Материаловедение

 Например, сталь марки ЗХ2В8Ф содержит, %: 0,3-0,4 С; 2,2-2,7 Сг; 7,5-8,5 W; 0,2-0,5 V; сталь марки 5ХНМ - 0,5-0,5 С; 0,5-0,8 Сг; 1,4-1,8№; 0,19-0,30 Мо; сталь марки ХВГ -0,90-1,05 С; 0,9-1,2 Сг; 1,2-

 1.6 W; 0,8-1,1 Мп.

 Для некоторых групп сталей принимают  дополнительные обозначения. Марки автоматных сталей начинаются с буквы А, подшипниковых — с буквы Ш, быстрорежущих — с буквы Р, электротехнических — с буквы Э, магнитотвердых — с буквы Е.

 При маркировке электротехнических сталей (1211,1313,2211 и т. д.) первая цифра обозначает класс по структурному состоянию  и виду прокатки, вторая — содержание кремния, третья — потери на гистерезис, четвертая — группу по основной нормируемой характеристике. Вместе три первые цифры указывают тип стали, а четвертая — порядковый номер этого типа стали.

 Марки стали для строительных конструкций  обозначают, например С235, С245, С255, С345, С590К и так далее, где буква С показывает, что сталь строительная, цифры — предел текучести проката, а буква К —  количеству легирующих элементов и по назначению. 
 

5. Классификация пластмасс в зависимости от реакции получения полимеров и от их физико-химических свойств. 

 Пластмассы  — это синтетические материалы, получаемые из органических и элементоорганических полимеров. Свойства пластмасс определяются свойствами полимеров, составляющих их основу.

  Пластмассы  состоят из нескольких компонентов  — связующей вещества, наполнителя, пластификатора и др. Обязательным компонентом является связующее вещество. Такие простые пластмассы, как ном и этилен, состоят только из связующего вещества.

  Наполнителями служат твердые материалы органическом и неорганического происхождения. Они придают пластмассам прочность, твердость, теплостойкость, а также некоторые специальные свойства, например антифрикционные или, наоборот, фрикционные. Кроме нители снимают усадку при прессовании. Свойства пластмасс можно менять путем использования различных наполнителей. Пластификаторы представляют собой низкомолекулярные  жидкости с низкой температурой замерзания. Растворяясь в по--ре, пластификаторы повышают его способность к пластической деформации. Они снижают жесткость пластмасс и температуру хрупкости, ественных пластификаторов применяют сложные эфиры, низкомолекулярныеные полимеры и др. В условиях эксплуатации пластификаторы дол-оставаться стабильными. Их наличие улучшает морозостойкость и износостойкость пластмасс. Стабилизаторы вводят в пластмассы для повышения долговечное-Светостабилизаторы предотвращают фотоокисление, а антиокисли-I — термоокисление. Отвердители изменяют структуру полимеров, влияя на свойства пластмасс. Чаще всего используют отвердители, ускоряющие полимерию. К ним относятся оксиды некоторых металлов, уротропин и др. Специальные химические добавки вводят с различными целями, на-ер сильные органические яды-фунгициды — для предохранения пластмасс от плесени и поедания насекомыми в условиях тропиков. Смазывающие вещества (стеарин, олеиновую кислоту) применяют предотвращения прилипания пластмассы к оборудованию при производстве и эксплуатации изделий. Красители и пигменты придают пластмассам желаемую окраску. Для пластмасс характерны следующие свойства:

  1. Малая плотность (обычно 1,0-1,8 г/см³, в некоторых случаях до 2-0,04 г/см³).

   2.Высокая коррозионная стойкость. Пластмассы не подвержены электрохимической коррозии, на них не действуют слабые кислоты и щелочи.

Есть  пластмассы, стойкие к действию концентрированных  кислот и очей. Большинство пластмасс  разрешено к применению в контакте со  средами.

      3.Высокие диэлектрические свойства.

      4.Хорошая окрашиваемость в любые цвета. Некоторые пластмассы 
не уступают по своим оптическим свойствам стеклам.

       5.Механические свойства широкого диапазона. В зависимости от при- 
I выбранных полимеров и наполнителей пластмассы могут быть твердыми и прочными или же гибкими и упругими. Ряд пластиков по своей анической прочности превосходит чугун и бронзу.

      6.Антифрикционные свойства. Пластмассы могут использованы  вместо антифрикционных сплавов — оловянистых бронз, баббитов и др. Например, полиамидные подшипники скольжения длительное время работают без смазки.

     7.Высокие теплоизоляционные свойства. Большинство пластмасс плохо проводит теплоту, а теплопроводность таких теплоизоляторов, к; 11. пено- и поропласты, почти в 10 раз меньше теплопроводности обычны \ пластмасс.

   8.Хорошие технологические свойства.

   Недостатками  пластмасс являются: старение (постепенное  разрушение химических связей в главных цепях макромолекул), малая терки> стойкость, релаксация, нестойкость к большим статическим и динамическим нагрузкам. При длительной работе под нагрузкой пластмассы склонны к ползучести. Поэтому для них понятия предела текучести,  дела прочности, обычно используемые при расчетах, весьма условны.

   Большинство пластмасс имеют теплостойкость до 100-120 °С, лишы к • которые виды пластмасс применяют при температурах 300-400 °С. Пластмассы могут работать при умеренно низких температурах (до -70 °С). а и отдельных случаях — при сверхнизких температурах (до -269 °С).

   По  характеру связующего вещества пластмассы подразделяются на термопластичные (термопласты), получаемые на основе термопластичных полимеров, и термореактивные (реактопласты) — на основе терм< > реактивных неразмягчающихся полимеров. В таблице приведены данные о запасах прочности пластмасс. 

Запасы  прочности пластмасс 

    К, - 1 при точном учете условий  работы; К, = 1,4-1,65 при недоем точно  точном учете; К = 1,0-2,2 при учете влияния надрезов и других сложны -концентраторов; К.₍ - 1 для мелких и простых деталей; К₃ - 1,15 для крупных и сложных деталей.

    Проектирование изделий из пластмасс необходимо обеспечить условия, чтобы направление действия нагрузки совпадало с давлением волокон наполнителя и ориентацией макромолекул. Не следует изготавливать из пластмасс детали, подвергающиеся полным нагрузкам. Детали из этих материалов лучше работают в условиях кратковременного нагружения.

   На конкретном выборе пластмасс необходимо учитывать темперами интервал эксплуатации и возможность влияния режима нагружения на технические характеристики материала. Кроме того, не следует изменять пластмассы при необходимости сохранения точных ров детали в процессе эксплуатации. 

   Термопластичные пластмассы (термопласты).

   Широко  применяются термопластичные пластмассы на основе поена, полипропилена, фторопластов, полистирола, поливинилхло-, полиамидов и других полимеров.

   Полиэтилен  имеет линейное строение макромолекул [-СНз-СН-] и является продуктом полимеризации этилена. По структуре относится сталлическим полимерам. Свойства полиэтилена зависят от условий полимеризации. В процессе полимеризации при температуре 200-С и давлении (1-3,5)10''МПа получают полиэтилен высокого дав-», имеющий низкую плотность — 0,918-0,930 г/см³. Его называют 'пленом высокого давления, или полиэтиленом низкой плотности. Полимеризации полиэтилена при температуре около 80 °С и давлении ниже 200 МПа получают полиэтилен низкого давления, или высокой ости — 0,946-0,970 г/см³. Чем больше плотность и степень кристалличности полиэтилена, тем выше его прочность, модуль упругости и теплостойкость. Полиэтилен высокой плотности имеет степень кристалличности 75-95 %, а низкой плотности — 50-60 %. Температура плавления изменяется от 105 до 130 °С. Изделия из полиэтилена высокого давления могут использоваться до температуры 60 "С, а из полиэтилена го давления — до 100 "С. Полиэтилен обладает морозостойкостью температуры -60° С.

   Полиэтилен  имеет высокие диэлектрические  свойства, обладая диэлектрической проницаемостью 2,1-2,4 при 10^е Гц. Он химически стоек к действию водных растворов кислот и щелочей. Полиэтилен устойчив при воздействии концентрированных серной, соляной и плавиковой кислот. Концентрированная азотная и другие сильные кислоты разрушают его. Полиэтилен нетоксичен, легко сваривается и паяется, технологичен. Изделия из него получают литьем под давлением, экструзией с последующим выдуванием, штамповкой, центробежным литьем. Полиэтилен недорог, сочетает высокую прочность с пластичностью. Его недостаток — склонность к старению под действием ультрафиолетовых лучей.

   Полиэтилен  применяют для изоляции электропроводов  и кабелей, для пропитки тканей, бумаги, древесины. Являясь экологически безвредным, он применяется в медицине, жилищном строительстве, в продовольственном машиностроении и для производства товаров народит ч потребления, а также для защиты металлов от коррозии и в качестве заменителя стекла. Полиэтиленовые трубы могут работать при температуре до -60 "С, они не подвержены почвенной коррозии. Из полиэтилена изготавливают крышки подшипников, бесшумные в работе шестерни, клапаны, уплотнительные прокладки, детали вентиляторов и насосов, гайки, шайбы, полые изделия вместимостью до 200 л, тару для хранен и транспортировки кислот и щелочей, трубы, уголки, швеллеры, вентили, краны, протезы и т. д.

   Полиэтилен  применяют для изготовления резервуаров, деталей mi шин и аппаратов, контактирующих с вином, суслом, виноградом, изюмом. Он широко используется при изготовлении самой различной тары. Полиэтилен низкого давления — для изготовления деталей и изделий, контактирующих с пищевыми продуктами и средами, получаемым экструзией и литьем.

   Полипропилен является продуктом полимеризации пропилена. Имеет следующую химическую формулу: [-СН(СН₃)-СН₂-]_Л. Технологический процесс производства подобен получению полиэтилена низкого давления.

   По  сравнению с полиэтиленом имеет более высокие прочность, жесткость и ударную вязкость. Разрушающее напряжение полипропилен при растяжении составляет 25-40 МПа, максимальная температура эксплуатации без нагрузки 150 °С, диэлектрическая проницаемость равна 2,1-2,3 при 50 Гц. Его недостатком является невысокая морозостойкость до-20°С.

   Полипропилен  перерабатывается штамповкой, литьем под давлением, пневматическим и вакуумным прессованием. Его можно сваривать, напылять на металл, ткань, картон. Он легко подвергается механической обработке на токарных, фрезерных, сверлильных станках. Отходы при производстве полипропилена и отработавшие изделия из него используют для повторной переработки. Полипропилен применяется для антикоррозионного покрытия резервуаров, труб и арматуры трубопроводов, электроизоляционных деталей, а также для изготовления деталей, используемых при работе в агрессивных средах.

   Из  полипропилена изготавливают корпуса аккумуляторов, прокладки, фланцы, водонапорную арматуру, пленки, пленочные покрытия бумаги и картона, корпуса воздушных фильтров, конденсаторы, и демпфирующих глушителей, зубчатые и червячные колеса, ролики подшипники скольжения, фильтры масляных и воздушных систем, уплотнения, детали приборов и автоматов точной механики, кулачковые механизмы, детали холодильников. В пищевой промышленности пользуют для люлек расстойных шкафов в хлебопекарной промышленности, для крышек форм прессования сырной массы. Полипропилен применяют для изготовления деталей машин и аппаратов, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами (молоком и молочными продуктами, вином, коньяком, шампанским и др.), а также для тары и упаковки. Его используют для изготовления пористых материалов — пенопластов.

   Фторопласты являются модифицированными полимерами этиленового яда. Они имеют прочность при растяжении 15-35 МПа, при изги-10-15 МПа, относительное удлинение при разрыве 250-350%. Наиболее широкое распространение получили фторопласт-3 и фторопласт-4.         Фтооропласт-3 или полифторхлорэтилен характеризуется высокими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью и теплостойкостью, охрупчивается при температурах ниже -120 ° С. Его применяют в качестве оптического материала, для изготовления электроизоляционных деталей, работающих при высоких температурах, коррозионностойких труб, мембран и других изделий.