2.2. Неметаллические и композиционные материалы

Вопросы, изучаемые в этой теме: пластические массы, общая характеристика пластмасс; композиционные материалы с металлической и неметаллической матрицей.

Композиционный материал – волокно или дисперсные частицы (наполнитель), соединенные в единую композицию с помощью вещества-связки (матрицы). Наполнитель должен быть растворим в матрице. В качестве матрицы часто применяют цветные металлы или их сплавы.

Волокнистые композиционные материалы (ВКМ). Чаще всего используют ВКМ на основе алюминия, магния, титана, никеля и их сплавов. От обычных сплавов ВКМ отличаются высокими прочностными показателями, пониженной склонностью к трещинообразованию. Прочность ВКМ определяется свойствами волокон, матрица должна скреплять волокна и распределять напряжения между ними. В отличии от ВКМ в дисперсно-упрочняемых композиционных материалах (ДУКМ) матрица не является основным материалом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы являются упрочняющей фазой. ДУКМ. Можно получить на основе практически всех применяемых в технике металлов и сплавов. Слоистые композиционные материалы (СКМ) представляют собой многослойные ВКМ. Это класс композиционных материалов обладает уникальным сочетанием свойств, как высокая прочность, коррозионная стойкость, электро- и теплопроводность, жаростойкость, износостойкость. Дальнейшее повышение прочностных свойств, особенно же­сткости, дос­тигается в композитах на основе титана и титановых сплавов. В качестве арми­рующих применяются в основном во­локна бора, бериллия и молибдена. Расширяется применение титановых материалов в судостроении и других областях машино­строения (листы, профили, поковки, штамповки, детали крепления).

Неметаллические материалы – это неорганические и органические полимерные материалы, композиционные материалы на неметаллической основе, клеи, герметики, лакокрасочные покрытия, графит, стекло, керамика.

2.3. Термическая обработка поверхностей деталей

Вопросы, изучаемые в этой теме: сущность термической обработки, виды термической обработки, термомеханическая обработка, химико-термическая обработка.

Термической обработке подвергают заготовки (прокат, поковки, отливки и т.п.) для улучшения технологических свойств, а также готовые изделия (детали, инструмент в процессе их изготовления) с целью обеспечения эксплуатационных свойств. Термическая обработка – процесс тепловой обработки заготовок и изделий из металлов и сплавов, выполняемый с целью изменения их структуры и свойств и заключающийся в нагреве до определенных температур, выдержке и последующем охлаждение с определенной скоростью. Виды термической обработки подразделяются на три группы: собственно термическую, термомеханическую, и химико-терми-ческую. Собственно термическая обработка предусматривает только термическое воздействие на металл и сплав; термомеханическая – сочетание термического воздействия и пластической деформации; химико-термическая – сочетание термического и химического воздействия.

Собственно термическая обработка включает отжиг, закалку, отпуск и старение. Эти виды термической обработки применяют и к сталям, и к цветным металлам, и к сплавам.

Виды химико-термической обработки подразделяются на следующие подгруппы: диффузионное насыщение неметаллами, диффузионное насыщение металлами и диффузионное удаление элементов. Диффузионное насыщение неметаллами включает следующие разновидности: цементацию, азотирование, цианирование, борирование и оксидирование. Диффузионное насыщение металлами включает: алитирование, хромирование, силицирование, насыщение другими металлами. Диффузионное удаление элементов – это обезводороживание и обезуглероживание. Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий углеродом. Азотирование – процесс насыщения поверхности стали азотом. Цианирование – процесс насыщения поверхности стали углеро­дом и азотом. Диффузионная металлизация – процесс диффузионного насыще­ния поверхностных слоев стали различными металлами.