1

Заняття 2.

Розділ 1. Основи «Деталей машин і механізмів».

Тема 1. Матеріали, які застосовуються в машинобудуванні,при експлуатації і ремонті машин.

1. Чавун і сталь – основні конструкційні матеріали.Конструкційні матеріали – це матеріали, які застосовують у виробництві для

виготовлення різного роду виробів. Розрізняють такі конструкційні матеріали: дерево,залізо, пластмаса, скло, каучук та ін. Кожен із конструкційних матеріалів має своївластивості, деревина, наприклад, м’яка та легка вона є діелектриком, тобто не проводитьелектричний струм. Її широко використовують у будівництві, виготовленні меблів тощо.Залізо є твердим, пластичним та важким воно є провідником (проводить електричнийструм), його широко використовують у машинобудуванні, електротехніці, будівництві.Пластмаса – це є синтетичний матеріал, діелектрик. Саме пластмасу дуже частовикористовують для ізоляції електричних пристроїв та проводів, які знаходяться підструмом, порівняно з залізом пластмаса є легка. Скло – твердий, важкий та крихкийматеріал, проте його позитивною властивістю є прозорість, саме через це йоговикористовують у будівництві, у машинобудуванні та інших видах виробництва. Склотакож не проводить електричний струм, тому його часто використовують у електротехніцідля ізоляції небезпечних поверхонь. Часто із скла виготовляють різного роду прикраси.

Без конструкційних матеріалів, особливо без металів, не обходиться жодна галузьсучасного виробництва. Саме тому необхідні знання та практичні навики які допоможутьзгодом в умовах виробництва раціонально вибирати необхідні матеріали для заготовок ідеталей машин.

Чавун — це залізовуглецевий сплав, який містить вуглецю від 2,14 до 6,67%.Від сталі чавун відрізняється як за хімічним складом, так і за будовою.

Вміст деяких хімічних елементів у чавуні та сталі, %

Елементи ВмістЧавун Сталь

ВуглецьКремнійМарганецьСіркаФосфор

2,14 – 6,670,5 – 4,50,4 – 1,3до 0,05

0,08 – 0,12

0 – 2,140,5 – 0,60,7 – 0,8до 0,03до 0,05

Суттєвою відмінністю чавуну від сталі є те, що в чавунах переважна більшістьвуглецю знаходиться у вигляді графіту.

Наявність графіту в чавуні визначає його властивості. У залежності від стану вуглецючавуни розділяють на білі та сірі. У білих чавунах увесь вуглець знаходиться у зв'язаномустані у вигляді карбіду. Вони дуже тверді та крихкі, погано обробляються різанням.Використовуються білі чавуни для виготовлення окремих деталей та ковкого чавуну.

Білими вони називаються тому, що на зламі мають білий колір і характернийметалічний блиск. Зовні він схожий на сталь.

У сірих чавунах переважна більшість вуглецю знаходиться у вигляді графіту. Узв'язаному стані в сірих чавунах вуглецю знаходиться не більше 0,8%. Це обумовлене тим,

2

що при кристалізації розплавленого чавуну створюються сприятливі умови для утворенняграфіту.

Уведення в чавун різних домішок може привести до виникнення додаткових центрівкристалізації графіту. Наявність графіту в чавуні зумовлює його колір. Сірий чавун на зламімає темно-сірий колір.

Залежно від умов кристалізації графіт може об'єднуватись в області різної форми.Якщо розплавлений чавун охолоджувати повільно, то графіт розташовується пластинами,пелюстками.

Такий чавун називається пластинчастим. Пластини графіту порушують суцільністьчавуну, утворюють своєрідні тріщини. Чим більше графіту і чим він у більших пластахзалягає, тим нижчі механічні характеристики чавуну. Знижується майже до нуляпластичність та міцність на розрив. Якщо подробити графіт у чавуні, він стає більш міцним.Твердість і міцність на стискування такого чавуну визначається стальною основою. Заструктурою металічної основи чавуни розділяються на феритні, феритно-перлітні таперлітні. Тип стальної основи визначає міцність сірого чавуну. Найбільш міцними єперлітні чавуни. Із них виготовляють станини потужних верстатів, гільзи двигуніввнутрішнього згорання, поршні, кільця, блоки двигунів тощо. Феритні та феритно-перлітнічавуни використовують для виготовлення невідповідальних деталей – фундаментних плит,корпусів редукторів та насосів, ступиць тощо.

Для поліпшення механічних властивостей чавуну графіт треба закруглити, найкращеоб'єднати у формі кульок. Такий чавун називають високоміцним. Щоб об'єднати графіт укульки в чавун добавляють марганець.

Механічні властивості високоміцного чавуну дозволяють застосовувати його длявиготовлення деталей машин, які працюють у важких умовах, замість стальних. Із нихвиготовляють деталі прокатних станів, ковальсько-пресового обладнання, парових турбін,тракторів, автомобілів. Так, наприклад, колінчатий вал легкового автомобіля «Волга»виготовляється з високоміцного чавуну з певними легуючими компонентами.

Проміжним станом графіту між пластами та кульками може бути графіт у виглядіпластівців. Такий чавун називають ковкий. Цю назву він має не тому, що його можнакувати, а тому, що він пластичніший, ніж пластинчатий. Ковкий чавун отримують з білогочавуну з перлітно-цементитною структурою.

Перлітні ковкі чавуни мають менше застосування, ніж феритні. З ковкого чавунувиготовляють деталі високої міцності, здатні витримати ударні навантаження і якіпрацюють в умовах підвищеного зносу – картер заднього мосту, гальмівні колодки, ступиці,шестерні тощо.

У випадках, коли крім міцності чавун повинен мати ті чи інші специфічні властивості(зносостійкість, жаростійкість, хімічну стійкість тощо), виготовляють спеціальні чавуни.Наприклад, магнітний чавун, який використовують для виготовлення корпусів електричнихмашин, рам, щитів тощо. До такого чавуну відносять феритний з кулькоподібним графітом.Немагнітний чавун, який використовують для виготовлення кожухів і бандажів різнихелектричних машин. Це нікеле-марганцевий чавун.

Високоміцний чавун використовують для виготовлення зносостійких гальмівнихколодок для залізничного транспорту, гальмівних барабанів для автомобільного транспорту,тонкостінних відливок з високоміцного чавуну з кулястим графітом, надійних і довговічнихробочих органів нафтодобувних та інших насосів, а також багато інших виробів.

Високоміцний чавун за багатьма показниками не лише не поступається передвуглецевими та легованими марками сталі, але й у багатьох випадках значно перевищує їх.Наприклад, труби вантажної системи танкера, що виготовлені з цього матеріалу,знаходяться в експлуатації без заміни 20–25 років, а вантажна система із сталевих трубвиходить з ладу в умовах морського агресивного середовища за 2–3 роки експлуатації.

3

У сталі в порівнянні з чавуном міститься менше вуглецю, кремнію, сірки і фосфору.Для одержання сталі з чавуна необхідно знизити концентрацію речовин шляхом окисноїплавки.

У сучасній металургійній промисловості сталь виплавляють в основному в трьохагрегатах: конвекторах, мартенівських і електричних печах.

Сталі класифікують за хімічним складом, призначенням, якістю, степенемрозкисленості, структурою тощо.

За хімічним складом сталі розділяють на вуглецеві та леговані.Сталі за призначенням діляться на конструкційні, інструментальні та спеціального

призначення з особливими властивостями.Конструкційні сталі призначені для виготовлення деталей машин, приладів та

елементів будівельних конструкцій. Із конструкційних сталей можна виділити цементуємі,покращуємі, автоматні, високоміцні, ресорно-пружинні та інші.

Інструментальні сталі розділяють на сталі для виготовлення ріжучого йвимірювального інструменту, штампів холодного й гарячого деформування.

Сталі спеціального призначення — нержавіючі, жаростійкі, зносостійкі тощо.За якістю сталі розділяють на звичайної якості і якісні.Вуглецеві сталі звичайної якості маркуються буквами та цифрами.Значення міцності встановлюють за таблицями.

Деякі механічні властивості якісних сталей

Маркасталі

Межа стійкості прирозтягу, МПА

Відносневидовження, %

Твердість,НВ Призначення

1520

380420

2725

149163

Мало навантажувані деталі:шестерні, осі, ролики та ін.

2535

460540

2320

170207

Середньо навантажувані деталі:шестерні, вали, осі.

4045

580610

1916

217229

Середньо навантажувані деталі:шатуни, вали, шестерні, пальці.

5055

640660

1413

241255

Високо навантажувані деталі:шестерні, муфти, пружини ін.

657585

60Г

710730

1150710

1096

11

255285302269

Пружини, ресори, ексцентрики йінші деталі, які працюють в

умовах тертя

Для поліпшення вуглецевих конструкційних сталей їх легують, тобто в розплавленусталь вносять легуючі елементи (нікель, хром, вольфрам, марганець тощо). Кожний звнесених елементів по своєму впливає на властивості сталі.

Сталі, які набувають в результаті термообробки високої твердості, міцності,зносостійкості та застосовуються для виготовлення різного інструменту, називаютьсяінструментальними, їх можна розподілити на три групи: сталі для вимірювальнихінструментів, сталі для ріжучих інструментів і штампові сталі.

Основними вимогами до вимірювальних інструментів є необхідність збереження своєїформи та розмірів протягом тривалого часу. Тому їх треба виготовляти із сталей, які маютьвисоку твердість, зносостійкість, корозостійкість, не змінюють з часом розміри, маютьмалий коефіцієнт лінійного розширення..

Основною вимогою до сталей, з яких виготовляють ріжучий інструмент є збереженняріжучої кромки протягом тривалого часу роботи. Під час роботи ріжуча кромка інструментутупиться, зношується. Особливо це характерно при обробці твердих металів із великими

4

швидкостями, подачами та глибинами різання. Механічна енергія різання перетворюється втеплоту. Ріжуча кромка нагрівається до високої температури (більше 1000°С). Для такогоінструменту головна вимога – теплостійкість (червоностійкість).

Деякі властивості вуглецевих інструментальних сталей, які використовуються длявиготовлення ручного слюсарного інструменту

Сталь Температуравідпуску, оС

Твердість робочоїчастини, HRC Інструменти

У10 – У12У10 – У12

У7У8 – У10

У10

180 – 200160 – 180280 – 300200 – 220220 – 240

60 – 6262 – 6456 – 8560 – 6259 – 61

мітчикирозвертай

зубиламатриці для холодної штамповки

плашки

У залежності від сумарної кількості легуючих елементів інструментальні сталіподіляються на низьколеговані та високолеговані.

Низьколеговані сталі мають відносно велику твердість, значну зносостійкість, алемалу теплостійкість. Із такої сталі виготовляють свердла, фрези, мітчики, плашки.

Інструментальні сталі з підвищеним вмістом легуючих компонентів відрізняютьсявисокою твердістю та зносостійкістю. Із таких сталей виготовляють фрези по деревині,ножі, вирубні штампи тощо.

Високолеговані інструментальні сталі, основним легуючим елементом яких євольфрам, називають швидкоріжучими. Із таких сталей виготовляють свердла, розточнірізці, фрези, які працюють у важких умовах.

2. Кольорові метали і їх сплави.До кольорових металів і сплавів відносяться практично всі метали і сплави, за

винятком заліза і його сплавів, утворюючих групу чорних металів. Кольорові метализустрічаються рідше, ніж залізо і часто їх добування коштує значно дорожче, ніж добуваннязаліза. Проте кольорові метали часто володіють такими властивостями, які у заліза непроявляються, і це виправдовує їх застосування.

Кольорові метали і сплави, незважаючи на їх більш високу коштовність у порівнянні зчорними, використовуються в техніці також дуже широко. Це пояснюється тим, що вонихарактеризуються рядом унікальних природних властивостей: високими тепло- таелектропровідністю, гарною корозійною стійкістю, більш високою пластичністю ніж чорніметали та сплави, меншою густиною тощо.

Вираз "кольоровий метал" пояснюється кольором деяких важких металів: так,наприклад, мідь має червоний колір.

Якщо метали відповідним чином змішати (у розплавленому стані), то виходять сплави.Сплави володіють кращими властивостями, чим метали, з яких вони складаються. Сплави, усвою чергу, підрозділяються на сплави важких металів, сплави легких металів і т.д.

Кольорові метали по ряду ознак розділяють на наступні групи:– важкі метали - мідь, нікель, цинк, свинець, олово;– легкі метали - алюміній, магній, титан, берилій, кальцій, стронцій, барій, літій,

натрій, калій, рубідій, цезій;– благородні метали - золото, срібло, платина, осмій, рутеній, родій, паладій;– малі метали - кобальт, кадмій, сурма, вісмут, ртуть, миш’як;

5

– тугоплавкі метали - вольфрам, молібден, ванадій, тантал, ніобій, хром, марганець,цирконій;

– рідкоземельні метали - лантан, церій, празеодім, неодім, самарій, європій,гадоліній, тербій, ітербій, діспрозій, гольмій, ербій, тулій, лютецій, прометій,скандій, ітрій;

– розсіяні метали - індій, германій, талій, реній, гафній, селен, телур;– радіоактивні метали - уран, торій, протактіній, радій, актиній, нептуній, плутоній,

америцій, каліфорній, ейнштейній, фермій, мендельовій, нобелій, лоуренсій.Найчастіше кольорові метали застосовують в техніці і промисловості у вигляді різних

сплавів, що дозволяє змінювати їх фізичні, механічні і хімічні властивості в дуже широкихмежах. Крім того, властивості кольорових металів змінюють шляхом термічної обробки,загартовки, за рахунок штучного і природного старіння і т.д.

Кольорові метали піддають всім видам механічної обробки і обробки тиском -куванню, штампуванню, плющенню, пресуванню, а також різанню, зварці, паянню.

З кольорових металів виготовляють литі деталі, а також різні напівфабрикати у виглядідроту, профільного металу, круглих, квадратних і шестигранних дротів, смуги, стрічки,листів і фольги.

Значну частину кольорових металів використовують у вигляді порошків длявиготовлення виробів методом порошкової металургії, а також для виготовлення різнихфарб і як антикорозійні покриття.

У техніці найчастіше застосовують такі кольорові метали як мідь, алюміній, магній,титан, цинк та ін.

Мідь – метал рожево-червоного кольору.Чиста мідь характеризується високими тепло- та електропровідністю, гарними

пластичністю і корозієстійкістю у вологій атмосфері та воді. Застосовується чиста мідьпереважно в електро- та радіотехніці. У машинобудуванні частіше застосовують сплави наоснові міді, найважливішими із яких є латуні та бронзи.

Латунь – це сплав міді лише з цинком (це проста чи подвійна латунь) або з цинком таіншими елементами (така латунь називається спеціальною або складною). Латунь міцніша,корозієстійкіша і дешевша за чисту мідь.

Із розглянутих марок видно, що крім цинку, до складної латуні можуть входити такіелементи як алюміній, залізо, нікель, марганець тощо.

Всі латуні гарно обробляються тиском і мають непогані ливарні властивості.Прості (подвійні) латуні застосовують для виготовлення деталей трубопроводів,

фланців, бобишок, деталей теплових установок, що працюють при температурах до 250оС.Складні латуні застосовують для виготовлення втулок, фасонного лиття, підшипників,

корозієстійких деталей, черв'ячних гвинтів, які працюють у тяжких умовах.Бронза – сплав міді з іншими елементами з включенням олова (така бронза

називається олов’яною) або без такого включення (це без олов’яна чи спеціальна бронза).До олов’яних бронз найчастіше входять такі елементи як фосфор, цинк, свинець та ін.Спеціальні бронзи включають алюміній, берилій, кремній, марганець, свинець та інші

елементи. При цьому назва спеціальної бронзи, як правило, визначається назвою тоголегуючого елемента, який для неї є основним (алюмінієва, берилієва, кремнієва тощо).

Усі бронзи за технологіями їх обробки поділяють на деформуючі (обробляютьсятиском, різанням) і ливарні (обробляються литтям).

Бронзи більш міцні, тверді й менш пластичні, ніж латуні, та дорожчі за них.Застосовують бронзу для виготовлення деталей водяної та парової арматури, пружин,

черв’ячних коліс, прокладок підшипників, втулок та інших деталей.Алюміній – метал сріблясто-білого кольору, легкий, але низькоплавкий.Чистий алюміній – високопластичний метал, з гарними тепло- та електропровідністю

6

та корозієстійкістю. Він застосовується для виготовлення різноманітних ємностей,предметів широкого побутового застосування. Але в техніці частіше застосовують сплавиалюмінію з іншими металами, зокрема, такими як мідь, магній та марганець. Усі такі сплавихарактеризуються кращими, ніж алюміній, властивостями, їх поділяють на деформуючі таливарні.

Типовим представником деформуючого алюмінієвого сплаву є дюралюміній.Дюралюміній – це сплав на основі алюмінію, основним легуючим елементом в якому є

мідь. Крім того, до нього входять марганець та магній. Для підвищення міцностідюралюмінію в нього вводять цинк, а жаростійкості – нікель.

Застосовують дюралюміній в авіації та інших галузях машинобудування.Представником ливарного алюмінієвого сплаву є силумін.Силумін – це сплав на основі алюмінію, основним легуючим елементом в якому є

кремній (5–14%).Застосовують силумін для виготовлення литтям деталей приладів, фасонного лиття,

корпусів турбоагрегатних насосів тощо.Титан – метал сіруватого кольору, легкий і тугоплавкий (температура плавлення

1668оС).Чистий титан характеризується високою механічною міцністю і крозієстійкістю,

непогано обробляється тиском.Титан добре сплавляється з такими металами як алюміній, залізо, хром, марганець,

олово та ін., утворюючи матеріали зі значно більшими показниками міцності, ніж у чистоготитану.

Титанові сплави легкі, наділені високою корозієстійкістю і жароміцністю.Сплави титану широко застосовуються в авіаційній та ракетній техніці, в

кораблебудуванні, у хімічній промисловості, металургії та інших галузях промисловості татехніки, де деталі та елементи конструкцій зазнають значних механічних навантажень, діївисоких температур та агресивного середовища.

Магній – мономорфний метал білого кольору, з низькою корозієстійкістю. У чистомувигляді застосовують у фотографії (спалахи). Це дуже легкий метал, але низькоплавкий(температура плавлення 651оС).

Значно вищими показниками характеризуються сплави магнію з алюмінієм, цинком,марганцем.

Для ще кращих механічних властивостей магній сплавляють з берилієм, торієм,цезієм, цирконієм і титаном.

Нікель – мономорфний метал сріблястого кольору, з температурою плавлення 1455оС.Чистий нікель достатньо міцний і корозієстійкий, але ще вищих властивостей він

набуває в сплавах з міддю, залізом та магнієм.Виготовляють з жароміцних сплавів на основі нікелю деталі газових турбін (робочі

лопатки, турбінні диски, силові лопатки тощо)

Домашнє завдання:

3. Пластмаси, ущільнювальні матеріали та протикорозійні покриття.4. Механічні вимоги до них.

7

3. Пластмаси, ущільнювальні матеріали та протикорозійні покриття.Механічні вимоги до них.

Пластмасами називають матеріали, створені на основі природних або синтетичнихвисокомолекулярних сполук, які здатні під впливом нагрівання і стискування перетворюватися навироби.

Основою (зв'язувальною речовиною) пластмас є високомолекулярні сполуки – полімери.Більшість полімерів перебувають в аморфному стані і називаються смолами. У виробництві пластмасзазвичай застосовують синтетичні і рідше – природні смоли.

Головними цінними властивостями пластмас є: мала щільність; високі діелектричні властивості істійкість до корозії; низька теплопровідність; антифрикційні властивості одних і фрикційні властивостіінших пластмас; високі декоративні властивості; значна механічна міцність у волокнистих та шаруватихпластмасах; добрі технологічні властивості, що дають змогу виготовляти вироби високопродуктивнимиметодами (без зняття) стружки.

До недоліків пластмас належать такі: деякі пластмаси деформуються при нагріванні, а за низькихтемператур стають крихкими; пластмаси мають низьку теплостійкість (здебільшого не перевищує 100...120 °С); деякі пластмаси поглинають вологу (набухають), а деякі змінюють свої властивості під впливоматмосферних, температурних і хімічних чинників (старіють); у високомолекулярних пластмасзменшується еластичність, виникає жорсткість і крихкість, знижується механічна міцність.

Залежно від реакції смол при нагріванні пластмаси, що виготовлені на їхній основі, поділяють натермопластичні і термореактивні.

Термопластичні пластмаси при багаторазовому нагріванні й охолодженні зберігають здатністьпом'якшуватися (переходити в пластичний стан), плавитись і знову тверднути. Завдяки цимвластивостям такі пластмаси можна багаторазово переробляти.

Термореактивні пластмаси, нагріваючись, плавляться і за певної температури тверднуть унаслідокутворення складних тривимірних молекул; повторне нагрівання не повертає їм здатності плавитись.

Крім смоли, пластмаси можуть містити 40...70% наповнювачів, пластифікатори та інші добавки.Наповнювачами є порошкові, волокнисті і листові матеріали. Вони зміцнюють і здешевлюють

пластмасу, а також надають їй певних фізико-механічних і технологічних властивостей. Прозоріполімери наповнювачів не мають.

Пластифікаторами називають низькомолекулярні речовини (гліцерин, парафінове масло та ін.), якідодають до складу пластмас з метою підвищення їхніх пластичності та еластичності.

Крім зазначених компонентів, до складу пластмас можуть входити різні добавки: стабілізатори,каталізатори, мастильні речовини, барвники тощо.

Стабілізатори затримують руйнування – старіння полімеру під дією світла, підвищеноїтемператури та інших чинників (сажа, сполуки олова і свинцю та ін.).

Каталізатори прискорюють процес тверднення пластмас (уротропін тощо).Мастильні речовини полегшують пресування пластмас і не дають їм змоги прилипати до стінок

прес-форми (стеарин, віск та ін.)Фарбники надають пластмасам різних кольорів (вохра, крон, сурик та ін.)Нині застосовують кілька тисяч пластмас, які відрізняються одна від одної складом і

властивостями.Пластмаси, що використовуються як конструкційні матеріали, класифікують за видом

наповнювачів. За цією ознакою розрізняють пластмаси без наповнювачів, з наповнювачами (порошкові,волокнисті і шаруваті), а також газонаповнені полімерні матеріали.

Пластмаси без наповнювачів – це здебільшого термопластичні полімери. Випускають їх у виглядіпорошків та гранул і використовують для виготовлення різних деталей та напівфабрикатів. Іноді доскладу цих пластмас вводять незначну кількість наповнювачів, щоб надати їм спеціальних фізичних абомеханічних властивостей.

Поліетилен має високі антикорозійні і діелектричні властивості, добру стійкість до лугів,розчинів солей та сильних кислот. Теплостійкість його становить 110... 120 °С, морозостійкість до мінус-70 оС. Поліетилен застосовують для виготовлення труб, кранів, кабелів, деталей арматури, листів,плівок, пляшок, балонів, плащів та ін.

Поліпропілен має вищу міцність і теплостійкість (до 140 °С), ніж поліетилен, проте йогоморозостійкість нижча (-5...-15 °С). Він є добрим діелектриком. Поліпропілен водостійкий і хімічностійкий. З нього виготовляють плівки, труби для гарячої води, корпуси насосів, деталі холодильників іавтомобілів.

8

Вініпласти (поліхлорвініл) мають теплостійкість до 60...70 °С, високу механічну міцність, аленизьку ударну в'язкість. Цей матеріал має властивість повзучості, набухає у воді. Його застосовують длявиготовлення труб, ізоляції електрокабелів, шлангів, плівки, лінолеуму. Для хімічної промисловості знього виготовляють фільтри, змійовики, крильчатки насосів.

Полістирол – пластик, який має високу водостійкість і діелектричні властивості. Він стійкий додії мінеральних кислот, лугів, спиртів, але руйнується від азотної кислоти. До його недоліків належатьгорючість, невисока теплостійкість (до 95 °С), крихкість, здатність до розтріскування в експлуатації. Зполістиролу виготовляють деталі технічного і побутового призначення, деталі приладів, холодильників,радіоапаратів, плівки, труби.

Органічне скло (плексиглас) – замінник звичайного силікатного скла. Воно легше за силікатне ідо того ж еластичне, має високі діелектричні властивості, масло-, бензо - і водостійке, а також стійке дорозведених лугів, кислот, солей, проте розчинне у вуглеводнях, набухає в спиртах і має недостатнютермостійкість (до 80 °С), легко пошкоджується від механічної дії. Органічне скло використовують дляскління вікон автомобілів і вагонів, в оптичній і годинниковій промисловості, у світлотехніці, длявиготовлення прозорих трубок, посуду, підфарників, деталей приладів і апаратів та ін.

Капрон – стійкий матеріал до розведених мінеральних кислот, лугів, досить міцний на розрив,твердий та еластичний. Плавиться за температури 225 °С, проте за температур, вищих від 100 °С інижчих ніж 0 °С, його механічна міцність знижується. Капрон застосовують для виготовлення деталейвузлів тертя. Інколи ним замінюють кольорові метали і сплави при виготовленні вкладишівпідшипників, втулок, манжет, зубчастих передач та інших деталей. Капрон використовують також длявиготовлення плівок, волокон, корду, тканин, сіток, канатів тощо.

Пластмаси з наповнювачами частіше виготовляють на основі фенолоформальдегідних смол, якізалежно від хімічного складу можуть бути термопластичними і термореактивними.

Термопластичні смоли при нагріванні до 100–120°С плавляться, а при охолодженні – тверднуть.Вони розчиняються в спирті, ацетоні та інших органічних розчинниках.

Термореактивні смоли при нагріванні переходять у рідкий стан, маючи розчинні властивості ворганічних розчинниках (ацетоні. спирті та ін.), а при переході у твердий стан стають неплавкими танерозчинними. Зміна властивостей смоли пов'язана з переходом лінійної структури макромолекул усітчасту.

Для виготовлення технічних виробів використовують складні композиційні пластичні маси, доскладу яких крім фенолформальдегідної смоли входять різні наповнювачі, що поліпшують їхні фізико-механічні властивості і знижують вартість.

До порошкових наповнювачів належать деревне борошно, мелений азбест, кварцове борошно,тальк, мелений шлак, графіт; до волокнистих – подрібнена бавовняна целюлоза, азбестові і скляніволокна.

Застосовують багато пластмас з порошковими і волокнистими наповнювачами. Деякі з нихнаведено нижче.

Амінопласти одержують на основі карбаміду, меламіну і деяких інших сполук з формальдегідом.їх змішують із сульфітною целюлозою (наповнювач), мастильними речовинами, барвниками іотримують прес-порошки, пофарбовані в різні кольори. Методом гарячого пресування виготовляютьрізноманітні вироби. їх використовують при виготовленні кольорових телефонних апаратів, рукоятокмеблевої фурнітури, корпусів і абажурів ламп, світильників, ручок приладів.

Волокніт – волокниста пластмаса на фенолформальдегідній смолі з наповнювачем із бавовняноїцелюлози. Він удароміцний і застосовується для виготовлення маховиків, рукояток верстатів,інструменту, кришок, пробок, шківів, кулачків, шестерень, роликів конвеєрів та ін.

Скловолокнистий матеріал одержують із зв'язуючих (синтетичної смоли) і скляних волокон(наповнювачів). Застосовують для виготовлення хімічно стійких труб та резервуарів, баків, залізничнихцистерн, електрощитів, деталей електро- і радіотехнічної апаратури, кузовів автомобілів тощо.

Азбоволокніт складається з азбестового волокна, меленого кварцу і добавок, зв'язанихсиліційорганічною смолою. Він має високу теплостійкість і застосовується для теплозахисногопокриття. Ці матеріали характеризуються високими фрикційними властивостями і використовуються вгальмових пристроях (гальмові колодки, диски, накладки, деталі пристроїв запалювання, вмикачі та ін.).

Склотекстоліт одержують із склотканини з різним переплетенням, просоченої поліефірною,епоксидного та іншими смолами. Склотекстоліт випускають у вигляді плит і листів завтовшки до 30 мм.Це цінний конструкційний матеріал, який застосовують для виготовлення кузовів легкових і вантажнихавтомобілів, деталей машин. В електротехніці його використовують як електроізоляційний матеріал.

Текстоліт – це пластик у вигляді листів і товстих плит (до 70 мм), стрижнів діаметром 8...60 мм,

9

труб і фасонних виробів. Із нього виготовляють важливі деталі машин: шестерні, вкладиші підшипників,панелі, прокладки, амортизаційні, антифрикційні та електроізоляційні деталі.

Гетинакс складається з листів спеціального паперу, просочених резольними смолами іспресованих за температури 150–160°С, гетинакс може працювати за температури – 60-70°С. Йоговипускають у вигляді листів і плит завтовшки до 5 мм, стрижнів і трубок діаметром до 25 мм.Використовують його також для виготовлення електропанелей, деталей трансформаторів, радіо- ітелефонів, для облицювання кабін.

Азботекстоліт одержують із азбестової тканини або азбокартону, просоченої резольноюфенолформальдегідною смолою. Азботекстоліт випускають у вигляді листів і плит завтовшки до 60 мм.З нього виготовляють деталі гальмових пристроїв, фрикційні диски, деталі механізмів зчеплення,прокладки, які працюють за температур до 250 °С, та ін.

Газонаповнені полімерні матеріали – пластмаси із малою щільністю. Це пояснюється великоюкількістю пор, заповнених газом (повітрям, азотом, вуглекислим газом). Ці матеріали поділяють на двігрупи: матеріали з ізольованими порами – пінопласти і матеріали із сполученими порами – поропласти.

Як вихідні речовини для виготовлення легких пластмас застосовують полівінілхлорид, ефіри,целюлози, фенопласти, амінопласти, поліефіри та ін. До складу композиції, яка містить один з цихтермопластичних полімерів, як газоутворювачі вводять вуглекислий амоній, бікарбонат натрію тощо.

Поро - і пінопласти використовують для звукоізоляції і як теплоізоляційний матеріал.Найчастіше застосовують такі способи виготовлення виробів із пластмас: пресування, лиття під

тиском, екструзію, каландрування, обробку різанням та ін.Ущільнювальні матеріали застосовують для запобігання витіканню палива, мастила, води,

пари або газів, а також для захисту механізмів від бруду і пилу.Широко використовують такі ущільнювальні матеріали: картон, папір, пробку, клінгерит, пароніт,

гуму, фібру та різні металоазбестові матеріали.Картон, папір і пробку використовують для ущільнення тих механізмів, які працюють за

невисоких температур (до 100 °С) і з'єднуються нерухомо (кришки карбюраторів, паливних баків тощо).Клінгерит виготовляють із суміші азбестової вати, каучуку, графіту, сурику і оксиду заліза. Його

застосовують при складанні парової і водяної арматури, яка працює за температур до 150–200 °С і підтиском до 1,2 МПа.

Пароніт – це листовий матеріал, який виготовляють із гуми і азбестового наповнювача. Йоговикористовують як прокладний матеріал для арматури парових котлів, які працюють за температур до450 °С і під тиском 7,5 МПа.

Пароніт у (уніфікований) застосовують для ущільнення водо- і паропроводів; пароніт УВ(уніфікований, вулканізований) – для виготовлення прокладок для бензопроводів і насосів длянафтопродуктів.

Фібру виготовляють просочуванням паперу розчином хлориду цинку. Після просочування листипаперу пресують і висушують під високим тиском. Із фібри виготовляють прокладки, шайби, втулки тадеякі електроізоляційні деталі.

Азбест використовують у вигляді листів або шнура. З листового азбесту виготовляють прокладки,які працюють за високих температур (до 1000 °С). Азбестові прокладки і сальники не зазнають діїнафтопродуктів і добре витримують тертя.

Металоазбестові прокладки (мідноазбестові, залізоазбестові) виготовляють із листового азбесту,облицьованого з обох боків мідною або сталевою фольгою. Металоазбестові прокладки застосовуютьдля ущільнення головки блока циліндрів двигунів внутрішнього згоряння.

Повсть виготовляють ущільненням шерсті (вовни). Вона має високі теплоізоляційні властивості.Технічну повсть застосовують для виготовлення сальників, прокладок між металевими поверхнями,фільтрів мінеральних олив.

Під час експлуатації виробів з металів та їх сплавів доводиться стикатися з явищем руйнування їхпід дією навколишнього середовища. Руйнування металів і сплавів внаслідок взаємодії їх з навколишнімсередовищем називається корозією.

Корозія металів завдає великої економічної шкоди, Внаслідок корозії виходять з ладуобладнання, машини, : механізми, руйнуються металеві конструкції. Особливо сильно піддаєтьсякорозії обладнання, що контактує з агресивним середовищем, наприклад розчинами кислот, солей.

Корозійне руйнування може охоплювати всю поверхню металу – суцільна (загальна) корозія абоокремі ділянки – місцева (локальна) корозія. Залежно від механізму процесу розрізняють хімічну йелектрохімічну корозію.

Хімічна корозія – це руйнування металу внаслідок окиснення його окисниками, що містяться в

10

корозійному середовищі.Хімічна корозія відбувається без виникнення електричного струму в системі. Такий вид корозії

виникає під час контакту металів з неелектролітами або в газовому середовищі за високих температур(газова корозія).

Газова корозія трапляється досить часто. З нею ми стикаємося при корозії металів у печах,вихлопних трубах тощо.

Антикорозійні покриття – тонкошарові покриття на виробах для захисту від корозійної діїзовнішнього середовища і надання виробам декоративного вигляду.

Основні види антикорозійних покриттів:- металеві (отримують цинкуванням, кадміюванням, нікелюванням, хромуванням, лудінням,

свинцюванням, золоченням тощо);- лакофарбові;- склоемалі;- оксидні плівки (воронування, анодна обробка тощо);- гумові (гумування);- пластмасові і бітумні покриття.

Антикорозійні матеріали – застосовувані в техніці матеріали, в достатній мірі стійкі протихімічного руйнування, яке спричинюється зовнішнім середовищем.

Розрізняють металеві і неметалеві антикорозійні матеріали.До першої групи належать чисті метали (золото, платина, алюміній, цинк, олово та ін.) і металеві

сплави (нержавіючі та кислотостійкі сталі та інші).Неметалеві антикорозійні матеріали різноманітніші, ніж металеві. Їх можна поділити на матеріали

неорганічні (наприклад, силікати) і органічні (наприклад, пластичні маси, лаки, фарби, мастила).Асортимент антикорозійних матеріалів дуже великий. Вони можуть бути природні (наприклад, золото,базальт, графіт, дерево) і штучні (наприклад, сталь, кераміка, емаль, гума); вони застосовуються абосамостійно (наприклад, вироби з нержавіючої сталі і пластичних мас), або у вигляді захисних покриттів(наприклад, шар цинку, олова чи фарби на залізі).

Антикорозійність матеріалів поки ще не піддається математичним розрахункам; її визначають укожному випадку на основі дослідів. Для цього провадять корозійні випробування, тобто визначаютьшвидкість корозії матеріалу в лабораторних умовах, наближених до виробничих умов, а такожбезпосередньо в умовах застосування антикорозійних матеріалів. Найчастіше швидкість корозіївизначають за зміною ваги зразків антикорозійних матеріалів. При рівномірному руйнуванні поверхнізразка, знаючи щільність антикорозійних матеріалів, за ваговим вираженням швидкості корозіївизначають зменшення товщини зразка за одиницю часу (наприклад, за зменшенням ваги в г/см²•годобчислюють глибину корозії в мм/год). При нерівномірній корозії вимірюють найбільшу глибинуруйнування зразка або визначають зміну його механічних властивостей.

Для уповільнення корозії металевих виробів, які контактують з електролітом вводять речовини(найчастіше органічні), які називають уповільнювачами корозії, або інгібіторами, їх застосовують у тихвипадках, коли метал необхідно захищати від роз'їдання кислотами. Вчені створили ряд інгібіторів, якіпри доданні до кислоти в сотні разів сповільнюють розчинення (корозію) металів.

Останнім часом розроблено леткі (або атмосферні) інгібітори. Ними просочують папір, якимобгортають металеві вироби. Пара інгібіторів адсорбується на поверхні металу і утворює на ній захиснуплівку.

Інгібітори широко застосовують при хімічному очищенні від накипу парових котлів, зніманніокалини з оброблених деталей, а також при зберіганні та перевезенні хлоридної кислоти у стальній тарі.До неорганічних інгібіторів належать нітрити, хромати, фосфати, силікати.