Реферат: Конструирование машин
Химико-термическая обработка. При химико-термической обработке изменяется химический состав поверхностных слоев деталей, что позволяет получить мелкозернистую структуру, высокую твердость, прочность и износостойкость деталей.
Существует ряд способов такой обработки: цементация - насыщение поверхностных слоев стали углеродом; азотирование - насыщение азотом; цианирование - одновременное насыщение углеродом и азотом; борирование - насыщение бором и др. Глубина насыщения невелика, обычно 0,2— 1 мм.
Цементации подвергают детали из низкоуглеродистых легированных сталей 15, 20Х, 12Х2Н4А, 12ХНЗА, 18Х2Н4МА и др. Для изготовления азотируемых деталей обычно используют стали 38Х2МЮА, 38Х2Ю и др., а для цианируемых деталей - стали марок 15, 20, 45, 35Х, 40Х и др.
Ч У Г У Н Ы -
Чугунами называют железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода свыше 2%. Чугуны имеют высокие литейные и невысокие пластические свойства в сравнении со сталями.
В зависимости от структуры чугуны подразделяют на белые, ковкие и серые.
Белый чугун, обладающий высокой твердостью и хрупкостью, обрабатывают резанием твердосплавным инструментом. Используют для изготовления тормозных колодок и других деталей, взаимодействующих с абразивом.
Ковкий чугун применяют для деталей, получаемых литьем, и не обрабатывают давлением из-за низкой пластичности. Он имеет высокую прочность (σв = 300 ÷ 630 МПа).
Серый чугун является основным литейным материалом в машиностроении. Его используют для изготовления деталей сложной конфигурации при отсутствии жестких требований к габаритам и массе (зубчатые колеса, валы, детали корпусов, шкивы ременных передач и т. д.). Имеет высокие литейные свойства, среднюю прочность (σв < 400 МПа), удовлетворительную износостойкость, высокую демпфирующую способность, хорошо обрабатывается резанием.
Серый чугун обозначается буквами СЧ и двухзначной цифрой, показывающей деленные приблизительно на 10 значения предела прочности при растяжении в МПа (например, СЧ 15 означает серый чугун с пределом прочности при растяжении 150 МПа).
Наибольшее применение имеют чугуны СЧ15 и СЧ20, используемые для получения отливок средней прочности, их массовая плотность ρ = 7 г/см3.
М Е Д Н Ы Е С П Л А В Ы -
Медные сплавы разделяют на латуни и бронзы.
Латуни подразделяют, в свою очередь, на двойные (сплавы меди и цинка) и многокомпонентные (содержат дополнительно свинец, кремний, марганец и др.).
Латуни имеют хорошие технологические свойства (обрабатываются давлением, резанием, литьем), достаточную прочность (σв = 250 ÷ 350 МПа), хорошее сопротивление коррозии. Стоимость латуни в 5 раз и более превышает стоимость качественной стали.
Латунь в своем обозначении содержит букву Л, например, Л59, Л62, Л90 и др.
В машиностроении основное применение имеют сложные латуни ЛКС80-3-3, ЛМцС58-2-2 и др., используемые в узлах трения, а также для изготовления арматуры и т. д.
Бронзы, кроме основы — меди, содержат компоненты, определяющие их наименование. Различают бронзы оловянистые, свинцовистые, алюминиевые, бериллиевые и др.
Бронзы имеют высокие антифрикционные свойства, коррозионную стойкость и технологические свойства (имеются в виду литейные бронзы и бронзы, обрабатываемые давлением — алюминиевые, бериллиевые, кремнистые и др.).
Являясь важнейшим и дорогостоящим (примерно в 10 раз дороже стали) антифрикционным материалом, бронзы широко применяют в подшипниках скольжения, в червячных и винтовых колесах и др. Бронзы обозначают буквами Бр, буквами, показывающими наличие основных компонентов кроме меди (А — алюминий, Б — бериллий, Ж — железо, К — кремний, О — олово, Ц — цинк, Ф — фосфор и др.), и цифрами, показывающими среднее содержание в % соответствующих компонентов. Например, БрАЖ9 - 4 — это обозначение марки бронзы со средним содержанием алюминия 9% и железа 4%.
Б А Б Б И Т Ы -
Баббиты — сплавы на основе олова, свинца и кальция являются высококачественными хорошо прирабатывающимися антифрикционными подшипниковыми материалами. Их обозначают буквой Б и цифрой, выражающей содержание в процентах олова, или буквой, показывающей дополнительный компонент.
Очень высокая стоимость баббитов (в 20 раз и более превышающая стоимость качественной стали) ограничивает области их использования.
А Л Ю М И Н И Е В Ы Е С П Л А В Ы -
Алюминиевые сплавы (литейные АЛ и деформируемые) имеют плотность ρ = 2,6 ÷ 2,9 г/см3 (почти в 3 раза меньшую, чем стали) и удельную прочность, приблизительно равную удельной прочности стали.
Основными литейными сплавами являются сплавы с кремнием - силумины (АЛ2, АЛ4, АЛ5, АЛ9 и др.), имеющие после закалки σв = 170 ÷ 250 МПа. Обладая высокими литейными свойствами и хорошей обрабатываемостью резанием, они широко применяются для изготовления сложных деталей корпусов машин.
Деформируемые сплавы марок АМц, АМг и др. (термически неупрочняемые), а также термически упрочняемые сплавы алюминия с медью и магнием (дуралюмины Д1, Д16 и др.) имеют σв = 350 ÷ 430 МПа и используются для изготовления обработкой давлением и резанием корпусов, трубопроводов, заклепок, сепараторов подшипников и других деталей машин (в особенности транспортных).
М А Г Н И Е В Ы Е С П Л А В Ы -
Основное применение благодаря малой плотности (ρ = 1,8 г/см3) и высоким литейным свойствам имеют литейные сплавы МЛ (МЛЗ, МЛ4, МЛ5 и др.), которые после термообработки дают σв = 200 ÷ 230 МПа, σт = 150 ÷ 180 МПа.