, структура и свойства поверхностных слоев металлов и сплавов.
Основными разновидностями химико-термической обработки являются: • цементация. • азотирование • нитроцементация или цианирование; • диффузионная металлизация.
Вопрос 22
Коррозия - cсамопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.
Различают 4 основных вида коррозии: электрохимическая коррозия, водородная, кислородная коррозия и химическая.
Вопрос 23
Можно выделить несколько основных способов защиты металлических изделий от коррозии:
легирование металлов
защитные покрытия (металлические, неметаллические)
электрохимическая защита
изменение свойств коррозионной среды
рациональное конструирование изделий
Вопрос 24
Конструкционные материалы – это материалы или сырьё, из которого изготавливают изделие (древесина, металл, ткань, кожа, стекло, резина, бумага, пластмасса, нетканые материалы и т.п.).
Вопрос 25
Железоуглеродистые сплавы — сталь и чугун. Наиболее широкое применение в современном машиностроении имеют железоуглеродистые сплавы — сталь и чугун.
Сферы применения:
Сборка промышленного оборудования, машин, кораблей, самолетов, разных механизмов
Изготовление инструментов для обработки дерева, металла, бетона, пластика
Сборка металлоконструкций
Вопрос 26
Чугун - сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода - не менее 2,14%, а сплавы с содержанием углерода менее 2,14% называются сталью. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость.
Чугун производят путем проведения в доменной печи химических реакций железных и марганцевых руд с восстановителями – окисью углерода и атомарным углеродом.
Для производства большинства видов чугуна применяют литье, но и в ковке этот материал очень пластичен. Таким способом делают ограждения, декор для интерьера, например, каминные решетки, флюгеры, кованые калитки и ворота.
Вопрос 27
В зависимости от состава и структуры металлической основы выделяют перлитные, ферритные, перлитно-ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные чугуны.
В обозначении марок чугуна буквы означают: Ч - чугун; легирующие элементы: Х - хром, С - кремний, Г - марганец, Н - никель, Д - медь, М - молибден, Т - титан, П - фосфор, Ю - алюминий; буква Ш указывает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму. ( ЧХСГНДМТПЮШ )
Больше всего чугун используется в тяжелой промышленности, металлургии, станкостроении и машиностроении. Объемы его использования в этих отраслях огромнейшие, от очень маленьких изделий, до просто громадных и тяжелых.
Вопрос 28
Сталь - сплав железа с углеродом, содержащий не менее 45% железа и в котором содержание углерода находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 %, причём содержанию от 0,6% до 2,14% соответствует высокоуглеродистая сталь.
Процессы производства стали делятся на два основных способа, а именно: конвертерный процесс, в котором расплавленный передельный чугун в конвертере рафинируют от примесей, продувая его кислородом, и подовый процесс, для осуществления которого используются мартеновские или электрические печи.
Важно отметить, что кислородно-конвертерный способ производства стали имеет ряд особенностей, связанных с технологическими тонкостями, в процессе всего производства. Значительные затраты на конвертерное производство оправдывают окупаемость во время эксплуатации любых изделий, особенно из стали, выплавленной таким путем.
Вопрос 29
Классификация сталей по химическому составу - углеродистые и легированные
По качеству стали классифицируют на:
Обыкновенного качества (содержат до 0,06% серы и 0,07% фосфора)
Качественные (содержат до 0,035% серы и 0,035% фосфора)
Высококачественные (содержат не более 0,025% серы и 0,025% фосфора)
Особо высококачественные (содержат не более 0,015% серы и 0,025% фосфора)
Стали используют для производства деталей машин и приборов, предназначенных для работы с ударными и переменными нагрузками в условиях повышенной изнашиваемости.
Процессы производства стали делятся на два основных способа, а именно: конвертерный процесс, в котором расплавленный передельный чугун в конвертере рафинируют от примесей, продувая его кислородом, и подовый процесс, для осуществления которого используются мартеновские или электрические печи.
Вопрос 30
Углеродистые стали – сплавы железа с углеродом, который добавляет материалу жесткость. Углеродистая конструкционная сталь имеет повышенную прочность и твердость.
В обозначение марки стали цифры означают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Углеродистая качественная конструкционная сталь подразделяется на:
машиностроительную - 08, 10,20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58,60;
автоматную -А12, А20, А30;
котельную - 20К.
Вопрос 31
Леги́рованная сталь — сталь, содержащая кроме железа и углерода (углеродистая сталь) другие специально вводимые в её состав элементы. Целью введения добавок может быть увеличение механических свойств (прочность, пластичность, ударная вязкость, прокаливаемость), химическая или тепловая стойкость (нержавеющие и котловые, быстрорежущие стали), магнитные качества.
Марки стали: 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 38ХА, 40Х, 45Х, 50Г, 12ХН, 20ХН, 40ХН, 14ХГН, 19ХГН, 20ХГНМ, 30ХМ.
Вопрос 32
Инструментальная сталь-это любая из различных углеродистых и легированных сталей, которые особенно хорошо подходят для изготовления инструментов и оснастки, включая режущие инструменты, штампы, ручные инструменты, ножи и другие.
Инструментальные стали используются для резки, прессования, экструзии и чеканки металлов и других материалов. Их использование в оснастке имеет важное значение; например, литьевые формы требуют инструментальных сталей для их стойкости к истиранию - важный критерий долговечности пресс-формы, который позволяет выполнять сотни тысяч операций формования в течение всего срока ее службы.
Марки - У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У7А; У8А; У8ГА; У9А; У10А; У11А; У12А.
Вопрос 33
Коррозионностойкая сталь – это сталь, стойкая по отношению к коррозии. Такое свойство приобретает железосодержащий металл, когда к основному химическому элементу – Fe добавляют хром в значительном количестве.
Вопрос 34
Жаросто́йкая сталь — сталь, обладающая стойкостью против коррозионного разрушения поверхности в газовых средах при температурах свыше 550 °C, работающая в ненагруженном или слабонагруженном состоянии. Марки - 13Х11Н2В2МФ, 15Х11МФ, 20Х13, 20Х12ВНМФ. Жаростойкие марки стали используют в основном при изготовлении слабонагружаемых конструкций, эксплуатируемых в условиях постоянного воздействия высоких температур и газовых окислительных сред.
Жаропро́чная сталь — это вид стали, который используется в условиях высоких температур (от 0,3 части от температуры плавления) в течение определённого времени, а также в условиях сложнонапряжённого состояния. При температурах до 600°С применяют термин «теплоустойчивый». Марки - 20Х23Н18 (она же Х23Н18 или ЭИ417). Жаропрочные стали и сплавы предназначены для применения при условии воздействия высокой температуры или агрессивной окружающей среды. Жаропрочные стали применяют для изготовления:
Корпусных деталей, которые будут подвержены нагреву.
Деталей конструкции двигателей внутреннего сгорания.
Деталей и элементов, которые могут контактировать с различной агрессивной средой: жидкость, химикаты и так далее.
Вопрос 35
Бронза — с оловом или другими элементами: Алюминиевая бронза; Бериллиевая бронза; Висмутовая бронза; Мышьяковистая бронза; Оловянная бронза; Фосфорная бронза; Латунь — с цинком; Латон, латоне, латтен (latten) — сплав жёлтого цвета наподобие латуни или бронзы.
Вопрос 36
Латунь - двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим компонентом является цинк, иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов. По металлургической классификации к бронзам не относится.
Латуни, полученные разными способами, бывают двух видов:
Деформируемые. Проволока, лента, труба, лист.
Литейные. Подшипники, начинка приборов, арматура.
Латунь по-прежнему широко используется в тех областях применения, где требуется коррозионная стойкость и низкое трение, таких как замки, петли, шестерни, подшипники, гильзы боеприпасов, молнии, сантехника, шланговые муфты, клапаны, электрические вилки и розетки. Он широко используется для музыкальных инструментов, таких как рожки и колокольчики, а также используется в качестве заменителя меди при изготовлении бижутерии, модных украшений и других искусственных украшений.
Латунь - сплав меди с цинком (от 5 до 45%). Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), с содержанием 20–36% Zn – желтой. На практике редко используют латуни, в которых концентрация цинка превышает 45%.
Вопрос 37
Бронза — сплав меди, обычно с оловом в качестве основного компонента, но к бронзам также относят медные сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами, за исключением цинка (это латунь), никеля, цинка и никеля
Выделяют два вида бронз: Оловянные. Количество компонентов сплава – два и больше, но доминирует олово (уступая лишь меди). Безоловянные. Прочие: свинцовая, алюминиевая, кремниевая, бериллиевая, другие.
Бронза используется в современном машиностроении, ракетной технике, авиации, судостроении и других отраслях промышленности.
Марку бронз составляют из букв «Бр», характеризующих тип сплава (бронза), букв, указывающих перечень легирующих элементов в нисходящем порядке их содержания, и цифр, соответствующих их усредненному количеству в процентах. Например: маркой Бр. ОЦС4-4-2,5 обозначают бронзу, содержащую 4% олова, 4% цинка, 2.5% свинца и 89,5% меди (100-(4+4+2.5)=89,5% ).
Вопрос 38
Алюминий — серебристо-белый легкий парамагнитный металл.
Для производства алюминия используют бокситы — это горная порода, которая содержит гидраты оксида алюминия. Мировые запасы бокситов почти не ограничены и несоизмеримы с динамикой спроса.
Наиболее распространенные элементы в составе алюминиевых сплавов — медь, марганец, магний, цинк и кремний. Реже встречаются сплавы с титаном, бериллием, цирконием и литием. Алюминиевые сплавы условно разделяют на две группы: литейные и деформируемые.
Марки алюминиевых сплавов :
А — технический алюминий;
Д — дюралюминий;
АК — алюминиевый сплав, ковкий;
АВ — авиаль;
В — высокопрочный алюминиевый сплав;
АЛ — литейный алюминиевый сплав;
АМг — алюминиево-магниевый сплав;
АМц — алюминиево-марганцевый сплав;
САП — спеченные алюминиевые порошки;
САС — спеченные алюминиевые сплавы.
Вопрос 39
Магний является химически активным металлом: образующаяся на воздухе оксидная пленка МдО в силу более высокой плотности, чем у самого магния, растрескивается и не имеет защитных свойств; порошок и стружка магния легко воспламеняются; горячий и расплавленный магний при контакте с водой происходит взрыв.
Магниевые сплавы представляют собой смеси магния (самого легкого конструкционного металла) с другими металлами (называемыми сплавами), часто алюминием, цинком, марганцем, кремнием, медью, редкоземельными металлами и цирконием.
Зачастую магниевые сплавы используют для создания деталей автомобильных колес, а также самолетов. Это связано с тем, что такой материал способен противостоять ударным нагрузкам. Помимо этого, он эффективно поглощает энергию и имеет низкую упругость.
Магний применяют при производстве электрических батарей, так как этот элемент обладает высоким разрядным напряжением. Оксид магния применяют при производстве металлургических печей. Магний применяется в оптических целях.
Магний - химический символ — Mg
Магниевые сплавы марки :
литейные — МЛ1 – МЛ20;
деформируемые — МА1 – МА19;
жаропрочные магниевые сплавы ВМЛ1 – ВМЛ2.
Вопрос 40
Материалы с наибольшей удельной прочностью обычно представляют собой волокна, такие как углеродное волокно, стекловолокно и различные полимеры, и они часто используются для изготовления композиционных материалов
Широко используются в аэрокосмической и других областях применения, где экономия веса стоит более высокой стоимости материала.
Вопрос 41
Титан – твердый металл: он в 12 раз твёрже алюминия, в 4 раза — железа и меди. Титан химически стоек. На поверхности титана легко образуется стойкая оксидная пленка TiO2, вследствие чего он обладает высокой сопротивляемостью коррозии в пресной и морской воде и в некоторых кислотах, устойчив против коррозии под напряжением.
Значительное влияние на механические свойства титана оказывают примеси кислорода, водорода, углерода и азота, которые образуют с титаном твердые растворы внедрения и промежуточные фазы: оксиды, гидриды, карбиды и нитриды, повышая его характеристики прочности при одновременном снижении пластичности.
Вопрос 42
Многокомпонентный материал, изготовленный из двух или более компонентов с существенно различными физическими и/или химическими свойствами, которые, в сочетании, приводят к появлению нового материала с характеристиками, отличными от характеристик отдельных компонентов и не являющимися простой их суперпозицией.
Разработано множество процессов и методов, основными из которых являются каландрование, отливка, прямое прессование, литьё под давлением, экструзия, пневмоформование, термоформование, вспенивание, армирование, формование из расплава и твёрдофазное формование.
Композиционные материалы используются во всех областях науки, техники, промышленности, в т.ч. в жилищном, промышленном и специ-альном строительстве, общем и специальном машиностроении, металлур-гии, химической промышленности, энергетике, электронике, бытовой тех-нике, производстве одежды и обуви, медицине, спорте, искусствах и т.д.
Вопрос 43
Твердые сплавы - твёрдые и износостойкие металлокерамические и металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900-1150 °C. В основном изготавливаются из твёрдых и тугоплавких материалов на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, хрома, связанных кобальтовой или никелевой металлической связкой, при различном содержании кобальта или никеля.
Области применение - для обработки материалов резанием, для оснащения горного инструмента, быстроизнашивающихся деталей машин, узлов штампов, инструмента для волочения, калибровки, прессования и так далее.
Марки - вольфрамовые — ВК2, ВК3, ВК3М, ВК4В, ВК6М, ВК6, ВК6В, ВК8, ВК8В, ВК10, ВК15, ВК20, ВК25; титано-вольфрамовые — Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В; титано-тантало-вольфрамовые — ТТ7К12, ТТ10К8Б.
Вопрос 44
К конструкционным материалам органического происхождения относятся материалы на основе каучука, полимерные соединения, графит и его производные и т.п. К неорганическим: керамика, горные породы, силикатные материалы.
Вопрос 45
В неорганических конструкционных материалах устойчивость к химическому воздействию сильно зависит от минералогического и химического состава. Типа структуры, пористости.
Примерами неорганических материалов являются графит, стекло, керамика, оксиды металлов и неметаллов
Стекло
Вопрос 46
Классификация стекол по химическому составу. 1 Элементные или элементарные (одноатомные). 2 Оксидные 3 Галогенидные 4 Халькогенидные 5 Металличекие 6 Стекла на основе кислородных солей 7 Смешанные стекла
В применении стекла нуждается строительство, оптическая промышленность, оно нужно для медицины, машиностроения, приборостроения, дизайна интерьера, архитектуры, электротехники, быта.
Вопрос 47
Керамика-это процесс и продукты формирования сосудов и других предметов из глины и других керамических материалов, которые обжигаются при высоких температурах, чтобы придать им твердую, прочную форму.
К керамикам относятся неорганические поликристаллические материалы, полу-чаемые из сформованных минеральных масс (глины и их смеси с минеральными добавками) в процессе высокотемпературного (1200–2500 °С) спекания.
В настоящее время керамика применяется как материал в промышленности (машиностроение, приборостроение, авиационная промышленность и др.), строительстве, искусстве, широко используется в медицине, науке.
Вопрос 48
Графит - минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Структура слоистая. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, образуя целый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии, до тригональной.
Вопрос 49
Пластмассы (пластические массы), или пластики — материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.
Вопрос 50
По магнитным свойствам материалы подразделяются на слабомагнитные (диамагнетики и парамагнетики) и сильномагнитные (ферромагнетики и ферримагнетики). По способности к намагничиванию они бывают магнитомягкие и магнитотвердые материалы.
Вопрос 51
Магнитомягкие материалы - материалы, обладающие свойствами ферромагнетика или ферримагнетика, причём их коэрцитивная сила по индукции составляет не более 4 кА/м.
Список марок. 34НКМ, 34НКМП 35НКХСП 40Н 40НКМ, 40НКМП 45Н 47НК 50Н, 50НП 50НХС 64Н (65Н) 68НМ, 68НМП 76НХД 77НМД, 77НМДП 79НМ, 79НМП 79Н3М 80НХС 36КНМ 83НФ 81НМА 27КХ 49К2Ф 49КФ 49К2ФА 16Х.
Магнитомягкие материалы используются в основном в качестве различных магнитопроводов: сердечников дросселей, трансформаторов, электромагнитов, магнитных систем электроизмерительных приборов и т.п. Применяются для получения больших значений магнитного потока.
Вопрос 52
Магнитотвердые материалы (МТМ) — это сплавы на основе системы Fe-Cr-Co обладают коэрцитивной силой свыше 7960 амперметр (100 эрстед). Данные материалы имеют высокую остаточную намагниченность, и их основное назначение — это получение постоянных магнитов. Постоянные магниты, так же, как и обычные электромагниты, используют для получения
Магнито-твердые материалы имеют три основных направления промышленного применения: производство постоянных магнитов; изготовление активных частей роторов гистерезисных электродвигателей; создание элементов памяти систем управления, автоматизации и связи, носителей магнитной записи информации.
Вопрос 53
К прецизионным сплавам относятся высоколегированные сплавы с заданными физическими и физико-механическими свойствами, требующие узких пределов массовых долей элементов в химическом составе, специальной технологии выплавки и специальной обработки.
Инвары и ковары– сплавы с заданными коэффициентами линейного расширения. Во многих отраслях техники требуются сплавы, позволяющие сохранять постоянные размеры изделий в определенном интервале температур. Это может быть достигнуто, если температурный коэффициент линейного расширения сплава практически равен нулю.
Вопрос 54
Химическая коррозия. Конструкционные металлические материалы в процессе обработки и эксплуатации при нагреве в коррозионно-активных средах подвергаются химической коррозии и разрушению. Она развивается в сухих газах или в жидких неэлектролитах. В большинстве случаев это кислородосодержащие газы: сухой воздух, сухой водяной пар, чистый кислород. При химической коррозии поверхность металла окисляется.
Жаростойкость металлов. Жаростойкость одного и того же металла зависит от многих внешних и внутренних факторов. К первым относят температуру, состав газовой среды, скорость её движения, парциальное давление окислителя. Повышение температуры и скорости движения газовой фазы увеличивает скорость окисления.
Вопрос 55
Электротехническими называют материалы, обладающие особыми свойствами по отношению к электромагнитному полю. К ним относятся: проводники, диэлектрики, полупроводники и магнитные материалы.
Вопрос 56
По электрическим свойствам все материалы можно разделить на диэлектрики, проводники и полупроводники. Главной количественной характеристикой этих материалов является удельное сопротивление (проводимость).
Вопрос 57
Электрические характеристики позволяют оценить свойства материалов при воздействии на него электрического поля. Основное свойство электротехнических материалов по отношению к электрическому полю – электропроводность.
Вопрос 58
К тепловым характеристикам диэлектриков относятся: температура плавления, температура размягчения, температура каплепадения, температура вспышки паров, теплостойкость пластмасс, термоэластичность (теплостойкость) лаков, нагревостойкость, морозостойкость, тропикостойкость.
Вопрос 59
Вязкость, Водопоглощение, Тропическая стойкость, Растворимость, Химическая стойкость, Светостойкость, Радиационная стойкость.
Вопрос 60
Проводниковые материалы различают по агрегатному состоянию:– газы и пары; – жидкие проводники; – твёрдые проводники. Все газы и пары, в том числе и пары металлов, при низких напряжённостях электрического поля не являются проводниками.
Вопрос 62
Высокое удельное сопротивление
Высокая механическая прочность
Технологичность – то есть способность к сварке, пайке, высокая пластичность.
Высокая коррозионная стойкость.
Низкая стоимость.
Низкое значение термо- Э.Д.С. в паре с медью.
Малый температурный коэффициент сопротивления
Вопрос 63
В зависимости от удельного электрического сопротивления и применения проводниковые материалы подразделяют на следующие группы: 1) металлы и сплавы высокой проводимости, 2) припои, 3) сверхпроводники, 4) контактные материалы, 5) сплавы с повышенным электросопротивлением.
Вопрос 64
К материалам высокой проводимости относятся: медь, сплавы меди, алюминий и его сплавы, цинк, олово, благородные металлы (серебро, золото и др.).
К материалам высокой проводимости предъявляют следующие требования: минимальное удельное сопротивление– ρ; достаточно высокие механические свойства; способность легко обрабатываться; способность давать контакты с малым переходным сопротивлением при пайке, сварке и других методах соединения; коррозионная стойкость.
В качестве проводникового материала используется медь марок М1 и М0. В марке М1 содержится 99.9% чистой меди, а в общем количестве примесей кислород составляет до 0.08%. Лучшими механическими свойствами обладает вторая марка, в которой содержится 99.95% меди, а в составе примесей имеется до 0.02% кислорода. Лучшая бескислородная медь содержит 99.97% чистого вещества, а вакуумная (выплавленная в вакуумных индукционных печах) — 99.99%.
Вопрос 65
Припой — материал, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы.
Припои должны отвечать следующим требованиям:
обладать высокой растекаемостью и смачивающей способностью;
интенсивно проникать в зазор между деталями;
обеспечивать прочную связь металлов в зоне спая при статических и знакопеременных нагрузках;
иметь высокую коррозионную стойкость.
Марки :
ПОС61 — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, остальное — свинец;
ПОССу61-0,5 — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, сурьмы — 0,5 %, остальное — свинец;
ПОС61М — припой оловянно-свинцовый, олова — 61 %, остальное — свинец и добавка меди;
ПСр3И — припой серебряно-индиевый, серебра — 3 %, остальное — индий;
ПСр3Кд — серебряно-кадмиевый, серебра — 3 %, остальное — кадмий.
Вопрос 66
Разрывные контакты - периодически замыкают и размыкают электрические цепи, поэтому они работают в наиболее тяжёлых условиях. В процессе работы этих контактов возникает искра и электрическая дуга, что приводит к их коррозии (окислению) и эрозионному износу.
Разрывные контакты обычно изготовля ются из меди или латуни. Под действием дуги происходит оплавление металла медных и латунных контактов.
Требования к разрывным контактам:
устойчивость против коррозии, для чего необходим высокий электродный потенциал, малое химическое сродство к компонентам среды, низкая прочность оксидных пленок;
высокая дугостойкость, стойкость к свариванию и электрической эрозии, что обеспечивается высокой температурой плавления, высокой твердостью и износостойкостью.
Вопрос 67
Скользящие контакты - поверхность соприкосновения проводящих электрический ток материалов, обладающая электропроводностью, или приспособление, обеспечивающее такое соприкосновение.
Основное назначение электрического скользящего контакта состоит в том, чтобы обеспечивать возможность прохождения тока между взаимоперемещающимися частями электрических машин, приборов и аппаратов.
Основное требование к ним - стойкость к истирающим нагрузкам при сухом трении.
Марки : ПдСрМ36-4; ПдСрН13-2-11,8, где цифры означают содержание в % 2-го и 3-го элементов.
Вопрос 68
Неподвижные контакты — зажимы, болтовые и винтовые соединения, скрутки, паяные и сваренные контакты. Качество зажимных контактов определяется их переходным сопротивлением, возникающим в местах непосредственного контакта.
Электрические контакты бывают неподвижные и подвижные. Неподвижные контакты — разного рода разъемные и неразъемные, предназначены для длительного соединения проводников. Разъемные контакты осуществляются зажимами, болтами, винтами и т. п., неразъемные — пайкой, сваркой или клепкой.
Вопрос 69
Прецизионные сплавы с высоким электрическим сопротивлением - материалы, имеющие большие значения электросопротивления и заданные значения температурного коэффициента электросопротивления
применяются в качестве нагревателей электрических печей, резистивных элементов (элементов сопротивления), термометров сопротивления.
Марка сплава. Ni. Мn. Сu. Р Ом.мм2/м. t раб. °С. МНМц-3-12 (манганин). 2,5-3,5.
Вопрос 70
Полупроводниковые материалы — вещества с чётко выраженными свойствами полупроводника. Удельная электрическая проводимость σ при 300 К составляет 10 −4 - 10 10 Ом −1 ·см −1 и увеличивается с ростом температуры.
Полупроводниковые материалы по структуре делятся на кристаллические, твёрдые, аморфные и жидкие.
Полупроводники имеют широкое применение в промышленности, в аналоговой и цифровой электронике. Особенно активно их используют в электронных приложениях для изготовления транзисторов, интегральных схем, тиристоров, симисторов, лазеров, датчиков давления и диодов. Они также играют роль аксессуаров для оптических датчиков и силовых устройств систем передачи электроэнергии.
Вопрос 71
Диэлектрик - вещество, относительно плохо проводящее электрический ток. Электрические свойства диэлектриков определяются их способностью к поляризации во внешнем электрическом поле.
В диэлектриках основной тип связи — ионный, но важен также вклад ковалентной и отчасти металлической связей. Изменение доли разных типов связи резко изменяет свойства этих материалов.
Электрическая прочность — также диэлектрическая прочность — характеристика диэлектрика, минимальная напряжённость электрического поля, при которой наступает электрический пробой.
Пробой может быть полным, если проводящий канал проходит от одного электрода к другому и замыкает их, неполным, если проводящий канал не достигает хотя бы одного из электродов, и частичным, если пробивается лишь газовое или жидкое включение твердого диэлектрика.
Различают следующие виды связей:
ионная: связь между разноименными + и – ионами. И состоит из взаимодействия + заряженных катионов и – заряженных анионов
ковалентная: полярная- между разноименными атомами; неполярная- между одноименными
металлическая: наблюдается у проводниковых материалов и состоит в обобществлении валентных электронов, пренадлежащих атомов
молекулярная: объединяет атомы
Требования, предъявляемые к диэлектрикам:
Высокая механическая прочность.
Высокая электрическая прочность
Низкая гигроскопичность, постоянство свойств при действии различных метеорологических факторов.
Высокая трекингостойкостью
Высокая технологичность изготовления.
Вопрос 72
Литейное производство — отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных деталей и заготовок путём заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию требуемой детали.
Отливки изготавливаются с использованием следующих нескольких способов: Центробежное литьё. Литьё под давлением. В кокиль. В формы со специальными оболочками. По выплавляемым моделям. В песчаные формы. Есть так называемые специальные способы литья: Композиционное. С использованием магнитных полей. Суспензионное. Электрошлаковое центробежное. О литье в песчаных формах.
Вопрос 73
Обработка металлов давлением - технологический процесс получения заготовок или деталей в результате деформации металла при помощи силового воздействия инструмента
Продукцией прокатного производства являются полосы, листы, трубы, прутки различного профиля (круглого, квадратного, прямоугольного, шестигранного, углового, двутаврового, швеллерного, таврового и др.), железнодорожные и трамвайные рельсы, колеса, шары, кольца и др.
Холодная штамповка - методика пластической обработки металлов с использованием давления. Квалифицированное применение способа позволяет производить изделия необходимой конфигурации, размеров с помощью специальных форм (штампы). |
|
|
Скачать 48.6 Kb.