Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны icon

Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны




НазваМеталловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны
Сторінка1/4
Дата23.06.2012
Розмір0.63 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3   4

Предисловие

Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны. Изложенный материал может быть использован не только студентами и преподавателями втузов, но и широкими кругами инженерно-технических работников газовой и энергетической промышленности.

Газовое, энергетическое оборудование и трубопроводные системы ― это в основном металлические изделия, а сварка является основным способом их соединения.

В книге рассмотрены, главным образом, строение и свойства основных конструкционных металлов и физические основы сварки, получившие применение в газовой промышленности и энергетике, а также кратко описаны другие материалы. Это связано, прежде всего, с тем, что получение, разработка новых материалов, способы их обработки являются основой современной энергетики и во многом определяют уровень научно-технический прогресс и экономический потенциал государства.

При написании книги оказалось трудно четко разделить материалы на «старые» и «новые», так как номенклатура их, применяемой в современной технике непрерывно обновляется. Кроме того, следует учитывать, что для одной отрасли промышленности некоторые материалы являются традиционными, а для других ― устаревшими. Проектирование рациональных, конкурентноспособных изделий, организации их производства и техническое обслуживание невозможны без должного технологического обеспечения и достаточного уровня знаний в области материаловедения и технологии. Последнее является важнейшим показателем образованности инженера в области техники.

Наконец, металловедение и физические основы сварки служат базой для изучения многих специальных дисциплин.

Сведения о металлах и их сплавах были известны в глубокой древности и накапливались веками. Они сыграли огромную роль в развитии материальной культуры общества, так как легли в основу развития всех отраслей народного хозяйства.

Металловедением называется наука, устанавливающая связь между составом, структурой и свойствами металлов и сплавов, изучающая закономерности их изменения при тепловых, химических, механических, электромагнитных и радиоактивных воздействиях.

Металловедение как наука возникла в середине XIX в. Впервые связь между строением и свойствами металлов установил П.П.Аносов (1799 ― 1855 гг.), применивший для изучения стали микроскоп. Позднее (1863 г.) микроскоп для исследования строе­ния металлов использовал Сорби (Англия).

Однако основы научного металловедения были заложены выдающимся русским металлургом Д.К.Черновым (1839 ― 1921 гг.), который за свои работы был назван в литературе отцом металлографии.

Работы Д. К. Чернова, имеющие мировое значение, позволили создать научные основы многих технологических процессов и в первую очередь научные основы производства и наиболее ра­циональной термической обработки высококачественных сталей.

Продолжением работ Д.К.Чернова явились исследования большой группы ученых: Н.В.Гутовского, А.А.Ржешотарского, Н.П.Чижевского, А.А.Байкова (Россия), Ф. Осмонда (Фран­ция), Р.Аустена (Англия), Б.Розебома (Голландия), П.Геренса (Германия) и др.

В начале XX в. большую роль для развития металловедения сыграли работы Н.С.Курнакова, который применил для иссле­дования металлов методы физико-химического анализа (электри­ческий, дилатометрический, магнитный и др.).

Большое значение в развитии металловедения и термической обработки имели работы Ю.Розери и Н.Мотта (Англия), Ф.Зейтца, Э.Бейна и Р.Мейла (США), Велера (Германия) и др.

Развитие металловедения неразрывно связано с работами советских «ученых». В период индустриализации страны, возникли много­численные исследовательские лаборатории на заводах и втузах, а также был создан ряд специализированных исследовательских институтов, в которых развернулась широкая работа в области металловедения и термической обработки металлов.

Большой вклад в развитие отечественного металловедения внесли С.С.Штейнберг, Н.А.Минкевич, Г.В.Курдюмов, А.М.Бочвар, А.А.Бочвар, С.Т.Кишкин, В.Д.Садовский и их школы.

Достижения в области физики прочности и пластичности за последние годы позволили перевести физическое металловедение на качественно новый уровень и обеспечили небывалый прогресс в разработке конструкционных и инструментальных материалов в различных областях техники. Исследование реальной структуры сварного шва показали принципиальную возможность получения соединений с прочностью, приближенной к теоретической, которая определяется прочностью межатомных связей.

Автор выражает благодарность рецензентам за ценные замечания, позволившие улучшить изложенный материал.


^ РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ


ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ


1. Основные и вспомогательные материалы

1.1. Материалы, их классификация

Материалы, используемые при производстве и ремонте газовых и энергетических систем, условно можно разделить на три группы:

― основные или конструкционные, из которых изготавливаются детали и узлы машин и приборов;

― вспомогательные или технологические, основным назначением которых является сопровождение технологического процесса производства и ремонта машин и приборов;

― дополнительные, их назначением является выполнение дополнительных функций при производстве и ремонте машин и приборов, например, смазки или ингибиторы коррозии.

Современное газовое оборудование, трубопроводные системы - это главным образом металлические изделия. Металлические материалы составляют основную группу конструкционных материалов, куда входит железоуглеродистые сплавы, цветные и некоторые благородные металлы, а также неметаллы.

В технике под металлом понимают вещества, обладающими «металлическим блоком», в той или иной мере присущем всем металлам и пластичности. По этому признаку металлы можно легко отличить от неметаллов, например, дерева, камня, стекла или фарфора. Кроме металлического блеска и пластичности, все металлы обладают высокой электропроводностью и теплопроводностью. Теория металлического состояния рассматривает металл как вещество, состоящее из положительно заряженных ионов, окруженных отрицательно заряженными частицами - электронами, слабо связанными с ядром. Эти электроны непрерывно перемещаются внутри металла и принадлежат не одному какому-то атому, а всей совокупности атомов.

Приступая к изучению предмета, прежде всего, следует ответить на вопрос: что такое металл?

В химии под металлами понимают определенную группу элементов, расположенную в левой части периодической таблицы Д.И.Менделеева. Элементы этой группы, вступают в химическую реакцию с элементами, являющимися неметаллами, отдают им свои внешние, так называемые валентные электроны. Это является следствием того, что у металлов внешние электроны непрочно связаны с ядром; кроме того, на наружных электронных оболочках электронов немного, тогда как у неметаллах электронов много.

Вещества, в состав которых может входить несколько элементов – металлов, часто с примесью заметных количеств элементов-неметаллов называют металлическим сплавом, например, сплав железа с углеродом – это железоуглеродистый материал.

В ходе развития человеческого общества возрастала потребность в металлах различных свойств для различных целей. В то же время увеличилось количество металлов необходимых для нормальной жизнедеятельности людей. Люди могут более эффективно и экономично исследовать природные материалы для своих целей.

На рис.1.1. приведен краткий классификатор материалов, используемых при производстве и ремонте машин и приборов.

Большую группу материалов составляют вспомогательные материалы и они играют существенную роль в формировании качества изделий. Без вспомогательных материалов трудно или практически невозможно осуществлять технологический процесс изготовления и ремонта любого металлического изделия. Вспомогательные материалы – это не что-то второстепенное немаловажное, а от их свойства зависят не только производительность и качество формообразования поверхности детали, но и степень их опасности на человека и окружающую среду. Аналогично относятся и к дополнительным материалам. Если в процессе производства и ремонта машин и приборов не применить межоперационную защитную смазку, то поверхность металла может быстро заржаветь, покроется коррозией.

Металлические материалы используются в качестве основных конструкционных материалов, отличаются не только механическими, физико-химическими, но и технологическими свойствами.




Рис.1.1 – Классификация материалов


^ 1.2. Металлические материалы

Основные (конструкционные) материалы занимают самую обширную группу материалов, из которых изготавливаются детали и узлы, и целые изделия газотеплоэнергетики. Ведущее место занимают черные металлы и сплавы (чугун, сталь) на основе железа и углерода.

Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность (кроме щелочноземельных), высокую температуру плавления, относительно высокую твердость.

Металлические материалы, в свою очередь, подразделяются на:

― железные металлы: железо, кобальт, никель (так называемые ферромагнетики) и близкий к ним по свойствам марганец. Кобальт, никель и марганец часто применяются как добавки к сплавам железа, а также в качестве основных для соответствующих сплавов, похожих по своим свойствам на высоколегированные стали;

― тугоплавкие металлы, температура плавления которых выше, чем железа (то есть выше 1539°С), применяются как добавки к легированным сталям, а также в качестве основных для соответствующих сплавов;

― урановые металлы - актиниды, имеющие преимущественное применение в сплавах для атомной энергетики;

― редкоземельные металлы (РЗМ) – лантан, церий и др., объединяемые под названием лантаноидом, и сходные с ним по свойствам иттрий и скандий, эти металлы обладают весьма близкими химическими свойствами, но довольно разными физическими. Их применяют как присадки к сплавам к другим элементам. В природных условиях встречаются вместе и вследствие трудности разделения на отдельные элементы для приладки обычно применяют «смешенный сплав», так называемый монометалл. К таким смешенным сплавам РЗМ относят ферроцерий (сплав церия и железа с заметными количествами других РЗМ), дидим (сплав неодима и празеодима преимущественно) и др.;

― щелочноземельные металлы в свободном металлическом состоянии не применяются, за исключением специальных случаев.

Цветные металлы чаще всего имеют характерную окраску: красную, желтую, белую. Обладают большой пластичностью, малой твердостью, относительно низкой температурой плавления, для них характерно отсутствие полиморфизма. Наиболее типичным металлом этой группы является медь. Цветные металлы подразделяются на:

― легкие металлы - бериллий, магний, аммоний, обладающие малой плотностью;

― благородные металлы - серебро, золото, металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, родий, осмий). К ним может быть отнесена и «полублагородная» медь. Обладают высокой устойчивостью против коррозии;

― легкоплавкие металлы - цинк, ртуть, олово, свинец, таллий, сурьма и элементы с ослабленными металлическими свойствами - галлий, германий.

Сформировалась целая наука, задачей которой как раз и является получение металлов и сплавов, изучение строения, свойств металлов и сплавов, использование их в хозяйстве и промышленности. Существенную роль в развитии отечественной технологии производства и ремонта газового оборудования, машин и приборов играют вспомогательные материалы.

^ 1.3. Полимерные материалы

В настоящее время промышленность широко применяет высокомолекулярные органические соединения, которые принято называть полимерами. В отличие от простых веществ (вода, щелочь, кислота, спирт и т. д.), молекулы которых содержат едини­цы и десятки атомов, высокомолекулярные соединения — поли­меры состоят из сотен и тысяч атомов. Такие молекулы-гиганты называют макромолекулами. Высокомолекулярные соединения в зависимости от формы макромолекул разделяют на линейные, разветвленные и пространственные (сетчатые).

Макромолекулы линейных полимеров представляют собой це­пи, длина которых в сотни и тысячи раз превышает размеры поперечного сечения.

Макромолекулы разветвленных полимеров, в отличие от макромолекул линейных полимеров, имеют боковые ответвления. Число боковых ответвлений и отношение длины основной цепи к длине боковых цепей различны.

Линейные и разветвленные полимеры построены из макромолекул, связанных между собой межмолекулярными силами. Они, как правило, эластичны, растворимы, плавятся или размягчаются при нагревании. Такие полимеры называют термопластичными.

Полимеры, у которых наряду с межмолекулярными имеются и химические связи между линейными цепями макромолекул, называют пространственными.

Наличие химических связей делает пространственные полиме­ры нерастворимыми и неплавкими при нагревании, из них нельзя формовать волокна и пленки.

Полимеры, способные образовывать пространственные струк­туры при нагревании или под действием других факторов, назы­вают термореактивными.

В процессе синтеза сначала получают линейные полимеры, которые затем в процессе переработки переводят в пространст­венные. Регулируя частоту сетки (химические связи между мак­ромолекулами), полимерам придают определенные свойства. В зависимости от числа поперечных связей между молекулярны­ми цепями изменяются механические и другие свойства. Прост­ранственные полимеры обладают повышенной термостойкостью и более высокими упругими свойствами, чем линейные полимеры.

Высокомолекулярные соединения разделяют на природные и синтетические вещества. К природным органическим высокомолекулярным соединениям относят полисахариды (целлюлоза, крахмал), белки, натуральный каучук. К синтетическим органическим, высокомолекулярным соединениям относят большую группу синтетически полученных веществ: синтетические смолы, синтетические волокна, каучуки и т. д.

По химическому составу высокомолекулярные соединения – полимеры разделяют на карбо- и гетероцепные полимеры.

^ Карбоцепные полимеры — полимеры, у которых атомы в элементарном звене и звенья в макромолекуле имеют один тип сое­динения — углерод-углерод.

К карбоцепным полимерам относят натуральный каучук, синтетические высокомолекулярные предельные, непредельные и ароматические углеводороды и др.

Полиэтилен высокого давления получают полимеризацией этилена при 200°С и давлении 100—200 Мн/м2. В качестве инициатора полимеризации применяют кислород или перекиси.

Полиэтилен низкого давления получают полимеризацией эти­лена, растворенного в растворителе (бензин и др.). Процесс осу­ществляют при температуре до 60°С и давлении 0,4—0,5 Мн/м2 в присутствии катализаторов [триэтилалюминий Al(C2H5)3 и четыреххлористый титан ТiСl4, растворенные в дизельном масле, ксилоле или хлорбензоле]. В зависимости от способа полимеризации этилена полиэтилен имеет различные свойства (рис.1.2).



Рис.1.2 - Зависимость свойств полиэтилена от температуры:

1 - отдел прочности на растяжение; 2 — тангенс угла диэлектрических потерь (tg ?)




Полиэтилен устойчив против щелочей, растворов солей и сильных кислот низкой концентрации, но разрушается концентри­рованными кислотами, трихлорэтиленом, СС14, циклогексаноном, хлорбензолом, толуолом. Он также неустойчив против галогенов, серы, кислорода при нагревании, нерастворим во многих раство­рителях при комнатной температуре.

Из полиэтилена изготовляют кислотостойкие трубы, краны, различную арматуру, аккумуляторные баки и т. д. Благодаря высоким диэлектрическим свойствам его применяют для изготов­ления высокочастотного кабеля (радиолокационный, телевизионный и др.). Пленочные материалы из полиэтилена применяют при строительстве парников, навесов, защиты растений от замороз­ков и т. д.

Полипропилен. Сырьем для получения полипропилена является пропилен. В зависимости от способа и условий полимеризации полипропилен можно получить в виде атактического и изотактического полимера.

В макромолекуле атактического полимера, построенной из цепочки атомов углерода, различные группы атомов расположены вдоль оси беспорядочно.

Полипропилен обладает высокой химической стойкостью про­тив растворов .кислот и щелочей при повышенных температурах. В органических растворителях он нерастворим при комнатной температуре, а при 80°С растворяется в бензине, толуоле и хло­рированных углеводородах. Полипропилен чувствителен к кисло­роду воздуха при повышенных температурах, но при введении сажи (1—2%') его стойкость повышается.

Из полипропилена изготовляют трубы, фитинги, заменяющие трубы, и другие изделия из сталей, легированных дефицитными компонентами (Ni, Mo, V, W). Футеровка листовым полипропи­леном химической аппаратуры, работающей с агрессивными сре­дами до 120°С (на уксуснокислотных заводах и т.д.), изготовле­ние емкостей для хранения агрессивных жидкостей и реактивов обусловливают незаменимость полипропилена как конструкцион­ного материала. Из пропилена изготовляют упаковочные пленки, обладающие высокой прочностью, малой проницаемостью для газов, водяных и других паров.

Полипропилен является сырьем для получения волокон. Тем­пература размягчения таких волокон равна 170°С. Прочность нa разрыв волокон выше прочности полиамидных и полиэфир­ных волокон. Волокна полипропилена устойчивы к кислотам и щелочам.

Полиизобутилен при нормальных условиях представляет собой бесцветный газ.

В качестве катализатора применяют фтористый бор и др. Для поддержания низкой температуры изобутилен растворяют в жидком этилене, этаноле или в гексане. В процессе полимериза­ции получается каучукоподобная масса, напоминающая мягкую резину, с молекулярным весом от 100000 до 400000 и более.

В отличие от каучуков полиизобутилен не имеет двойных свя­зей в макромолекуле. При температуре от —70 до +100°С по­лиизобутилен сохраняет упругопластические свойства, обладает хорошей водостойкостью, высокой газонепроницаемостью, не растворяется в кислородсодержащих растворителях (СН3ОН, C2H5OH и др.), но растворяется в углеводородах алифатического и ароматического ряда.

Из полиизобутилена изготовляют листовые материалы, не­проницаемые для газов и жидкостей. При получении антикорро­зионных и гидроизоляционных листовых материалов в полиизо­бутилен вводят сажу, графит, тальк и другие вещества, количе­ство которых достигает 300% и более. Листы из полиизобутилена применяют в качестве обкладочного материала по металлу и бетону, для защиты их от действия агрессивных сред и в качестве прослоечного эластичного изолирующего материала для покры­тия полов, перекрытий, комбинированных футеровок. Соединение листов с металлом, бетоном, деревом осуществляют при помощи клеев, причем прочность сцепления столь велика, что в некото­рых случаях превышает прочность полиизобутилена.

В технике полиизобутилен заменяет свинец и другие дефицитные металлы, увеличивает срок службы оборудования.

Стеклопласты — материалы, получаемые из синтетических полимеров и наполнителя (стеклянные волокна, полотно и др.). Связующими являются полимеры линейного строения, способные образовывать трехмерную структуру или отверждающиеся в про­цессе формования. Содержание связующих составляют 30—55% от веса стеклопластика. Наполнителем являются стекловолокнистые материалы на основе непрерывного волокна.

Стеклопласты на основе кремнийорганической смолы не теряют прочности при 250°С, выдерживают нагрев до 2750°С в течение 2 мин., более стойкие, чем сталь, в кислородно-ацетиленовом пламени в течение 1 мин. Это дает основание предположить, что из них можно готовить корпуса космических ракет.

Стеклопластики, полученные на основе полиамидов, поликарбонатов, используют для изготовления брони, не пробиваемой пулями. Из стеклопластиков изготавливают направляющие лопатки компрессоров, авиационные и ракетные двигатели, что облегча­ет вес этих аппаратов. Стеклопластики хорошо сопротивляются действию ударных и динамических нагрузок и способны гасить колебания элементов конструкции.

Стеклопластики разделяют на стеклотекстолиты, анизотропные стеклопласты и стекловолокниты.

Стеклотекстолиты — слоистые листовые материалы, получае­мые горячим прессованием уложенных правильными рядами полотнищ стеклянной ткани, пропитанной связующим (поли­эпоксидные, кремнийорганические, связующее ВФМ и другие смолы).

Стеклотекстолит выпускают в виде листов длиной до 2,4 м, шириной до 1 м, толщиной 0,5—15 мм. Свойства стеклотекстолитов зависят от связующего и наполнителя. В качестве конструк­ционного материала стеклотекстолиты используют для изготовле­ния фюзеляжей самолетов-снарядов, кузовов легковых и грузо­вых автомобилей, деталей машин, лодок, судов, самолетов и т. д. Они незаменимы как высококачественный электроизоляционный материал, применяемый в радио- и электротехнике.

Стекловолокнистый анизотропный материал (СВАМ) получа­ют .из ориентированных стеклянных волокон (путем параллельной их укладки при одновременном нанесении на них связующего (жидкие бутваро-фенольные и другие смолы). Эти материалы об­ладают, подобно фанере, упругой анизотропией, т.е. имеют одина­ковые свойства в продольном и поперечном направлениях и более низкие свойства под углом. Свойства СВАМ зависят от способа укладки и направления волокон. Так, сопротивление СВАМ рас­тяжению в продольном и поперечном направлении одинаково и равно 420—500 Мн/м2, а под углом 45° оно равно 220 Мн/м2.

В качестве конструкционного материала СВАМ используют вместо стали для арматуры, так .как его удельная прочность боль­ше удельной прочности стали 30ГСА. СВАМ применяют для изготовления труб, стойких против химических реагентов. В судостроении СВАМ используют при строительстве катеров, лодок, баков, труб, деталей и конструкций кораблей и т.п. СВАМ применяют для изготовления кузовов автомашин, прицепов, авто- и железнодорожных цистерн, хранилищ для химических реагентов, а также в качестве электроизоляционного материала (электро­щиты, электро- и радиотехническая аппаратура). В строительстве из СВАМа изготовляют легкие плиты, перекрытия и несущие панели стен, в угольной промышленности из него изготовляют кузо­ва шахтных вагонеток и шахтные крепления, стойкие против влажности, коррозии и загнивания.

Стекловолокниты изготовляют из волокон или ткани и связу­ющего прессованием при высоком давлении. Их используют при изготовлении деталей для обшивки вагонов, облицовочных пане­лей, огнестойких перегородок, вкладышей подшипников, фрикционных деталей, сильно нагруженных корпусов, термостойких (200°С) изделий и в качестве изоляционного материала. В отли­чие от СВАМа эти материалы изотропны.

Кровельные материалы получают пропиткой волокон или тка­ней асфальтом в сочетании с синтетическими смолами. Эти мате­риалы имеют высокую стойкость против гниения, механического износа, воды и более долговечны, чем другие кровельные материалы.

^ Теплоизоляционные материалы изготовляют из штапельных стекловолокон пропиткой их синтетическими смолами. Эти мате­риалы используют на кораблях и речных судах — рефрежераторах, в железнодорожных вагонах, автобусах и т. д.

Кроме указанных материалов, промышленность выпускает различные рулонные материалы, вату, маты, скорлупу, стекловолокнистый холст и т.п.

Из перспективных теплостойких и антикоррозионностойких материалов большой интерес представляют полимерные материа­лы на основе производных фурана.

Мономеры производных фурана являются доступными, так как сырьем для их получения могут быть отруби, лузга подсолнечника и др.

Фуриловые смолы получают из фурилового спирта. В зависи­мости от условий получения полимеры могут иметь линейную и пространственную структуру в связи с раскрытием двойных свя­зей фурилового спирта.

Фуриловая смола ФЛ-2 при 80°С представляет собой жид­кость, растворимую в спирто-ацетоновой смеси, ацетоне и других растворителях. При 250—300°С смола переходит в неплавкое и нерастворимое состояние. Аналогичный процесс наблюдается и при комнатной температуре под действием катализаторов (суль­фокислота и др.). Смола ФЛ-2 обладает высокой адгезией к раз­личным материалам, хорошими пропитывающими свойствами, устойчивостью против кислот и щелочей и повышенной теплостой­костью.

Материалы, полученные на основе смолы ФЛ-2, устойчивы против действия кипящих водных растворов неокислительных ми­неральных и органических кислот и щелочей (30%-ный раствор NaOH). Смолу используют для получения изделий с графитовым наполнителем. Эти изделия обладают высокой коррозионной стойкостью и теплостойкостью.

Смолы на основе производных фурана и их модификации (ФЛ-2, ФЛ-2А, ФЛ-1, ФЛ-4, Ф-10, Ф-9, ФЛ-12, ФЛ-4С, Ф-7Т и др.) применяют для изготовления клеев и лаков антикоррози­онного и других назначений. Из них изготовляют кислотно- и щелочестойкие материалы, устойчивые против неокислительных сред, герметики, отвердевающие в толстом_слое без вздутий, и т. п.

Фенопласты представляют собой пластические массы на основе фенольно-альдегидных смол. Получают их при взаимодейст­вии фенолов (фенол, крезол и др.) и альдегидов (формальдегид, фурфурол и др.) в присутствии кислых или щелочных катализа­торов.

Фенолформальдегидные смолы разделяют на термореактив­ные и термопластичные.

Термопластичные (наволачные) смолы образуются при поли­конденсации формальдегида СН2О с избытком фенола C6H5OH в присутствии минеральных кислот. При нагревании они плавят­ся, а при охлаждении затвердевают. Как в твердом, так и в жидком состоянии они растворяются в спирте.

Термореактивные (резольные) смолы получают поликонден­сацией фенола с избытком формальдегида в присутствии щело­чей. Эти смолы при нагревании переходят из плавкого и раство­римого состояния в неплавкое и нерастворимое, что связано с переходом линейной структуры макромолекулы полимера в трех­мерную структуру.

В состав сложных или композиционных пластических масс, кроме смолы, входят наполнители (древесный шпон, ткани, ас­бест, графит и др.), улучшающие физико-механические свойства.

В качестве наполнителей для получения изделий общетехнического назначения применяют древесную муку; для получения изделий, обладающих высокой термостойкостью, — асбестовую муку, а для повышения водостойкости и диэлектрических свойств— кварцевую муку. Такие изделия стойки к атмосферным воздействиям, воде, кислотам, щелочам.

Композиционные фенопласты по структуре наполнителя разделяют на неслоистые (прессматериалы) и слоистые (слойматериалы).

Фторопласты представляют собой полимеры галоидопроизводных этилена. Применение в технике находят фторопласт-4 и фтороропласт-3.

Сырьем для получения фторопласта-4 является тетрафторэтилен (CF2=CF2). Полимеризацию тетрафторэтилена осуществляют эмульсионным способом в автоклаве при 70-800С и давлении 4-10 Мн/м2.

Политетрафторэтилен (фторопласт-4) представляет собой рыхлый порошок, превращающийся при холодном прессовании в плотные таблетки. Из этих таблеток получают изделия.

При нагревании фторопласт-4 не плавится, а только размягчается. Если спрессован­ные таблетки из фторопласта-4 нагреты до 360—380°С, то они спекутся в плотную, белую массу; при температуре выше 400°С таблетки разлагаются. Свойства фторопласта-4 при­ведены на рис. 1.3.

Фторопласт-4 -не растворяется ни в одном растворителе. Он устойчив против концентриро­ванных кислот и щелочей (цар­ская водка, хлорсульфоновая кислота, горячая азотная кис­лота, едкие щелочи и другие среды). При нагревании до 300°С фторопласт-4 разрушает­ся расплавленными щелочны­ми металлами, фтором, трехфтористым хлором. Он не смачивается и не набухает в воде.

Фторопласт-4 имеет низкий коэффициент трения. Коэффи­циент трения самых, гладких поверхностей без смазки равен 0,5, а коэффициент трения для поверхностей, покрытых пленкой фто­ропласта, составляет 0,07. Это свойство политетрафторэтилена широко используют при изготовлении подшипников.

Из фторопласта-4 изготовляют уплотнительные детали (про­кладки, сальниковые набивки и др.).

^ Газонаполненные материалы. Легкие и сверхлегкие полимерные материалы в зависимости от структуры исходного полимера, его физико-механических и химических свойств имеют различные свойства. Эти материалы получают разными способами:

1) вспениванием эмульсии или раствора мономера, полимера воздухом или газом (этим спосо­бом получают только такие материалы, которые после вспенива­ния отвердждаются);

2) вспениванием газообразными продукта­ми, образующимися в процессе отверждения полимера, или газами, выделяющимися при разложении пенообразователя;

3) вспениванием размягченного полимера газом, находящимся под давлением 10—25 Мн/м2 при 140—160°С. В качестве пенооб­разователей используют органические и неорганические веще­ства.

Газонаполненные полимерные материалы разделяют на пенопласты, у которых микроскопические ячейки, заполненные газом, не сообщаются между собой (плотность до 300 кг/м3) и поропласты, у которых ячейки сообщаются между собой (плотность более 300кг/м3). Такое деление материалов условное, так как они имеют смешанную ячеисто-пористую структуру.


Рис.1.3 - Зависимость механиче­ских свойств фторопласта-4 (сплошные кривые) и фторопласта-3 (штриховые кривые)





  1   2   3   4

Схожі:

Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconУчебник для студентов высших учебных заведений
Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших...
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconСтипендии для выпускников высших учебных заведений
Европейский союз (Европейская комиссия \ Генеральный директорат по вопросам образования и культуры) предлагает определенное количество...
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconДаад (Німецька служба академічних обмінів)
Бонне. Его членами могут быть все вузы и представительства студентов, которые представлены в немецкой Конференции ректоров высших...
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconОтчет о проведении II международной научно-методической конференции «лингвистическая подготовка студентов нефилологических специальностей высших учебных заведений в контексте Болонского процесса и Общеевропейских рекомендаций по изучению,
Международной научно-методической конференции «лингвистическая подготовка студентов нефилологических специальностей высших учебных...
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconОсновы судебно-психологической экспертизы
Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,...
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconД. Н. Калюжный автоматизированные методы и средства определения мест повреждения линий электропередачи
Рекомендовано Министерством образования и науки Украины как учебное пособие для студентов электроэнергетических специальностей высших...
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconУчебник для студ высш учеб, заведений / Всеволод
Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconУчебное пособие рекомендовано Министерством образования и науки Украины в качестве учебного пособия для студентов экологических специальностей высших учебных заведений
«Мы вовсе не получили Землю в наследство от наших предков мы всего лишь взяли её в долг у наших детей»
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconФакторы, влияющие на проектирование содержания курсов делового английского языка для неязыковых высших учебных заведений постановка проблемы
Факторы, влияющие на проектирование содержания курсов делового английского языка для неязыковых высших учебных заведений
Металловедение и физические основы сварки относятся к числу, основополагающих учебных дисциплин для специальностей газотеплоснабжения и энергетики высших учебных заведений страны iconПрограмма по поддержке талантливой молодежи. Ее главная цель способствовать формированию нового поколения интеллектуальной и деловой элиты страны
Охватывает все регионы Украины, а количество высших учебных заведений, ставших партнерами «Завтра. Ua», за пять лет увеличилось с...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи