Материалы

1. Сталь Конструкционная. Маркировка сталей. Сортамент сталей. Чугун. Маркировка и сортамент. Применение стали и чугуна для изготовления деталей.

Сталь конструкционная – это сталь, которая широко используется в промышленном машиностроении. Сталь конструкционная классифицируется: общего назначения, а также специализированного назначения. Сталь к. общего назначения широко применяется для производства всевозможных деталей и механизмов в самых разных отраслях промышленного машиностроения. Сталь к. специализированного назначения может использоваться в железнодорожном строительстве. Она применяется для изготовления рельс и железнодорожных осей, а также для изготовления цельнокатаных железнодорожных колес. Такая сталь конструкционная имеет повышенную устойчивость к коррозиям и предназначается в основном для использования ее под различными нагрузками, а также при повышенных температурах.

Марки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются буквами Ст и номером (СтО, Ст1, СтЗ и т.д.). Качественные углеродистые стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05; 08; 10; 25; 40 и т.д. Буква Г в марке стали указывает на повышенное содержание Mn (14Г ; 18Г и т.д.).

Сортамент сталей: арматурные стали, инструментальные легированные стали, инструментальные стали быстрорежущие, инструментальные стали валковые, инструментальные стали простые, инструментальные стали штамповые, качественные стали, легированные стали, нержавеющие стали и жаропрочные стали, стали для отливок, стали для сварных конструкций, стали повышенной обрабатываемости, стали подшипниковые, стали пружинные, теплоустойчивые стали, углеродистые стали, электротехнические стали.

Чугу́н — сплав железа с углеродом (содержанием более 2,14%). Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количеству цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.).

Маркировка и сортамент: белый чугун, серый чугун (СЧ), высокопрочный чугун (ВЧ), ковкий (КЧ), магнитный, немагнитный, аустенитный, жаростойкий.

2. Термическая обработка сталей. Виды термической обработки и цель ее применения.

Термическая обработка – это нагрев и охлаждение сплава с целью получения заданных физико-механических свойств. Основными видами термической обработки являются: отжиг, нормализация, закалка, отпуск.

Отжиг нужен, чтобы получить равновесную структуру стали. Сталь нагревают до определенной температуры, выдерживают и медленно охлаждают в камере печи с отключенным источником тепла, в результате твердость стали снижается, пластичность увеличивается, внутренние напряжения снимаются.

Нормализация – нагревание, выдержка и охлаждение (скорость охлаждения выше чем при отжиге), иногда применяется как заключительный этап. В результате уменьшаются внутренние напряжения, улучшается обрабатываемость резанием.

Закалка – нагревание, выдержка резкое охлаждение. Повышается твердость и прочность стали, но повышается внутренние напряжения и хрупкость, поэтому применяют отпуск.

Отпуск – нагрев, выдержка, охлаждение. 3 вида: высокий, средний, низкий.

Низкому подвергают режущий и измерительный инструмент, штампы для холодной штамповки, а также детали которые должны обладать высокой износостойкостью. Средний отпуск проходят детали, которые должны обладать упругостью и запасом вязкости. Высокий для деталей ответственного назначения, испытывающие в процессе эксплуатации знакопеременные нагрузки.

3. Цветные металлы и сплавы, применяемые в электроэнергетике. Их свойства.

Медь, алюминий, золото, серебро, вольфрам, молибден, платина

Медь подразделяется твердую (МТ) и мягкие (ММ).

Сплавы меди – бронза, латунь.

Бронзу применяют для контактных проводов для электрифицированного транспорта, коллекторного транспорта, пружинящих контактов.

Латунь – медь, цинк применяется для изготовления токопроводов, винты, гайки, шпильки.

Золото обладает исключительно высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением, применяют гальванические покрытия золотом контактных поверхностей.

Серебро обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов, применяется для контактов электротехнических изделий и в составе припоев

Алюминий – А99 чистый. Недостатки не гибкий, большая оксидная плёнка. Сплавы: силумины, дюралюмины, авиаль – конструкционные сплавы применяемые для строительства.

Электротехнические сплавы– химические элементы: магний, железо.

Альдрей –обладает высокими электротехническимисвойствамиприменяется в контактных проводах.

Для шунтов реостатов, термопар, проволочных резисторов используются медно-никелевые сплавы.

Вольфрам, тантал, необий, хром – тугоплавкие металлы, температура плавления выше чем у железа, сплавы этих металлов получают методом порошковой металургии.

Вольфрам– применяют в нитях накаливания, электродах, для изготовления крючков в осветительных лампах, микроэлектроники.

Молибден– электроды испарители.

4. Изоляционные материалы. Общие сведения об изоляционных материалах.

Изоляцио́нные материа́лы (электроизоляционные материалы) — диэлектрики, которые служат целям электрической изоляции. Фактически электроизоляционные материалы предназначены препятствовать протеканию постоянного и переменного тока.

Применяются электроизоляционные материалы в электротехнических, радиотехнических и электронных приборах и устройствах.

У электроизоляционных материалов желательны большое удельное объёмное сопротивление, высокое пробивное напряжение, малый тангенс диэлектрических потерь и малая диэлектрическая проницаемость (— величина, характеризующая свойства изолирующей среды, она показывает, во сколько раз взаимодействие между зарядами в однородной среде меньше, чем в вакууме). Важно, что бы вышеперечисленные параметры были стабильны по отношению к температуре.

Электроизоляционные материалы можно подразделить по агрегатному состоянию:

- Газообразные( воздух, элегаз)

- Жидкие (масло)

- Природные неорганические (слюда)

- Искусственные неорганические (стекловолокно, ситалл, фарфор)

- Естественные органические (целлюлоза, парафин, пек, каучук, янтарь и др. смолы)

- Синтетические органические (пластмассы)

5. Изоляционные материалы для электроустановок: жидкие, минеральные,
керамические, волокнистые. Их свойства.

В электротехнических установках широко используются минеральные диэлектрические материалы (слюда, мрамор, шифер, стекло, фарфор), слоистые (гетинакс, текстолит, асбоцемент), волокнистые (древесина, бумага, фибра, стекловолокно), твердеющие (шеллак, бакелит, смола), а также различные лаки и высыхающие масла. Для изоляции проводов часто используют каучук.

Слюда — природный минерал, имеющий высокую электрическую прочность (200 кВ/мм), высокую нагрево- и влагостойкость. Применяют ее для изоляции в мощных электрических машинах.

Стекло —делают колбы для осветительных и электронных ламп и изоляторы. Из него Путем переработки получают волокно (стеклопряжу), из которого выполняют изоляцию обмоточных проводов, подвергающихся действию высокой температуры.

Электрический фарфор — наиболее распространенный изоляционный материал, применяется для производства изоляторов высокого и низкого напряжения. Из него делают изоляторы, ролики, втулки, воронки и др.

Гетинакс — материал, получаемый прессованием бумаги, пропитанной бакелитом. Его применяют для изготовления щитков, панелей и изоляционных каркасов в трансформаторах.

Текстолит — материал, получаемый путем прессования нескольких слоев ткани, пропитанной резольной смолой. Область применения его аналогична гетинаксу. Он обладает большой механической прочностью.

Асбоцемент — спрессованная холодным способом масса, состоящая из цемента и асбестового волокна. Обладает высокой теплостойкостью, большой механической прочностью и негорючестью, но гигроскопичен. Из него делают панели щитов и щитков электроаппаратов. Широко применяют асбоцеменые трубы.

Сухая древесина (береза, дуб, бук) применяется для изготовления панелей, каркасов, опорных и крепежных деталей аппаратуры, пазовых клиньев электромашин, рукояток рубильников и т. п. Электрическая прочность древесины 22—50 кВ/мм.

Электроизоляционная бумага применяется при изготовлении конденсаторов, кабелей, слоистых и при оклейке деталей электроаппаратуры. Электрическая прочность ее 12 кВ/мм.

Фибра — материал, получаемый путем обработки пористой бумаги раствором хлорида цинка. Из фибры делают прокладки и каркасы для катушек аппаратов, дугогасящие камеры, патроны трубчатых предохранителей. Электрическая прочность составляет 3,5 кВ/мм.

Смолы —При застывании они прочно соединяются с поверхностью твердых тел. Смолы условно разделяются на пластмассы (пластики) и более упругие каучуки (эластики).

К природным смолам относятся шеллак, канифоль и др.; к синтетическим — бакелит, глифталь, нейлон, органическое стекло и др.

Бакелит — искусственная смола, получаемая при соединении фенола с формалином. Бакелит размягчается при температуре около 80°С .Применяют бакелит для пропитки древесины и изготовления пластмасс и слоистых материалов (гетинакса, текстолита).

К жидким изоляционным материалам относятся масла, используют в трансформаторах, выключателях, кабелях, вводах для электрической изоляции и в конденсаторах из пропитанной маслом бумаги. Электрич. прочность 25 кВ/мм. Гигроскопичен.

6. Резинотехнические изделия. Их изоляционные свойства и область применения.

Резинотехнический материал – это материал, полученный путем вулканизации каучука. Для экономии каучука в резину добавляют мел, тальк, слюду. Для улучшения свойств добавляют кремнийорганические соединения.

Сырая резина может накладываться на голые провода при помощи специальной машины.

Резина водо-газонепроницаема , но под воздействием воды электрические свойства ухудшаются.

Недостатки: ограниченная морозостойкость, химостойкость, световое старение..

Резина применяется для изготовления изоляции жил, изоляция выводов электрических машин, диэлектрические перчатки и т.д.

7. Классификация смазочных материалов для узлов и машин.

В зависимости от агрегатного состояния они бывают:

- твёрдыми (графит, дисульфид молибдена, иодид кадмия, диселенид вольфрама, нитрид бора гексагональный и т.д.),

- полутвёрдыми,

- полужидкими (расплавленные металлы, солидолы, консталины и др),

- жидкими (автомобильные и другие машинные масла),

- газообразными (углекислый газ, азот, инертные газы).

Все жидкие смазочные материалы делятся на классы по вязкости, и на группы по уровню эксплуатационных свойств

По назначению:

- Моторные масла — применяемые в двигателях внутреннего сгорания.

- Трансмиссионные и редукторные масла — применяемые в различных зубчатых передачах и коробках передач.

- Гидравлические масла — применяемые в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах.

- Пищевые масла и жидкости — применяемые в оборудовании для производства пищи и упаковки, где возможен риск загрязнения продукты смазывающим веществом.

- Индустриальные масла (текстильные, для прокатных станов, закалочные, электроизоляционные, теплоносители и многие другие) — применяемые в самых разнообразных машинах и механизмах с целью смазывания, консервации, уплотнения, охлаждения, выноса отходов обработки и др.

- Консистентные (пластичные) смазки — применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.