Неметаллическим включениям

К неметаллическим материалам относятся пластмассы (текстолит, винипласт, древеснослоистые пластики, пластики и др.), металлокерамические материалы, резина, графит и др. Обладая рядом ценных свойств, легкостью, прочностью, тепло- и электроизоляцией, .стойкостью против действия агрессивных сред, фракционностью или антифрккционностью и т. д., пластмассы находят в машиностроении все большее распространение. Технико-экономическая эффективность применения пластмасс в машиностроении

К неметаллическим материалам, применяемым в машиностроении, относятся дерево, резина, кожа, асбест, металлокерамика, пластмассы.

'l Акустические методы контроля неметаллических и многослойных материалов разделяют на высокочастотные (выше 0,5 МГц) и низкочастотные. В качестве высокочастотных применяют эхо-^ ^?ер_кально-теневой и д_ругие ранрр ппягянныр методы Применительно к неметаллическим материалам методы часто модифицируют, давая им другое название. В низкочастотных методах используют волны, длина Которых существенно превышает неоднородности неметаллических и композиционных материалов. Это принципиально изменяет методику и средства контроля.

В учебном пособии рассмотрены основные разделы курса материаловедения: атомно-кристаллическое строение металлов, основы кристаллизации, диаграммы состояния сплавов, а также основные конструкционные металлы и сплавы на основе железа и цветных металлов. Показана возможность изменения структуры и свойств материалов за счет термической и химико-термической обработки. Большое внимание уделено неметаллическим материалам, которые находят применение в промышленности. Приведены варианты заданий для выполнения контрольной работы.

воздействия позволяет рассматривать этот механизм с позиций усталости в том смысле, какой вкладывается в это определение в работах [6, 53]. Интересно отметить, что предлагаемый в [126] механизм образования частиц износа первоначально ограничивался только областью пизкоскоростного трепия. Однако более поздние исследования [161] показали, что его можно распространить и на высокоскоростное трение. Увеличение скорости скольжения приводит к повышению температуры на контакте, понижению предела текучести, фазовым превращениям, изменению скорости диффузии на контакте. Согласно [143, 161], влияние этих изменений, за исключением влияния скорости диффузии, в большей степени в деталях изменяет износ отслаиванием, чем вызывает серьезные отклонения от фундаментального механизма образования частиц, постулированного теорией износа отслаиванием. Эта теория применима и к неметаллическим материалам, например, отслаиванием может изнашиваться окись алюминия [143]. В целом теория износа отслаиванием применима ко всем материалам, при разрушении которых действует механизм образования и распространения подповерхностных трещин. Отслаивание слоя Бейльби как причина образования тонких пластинок износа также является результатом многократного воздействия [127].

Группа специалистов по неметаллическим материалам занимается изучением свойств пластических материалов в зависимости от технологии их изготовления [161, 162, 163, 191]. Эти работы являются диссертациями молодых сотрудников кафедры ст. препод. Я. К. Озолиня и ассистента И. Я- Страуме.

К неметаллическим материалам неорганической природы относят разновидности кремнезема и его модификации, окислы металлов, силициды, бориды, нитриды, а также алмазы, графиты и некоторые другие. Эти материалы отличаются негорючестью, устойчивостью к нагреву и к различным агрессивным средам (включая органические растворители), повышенными жесткостью, весовыми характеристиками и меньшей технологичностью сравнительно с материалами органической природы. Подобная обобщенная характеристика неметаллических материалов не исключает существенных отклонений от вышеизложенной схемы. Так, например, наиболее химически стойким из известных в настоящее время промышленных материалов является политетрафторэтилен (фторопласт 4) — полимер органической природы. Такая разновидность материалов неорганического типа, как ситаллы (гл. 18), в отличие от других кремнеземных материалов обладает относительно высоким сопротивлением ударным нагрузкам, пониженной хрупкостью и щелочестойкостью.

К природным неметаллическим материалам относятся: древесина, хлопок, лен и другие растительные волокна, шерсть и шелк, натуральный каучук, шеллак, сырые кожи; ископаемые материалы — янтарь, копалы, асфальты, битумы, пеки, асбест, слюда, природные графиты и алмазы, различные горные породы (вулканит, пемза, базальт, ракушечник) и т. п.

Фиг. 58. Электроэрозионная роспись по неметаллическим материалам: 1 — изделие; 2 — лист металлической фольги; 3 — электрод; 4 — генератор импульсов.

10. Роспись по неметаллическим материалам (стекло, фарфор, керамика) производится аналогично росписи по металлу, но предварительно неметаллическая поверхность оклеивается листовой фольгой, играющей роль второго электрода. Разряд между катодным электродом («пером») и фольгой плавит последнюю и «вжигает» ее в основу, оставляя прочные металлические следы образуемого изображения.

где /г = 0,42-^0,38 для сверл, работающих по металлу, а для сверл, работающих по неметаллическим материалам, k = 0,35^-0,32.

Радикальным средством уменьшения указанных элементов и неметаллических включений в металле является выплавка или разливка металла в вакууме. Вакуумированный металл обладает более высокими свойствами вследствие высокой чистоты по неметаллическим включениям и отсутствия (практически) растворенных атомов водорода, азота и кислорода.

Мартеновская сталь в большинстве случаев производится основным процессом и лишь для некоторых назначений, когда требуется большая чистота по неметаллическим включениям (оксидам) и меньшая насыщенность кислородом, изготавливается более дорогая кислая мартеновская сталь.

К шарикоподшипниковым сталям предъявляют весьма высокие требования в отношении чистоты по неметаллическим включениям и карбидной ликвации. Дело в том, что нагрузка в шарикоподшипнике является локальной, и если в

Примечания. Марка без буквы «А» означает качественную сталь; с буквой «А» — вы-сококачестоенную сталь — более чистую по содержанию S, Р и остаточнык примесей, а также по неметаллическим включениям, с меньшим содержанием Мп и Si; буква «У» означает углеродистая] следующие за ней цифры — среднее содержание С (в десятых долях %); буква «Г» — с повышенным содержанием Мп.

Коррозионные трещины в штоках задвижек фонтанной арматуры фирмы Сатегоп зарождались у впадины резьбы в местах выхода на поверхность неметаллических включений и распространялись межкристаллитно по неметаллическим включениям, которыми насыщен металл штока.

Межкристаллитное сероводородное растрескивание 3" тройника инициировано технологическим концентратором напряжений, расположенным на внутренней стенке корпуса тройника. Малая толщина стенок и нерациональная технология изготовления обусловили сероводородное растрескивание тройника мета-нольной гребенки. Разрушение патрубков 0115x6 мм из стали ТТ5Т35 в зоне приварки к воротнику произошло вследствие слияния водородных треи-чн, развившихся по неметаллическим включениям вдоль стенки трубы, и их дальнейшего слияния с трещинами, возникшими в результате сероводородного растрескивания металла. Растрескивание патрубков вызвано воздействием неингибированной сероводородсодержащей среды, так как патрубки расположены в застойной зоне сепаратора, а также повышенными растягивающими напряжениями, в том числе от изгибающего момента.

Сероводородсодержащий газ транспортировать по некоррозионно-стойким трубам даже в осушенном виде не рекомендуется. Связано это с тем, что даже небольшие отклонения в технологическом режиме, приводят к попаданию в трубопровод незначительного количества влаги, и вызывают в короткий срок сероводородное растрескивание материала труб. Наиболее подвержены этому явлению сварные швы, а точнее зоны сплавления сварных швов, где располагаются максимальные остаточные растягивающие сварочные напряжения и наиболее неблагоприятная структура металла. Соответственно, из двух типов труб бесшовных горячекатаных и сварных большей коррозионной стойкостью обладает первый тип. Бесшовные горячекатаные трубы по своей специфике изготовления обладают меньшей дефектностью по неметаллическим включениям, что оказывает очень благоприятное влияние на их стойкость к водородному растрескиванию. Требования к качеству материала труб в этом случае аналогичны требованиям к качеству материала шлейфовых труб. Наиболее распространен-

Ликвация — это неоднородность строения в различных частях отливки. Возможна ликвация по химическому составу (зональная или дендритная), по плотности, неметаллическим включениям и другим факторам.

5) при коррозионной усталости существенно уменьшается чувствительность сталей к концентраторам напряжений, т. е. к острым надрезам, углублениям, неметаллическим включениям и т. д.

Наибольшую опасность представляет структурно-избирательная коррозия, которой подвержены металлические сплавы, содержащие фазы с различными термодинамическими свойствами. Примерами структурно-избирательной коррозии являются межкристаллитная коррозия (коррозия по границам зерен сплава), язвенная, точечная или нитевидная коррозия по неметаллическим включениям, послойная или расслаивающая коррозия, распространяющаяся преимущественно по менее коррозионностойким фазам в направлении пласти-

ции — с ее повышением прочность С. с. возрастает, но начиная с темп-ры интенсивного роста зерна нарастание прочности прекращается, а затем она Рис. 3. Влияние степени де- начинает сни-формации на механич. свой- жаться; 4) темп-ства стали с различным со-, рой деформа-держанием углерода. Отпуск „ни—РР ГГПККГПТР при темп-ре 100°. Чии ее повышение по мере развития рекристаллизации аустенита ведет к снижению прочности С. с,; 5) темп-рой отпуска—с ее повышением происходит падение прочности С. с. более резкое, чем у обычной высокопрочной стали (рис. 4); 6) металлургическим качеством металла —• чистотой по сере, фосфору и неметаллическим включениям, выплавкой в вакууме, а также устранением кристаллизац. и ликвац. дефектов слитка путем применения кристаллизаторов при электрошлаковом и электродуговом переплавах, к-рые увеличивают прочность и пластичность С. с. более заметно