Материаловедение для помощников машиниста электровоза (стр. 2 )

  Ударная  вязкость, (Джоуль / квадратный  метр)  равна:

  Работа, затраченная  на  разрушение  образца,(Джоуль) / площадь  сечения  образца, (кв. метр).

  2. Расчёт  электрических  характеристик.

  2.1. Удельное  электрическое  сопротивление, (произведение Ом  на  метр) равно:

  Произведение  электрического  сопротивления  образца, (Ом)  на  площадь  его  сечения, (кв. метр), делённое  на  длину  пути  тока  в  образце, (метр).

2.2. Температурный  коэффициент  удельного  сопротивления  берётся  из  таблиц.

У  проводников  он  больше  нуля, а  это  значит, что  с  повышением  температуры  их  сопротивление  увеличивается, а  у  проводников  и  изоляционных  материалов  температурный  коэффициент  меньше  нуля – значит,  при  увеличении  температуры  их  сопротивление  уменьшается.

2.3.Электрическая  прочность, (В/метр) равна  отношению  пробивного  напряжения (В) к  толщине  диэлектрика  в  месте  пробоя (м).

  3.Тепловые  характеристики.

Температура  вспышки  трансформаторного  масла: при  этой  температуре  пары  нагреваемого  масла  при  соприкосновении  с  открытым  огнём  вспыхивают.

  4.Физико-химические  характеристики.

Кислотное  число  трансформаторного  масла – это  количество  миллиграммов  едкого  калия (КОН), которое  необходимо  для  нейтрализации  свободных  кислот, содержащихся  в  одном  грамме  трансформаторного  масла. Кислоты, находящиеся  в  масле  разрушают  изоляцию  в  тяговых  трансформаторах.

  УРОК  №

  ТЕМА: ЧУГУНЫ  И  СТАЛИ.

  1.ЧУГУНЫ.

  2.СТАЛИ.

  ДЗ (2) глава 4, стр. 66 … 71; глава 5, стр. 72 … 125; глава 6, стр. 126 … 142; глава 7, стр. 143 … 153.

  1.ЧУГУНЫ.

Железо – мягкий  серебристо-белый  металл, температура  его  плавления  1539  градусов  Цельсия. До  температуры  768  градусов (точка  Кюри) железо  обладает  магнитными  свойствами, а  затем  их  теряет. В  технике  применяют  сплавы  железа  с  углеродом.

Чугуны – это  сплавы, содержащие  более  2,14%  углерода. Чугуны  бывают  белые  и  с  графитом.

Применение  белых  чугунов  в  промышленности  ограничено  изготовлением  литых  деталей  простой  формы  и  небольшой  массы. Основное  назначение  белого  чугуна – это  переработка  на  ковкий  чугун.

Чугуны  с  графитом  широко  применяются  в  промышленности  для  производства  отливок. В  зависимости  от  формы  графитовых  включений  чугуны  разделяются  на  следующие  виды:

Виды  чугунов  Форма  графита

- серые  пластинчатая

- высокопрочные  шаровидная

- ковкие  хлопьевидная

Серый  чугун  обозначается  буквами  СЧ  и  цифрами, которые  указывают  на  предел  прочности  при  растяжении. Например, СЧ20 – серый  чугун  с  пределом  прочности  при  растяжении  20кгс/кв. мм.(200МПа). Серые  чугуны  применяют  для  изготовления  отливок  станин, поршней  цилиндров, зубчатых  колёс  и  др. антифрикционные  чугуны  обозначаются  буквами  АЧ.

  2.СТАЛИ.

Стали – это  сплавы, содержат  0,02% … 2,14% углерода. В  сталях, кроме  основных  элементов (железо, углерод  и  легирующие  элементы  в  легированных  сталях), содержатся  различные  примеси.

  Постоянные  примеси:

- вредные: сера, фосфор  и  газы (кислород, азот  и  водород);

- полезные  примеси: марганец  и  кремний. 

  Случайные  примеси:

хром, никель, медь, олово, мышьяк  и  др. Количество  случайных  примесей невелико  и  они  мало  влияют  на  свойства  стали.

Основные  группы  сталей  по  качеству:

- стали  обыкновенного  качества (0,06% серы  и  0,07% фосфора);

- качественные  стали (0,04%  и  0,035% фосфора);

- высококачественные  стали (0,025% серы  и 0,025% фосфора);

- особовысококачественные  стали (0,002% … 0,008% серы).

  Маркировка  углеродистых  сталей.

1). Стали  обыкновенного  качества: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. С  увеличением  номера  повышается  содержание  углерода  и  прочность, но  снижается  пластичность. Эти  стали  используют  как  строительные. Их  не  подвергают  термообработке.

2).Качественные  углеродистые  стали  применяются  для  изготовления  деталей  машин (конструкционные  стали) и  инструментов (инструментальные  стали).

- Конструкционные  стали: сталь 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70. Цифра  указывает  на  содержание  углерода  в  сотых  долях  процента. Например, сталь 20  содержит  0,18% … 0,22%  углерода; сталь 25 – 0,23% … 0,27% углерода; сталь 40 – 0,37% … 0,42%  углерода  и  т. п. Цифры, обозначающие  марку  стали, получаются  округлением  концентрации  углерода  до  ближайшего  числа, кратного  пяти.

- Инструментальные  стали  содержат  от  0,7%  до  1,3%  углерода. Для  инструментов  применяют  стали: У7, У8, У9, У10, У11, У12  и  У13. Например, У7 – 0,7%  углерода; У12 – 1,2%  углерода  и  т. д.

3).Высококачественные  стали (инструментальные  углеродистые  и  легированные  и  конструкционные  легированные) обозначаются  буквой  А  в  конце  марки  стали. Например, У8А, У10А, У12А.

  Маркировка  легированных  сталей, например:

- Сталь 40Х – легированная  качественная, содержит  0,4%  углерода  и  1,0%  хрома.

- Сталь12ХН3А – легированная  высококачественная  сталь, содержит  0,12%  углерода, 1,0%  хрома  и  3,0%  никеля.

- Сталь  ХВГ – инструментальная  легированная  сталь, содержит 1,0%  углерода, 1,0%  хрома, 1,0%  вольфрама  и  1,0%  марганца.

  Особовысококачественные  стали, получаемые  электрошлаковым  переплавом, индексируют  буквой  Ш  в  конце  марки.

  Конструкционные  стали  общетехнического  назначения.

1).Машиностроительные  стали, содержат  0,08% … 0,7%  углерода.

2).Цементируемые  стали  содержат  до  0,3%  углерода.

3).Улучшаемые  стали  содержат  0,3% … 0,55%  углерода. Улучшение – это  закалка  и  высокий  отпуск.

4).Рессорно-пружинные  стали  содержат  0,6% … 0,8%  углерода. Например:

- углеродистые стали  марок  сталь  65, 70, 75;

- марганцовистые  стали  60Г, 65Г;

- кремнистые  стали  55С2, 60С2;

- кремнемарганцевые  стали  60С2Г;

- хромомарганцевые  стали  50ХГА;

- хромованадиевые  стали  50ХФА, 50ХГФА.

  ТЕРМИЧЕСКАЯ  ОБОРАБОТКА  СТАЛИ.

1).Отжиг (нагрев  до  заданной  температуры  и  медленное  охлаждение  на  воздухе) – устранение  остаточных  напряжений  после  сварки, литья.

2).Нормализация (нагрев  до  заданной  температуры, выдержка  при  этой  температуре  и  охлаждение  на  воздухе) устраняет  крупнозернистую  структуру  металла, полученную  при  литье  и  ковке.  3).Закалка – это  упрочняющая  термическая  операция, повышающая  твёрдость  и  прочность. Закалка  заключается  в  нагреве  до  заданной  температуры  и  быстром  охлаждении  детали. После  закалки  выполняют  отпуск.

4).Отпуск (окончательная  операция  термической  обработки) – нагрев  до  заданной  температуры, изотермическая  выдержка  при  этой  температуре  и  охлаждение  на  воздухе.

5).Поверхностная  закалка – быстрый  нагрев  до  заданной  температуры  и  быстрое  охлаждение  в  охлаждающей  жидкости. Поверхностная  закалка  используется  для  получения  высокой  твёрдости  поверхностного  слоя  детали  при  сохранении  её  вязкой  сердцевины. Методами  поверхностного  нагрева  являются:

- индукционный  нагрев  токами  высокой  и  промышленной  частоты;

- нагрев  кислородно-ацетиленовым  пламенем;

- нагрев  в  водном  электролите  при  пропускании  электрического  тока;

- контактный  нагрев  электротоком;