Матеріали в машинобудуванні

Матеріали, використовувані в машинобудуванні

У машинобудуванні будь-який виріб, обладнання, деталь з яких вони складаються, виготовляють з матеріалів, які відповідають технічним, екологічним, економічним, експлуатаційним та іншим вимогам, забезпечуючи при цьому виконання їх призначення. Такі матеріали називаються конструкційними.

Такі деталі безсумнівно повинні витримувати як зовнішнє, так і внутрішнє фізичний вплив (шумоізоляція, теплоізоляція, герметизація і т.п.).

Дані здібності матеріалів перевіряються при аналізі їх властивостей.

Існує досить широкий спектр конструкційних матеріалів, вибором найбільш підходящого для того чи іншого виробу матеріалу, який задовольняє всі вимоги і собівартість, займаються конструктори.

Метали і сплави

У машинобудуванні під металами може розумітися як хімічний елемент, так і його домішки, або сплави, які відрізняються рядом властивостей:

  • металевий блиск;
  • висока тепло- і електропровідність;
  • непрозорість.
  • Здатність піддаватися обробці в холодному і гарячому стані

Метали добре утворюють хімічні сполуки з неметалами (оксиди, нітриди, бориди і т.п.), а також з іншими металами (інтерметалліді). Машинобудівні підприємства активно використовують понад 60 видів металів, на їх основі понад 5000 сплавів.

Сплав – це твердий матеріал, утворений шляхом змішування двох і більше компонентів

Сплави можуть створюватися як при чистому фізичному процесі (плавка, розчинення, перемішування), так і хімічними впливами між елементами.

Сплави на основі металів називаються чорними, на основі інших елементів – кольоровими.

Легкі кольорові метали зроблені на основі алюмінію, магнію, титану та мають малу щільність, важкі ж, з високою щільністю виготовлені на основі олова, свинцю, міді.

Чавун

Один з найбільш поширених металів в машинобудуванні. Чавун підрозділяється на білий, сірий, ковкий, високоміцний.

Білий чавун використовується в основному для переробки в сталь, він виходить при швидкому охолодженні при заливки металу в форму. Має зменшена кількість кремнію або підвищений вміст магнію.

При боргом відпалі білого чавуну отримують ковкий чавун, він досить крихкий і застосовується при виробництві зубчастих коліс, ланок ланцюгів, хомути, муфти і т.п., так як не передбачає механічної дії.

Сірий чавун має підвищений вміст кремнію, і є основним матеріалом для виготовлення виливків. Згодом шляхом впливу на графіт в момент знаходження в рідкому стані, вдалося вивести модифікований чавун, який має підвищену міцність.

Сталь

Сталь найбільш поширений матеріал в машинобудуванні. Він володіє ковкістю, високою міцністю, в’язкістю, добре обробляється.

Стали поділяються на вуглецеві і леговані.

З стали виготовляються такі вироби як: прокат, Штампові болти, штирі, зварюються деталі, свердла, зубила, валу, зубчасті колеса і т.п.

Тверді сплави

Своє місце тверді сплави знайшли в гірничодобувній, металообробної та інших галузях промисловості. Ріжучі інструменти, виготовлені з твердих сплавів можуть працювати в кілька разів більше продуктивніше, ніж прості ріжучі сплави.

Одним з найміцніших, але досить молодих сплавів вважається титан. До того ж такі сплави вдвічі легше. Такі сплави застосовуються у виготовленні надзвукових літаків, так як титан здатний витримувати температури перевищують 500 градусів.

До того ж титан володіє корозійну стійкість, що не окислюючись в агресивному середовищі.

Алюміній і алюмінієві сплави

Алюмінієві сплави широко застосовуються при виробництві автомобілів, літаків, приладобудуванні, тракторної промисловості, багато галузей промисловості використовують алюміній на виробництві.

Алюміній найпоширеніший хімічний елемент після кисню. Відмінно піддається штампування, кування, і відпливу. До того ж він набагато легше чавуну і сталі. Володіє хорошою електропровідністю.

Інші метали

Мідь широко застосовується у виробництві струмопровідних деталей. Мідь важче сталі і чавуну. Володіє хорошою пластичністю.

Свинець поганий провідник тепла і струму. У промисловості застосовується при виробництві акумуляторів, кабелю і т.п. Він дуже м’який і пластичний. Часто використовується в поєднанні з іншими металами.

Цинк, свого роду важкий метал з сильним металевим блиском. Велика кількість цинку використовується для шинкування деталей. В основному цинк застосовується в сплавах. Так само цинк застосовують при виробництві білил.

Олово, досить м’який метал, широко застосовувана в побуті та промисловості, за рахунок стійкості до повітря, води, слабких кислот. Так само олово входить до складу припоїв, антифрикційних сплавів і бронз.

Бабіти – це сплав на основі міді, цинку і олова, алюмінію. В основному застосовуються для заливки підшипників в двигунах, турбін, насосів і т.п.

Бронза, розділяється на олов’яну бронзу і без олов’яну. Олов’яні бронзи мають високу антикорозійну, а також високими ливарними властивостями. Але широкого застосування вони не знайшли, так як олово досить дорогий і дефіцитний метал. Зате без олов’яні бронзи знайшли широке застосування в промисловості.

Неметалеві матеріали, що використовуються в машинобудуванні

Основою машинобудування служать метали, але також своє застосування знаходять і ряд неметалічних матеріалів. Практично всі вони погано передають тепло, міцні, легкі, а також на порядок дешевше металів.

Приклади неметалічних матеріалів:

  • скло органічне
  • Прес-матеріал, використовується для виготовлення різних деталей шляхом пресування.
  • Текстолит конструкційний
  • Гетінакс, застосовується для виготовлення підшипників, маховиків і тп.
  • Пароніт, служить для випуску прокладок між нерухомими металевими деталями
  • Пластини гумові і гумовотканинні
  • повсть технічний
  • Водостійкий, оббивний картон
  • тканина азбестова
ПОДІЛИТИСЯ: