Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

   

Навчальні посібники. Обробка металів

 Слюсарну справу


Є.М. Мурах

 

Частина перша. Теоретичні відомості

ГЛАВА III.

 

МАШИНОБУДІВНІ МАТЕРІАЛИ

§ 12. Внутрішня будова і властивості металів і сплавів

 

 

До машинобудівним матеріалів відносяться метали і їх сплави, деревина, пластмаси, гума, картон, папір, скло та ін Найбільше застосування при виготовленні машин отримали метали та їх сплави.

Металами називаються речовини, що володіють високою теплопровідністю і електричну провідність; ковкістю, блиском та іншими характерними властивостями.

В техніці всі метали і сплави прийнято ділити на чорне і кольорові. До чорних металів належать залізо й сплави на його основі. До кольоровим - усі інші метали і сплави. Для того щоб правильно вибрати матеріал для виготовлення деталей машин з урахуванням умов їх експлуатації, механічних навантажень та інших факторів, що впливають на працездатність та надійність машин, необхідно знати внутрішню будову, фізико-хімічні, механічні та технологічні властивості металів.

Метали та їх сплави у твердому стані мають кристалічна будова. Їх атоми (іони, молекули) розташовуються в просторі в строго визначеному порядку і утворюють просторову кристалічну решітку.

Найменший комплекс атомів, що при багаторазовому повторення в просторі відтворює решітку, називається елементарною кристалічної осередком.

Форма елементарної кристалічної комірки визначає сукупність властивостей металів: блиск, плавкость, теплопровідність, електропровідність, оброблюваність і анізотропія (розходження властивостей різних площинах кристалічної решітки) .

Просторові кристалічні решітки утворюються при перехід металу з рідкого стану у тверде. Цей процес називається кристалізацією. Процеси кристалізації вперше були вивчені російським ученим Д. К - Черновим.

Кристалізація складається з двох стадій. У рідкому стані металу його атоми перебувають в безперервному русі. При зниженні температури рух атомів сповільнюється, вони зближуються і групуються в кристали. Утворюються так звані центри кристалізації (перша стадія). Потім йде риє кристалів навколо цих центрів (друга стадія). Спочатку кристали ростуть вільно. При подальшому зростанні кристали відштовхуються, зростання одних кристалів заважає зростанню сусідніх, в результаті чого утворюються неправильної форми групи кристалів, які називають зернами.

Розмір зерен суттєво впливає на експлуатаційні та технологічні властивості металів. Грубозернистий метал має низьку опірність удару, при його обробці різанням виникає трудність у отриманні малої шорсткості поверхні деталей. Розміри зерен залежать від природи самого металу і умов кристалізації.

Методи вивчення структури металу. Дослідження структур металів і сплавів здійснюється за допомогою макро - та мікроаналізу, а також іншими способами.

Методом макроаналізу вивчається макроструктура, тобто будова металу, видиме неозброєним оком або за допомогою лупи. Макроструктуру визначають за зламів металу або по макрошлифам.

Макрошлиф являє собою зразок металу або сплаву, одна з сторін якого відшліфована і протравлена кислотою або іншими реактивом. Цим методом виявляються великі дефекти: тріщини, усадочні раковини, газові бульбашки, нерівномірність розподілу домішок в металі і т. д.

Мікроаналіз дозволяє визначити розміри і форму зерен, структурні складові, якість термічної обробки, виявити мікродефекти.

Мікроаналіз проводиться за микрошлифам з допомогою мікроскопа (сучасні металографічні мікроскопи дають збільшення до 2000, а електронні - до 25 000).

Ми крошлиф - це зразок металу, що має плоску поліровану поверхню, піддану труїть слабким розчином кислоти або луги для виявлення мікроструктури. Властивості металів. Властивості металів зазвичай підрозділяють на фізико-хімічні, механічні і технологічні. Фізико-хімічні і механічні властивості твердих тіл, в тому числі і металів, вам знайомі з курсів фізики і хімії. Зупинимося на розгляді деяких механічних і технологічних властивостей, важливих з точки зору обробки металів.

Під механічними властивостями, як відомо, розуміють здатність металу або сплаву чинити опір дії зовнішніх сил. До механічних властивостями відносять міцність, в'язкість, твердість і ін

Міцність характеризує властивість металу або сплаву в певних умовах і межах, не руйнуючись, сприймати ті чи інші впливу зовнішніх сил.

Важливою властивістю металу є ударна в'язкість - опір матеріалу руйнуванню при ударному навантаженні.

Під твердістю розуміють властивість матеріалу чинити опір впровадження в нього іншого, більш твердого тіла.

Механічні властивості матеріалів виражаються через ряд показників (наприклад, межі міцності при розтягуванні, відносне подовження і звуження і т.д.)

Межею міцності при розтягуванні, або тимчасовим опором розриву, називається умовне напруження, відповідне максимальному навантаженні, яку витримує зразок у процесі випробування до руйнування

Твердість металів і сплавів визначають здебільшого з допомогою трьох методів, названих за іменами їх винахідників: метод Брінелля, метод Роквелла і метод Віккерса. I Вимірювання твердості за методом Брінелля полягає в тому, що з допомогою твердоміра ТШ в поверхню випробуваного металу вдавлюється сталевий загартована кулька діаметром 2,5, 5 або 10 мм під дією статичного навантаження Р. Відношення навантаження до площі поверхні відбитка (лунки) дає значення твердості, позначається НВ.

Вимірювання твердості за Роквеллом здійснюється з допомогою приладу ТК вдавленням у випробуваний метал кульки діаметром 1,59 мм (1/16 дюйма) або алмазного конуса з кутом при вершині 120° (особливо твердих сталей і сплавів) .Показания твердості визначаються по індикатору приладу.

Вимірювання твердості за Брінеллем проводиться за допомогою приладу ТП вдавленням в метал алмазної чотиригранної піраміди з кутом при вершини а= 136°. По довжині діагоналі отриманого відбитка за допомогою таблиці знаходять число твердості HV.

Застосування того чи іншого методу залежить від твердості випробуваного зразка, його товщини або товщини випробуваного шару. Наприклад, методом Віккерса користуються для вимірювання твердості загартованих сталей, матеріалів деталей товщиною до 0,3 мм і тонких зовнішніх цементованих, азотованих та інших поверхонь деталей.

До основних технологічних властивостей металів і сплавів

відносяться наступні:

ковкість-властивість металу піддаватися куванні та інших видів обробки тиском;

ж и д к о т е к у ч е с т ь - властивість розплавленого металу заповнювати ливарну форму у всіх її частинах і давати щільні виливки точної конфігурації;

зварюваність - властивість металу давати міцні зварні з'єднання;

оброблюваність реза ням - властивість металів піддаватися обробці різальними інструментами для додання деталей певної форми, розмірів і шорсткості поверхні.

    

 «Слюсарне справа» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також: Обробка металу Выколотка, або дифовка Гравірування Насічка Надрезная карбування Тиснення по фользі Ажурне лиття Кристаліт Декоративна обробка металу «Краса своїми руками» "Своїми руками" "Нариси історії науки і техніки"