1. В наибольшем количестве в земной коре содержится – кислород.
2. Наиболее перспективные материалы в последующие эпохи: Железо, золото, медь, олово, сталь и др.
3. В земной коре на глубине до 1 км содержатся многие элементы, в том числе магний, алюминий, железо, олово, титан. Запасы какого из перечисленных металлов в земной коре наибольшие и наименьшие?
Алюминий 7.5
Железо 5.08
Магний 1.93
Титан 0.62
Олово 0.004
4. Какой металл при нормальных температурах остается в жидком состоянии?
Помимо ртути, жидкими при комнатной температуре могут быть также галлий, цезий и франций.
5. Какие материалы, по вашему мнению, будут находиться в ряду перспективных до конца этого века и после 2000 года?
Ежегодно по всему миру в развитие новых технологий и материалов вкладываются сотни миллиардов долларов. Эти деньги толкают вперед не только науку и технику, но и наше будущего. И сегодня мы расскажем про 5 самых необычных и перспективных материалов.
• Пожалуй, самым перспективным материалом, который будет использоваться в технике будущего, является графен. С теоретической точки зрения, в нем нет ничего сложного – это всего лишь слой углерода толщиной в один атом. Десятилетиями ученые и инженеры рассуждали о том, какие преимущества возможны при использовании графена, но лишь несколько лет назад удалось его получить.
• Разработанный британской компанией Surrey Nanosystems материал с названием Vantabalck называют «самым темным материалом на Земле». Дело в том, что он поглощает около 99,96% попадающего на него света, что приближается к параметрам Черных дыр.
• Пока одни ученые учатся создавать в промышленных объемах слой углерода толщиной в один атом, другие пытаются превратить графен снова в объемную структуру, но чтобы он при этом не терял свои функции. Так и получился графеновый аэрогель – самый легкий в мире материал.
• Willow Glass – это один из перспективных вариантов знаменитого стекла Gorilla Glass, которое в последние годы активно применяется при создании экранов мобильных устройств. Сохранив все преимущества «гориллы», в частности, хорошую сопротивляемость к царапинам и ударам, новый его вариант получит совершенно новые возможности, а именно – сгибаемость.
• Starlite – это один из самых загадочных и, одновременно, перспективных материалов современности. Его создал более двадцати лет назад британский химик-любитель Морис Уорд, но с тех пор, благодаря жадности изобретателя, этот пластик так и не был запущен в массовое производство. А зря.
6. Технология материалов — совокупность методов, процессов и материалов, используемых в какой-либо отрасли деятельности, а также научное описание способов технического производства.
Материаловедение- это наука о взаимосвязи электронного строения, структуры материалов с их составом, физическими, химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами.
Материаловедение – обширная область знаний, наука, которая, базируясь на основных положениях физики твёрдого тела, физической химии и электрохимии, исследует и направленно использует взаимосвязь структуры и свойств для улучшения свойств применяемых материалов или для создания новых материалов с заданными свойствами. Главное в материаловедении – это научно обоснованное предсказание поведения различных материалов.
Основными направлениями в развитии металловедения является разработка способов производства чистых и сверхчистых металлов, свойства которых сильно отличаются от свойств металлов технической чистоты, с которыми преимущественно работают. Генеральной задачей материаловедения является создание материалов с заранее расчитаными свойствами применительно к заданным параметрам и условиям работы. Большое внимание уделяется изучению металлов в экстремальных условиях (низкие и высокие температуры и давление).
7. Благодаря какому свойству металлического натрия стало возможно увеличить работоспособность выхлопного клапана двигателей внутреннего сгорания?
- Благодаря теплопроводности металлического натрия.
8. На чем основано улучшение процесса полирования с пастой ГОИ?
Паста ГОИ – состав для шлифовки и полировки металлов и их сплавов. Обработка происходит за счет абразивных частиц. Цвет паст зеленый. Насыщенность краски может быть разной в зависимости от типа состава. Всего существует 3 вида ГОИ, — грубый, средний и тонкий. Названия зависят от размера гранул абразива. Цвет же смесей зависит от концентрации оксида хрома. Это вещество зеленое.
9. При полном изучении строения металлов микрошлифа подвергают травлению различными реактивами. С какой целью производят травление макрошлифа?
Для исследования микроструктуры шлиф подвергают травлению. Перед травлением поверхность шлифа обезжиривают спиртом. Наиболее часто применяется травление методом избирательного растворения фаз. Он основан на различии физико-химических свойств отделенных фаз и пограничных участков зерен. В результате различной интенсивности растворения создается рельеф поверхности шлифа.
Для выявления микроструктуры применяются специально подобранные кислоты и щелочи различной концентрации, растворы солей. На поверхности шлифа происходит растворение одних фаз, окисление и окрашивание других. Химическое травление осуществляется путем погружения образца в травящий реактив или протирания образца с помощью тампона. Продолжительность травления чаще всего устанавливается опытным путем. В большинстве случаев признаком травления является потускнение поверхности, наступающее обычно через несколько секунд. После травления шлиф быстро промывают водой и сушат фильтровальной бумагой.
10. В лабораторию принесли две совершенно одинаковые детали из алюминиевых сплавов. Требуется определить, какая деталь получена литьем, а какая – обработкой давлением (штамповкой). Каким простейшим методом анализа можно это сделать?
-Деталь из шлифованного алюминия тяжелее;
-Деталь из штампованного алюминия более прочная;
-Одним из недостатков литого диска является его невысокая пластичность:
-штампованные детали могут деформироваться при ударе.
11. Магний
12. Это объясняется тем, что чистые металлы не всегда экономически выгодны. Обладая высокой пластичностью, они имеют низкую прочность и твердость. Многие металлы имеют высокую электропроводность, но с повышением температуры электропроводность их падает. Поэтому широкое применение в технике имеют не чистые металлы, а сплавы. Их преимущества перед металлами несомненны. Сплавы можно получить почти с любыми заданными свойствами. Для точных приборов применяют сплавы, у которых коэффициент теплового расширения практически близок к нулю; в электрических приборах — сплавы, электрические свойства которых не зависят от изменения температуры.
13. Уде́льная про́чность — 0%9F%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8"предел прочности материала, отнесённый к его 0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0"плотности, который показывает, насколько прочной будет конструкция при заданной массе. Прочностью называется способность металла не поддаваться разрушению под действием внешних нагрузок.
Алюминий имеет наибольший показатель удельной прочности.
14. В настоящее время чаще всего используют провода из алюминия и стали, что позволяет экономить дефицитные цветные металлы (медь) и снижать стоимость проводов. Алюминий обладает малой механической прочностью, что приводит к увеличению стрелы провеса и, соответственно, к увеличению высоты опор или уменьшению длины пролета.
16. Макроструктурой любого металла или сплава называется структура, видимая невооруженным глазом или при очень небольшом увеличении. Макроструктуру изучают по излому, разрезу слитка и с помощью макрошлифов.
Микроструктурой называется строение металла или сплава, видимое при большом увеличении. Для изучения микроструктуры применяют металлографические микроскопы (горизонтальные и вертикальные), а также электронные микроскопы, дающие увеличение до 100 000 раз.
17. Железо имеет аллотропные модификации, которые различаются по кристаллической структуре или по магнитным свойствам. При температуре ниже 768 °С устойчиво ферромагнитное a-железо с объемно-центрированной кубической решеткой (ОЦК). При 768 °С (точка Кюри) железо становится парамагнитным, решетка остается той же. Между 911 и 1392 °С устойчиво g-железо с гранецентрированной кубической решеткой. Выше 1392 °С вновь образуется ОЦК-решетка.
18. Термообработка — это совокупность операций технологии теплового воздействия на материал с целью изменения его структуры и потребительских свойств в нужном направлении.
Отжигом называется термическая обработка нагревом металлических материалов (изделий) до температур, обеспечивающих диффузионное выравнивание химического состава сплава во время выдержки при заданной температуре нагрева с последующим медленным охлаждением (с печью). При отжиге обеспечивается получение равновесной (устойчивой) структуры.
Нормализация — разновидность отжига, при котором охлаждение термообрабатываемых изделий после выдержки при температуре нагрева осуществляют на спокойном воздухе с нормальной температурой (~ 20 °С).
Закалка — это способ термической обработки, заключающийся в нагреве материала до температур повышенной растворимости примесных элементов, выдержке при соответствующей температуре и охлаждении сплава со скоростью, превышающей критическую и не допускающей выделение растворенных фаз. Закалка обеспечивает получение неравновесного (неустойчивого) пересыщенного твердого раствора в микроструктуре металлического материала.
19. Чугуны имеют мелкозернистое строение с серебристо-белой или серой поверхностью в изломе, а у стали крупная кристаллическая решетка в изломе.
21.Жидкие металлы являются единственными теплоносителями, удовлетворяющими всем требованиям в отношении теплоотвода и ядерных свойств, предъявляемым к энергетическим реакторам на промежуточных и 0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%BD%D0%B0_%D0%B1%D1%8B%D1%81%D1%82%D1%80%D1%8B%D1%85_%D0%BD%D0%B5%D0%B9%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D1%85"быстрых нейтронах, а также к 0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B6%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C"реактораHYPERLINK "https://ru.rfwiki.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B6%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C"м-HYPERLINK "https://ru.rfwiki.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B6%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C" HYPERLINK "https://ru.rfwiki.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B6%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C"размножателям.
Использование жидкометаллических теплоносителей в ядерных установках имеет ряд преимуществ:
1.Жидкие металлы имеют малую упругость паров.
2.Высокая 0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0_%D0%BA%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F"температура кипения жидких металлов обеспечивает большую гибкость в работе.
3.Высокая 0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C"электропроводность жидких 0%A9%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB"щелочных металлов позволяет полностью использовать герметизированные электронасосы (постоянного и переменного тока).
4.В отличие от других жидких металлов, Na и Na—K оказывают малое 0%9A%D0%BE%D1%80%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%8F"коррозионное и 0%AD%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%8F_(%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0)"эрозионное воздействие на конструкционные материалы.
5.Наиболее дешёвым из жидких металлов является натрий, затем свинец и калий.
6.Жидкие металлы являются одноатомными веществами, поэтому проблема радиационных нарушений в теплоносителях не возникает.
22. Указать на значение плотности при выборе металла для определенных изделий и машин (для самолетов и ракет, подводных лодок, сельскохозяйственных машин). Температура плавления металлов имеет значение при изготовлении изделий литьем, паянием, сваркой, при нанесении металлических покрытий, обращается внимание на тугоплавкие и легкоплавкие металлы.
В объяснении неодинаковой способности металлов проводить тепло подчеркнуть исключительно важное значение высокой теплопроводности для режущих инструментов и трущихся деталей машин. При сравнении теплопроводности отдельных металлов нужно пользоваться как установленными размерностями, так и условными единицами (например, серебро – 1, медь – 0,9, алюминий – 0,5, железо – 0,15).
23.Конструкционной прочностью материалов называют комплекс прочностных свойств, которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами данного изделия. Конструкционная прочность деталей зависит от качества материала, выбранным конструктором, конструктивных особенностей детали, технологии ее изготовления и условий эксплуатации. Основными факторами, влияющими на конструкционную прочность, являются:
1) конструкционные особенности детали (форма, размеры);
2) механизмы разных видов разрушения детали;
3) состояние материала в поверхностных слоях детали;
4) изменения, происходящие в поверхностных слоях детали, приводящие к отказам при работе.
В этом случае реальная прочность детали будет сильно отличаться от прочностных характеристик исходного материала. Можно пойти по пути увеличения массы детали, но это далеко не всегда обеспечивает нужную конструкционную прочность. В этом случае необходим учет дополнительных критериев, влияющих на конструкционную прочность материала. В зависимости от условий работы детали этими критериями должны являться надежность и долговечность.
24. Идеальный кристалл является, по сути, математическим объектом, лишённым любых дефектов строения, а также имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани.
Реальный кристалл всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл не обязательно обладает кристаллографическими 0%93%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%8C_(%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F)"гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение 0%90%D1%82%D0%BE%D0%BC"атомов в кристаллической решётке.
25.В газообразном состоянии не существует закономерности расположения атомов, молекул, они двигаются хаотично, отталкиваются одна от другой и газ стремится занять возможно больший объем. В твердых телах порядок расположения атомов строго определенный, закономерный, силы взаимного притяжения и отталкивания уравновешены и твердое тело сохраняет свою форму. Такое расположение атомов в пространстве характеризует кристаллическое состояние. Кристаллическое строение характеризуется дальним порядком в расположении атомов. Кристаллическое состояние и твердое состояние – это слова-синонимы. Однако это относится только к металлам, так как твердое вещество, например, кварцевое стекло имеет аморфное строение, где атомы расположены беспорядочно. В жидкости части (атомы, молекулы) сохраняют лишь так называемый ближний порядок, т.е. в пространстве закономерно расположено небольшое количество атомов, а не атомы всего объема, как в твердом теле. Ближний порядок неустойчив: он то возникает, то исчезает под действием тепловых колебаний. Таким образом, жидкое состояние – как бы промежуточное между твердым и газообразным.
26. Твёрдость — свойство материала не испытывать пластической деформации вследствие местного контактного воздействия (обычно сводящегося к внедрению в материал более твёрдого тела — индентора).
Микротвёрдость — 0%A2%D0%B2%D1%91%D1%80%D0%B4%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C"твёрдость отдельных участков микроструктуры материала.
Микротвёрдость определяется индентированием при нагрузке на индентор не более 2Н (при большей нагрузке полученные характеристики материала относятся к макромасштабным) и при внедрении индентора не менее, чем на 200нм (при испытаниях с меньшим внедрением речь идет уже о нанотвердости). Метод определения микротвердости предназначен для оценки твердости очень малых (микроскопических) объемов материалов. Его применяют для измерения твердости мелких деталей, тонкой проволоки или ленты, тонких поверхностных слоев, покрытий и т. д. Важное назначение —оценка твердости отдельных фаз или структурных составляющих сплавов, а также разницы в твердости отдельных участков этих составляющих.
27.Литий был бы идеальным конструкционным материалом, если бы не его чрезвычайно высокая химическая активность с кислородом. В чистом виде применить литий в качестве конструкционного материала невозможно – он слишком активен, вступает во взаимодействие и с водой, и с воздухом.
28. Получение отливок в земляных формах вручную — процесс малопроизводительный и трудоемкий. Поэтому в современном производстве для выполнения формовочных работ все шире применяются формовочные машины/Они повышают производительность труда рабочих-литейщиков в 10—20 раз и облегчают условия их труда.
Литье в металлические формы (кокильное литье) по сравнению с получением отливок в земляных формах — операция более простая и производительная.
Металлическая, обычно стальная форма (кокиль) выдерживает тысячи отливок из различных цветных металлов и сплавов. Она имеет внутреннюю полость, повторяющую очертания отливки. Перед заливкой жидкого металла форму предварительно подогревают (до температуры около 80°С), а стенки внутренней полости смазывают смесью мела, графита и жидкого стекла с водой для получения более чистой поверхности отливки. Затем заливают в форму жидкий металл. После затвердевания металла форму вскрывают и извлекают из нее отливку.
29. Дендриты представляют собой непрерывную пространственную решетку, у которой от толстого ствола ответвляются ветви первого порядка, от них — второго, затем третьего и т. д. Все ветви имеют почти правильную кристаллографическую ориентацию.
Дендриты бывают разнообразных размеров. Чем менее стесненно они растут, тем большей величины они достигают.
При кристаллизации чистых веществ, когда остаются постоянными степень переохлаждения расплава и его состав, а на границе кристаллизации сохраняются равновесные условия, кристалл должен расти в идеально ограниченной форме, присущей данному веществу, а в каждой точке кристалла должна сохраняться периодичность кристаллической решетки. В реальных же сплавах кристаллизация сопровождается появлением структурных несовершенств, и, что особенно характерно для сплавов на железной основе, образованием дендритов.
30. Реальный кристалл всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.
Монокристалл — отдельный однородный 0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB"кристалл, имеющий непрерывную 0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B5%D1%88%D1%91%D1%82%D0%BA%D0%B0"кристаллическую решётку и иногда имеющий 0%90%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F"анизотропию физических свойств. Внешняя форма монокристалла обусловлена его атомно-кристаллической решёткой и условиями (в основном скоростью и однородностью) 0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F"кристаллизации. Медленно выращенный монокристалл почти всегда приобретает хорошо выраженную естественную огранку, в неравновесных условиях (средняя скорость роста) 0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F"кристаллизации огранка проявляется слабо. Монокристаллы металлов и их сплавов могут обладать повышенными прочностными свойствами и применяются в авиадвигателе строении. Монокристаллы сверхчистых веществ обладают одинаковыми свойствами независимо от способа их получения.
32.Инструментальные углеродистые стали, выпускаемые по ГОСТ 1435—74, имеют следующие марки: У7, У7А, У8, У8А, У9, У9А, У10, У10А, У11, У11А, У12, У12А, У13, У13А. Буква «У» обозначает углеродистая, а цифра после буквы – десятые доли процента углерода (например, сталь марки У10 содержит в среднем 1,0% С)
Инструменты (зубила, штампы, слесарные молотки и т. п.), подвергаемые ударам, должны обладать некоторой вязкостью; их изготовляют из стали марок У7А и У8А. Высокоуглеродистую (заэвтектоидную) сталь марок У9А, У10А и другие применяют для инструментов (напильники, шаберы, калибры и т. п.), которые должны иметь высокую твердость и износостойкость.
33. Белые чугуны имеют большую твердость из-за содержания цементита; они очень хрупкие и для изготовления деталей машин не используются.
34. Примеси в углеродистых сталях и их влияние на свойства стали
Полезные примеси: марганец и кремний
Вредные примеси: сера, фосфор, а также скрытые примеси – газы: кислород, азот водород.
Случайные примеси: медь, хром, никель
Полезные примеси:
Марганец и кремний. Их вводят в сталь в процессе выплавки для раскисления (удаления кислорода из жидких металлов для повышения качества стали). Марганец увеличивает прокаливамость стали и уменьшает вредное влияние серы. Кремний эффективно раскисляет сталь и способствует ее упрочнению.
Вредные примеси:
Сера, фосфор. Сера снижает пластичность и вязкость стали, а также придает стали красноломкость при прокатке и ковке. Повышенное содержание серы допускается лишь в автоматных сталях для изготовления изделий неответственного назначения, т.к. сера улучшает обрабатываемость стали. Основной источник серы в стали - это исходное сырье, т.е. чугун. Фосфор также снижает пластичность железа, т.к. резко отличается от него по типу кристаллической решетки, диаметру атомов и их строению. Основной источник фосфора в стали – это руда, из которой выплавлен исходный чугун.
Кислород, водород, водород, азот.
Даже небольшую присутствие этих примесей оказывает резко отрицательное воздействие на свойства стали. Кислород и азот способствуют снижению вязкости и пластичности стали. Повышенное содержание водорода делает сталь хрупкой, а также приводит к образованию внутренних трещин – флокенов. Для выведения скрытых примесей используется метод вакуумирования.
35.В зависимости от содержания примесей и газов сталь может быть обыкновенного качества по -94.pdf"ГОСТ 380-94, качественной по -88.pdf"ГОСТ 1050-88, высококачественной и сверх высококачественной.
Качественная сталь считается, если в ее составе менее 0, 04%S и менее 0, 035% Р. А высококачественная, если менее 0, 03%S и менее 0,03% Р.
Стали качественные.
Углеродистые конструкционные стали изготовленные также как и обыкновенного качество, но с более строгим контролем технологического процесса, для достижения более высоких показателей чистоты химического состава и механических свойств металла. Применяют для изготовления ответственных деталей и механизмов, но не требующих особых свойств.
Стали высококачественные.
Углеродистые и легированные, конструкционные и инструментальные стали полученные в дуговых электропечах, также с применением процесса электрошлакового переплава. Стали повышенной чистоты химического состава, с особыми свойствами. Применяются для изготовления ответственных деталей машин и механизмов, работающих в особых условиях и средах. Применяются для изготовления инструмента и оснастки.
36. Инструментальные материалы это такие материалы, которые имеют возможность осуществить процесс резания. Чугун очень твердый, но при этом очень хрупкий, поэтому как конструкционный его применять не могут, его отправляют на переработку.
37.Эвтектическим называют чугун при содержании углерода в количестве 43 %. Эвтектический чугун при обычной температуре состоит из ледебурита. В эвтектическом чугуне при понижении температуры с 1130 С до 723 С из аустенита, входящего в состав эвтектики, выделяется вторичный цементит, который обычно в структуре не обнаруживается, так как он объединяется с первичным цементитом.Эвтектика(от греч. éutektos — легко плавящийся)- это жидкая система (раствор или расплав), находящаяся при данном давлении в равновесии с твёрдыми фазами, число которых равно числу компонентов системы.
38.Свойства серого чугуна обеспечили ему широкое применение в машиностроении. Кристаллизуется он при довольно низких температурах, дает малую усадку, в жидком состоянии сохраняет высокую текучесть. Его литейные свойства оцениваются как высокие. Серый чугун служит основным материалом для цилиндров и поршней самых разных механизмов, станин станков и пр. Склонность данного вида чугуна к растрескиванию при сварке обуславливает необходимость проявления особой осторожности при работе с заготовками. Практикуемое довольно часто отбеливание чугуна, используемое во время сварки, с одной стороны, делает его более твердым, а с другой, исключает всякую возможность его механической обработки.
Ковкими называют чугун с хлопьевидным графитом, который получается из белого чугуна путем специального графитизирующего отжига – томления. Металлическая основа ковкого чугуна –феррит, реже – перлит. Наибольшей пластичностью обладает ферритный ковкий чугун, который применяют в машиностроении. Ферритные чугуны КЧ37-12, КЧ35-10 используют для изготовления деталей, испытывающих высокие статические и динамические нагрузки (картеры, ступицы, крюки, скобы), КЧ30-6, КЧ33-8 –для изготовления менее ответственных деталей(головки, хомутики, гайки, фланцы, муфты).
40. С увеличением содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита – очень твердой и хрупкой фазы. Твердость цементита превышает твердость феррита примерно в 10 раз (800HB и 80HB соответственно). Поэтому прочность и твердость стали растут с повышением содержания углерода, а пластичность и вязкость, наоборот, снижаются.
При повышении содержания углерода до 0,8% увеличивается доля перлита в структуре (от 0 до 100%), поэтому растут и твердость, и прочность. Но при дальнейшем росте содержания углерода появляется вторичный цементит по границам перлитных зерен. Твердость при этом почти не увеличивается, а прочность снижается из-за повышенной хрупкости цементитной сетки.
Влияет содержание углерода и на все технологические свойства стали: чем больше в стали углерода, тем она труднее обрабатывается резанием, хуже деформируется (особенно в холодном состоянии) и хуже сваривается.
41. Ст. 5 имеет более высокие прочностные свойства
42. Высокая горячая твердость и красностойкость. А также высокая теплостойкость
43. Бронза- сталь имеют коэффициент трения пониже чем сталь-сталь.
44. В большинстве случаев обшивка гражданских и многих военных самолётов выполняется из алюминиевых сплавов, называемых обычно дюралюминием (по названию немецкого городка Дюрена, где впервые, по заказу Хуго Юнкерса, был начат промышленный выпуск этого материала). В СССР аналогичный сплав первоначально носил название кольчугалюминия (по названию подмосковного города Кольчугино - места производства сплава), затем также прижилось название "дюралюминий". Некоторые части самолётов (особенно военных, сверхзвуковых) выполняются из нержавеющей стали (например, центральный отсек фюзеляжа МИГ-23). Однако последние модели как гражданских, так и (в особенности) военных самолётов всё чаще делаются из титановых сплавов и композитных (металлопластиковых и стеклопластиковых) материалов - в силу их большей прочности при меньшем весе.
45. Ионы серебра бактерицидные
46.Серебро
47. Из-за наличия в воздухе сероводорода со временем серебро покрывается темным налетом сульфида серебра.
48. Чистое золото слишком мягкое, что делает его неспособным сохранять нужную форму, поэтому предпочитают использовать различные сплавы. Это делает изделия прочней, разнообразней и долговечней.
49. Сплавы 916-й пробы наиболее мягкие, но и наиболее коррозионостойкие. С уменьшением индекса пробы коррозионная стойкость уменьшается. Наибольшей твердостью (следовательно износостойкостью) обладают сплавы 583-й пробы, при соотношении Cu и Ag около 1:1.
50. Осмий имеет рекордную плотность среди всех элементов периодической системы - 22,5 г/см3. изделия долговечны.
51.Антифрикционные материалы предназначены для изготовления подшипников (опор) скольжения, которые широко применяют в современных машинах и приборах из-за их устойчивости к вибрациям. бесшумности работы, небольших габаритов. Антифрикционные материалы используются в различных конструктивных типах узлов трения машин и двигателей.
Свойства:
• высокая теплопроводность;
• хорошая смачиваемость смазочным материалом;
• способность образовывать на поверхности защитные пленки мягкого металла;
• хорошая прирабатываемость, основанная на способности материала при трении легко пластически деформироваться и увеличивать площадь "фактического контакта, что приводит к снижению местного давления и температуры на поверхности подшипника;
• неспособность или малая способность к «схватыванию» (адгезии) с материалом сопряжённой детали.
52. Армированным называют листовое стекло, имеющее внутри листа параллельно его поверхности металлическую сетку. Наличие металлической сетки определяет основное свойство армированного стекла — не рассыпаться при механическом или тепловом воздействии. При ударе такое стекло растрескивается, но не дает осколков, так как проволока удерживает их на себе. В связи с этим армированное стекло относится к безопасным и огнестойким видам стеклоизделий.
Свойства:
• безопасность;
• при ударе не разваливается на куски.
53. Баббит - антифрикционный сплав на основе олова или свинца, предназначенный для использования в виде слоя, залитого или напыленного по корпусу вкладыша подшипника.
Баббитами эти сплавы назвали в честь первого автора антифрикционных сплавов – инженера И. Баббита.
54. Вольфрамовые сплавы применяются главным образом для обработки резанием хрупких материалов (чугун, цветные сплавы). Вольфрамовая группа твердых сплавов - ВК2, ВК3, ВК6, ВК8, ВК10, ВК11, ВК15.
При обработке резанием пластичных материалов целесообразно применять резцы из быстрорежущих сталей.
55. 1) Способ касается литья магния и его сплавов с помощью магнитогидродинамического насоса. Предварительно прогревают электротоком металлотракт и активную зону насоса. В активную зону подают жидкий магний и начинают слив металла.
2) Известен способ литья магния и магниевых сплавов с помощью центробежных насосов. Способ позволяет транспортировать жидкий магний по закрытому металлопроводу и обеспечивает условия для создания полностью механизированной технологии литья магния и магниевых сплавов.
56. Электропечи являются предпочтительней, т.к. при производстве в конверторах теплота, необходимая для нагрева стали, получается за счет химических реакций окисления углерода и примесей. В отличие от конвертерного процесса выделение тепла в электропечах не связанно с потреблением окислителя. Поэтому электроплавку можно вести в любой среде - окислительной, восстановительной, нейтральной и в широком диапазоне давлений - в условиях вакуума, атмосферного или избыточного давления.
57. Нихром (сплав никеля 65-80% и 10-30% хрома) выдерживает температуру 1150 оС в течение 1000 часов. Металловеды установили, что стойкость сплава зависит от окисной пленки, образующейся на поверхности проводника, которая должна не пропускать сквозь себя кислород и быть прочной. Добавки каких металлов могут значительно увеличить стойкость сплава для спирали электронагревателей?
58. Серебро лучше других металлов проводит тепло и электрический ток при комнатной температуре. Поэтому его широко используют для изготовления проводников, электроконтактов для особо точных физических приборов. Но еще больший эффект даст применение серебра в высокочастотной технике в качестве проводника высокочастотных токов. И медь, и алюминий в данном случае являются неконкурентоспособными. Чем это можно объяснить?
59. Спеченный алюминиевый сплав содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас. %: медь 30-55; алюминий - остальное, и спечен при температуре 500-550 оС.
Пудра алюминиевая комкованная (ГОСТ 10096—62) — полуфабрикат для изготовления спеченных и деформируемых алюминиевых сплавов, обладающих повышенными прочностными свойствами при 300—550° С. Порошок с насыпным весом 1 г1см. Состав 94% алюминия активного и 6—9% окиси алюминия (марка АПС-1), 91% алюминия активного и 9—13% окиси алюминия (марка АПС-2).
60. С какой технологической целью в бронзу вводят небольшие количества свинца (до 5%)?
Для улучшения качества в оловянные бронзы вводят свинец, повышающий антифрикционные свойства и обрабатываемость; цинк, улучшающий литейные свойства; фосфор, повышающий литейные, механические и антифрикционные свойства.
61. Наряду с оловянистыми бронзами в современной промышленности активно применяются различные сплавы меди с алюминием, кремнием, хромом, бериллием и другими элементами, которые называются безоловянными бронзами с прилагательным, соответствующим основному легирующему элементу (алюминиевые бронзы - БрА, кремнистые бронзы - БрК, хромистые бронзы - БрХ и т.д.) В отличие от основной, оловянистой бронзы, эти металлы предлагают потребителю более высокие антикоррозийные и механические свойства, однако литейные характеристики у этой группы существенно ниже.
62. Бериллиевую бронзу применяют для изготовления инструмента, не образующего искру при ударе о металл или камень, что позволяет использовать его при взрывоопасных горных работах.
63. Использование бериллиевых бронз высокоэффективно в тех случаях когда требуется: высокая электропроводность;высокая теплопроводность; высокие прочностные и упругие свойства; высокая коррозионная стойкость; отсутствие у материала способности к искрообразованию при ударах и ферро-магнитных свойств.(Приборостроение. Электроника. Средства связи и коммуникации, Автомобильная промышленность, Бурильное оборудование и оборудование нефтедобычи, Контактная сварка, Авиастроение. Машиностроение)
64. «Принцип Шарпи»- основное правило расположения в сплаве структурных фаз, обеспечивающих высокие антифрикционные и износостойкие свойства сплава, а также его прочность, вязкость и другие свойства. По шарпи принципу наиболее твердые структурные составляющие должны залегать в виде изолированных друг от друга включений, а наиболее вязкие - образовывать сплошную матрицу.
65. При выборе сплава необходимо учитывать его свойства и стоимость, его хорошую обрабатываемость резанием и способность принимать полировку, определенным соотношением твердостей материала ламели и материала упругого токосъемного контакта. механические свойства, жаропрочность и коррозионную стойкость,комплекс технологических свойств.
66. При вращении вал опирается на твердые частицы, обеспечивающие износостойкость и способность воспринимать сравнительно высокие удельные давления, а мягкая основа, изнашиваясь быстрее, прирабатывается к валу и образует сеть каналов (микрорельеф), удерживающих смазочный материал.
67. Современные твердые сплавы отличаются высокими режущими свойствами благодаря тому, что в их состав входят дорогие и дефицитные металлы — вольфрам, титан, кобальт. Большое значение имеет создание инструментальных материалов, которые, обладая высокими теплостойкостью и износостойкостью, не содержали бы таких дорогих элементов.
68. Порошковая металлургия позволяет получить сплавы из металлов, не растворяющихся друг в друге, а также сплавы из тугоплавких металлов. Она также позволяет получить пористые материалы и детали из них, а также детали состоящие из двух и более слоёв различных металлов и сплавов.
69. На прочность и пластические свойства металлов сильно влияет температура. При нагревании прочность понижается, а пластичность увеличивается. Вот почему большинство процессов обработки металлов давлением проводят при вы