Пластмаси сталь сплави

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Тульський Державний Університет
КАФЕДРА «Фізика металів та металознавства»
КОНТРОЛЬНО - Курсова робота
ВАРІАНТ № 12
Виконав
студент групи 220761
Кузьмічов Олександр
Олександрович
Перевірив
Мясникова Л.В.

Зміст
Термопластичні пласмасси ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Сталь 12ХГТ. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... 11
Железоуглеродістиє 1% З сплав .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 12

Термопластичних пластмас
В основі термопластичних пластмас лежать полімери лінійної або розгалуженої структури, іноді до складу полімерів вводять пластифікатори. Термопласти мають обмежену робочу температуру, понад 60-70 градусів Цельсія починається різке зниження фізико-механічних властивостей. Більш термостійкі структури можуть працювати до 150 -250 0 С, а термостійкі з жорсткими ланцюгами і циклічні структури стійкі до 400 -600 0 С.
Таблиця 1. Температури склування T ст І ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕННЯ T пл ДЕЯКИХ ПЛАСТИЧНИХ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ а
Полімер
T ст, ° С
T пл, ° С
Поліетилен
-80
135
Поліпропілен
-10
180
Полістирол
100
-
Полівінілхлорид
80
270
Полівініліденхлорід
-20
190
Поліметилметакрилат
105
-
Поліакрилонітрил
105
310
Найлон-6 (капрон)
50
223
Найлон-6, 6
57
270
Поліетилентерефталат
69
265
Поліформальдегід (поліоксиметилен, параформ)
-85
180
Поліетиленоксид (поліоксиетилену)
-67
70
Триацетат целюлози
130
300
Тефлон (політетрафторетилен)
-113
325
а Нижче T ст пластмаси тендітні і тверді, між T ст і T пл - гнучкі і податливі, вище T пл вони є в'язкими розплавами.

При тривалому статичному навантаженні з'являється вимушено - еластична деформація і міцність знижується. Зі збільшенням швидкості деформування не встигає розвиватися високоеластична деформація і з'являється жорсткість, іноді навіть крихке руйнування. Більш міцними і жорсткими є кристалічні полімери. Межа міцності термопластів становить 10 - 100 МПа. Модуль пружності (1,8 - 3,5) 3 жовтня МПА. Вони добре чинять опір втоми, їх довговічність вище, ніж у металів. Межа витривалості становить 0,2 - 0,3 межі міцності. При частотах навантажування понад 20 Гц відбуваються розігрів матеріалу і зменшення міцності.
Таблиця 2. ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДЕЯКИХ ПРОМИСЛОВИХ ПЛАСТМАС
Полімер
Діелектрична проникність при 60 Гц
Електри-чна міцність, В / см
Коефіцієнт втрати потужності при 60 Гц
Питомий опір, Ом × см
Поліетилен
2,32
6 × 10 6
5 × 10 -4
19 жовтня
Поліпропілен
2,5
2 × 10 6
7 × 10 -4
10 18
Полістирол
2,55
7 × 10 6
8 × 10 -4
Жовтень 1920
Поліакрилонітрил
6,5
-
0,08
14 жовтня
Найлон-6, 6
7,0
3 × 10 3
1,8
14 жовтня
Поліетилен-
терефталат
3,25
7 × 10 3
0,002
Жовтня 1918
Термопласти діляться на неполярні і полярні.
Неполярні термопластичних пластмас
До них відносяться поліетилен, поліпропілен, полістирол і фторопласт - 4.
Поліетилен (-СН 2 - СН 2) n - продукт полімеризації безбарвного газу етилену, що відноситься до кристаллизующего полімеру. За щільністю поліетилен підрозділяють на поліетилен низької щільності, що отримується в процесі полімеризації при високому тиску (ПЕВТ), що містить 55 - 65% кристалічної фази, і поліетилен високої щільності, одержуваний при низькому тиску (ПЕНД), що має кристалличность до 74 - 95%.
ВЛАСТИВОСТІ Поліетилен високої щільності
СП
від 1000 до 50 000
Т пл
129-135 ° С
Т ст
ок. -60 ° С
Щільність
0,95-0,96 г / см 3
Кристаличність
висока
Розчинність
розчинний в ароматичних вуглеводнях тільки при температурах вище 120 ° С
Чим вище щільність і кристалличность поліетилену, тим вище міцність і теплостійкість матеріалу. Тривало поліетилен можна застосовувати при температурі до 60 - 100 0 С. Морозостійкість досягає - 70 0 С і нижче. Поліетилен хімічно стійкий і при нормальній температурі не розчиняється в жодному з відомих розчинників.
ВЛАСТИВОСТІ Поліетилен низької щільності
СП
від 800 до 80 000
Т пл
108-115 ° С
Т ст
нижче -60 ° С
Щільність
0,92-0,94 г / см 3
Кристаличність
низька
Розчинність
розчинний в ароматичних вуглеводнях тільки при температурах вище 80 ° С

Недоліком поліетилену є його схильність старінню. Для захисту від старіння в поліетилен вводять стабілізатори та інгібітори (2-3% сажі сповільнюють процеси старіння в 30 разів). Під дією іонізуючого випромінювання поліетилен твердне: набуває велику міцність і теплостійкість.
Поліетилен застосовують для виготовлення труб, литих і пресованих несилових деталей, плівок, він служить покриттям на металах для захисту від корозії, вологи, електричного струму.
Поліпропілен (-СН 2 - СНСН 3 -) n є похідною етилену. Застосовуючи металоорганічні каталізатори, отримують поліпропілен, що містить значну кількість стереорегулярних структури. Це жорсткий нетоксичний матеріал з високими фізико-механічними властивостями. У порівнянні з поліетиленом цей пластик більш теплостоек: зберігає форму до температури 150 0 С. Поліпропіленові плівки міцні і більш газонепроникні, ніж поліетиленові, а волокна еластичні, міцні і хімічно стійки. Недоліком пропілену є його невисока морозостійкість (від -10 до -20 0 С). Поліпропілен застосовують для виготовлення труб, конструкційних деталей автомобілів мотоциклів, холодильників, корпусів насосів, різних ємностей і ін Плівки використовують в тих же цілях, що і поліетиленові.
ВЛАСТИВОСТІ ізотактичного ПОЛІПРОПІЛЕНУ
СП
від 1000 до 6000
Т пл
174-178 ° С
Т ст
ок. 0 ° С
Щільність
0,90 г / см 3
Кристаличність
висока
Розчинність
розчинний в ароматичних вуглеводнях тільки при температурах вище 120 ° С

Полістирол (-СН 2 - СНС 6 Н 5 -) n - твердий, жорсткий, прозорий, аморфний полімер. Зручний для механічної обробки, добре фарбується, розчинний в бензолі. Полістирол найбільш стійкий до впливу іонізуючого випромінювання в порівнянні з іншими термопластами (присутність в макромолекулах фенільного радикалу).
Недоліками полістиролу є його невисока теплостійкість. Схильність до старіння, утворення тріщин.
З полістиролу виготовляють деталі для радіотехніки, телебачення і приладів, деталі машин, судини для води і хімікатів, плівки стирофлекс для електроізоляції.
ВЛАСТИВОСТІ Полістирол
СП
від 500 до 5000
Т пл
аморфний і не має точки плавлення
Т ст
ок. 90 ° С
Щільність
1,08 г / см 3
Кристаличність
Відсутній
Розчинність
легко розчинний в ароматичних вуглеводнях і кетонах при кімнатній температурі
Фторопласт -4 (фторлон) політетрафторетилен (-CF 2 - CF 2 -) n є аморфно - кристалічним полімером, до температури 250 0 С швидкість кристалізації мала і не впливає на його механічні властивості, тому тривало експлуатувати фторопласт -4 можна до температури 250 0 С. Руйнування матеріалу відбувається при температурі вище 415 0 С. Аморфна фаза знаходиться в високоеластичному стані, що надає фторопласту - 4 відносну м'якість. При вельми низьких температурах (до -269 0 С) пластик не охрупчивается. Фторопласт -4 стійкий до дії розчинників, кислот, лугів, окисників. Практично він руйнується тільки під дією розплавлених лужних металів і елементарного фтору, крім того, пластик не змочується водою. Політетрафторетилен малостійкий до опромінення. Це найбільш високоякісний діелектрик. Фторопласт -4 володіє дуже низьким коефіцієнтом тертя, який не залежить від температури.
Недоліками фторопласта -4 є хладотекучесть, виділення токсічногофтора при високій температурі і труднощі його переробки.
Фторопласт -4 застосовують для виготовлення труб, вентилів, кранів, насосів, мембран, ущільнювальних прокладок, манжет, сильфонів, електрорадіотехнічний деталей, антифрикційних покриттів на металах.
ПОЛЯРНІ термопластичних пластмас
До полярним пластикам відносяться фторопласт-3. органічне скло, полівінілхлорид, поліаміди, поліетилентерефталат. Полікарбонат, поліарилатів, пентапласт, полиформальдегид.
Фторопласт 3 (фторлон -3) - полімер тріфторхлортілена, має формулу (-СF 2-CFCl -) n. Введення атома хлору порушує симетрію ланок макромолекул, матеріал стає полярним, діелектричні властивості знижуються, але з'являється пластичність і полегшується переробка матеріалу у вироби. Фторопласт -3, повільно охолоджений після формування, має кристалличность близько 80 -85%. А загартований - 30-40%. Інтервал робочих температур від -150 до 70 0 С. При температурі 315 0 С починається термічне руйнування. Хладотекучесть у полімеру проявляється слабше, ніж у фторопласта -4. По хімічній стійкості він поступається політетрафторетілену, але все ж має високу стійкість до дії кислот, окислювачів, розчинів лугів і органічних розчинників.
Фторопласт -3 використовують як низькочастотний діелектрик, крім того, з нього виготовляють труби, шланги, клапани, насоси, захисні покриття металів та ін
Органічне скло - це прозорий аморфний термопласт на основі складних ефірів акрилової та метакрилової кислот. Найчастіше застосовується поліметилметакрилат, іноді пластифікований дибутилфталат. Матеріал більш ніж в 2 рази легше мінеральних стекол 91180кг / м 3, відрізняється високою атмосферостійкістю, оптично прозорий (светопрозрачность92%), пропускает75% ультрафіолетового випромінювання. При температурі 80 0 С органічне скло починає розм'якшуватися; при температурі 105 -150 0 С з'являється пластичність, що дозволяє формувати з нього різні деталі. Критерієм, що визначає придатність органічних стекол для експлуатації, є не тільки їх міцність, але і поява на поверхні і усередині матеріалу дрібних тріщин, так званого срібла. Цей дефект знижує прозорість і міцність скла. Причиною появи «срібла» є внутрішні напруги, що виникають у зв'язку з низькою теплопровідністю і високим коефіцієнтом розширення. Органічне скло стійке до дії розбавлених кислот і лугів, вуглеводневих палив і мастильних матеріалів. Старіння органічного скла в природних умовах протікає повільно. Недоліком органічного скла є невисока поверхнева стійкість. Збільшення термостійкості і ударної в'язкості органічного скла досягається орієнтуванням. Органічне скло використовується літакобудування, автомобілебудування.
Полівінілхлорид є аморфним полімером. Пластмаси мають добрі електроізоляційні характеристики, стійкі до хімікатів, не підтримують горіння. Непластифікований твердий полівінілхлорид називається вініпластом. Вініпласти мають високу міцність і пружність. З вініпласту виготовляють труби деталі вентиляційних установок теплообмінників і т.д.


ВЛАСТИВОСТІ Полівінілхлорид
СП
від 500 до 5000
Т пл
аморфний і не має точки плавлення
Т ст
ок. 20 ° С
Щільність
1,60 г / см 3
Кристаличність
дуже низька
Розчинність
розчинний при кімнатній температурі в невеликому числі розчинників
Поліаміди - це група пластмас з відомими назвами: капрон, нейлон, амід. Поліаміди - кристалізуються полімери. При одноосной орієнтації отримують поліамідні волокна, нитки, плівки. З поліамідів виготовляють шестірні, втулки, підшипники, гайки, шківи. Поліаміди використовують у електротехнічній промисловості, медицині і, крім того, як антифрикційні покриття.
Поліуретани - містять уретанових груп. Кисень в молекулярній ланцюга повідомляє полімерам гнучкість, еластичність; їм властива висока атмосферостійкість і морозостійкість (від -60 до -70 о С). Верхній температурний межа становить 120-170 о С. З поліуретану виробляють плівкові матеріали і волокна, які малогигроскопична і хімічно стійки.
Поліетилентерефталат - складний поліефір, випускається під назвою лавсан. Поліетилентерефталат є діелектриком і має високу хімічну стійкість. З поліетилентерефталату виготовляють шестірні, кронштейни, канати, ремені, тканини.

Сталь 12ХГТ
Кування
Охолодження поковок, виготовлених
З злитків
З заготовок
Вид напівфабрикату
Температурний інтервал кування, З
Розмір перерізу, мм
Умови охолодження
Розмір перерізу, мм
Умови охолодження
Шток
1220-800
До 100
У ямі з закритою кришкою
До 250
На повітрі
Легуючі елементи, вводяться в сталь для отримання необхідної структури і властивостей. Всі елементи, за винятком вуглецю, азоту, водню утворюють з залізом тверді розчини заміщення. Сталь 12ХГТ відноситься до сталей хромомарганцевим з додаванням титану. Марганець - порівняно дешевий елемент, застосовується, як замінник у стали нікелю. Як і хром, марганець розчиняється як у фериті і цементиті. Підвищуючи стійкість аустеніту, марганець знижує критичну швидкість загартування і підвищує прокаливаемость, особливо доевтектоїдних сталі. Введення невеликої кількості титану, що утворює важкорозчинні в аустеніт карбіди TiC, зменшує схильність хромомарганцевих сталей до перегріву. При нагріванні стали 12ХГТ до 1000 о С з наступним подстужіваніем до 870 о С, для гарту величина зерна зберігається на рівні 8-го бала. Сталь 12ХГТ застосовується: у зубчастих колесах коробок передач.
Масова частка елемента,%, за ГОСТ 4543-71
Температура критичних точок, З
C
Si
Mn
S
P
Cr
Ni
Mo
N
W
Ti
Cu
Ac 1
Ac 3
Ar 1
Ar 3
0.l7
0.37
0.8
0.035
0.305
1
0.3
-
0.008
-
0.03
0.3
740
825
650
730


Режим термообробки
Перетин,
Мм
σ 02,
H / мм 2
σ В,
H / мм 2
δ,
%
ψ,
%
KCU,
Дж / см 2
HRC
HB
Операція
t, C
Охолоджую-
щая середу
Не менш
Відпал або відпустку
Понад 5 до 250
Не визначаються
≤ 217
Нормалізація
880-950
Масло
До 80
885
980
9
50
78
-
Загартування
855-885
Масло
Понад 80 до 150
885
980
7
45
70
Відпустка
150-250
Повітря або вода
Понад 150 до 250
885
980
6
40
66
У термічно обробленому стані
До 100
395
615
18
45
59
Цементація
Загартування
Відпустка
920-950
820-860
180-200
Повітря
Масло
Повітря
До 20
950
1200
10
50
80
Повер-хности
56-62
Серцевини
≥ 341
20-60
800
1000
9
50
80
Повер-хности 56-62
Сердцевіни240-300
Загартування
Відпустка
Азотування
910
570
500-520
Масло
Повітря
З піччю до 150 С
Повер-хности 55-59
Механічні властивості при кімнатній температурі
Железоуглеродістиє 1% З сплав
Сплав заліза з вуглецем (кількість вуглецю 1%) при температурі 1200 о С.
Фазові перетворення.
С = К + 1 - Ф
К = 1
Ф = 1
С = 1 +1-1 = 1
T (˚ c) Рідка фаза + ферит 1% C
1600
А D
H У Рідка фаза
ферит J
1400
Nжідкая фаза рідка фаза
ферит + +
+ Аустеніт аустеніт цементит (первинний)
1200
1147
Аустеніт E аустеніт + цементит CF
(Вторинний)
1000 +
аустеніт ледебурит Цементит (первинний)
G + ( аустеніт + цементит) +
ферит ферит аустеніт ледебурит
800 +
S цементит
ферит 727 K
+ Pцементіт перліт + цементит
цементит 600 (вторинний) (вторинний) цементит
(Третинний) + + (первинний)
перліт ледебурит +
(Ферит + (перліт + цементит) ледебурит
400 Q цементит) (перліт + цементит) L
ферит
+ 0.02 0.08 (2.14) 3 4 4.43 5 6 6.67
перліт Стали Чавуни
Зміст вуглецю, (%)


0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Зміст цементиту (Fe3C), (%).
Діаграма стану залізо - карбід заліза.
Крива охолодження в інтервалі температур від 0 ˚ до 1600 ˚ з
(Із застосуванням правил фаз) для сплаву, що містить 1,0% С.
T (˚ c)
0
1600 I
1490 ˚ з
1290 ˚ з
1200 ІІ


III
800 ІV 800 ˚ з
727 ˚ з
V

400

0 t (c)
час
0-I-рідка фаза;
I-точка лінії ликвидус (початок кристалізації);
I-II-рідка фаза + аустеніт;
II-точка лінії солидус (закінчення кристалізації);
II-III-сплав набуває однофазну структуру - аустеніт;
III-точка лінії граничної розчинності С в γ-Fe;
III-IV-фаза рівноваги аустеніту і фериту;
IV-точка лінії евтектоїдних перетворень сплавів;
IV-V-евтектоїдних перетворення (ферит + цементит);
V-VI - область фазового рівноваги перліту і цементиту (вторинного).

Список використаної літератури
1. М.М. Колосков, Ю.В. Доібенко-М, "Марочник сталей і сплавів". Видавництво "Машинобудування".
2. Ю.М Лахтін, В.І Леонтьєва, "Матеріалознавство".
Видавництво "Машинобудування", 1972.
3. Б.М. Арзамас, І. І. Сидорин, "Матеріалознавство"
Видавництво "Машинобудування", 1986.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
118.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Пластмаси
Скло ситалли та кам`яне лиття Будівельні пластмаси
Дамаська сталь
Чавун і сталь
Сталь самуpаев
Н Островський Як гартувалася сталь
Витіснить сталь папір
Штампове сталь Х12Ф1
Сплави
© Усі права захищені
написати до нас