3-Ma’ruza: Konstruksion yangi materiallar

3-Ma’ruza: Konstruksion yangi materiallar.
Konstruksion materiallar, quvvat yukini sezadigan konstruktsiyalarning qismlari (mashinalar va inshootlar) ishlab chiqarilgan materiallar. Mexanik xususiyatlarning aniqlovchi parametrlari mexanik xususiyatlar bo'lib, ularni boshqa texnik materiallardan (optik, izolyatsion, moylash, bo'yoq va lak, dekorativ, abraziv va boshqalar) ajratib turadi. Kompozit materiallarning asosiy sifat mezonlari tashqi yuklarga qarshilik parametrlarini o'z ichiga oladi: mustahkamlik, chidamlilik, ishonchlilik, xizmat muddati va boshqalar. 18-asr sanoat inqilobi va texnologiyani yanada rivojlantirish, ayniqsa bug 'dvigatellarini yaratish va 19-asrning oxirlarida paydo bo'lishi. ichki yonuv dvigatellari, elektr mashinalar va avtomobillar, ularning o'zgaruvchan yuklari, ko'tarilgan harorat va boshqalar ostida ishlay boshlagan, ularning qismlari materiallariga talablarni murakkablashtirgan va farqlagan, temir va temir (quyma temir va po'lat), mis ( bronza va guruch), qo'rg'oshin va qalay.
Samolyotlarni loyihalashda yuqori o'ziga xos quvvat kompozit materiallar uchun asosiy talabga aylanganda, yog'och plastmassalar (kontrplak), kam qotishma po'latlar va alyuminiy va magniy qotishmalari keng tarqaldi. Aviatsiya texnologiyasini yanada rivojlantirish nikel va kobalt asoslarida, po'lat, titan, alyuminiy, magniy qotishmalarida yuqori haroratda uzoq muddatli ishlashga yaroqli yangi issiqlikka chidamli qotishmalar yaratilishini talab qildi.
Rivojlanishning har bir bosqichida texnologiyani takomillashtirish issiqlik massasiga (haroratga chidamliligi, yemirilish bardoshliligi, elektr o'tkazuvchanligi va boshqalar) doimiy ravishda ortib boradigan yangi talablarni taqdim etdi. Masalan, kema qurilishi yaxshi payvandlanadigan va korroziyaga chidamliligi yuqori bo'lgan po'lat va qotishmalarga, kimyoviy muhandislik esa korroziv muhitda yuqori va uzoq muddatli qarshilikka muhtoj.
Konstuksion materiallar quyidagilarga bo'linadi: materiallarning xususiyatlariga ko'ra, shu va boshqa materiallarning ijobiy xususiyatlarini birlashtiradigan metall, metall va kompozit materiallar; texnologik dizayni bo'yicha - deformatsiyalangan (rulonli, zarb qilingan, shtamplash, ekstrudirovka qilingan profillar va boshqalar), quyma, maydalangan, hosil bo'lgan, yopishtirilgan, payvandlangan (eritish, portlash, diffuzion biriktirish va boshqalar bilan) uchun; ish sharoitlariga ko'ra - past haroratlarda ishlaydiganlar uchun, issiqqa chidamli, korroziyaga, shkalaga, yemirilish, yoqilg'iga, yog'ga chidamli va boshqalar. chidamlilik mezonlariga muvofiq - past va o'rta kuchga ega bo'lgan materiallar uchun katta plastika, yuqori chidamli materiallar uchun o'rtacha plastmassa.
Konstruksion materiallarning alohida sinflari, o'z navbatida, ko'plab guruhlarga bo'linadi. Masalan, metall qotishmalari ajratib ko'rsatiladi: qotishma tizimlariga ko'ra - alyuminiy, magniy, titanium, mis, nikel, molibden, niyobiy, berilyum, volfram, temir asosli va boshqalar; qotish turlari bo'yicha - qattiqlashadigan, yaxshilangan, qarigan, tsementlangan, siyanlangan, nitridlangan va boshqalar; strukturaviy tarkibi bo'yicha - ostenitik va ferritik po'latlar, guruch va boshqalar.
Metall bo'lmagan keramika materiallariga plastmassalar, termoplastik polimer materiallar, keramika, refrakterlar, shisha, kauchuk va yog'och kiradi. Shisha, kvarts, asbest va boshqa tolalar, mato va lentalar bilan mustahkamlangan (mustahkamlangan) termosetlash, epoksi, fenol, kremniy organik termoplastik qatronlar va floroplastikalarga asoslangan plastmassalardan samolyotlar, raketalar, energetika, transport muhandisligi va hk. Termoplastik polimer materiallari - polistirol, polimetil metakrilat, poliamidlar, ftoroplastikalar, shuningdek termosetlar turli xil muhitlarda ishlaydigan ishqalanish birliklari, shu jumladan kimyoviy va faol moddalar: yoqilg'i, moy va boshqalar.
Shisha (silikat, kvarts, organik), ularga asoslangan triplekslar shishalar, samolyotlar, raketalar uchun ishlatiladi; seramika materiallari yuqori haroratda ishlaydigan qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Shnur matolari bilan mustahkamlangan turli xil kauchuklarga asoslangan kauchuklar shinalar yoki samolyotlar va avtoulovlar uchun monolit g'ildiraklar, shuningdek, turli xil harakatlanuvchi va qattiq muhrlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Texnologiyalarning rivojlanishi mavjud materiallarga yangi, yuqori talablarni qo'yadi va yangi materiallar yaratilishini rag'batlantiradi. Masalan, samolyot inshootlarining og'irligini kamaytirish uchun yengilligi, qattiqligi va mustahkamligini birlashtirgan ko'p qatlamli inshootlar qo'llaniladi. Yopiq metall hajmlarini (koptoklar, tsilindrlar, tsilindrlar) shisha tolali shisha bilan tashqi mustahkamlash ularning og'irligini metall konstruksiyalarga nisbatan sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Texnologiyalarning ko'plab sohalari uchun strukturaviy quvvatni yuqori elektr, issiqlik himoyasi, optik va boshqa xususiyatlar bilan birlashtiradigan k.m.lar kerak.
Yo'naltirilgan (ortotropik) tuzilishga ega bo'lgan kompozit kompozit materiallarni yaratish bilan bir qatorda, kompozitsion materiallar sifatini oshirishning istiqbolli usuli an'anaviy metall materiallarning tuzilishini tartibga solishdir. asosiy stresslarga nisbatan yo'naltirilgan kristallardan don chegaralari (issiqqa chidamli qotishmalardagi zaif joylar) tushiriladigan tarzda. Yo'nalishdagi kristallanish plastika va chidamlilikni bir necha baravar oshirishga imkon beradi. Ortotropik kristallarni yaratishning yanada progressiv usuli - bu amaldagi kuchlanishlarga nisbatan aniq kristallografik yo'nalishga ega bo'lgan bitta kristalli qismlarni ishlab chiqarish. Metall bo'lmagan kristallarda yo'naltirish usullari juda samarali qo'llaniladi.Shunday qilib, polimer materiallarning chiziqli makromolekulalarining yo'nalishi (polimetil metakrilatdan tayyorlangan shisha yo'nalishi) ularning mustahkamligini, pishiqligini va chidamliligini sezilarli darajada oshiradi.