Inžinerinės medžiagos
5 (100%) 1 vote

Inžinerinės medžiagos

INŽINERINIŲ MEDŽ. KLASIFIKACIJA.Inžinerinės medžiagos yra skirstomos: 1. Metalai ir jų lidiniai 2.Kompozicinės medžiagos 3.Miltelinės medž. 4.Plastmasės 5.Guma 6.Stiklas 7.Mediena 8.Dažai ir lakai 9.Klijai .Mašinų gamyboje pagrindinė konstrukcinė medž. – metalai ir jų lidiniai.Būdingos savybės kurios išskiria metalus iš kitų medž.-elektrinis ir šiluminis laidumas, lūžio blizgesys, kristalinė sandara ir elektros varžos augimas didėjant temperatūrai. Pramonėje dažniausei naudojami geležies lydiniai- plienas ir ketus, rečiau spalvotujų metalų: aliuminio, vario, magnio, titano, cinko, švino, alavo lydiniai. Kompozicinės medž., tai dviejų ar daugiau chemiškai skirtingų medž. kompozicija, turinti ryškų skiriamajį paviršių. Jų savybės žymiai skiriasi nuo jas sudarančių komponentų savybių. Jas sudaro 2 dalys: 1.Armuojanti medž. 2.Pagrindinė rišamoji medž.- matrica. Armuojančia dalimi gali būti stiklo, silicio karbido, ar anglies pluoštas, plieninė viela, azbestas, medvilnė ir kt.. Matrica būna iš stiklo, plastmasės, metalų ir jų lydinių, keramikos ir kt. medž.. Miltelinės medž. gaunamos miltelinės metalurgijos būdu. Mltelinė metalurgija susideda iš 3 operacijų: 1.Miltelių gamyba 2.Ruošinio gamyba 3.Ruošinio sukepinimo. Metalų milteliai tai labai smulkios, nuo 0,5-500 mikrono dydžio metalų ir jų oksidų, dalelės. Metalų milteliai yra gaminami mechaniniais, fizikiniais, cheminiais būdais. Ruošinio formavimas dažniausiai atliekamas supresuojant miltelius spec. formuose. Ruošinio sukepinimas yra atliekamas spec. atmosferoje prie temp. lygios T=(0,7-0,9). To pavyzdys gali būti elektros lempučių kaitinimo siūlelis, kuris gaminamas iš supresuoto volframo. To siūlelio lydinimosi temp. 3380 laip. C. Medž. kurių pagrindas yra polimerai- plastmasės. Polimerai- stambiamolekuliniai anglies junginei su O, N,Si ir kt.elementais. Guma- tai naturalių ir sintetinių kaučiukų cheminių reakcijų vadinamų vulkanizacija produktas. Pramonėje plačiau naudojamos medž. iš medžio: tašai, faniera, drožlės, pjuvenos, medžio miltai ir kt.. Gaminiai iš stiklo yra gaminami išlydžius susmulkintus įvairių elementų oksidus ir apdirbus gauto stiklo masę. Siklo savybės priklauso nuo jo cheminės sudėties ir terminio apdirbimo pvz.: užgrūdinus paprastą lakštinį stiklą jo atsparumas lenkimui, smūgiui ir statinėms apkrovoms padidėja 5-6 kartus. Stiklas grūdinamas įkaitinant 610-650 laips.C ir greitai bei tolygei aušinant. Lakai- tai skystos kompozicijos kuriais padengus gaminį paviršiūje susidaro plėvelė tvirtai sukibusi su gaminiu. Lakai dažniausei būna skaidrūs. Pridėjus pigmento jis praranda skaidrumą, įgauna spalvą ir vadinamas dažais. Tiek dažais tiek lakais gaminiai dengiami apsaugineis bei dekoratyvineis tikslais. Klijai- tai klampūs choloidinei tirpalai, kurie sudaro kietą plėvelę tvirtai sukimbančia su klijuojamais gamineis.

DVIKOMPONENCIU LYDINIU KRUVIO DIAGRAMOS: kruvio diagramos parodo kaip vyksta ivairiu sistemos lydiniu kietejimo ir strukturos kitimo procesai. Is ju galima susidaryti tikra vaizda apie atitinkamos sistemos bet kurio lydinio fazes. Turint lydiniu kruvio diagrama galima is anksto prognozuoti apie sistemos lydiniu savybes. Naudojantis lydiniu kruvio diagramomis, lydiniams parenkami terminio apdirbimo, kalumo, suvirinimo rezimai. Kruvio diagramomis yra vadinami grafikai sudaryti temperatures ir koncentracijos asyse. Norint nupaisyti kruvio diagrama reikia tureti kuo daugiau ivairiu koncentraciju lydiniu ausimo kreiviu. Gautu kreiviu kritines temperatures ties atitinkamomis koncentracijomis kaip kritiniai taskai pernesami I temperatures ir koncentracijos asis. Sujungus siuos taskus linijomis ir gaunama duotos lydiniu seimos kruviu diagrama. Panagrinekime lydiniu kruvio diagrama, kada komponentai visiskai tirpsta vienas kitame, skystame buvyje. Praktiskai netirpsta vienas kitame kietame buvyje. Nesudaro cheminiu ir intermetaliniu junginiu, bet tam tikroje koncentracijoje sudaro eutektikas. Tokios sistemos pvz gali buti svino ir stibio lydiniai.Paprastai norint sudaryti diagrama reikai aug ausimo kreiviu. Mes paimsim 6 lydinius su atitinkamais % stibio. Jeigu siuos lydinius islydysime iki visisko islydymo, po to savirasiu pirometru uzrasysime jo ausimo kreives, gausime kreives. Kreiviu perlinkimai arba horizontalus ruozai rodo, kad tolygiai ausinamu lydiniu ausimo greitis sumazejo arba sustojo. Tuose perlinkimuose ir luziuose yra tu lydiniu kritiniai taskai. Kiekviena kreive turi 2 kritinius taskus, tik viena kreive (su 13% stibio) turi 1-a kritini taska. Viena kritini taska tures tures ir grynu metalu (svino ir stibio) ausimo kreives. Pirmasis kritinis taskas rodo stingimo pradzia, antrasis – pabaiga. Lauztine kreive ABC rodo stingimo pradzia (likviduso linija). Virs jos yra vienalytis skystas tirpalas. Zemiau jos pradeda atsirasti svino ir stibio kristalai. DBE rodo stingimo pabaiga (soliduso linija). Zemiau jos visi lydiniai yra kietoje busenoje. 3270C pradeda ir baigia kristalizuotis grynasis svinas, o 6300C grynas stibis. Sudarytoji diagrama rodo, kad visi lydiniai pradeda kristalizuotis skirtingose temperaturose, visi baigia kristalizuotis prie 2460C. lydinys su 13% stibio pradeda ir baigia kristalizuotis prie 2460C. Siuo atveju susidaro smulkus svino ir stibio kristalu misinys, kuris vadinamas eutektika. Eutektika turi pacia zemiausia lydimosi
temperatura is visu sistemos lydiniu. Lydiniai, kuriuose yra stibio maziau kaip 13% vadinami prieseutektiniais, kur >13% poeutektiniais.

GRAFIKASYra dvi Fe ir C būvio diagramos cementitiniai ir grafitiniai. Kos kairioji vertikalė gryna Fe, dešn. Rodo anglies koncentracija lydinyje. Taške A pradeda ir baigia kristalizuotis gryna Fe, o D-cementitas. Taške K pradeda kristalizuotis ledeburitas. Linijoje AC pradeda kristalizuotis austenitas, CD-CI. ACD yra likviduso linija.Linijoje išskiriantį austenitas suima Fe perteklių. CD-išsiskiriantis cementitas-anglies perteklių. Todel linija ECF pasiekia eutektine koncentraciją ir tirpalas virsta lediburitu. Žem. AC-lediburitas ir austenitas, o zemiau CF yra anksciau issiskyres pirm. Cementitas ir lediburitas. Jeigu lyd. Yra 2,14% C, tai visas skystas tirpalas nespejes įgauti eutektines koncentracijos linijoje AE virsta austenitu. –AESG yra tik austenitas. Linija SE-austenito solvuso linija. Ji rodo C tirpumo kitima kintant temperaturai ir koncentr. Prie kuriu austenitas išlaiko pus. Su cementitu. Žemejant temperaturai si pusiausvyra gali issilaikyti mazejant C tirpumui austenite. Pertekline C isstumiama is austenito cementito plokstelemis. Kadangi cementitas issiskiria kietoje busenoje, vad antriniu. AECF yra soliduso linija ir zemiau jos visi virsmai jau vyksta kietojoje busenoje. Taske G vyksta alotropinis virsmas-keiciasi gelezies kristaline gardele, vyksta GS linijoje. Zemiau sios linijos yra austenitas ir susidarantis feritas. Ferite istirpsta labai mazai C, todel siame procese suimama vis alaisva gelezis. Liekantis austenitas iangleja. Atkarpa PS visas likes austenitas pasiekia turedamas eutektoidine koncentracija ir sioje linijoje virsta perlitu, zemiua PS yra feritas ir anskciau susidares perlitas.Eutektoidine koncen. Austenitas igauna ir atkarpoje SK, taip ivyksta delto,kad mazejant c tirpumui austenite susidarantis austenitas krentant T°C sugeria c pertekliu. Todel austenitas suangleja ir igyja eutektoidine koncent. Linijoje SK virsta perlitu. Gryna seutektoidinis veiksmas vyksta tik taske S, kur asutenitas-eutektoidines koncentracijos. Jei lidinyje maziau C, tai GP visas austenitas virsta perlitu. Trikampi GQP tik perlitas. PQ ferito solvuso linija. Ji rodo ribini C tirpuma ferite kint. T., taip pat koncentracijos kuriose feritas islaiko pusiausvyra us cementitu. Zemejant temperaturai si pusiausvyra islaikoma mazejant C tirpumui ferite. C istumiama cementito plokstelemis.ir vadinamas tretiniu cementitu.i desine nuo PQ issiskiria Fe3CIII.ECF vadinama eutektinio virsmo linija nes susidaro lediburitas, o PSK –eutektoidinio, nes susidaro perlitas.

ĮTEMPIMAIPaveikus kūną tam tikra jėga, jame atsiranda įtempimai, kurie paprasčiausiai įtempimo atveju nusakomi kaip veikiančios jėgos ir skerspjūvio ploto santykiu. s=P/F [N/m2] arba [Pa].Įtempimai metale atsiranda netik veikiant išorinėms jėgoms, bet ir kaitinant kūną bei keičiantis kūno vidinei struktūrai. Atomams persislenkant iškreipiamos gardelės ir tarp atomų susidaro papildomi įtempimai, kurie gali išlikti ir nustojus veikti išorinei apkrovai. Tokie įtempimai vadinami liekamaisiais arba vidiniais įtempimais. Įtempimai pagal tūrį kurie pasireiškia skirstomi į 3 grupes:1 eilės įtempimus, kuriuos apima gamą arba didelę jo dalį;2 eilės įtempimai, kurie apima atskirus grūdelius arba jų fragmentą;3 eilės įtempimai, kurie apima kelias elementarias gardeles.Vidiniai įtempimai turi didelę reikšmę metalų savybėms

SUKIETINIMASGrūdelio plastinė deformacija prasideda toje kristalografinėje plokštumoje, kurioje daugiausiai yra atomų ir kur silpniausias pasipriešinimas persislinkimui. Plastinis poslinkis iškreipia taisyklingų aplinkinių tūrių sandarą. Pagal nagrinėjamus kristalinės sandaros netobulumus pasunkėja atomų persislinkimai. Metalas poslinkio srityje sustiprėja. Kitas plastinis poslinkis atsiranda naujoje vietoje ir tik padidėjus pradiniam įtempimui. Todėl vykstant plastinei deformacijai metalas stiprėja. Toks reiškinys vadinamas deformaciniu sustiprėjimu arba sukietinimu. Dažnai labai pageidautina, kad metalą deformuojant pasidarytų kietesnis ir stipresnis.. Tačiau reikia nepamiršti kartu su tuo gali žymiai sumažėti metalų plastiškumas. Plastinio deformavimo metu pasikeičia ir kitas metalų savybes: sumažėja atsparumas korozijai, padidėja varža, keičiasi magnetinės savybės.

ATSISTATYMAS IR REKRISTALIZACIJAPlastinio deformavimo metu metalas pasidaro mažiau stabilus. Stabilumo didėjimas intensyviau gali vykti tik gavus aktyvinės energijos tai yra pakaitinus deformavimo metu sukietintą metalą. Šio proceso metu iš dalies sumažėja stiprumas ir kietumas, kartu šiek tiek padidėja plastiškumas. Kai kurios savybės pavyzdžiui elektros varža atsistato visiškai. Todėl šis reiškinys dažnai vadinamas atsistatymu. Toliau kylant temperatūrai, atomų paslankumas didėja ir dislokacijos intensyviai persitvarko. Vietoje viena kryptimi iškreiptų deformuoto metalo grūdelių atsiranda nauji nukreipti įvairiai įvairiai orientuoti grūdeliai. Šis reiškinys vadinamas rekristalizacija. Rekristalicazija prasideda temperatūroje, kuri apytikriai sudaro 40% metalo lydymosi temperatūros. Trek»0.4Tlyd.Deformuoto metalo atkaitinimas rekristalizuojant vadinamas rekristalizaciniu atkaitinimu.

METALŲ KRISTALIZACIJAMetalų kristalizacija vadinamas metalų augimo proc. Pereinant

skystos būsenos į kietą. Šio proc. Metu perteklinė laisvoji energija dėl ko kristalizacija vyksta pastovioje temp. Ir aušinimo kreivėje susidaro pastovios temperatūros laiptelis. Toks proc. Vyksta dviem etapais: pirmame atsiranda kietų kristalų užuomazgos, o antrame jos auga prisijungdamos iš skysto lydalo naujus atomus. Abu šie proc. vyksta lygiagrečiai tol, kol visas metalas sukietėja. Daugiausiai metalai gaminami luitais. Luitu vadinama luitadėžėje sukietėjusio metalo masė. Luito sandara priklauso nuo metalo prigimties temperatūros ir aušinimo sąl.(ramaus stingimo plieno luito sandaros pieš.) Supiltas į luitadėžę plienas aušinamas su sienelių. Čia metalas peraušinamas todėl susidaro daug kristalizacijos centrų. Susidaro sluoksnis prie sienelių, kuris susideda iš daugybės smulkių grūdelių. Susidarius šiam pirmajam sluoksniui stingimas sumažėja, nes luitadėžės sienelės sušyla. Susidarius šiai antrąjai zonai šiluma nuvedama jau ne taip kryptingai, todėl luito vidus susidaro iš lygiaašių stambių kristalų. Luito kristalams sukietėjus, išlieka nesukietėję kunai luito viršuje, dažniausiai ši dalis uolėta ir daugiausiai įvairių priemaišų, todėl tolimesniam apdirbimui ji netinkama ir nuo luito pašalinama.

LIKVACIJALikvacija-cheminės sudėties netolygumas kristalo masėje. Kristalizuojantis Fe pirminės dendritų šakos žymiai grynesnės už besikristalizuojančias vėliau. Reiškinys vadinamas DENDRITINĖ LIKVACIJA. Lygiaašiuose kristaluose gali skirtis centrinės ir paviršiaus dalies sudėtis-INTERKRISTALINĖ LIKVACIJA. Tačiau kristalizuojantis daugiau įtakos turi ZONINĖ LIKVACIJA, kada skiriasi atskirų kūnų chem. sudėtis. dėl zoninės likvacijos metalų sąv. gali pablogėti, taip pat jis gali būti netinkamas tolesniai gamybai.Pagr. mechaninės metalų sąv.Mechaninėmis vadinamos tokios metalų sąv., kurios rodo jos sugebėjima priešintis išorinei aplinkai.Įtempimai matuojami MPa. Tempiant plienas išlieka tamprus iki tam tikro tempimo.dT- takumo riba. Toks įtempimas, kurį pasiekus deformacija didėja nedidinant apkrovos. Mech. plieno tempimo diagr.dB –stiprumo riba-didžiausias įtempimas, kurį gali atlaikyti bandinys.Plastinės medžiagų sąv. nusakomos santykiniu pailgėjimu ir santykiniu skerspjūvio susitraukimu. Matuojamas %.Santykinis pailgejimas d=l1-l0/l0×100%Santykinis skerspjūvio susitraukimas f=F0 – F1/F0 ×100%.

KIETUMASkietumu vadinama medžiagų sąv. priešintis plastinėms deformacijoms. Kietumas matuojamas tam tikra jėga įspaudžiant kitą kietą kūną. Metalų kietumas matuojamas trimis būdais: 1. Brinelio HB.1 Į medžiagą spaudžiamas grūdinto plieno rutuliukas kietumas apskaičiuojamas pagal veikiančios jėgos santykį. Žymimas HB. Šiuo būdu matuojamas minkštų metalų kietumas.2. Rokvelo HRC. Į medžiagą spaudžiamas deimantinis kūgis. Kietumas išreiškiamas pagal veikiančios jėg. 2 P ir įspaudo gylio santykį. HRC. -//- kietų kietų met. kietumui nustatyti.3. Vikerso HV. Į medžiagą spaudžiama deimantinė piramidė. Kietumas nustatomas pagal veikiančią jėgą ir įspaudos įstrižaines. Naudojama plonų dangų kietumui nustatyti.

SMŪGINIS TĄSUMAS IR ATSPARUMAS NUOVARGIUISmūginis tąsumas įvertina medžiagos poveikį trapumui.Smūginis tąsumas nustatomas spec. mašinuose smūgiuojantį priešingą įpjovai pusę. Apskaičiuojamas darbas duotąjam skerspjūvio bandynio suardymui. a-[kJ/m²]Skaitinė smūginio atsparumo reikšmė priklauso nuo įpjovos formos. Išpjovos: V, U, _|_. Todėl prie koef. Parodoma kokia įpjova av, au …Jei metalą ilgą laiką veikė cikliškai kintančios ir ypač kintamo ženklo apkrovos, jis gali suirti netgi ir be įtempimo mažesnio už jo tampr. ribą. Šis reiškinys vadinamas metalo nuovargiu. Nuovargis nustatomas spec. bandymais. Nustatomas tokio didžio įtempimas, kurį bandinys atlaiko užduotą ciklų (laiką) skaičių – nuovargio riba.

POLIMORFIZMAS IR IZOTROPIJA.

Šiuo metu Jūs matote 40% šio straipsnio.
Matomi 2082 žodžiai iš 5246 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.