Полимербетондар

Полимербетондар - полимерлi байланыстырғыш және минералды, кәдiмгi және толтырғыштар негiзiнде алынатын материал. Полимер байланыстырғыш ретiнде фуранды, эпоксидтi полиэфирлi және фенолформальдегидтi шайырлар, яғни поликонденсация әдiсiмен алынатын полимерлер көп қолданылады. Минералды ұнтақ толғырғыштарға - майда, бөлшектерiнiң мөлшерi 0,15 мм кем түйiрлер, ал кәдiмгi толтырғыштарға - түйiрлерiнiң мөлшерi 5 мм-ге дейiнгi құм мен 50 мм дейiнгi жарықшақ тастар жатады. Полимер ерiтiндiлердiң құрамында полимер-бетонмен салыстырғанда жарықшақ тас болмайды, ал мастикаларда - полимерден тек майда диеперстi үнтақ толтырғыш қана болады.

Ең жоғарғы физика-механикалық қасиеттi полимер-бетон эпоксидтi шайырлар негiзiнде алынады. Бiрақ, эпоксидтi шайырлар қымбат әрi тапшы болғандықтан, оларды қара маймен модификациялайды. Осындай құрама байланыстырғышқа соңғының мөлшерi 35-50%. Полимер-бетонның ең көп тараған түрi, сулфоқышқылдар қосып қатайтылатын шайыр негiзiнде жасалынады. Фуранды бетонның қасиеттерiн жақсарту үшiн оны эпоксидтi шайырлармен модификациялайды.

Полимер-бетондар әсiресе фуранды бетонға ұнтақ пен кэдiмгi толтырғыштардың химиялық-минералдық көрсеткiштерi үлкен әсер етедi. Фуранды шайыр, соның iшiнде ФА мономерi қышқыл орталы болғандықтан, сiлтiлi таужыныстарын - iзбес тас, доломит, т.б. дайындалған толтырғыштарды пайдалануға болмайды. Фуранды полимер-бетондар үшiн толтырғыштар ретiнде граниттi, лабрадориттi, либброны, т.б. негiзгi минералдары кварц пен дала шпаттары таужыныстарын қолданған тиiмдi.

Полимер-бетонның құрамы, ондағы толтырғыштардың ең тығыз орналасуын қамтамасыз етiп, байланыстыргыштың шығымын мүмкiншiлiгiнше азайтуы қажет. Бұйымдар жасау үшiн әдетте «арық» 1 м³ бетонға полимердiң шығыны 100-200 кг, байланыстырғыш пен толтырғыштардың қатынасы 1:5 -1:12 мө лшер де қоспалар араластырылып, пайд аланы лады.

Құбырлар. Полимер материалдардан жасалған құбырлардьщ басқа материалдардан өндiрiлген құбырлардан артықшылығы - олар жеңiл, электрохимиялық коррозияға төзiмдi, иiлiмдi, өткiзу қабiлетiн өзгертпейдi. Жылуөткiзгiштiгi темен кезде оңай орнатылады жэне қорғағыш жабындыны қажет етпейдi. Кемшiлiктерi; жылуға төзiмдiлiгi темен және температура әсерiнен эжептэуiр кеңейедi. Сондыктан оларды сұйықтарды 60-100°С жоғары температурада тасуға қолдануға болмайды.

Қүрылыста көбiнесе полиэтилен, полипропилен жэне поливинилхлоридтен жасалған құбырлар пайдаланылады. Әртүрлi материалдардан жасалған құбырлардың қасиеттерi 13.8-кестеде келтiрiлген. Полимер кұбырлар кебiнесе экструзия (үздiксiз сығып шығару) немесе басқа эдiспен жасалынады/Олар ұзындығы 6-12 м кесiндiлер және бухталар (оралған рулон тэрiздi) түрiнде жеткiзiледi. Құбырлардың диаметрi полимер дiң түрiне байланысты 10-630 мм аралығында. Оларды өзара ажырамайтын, бiртұтас (контактiлi пiсiру немесе желiмдеу арқылы) немесе ажырайтын (алмалы-салмалы) етiп ұштастырады (жалғайды).

Полимер құбырлар су мен газ жеткiзу, ауа тазарту (алмастыру), вентиляция жер суландыру (ирригация) жэне канализация жүйелерi, химия, тамақ ендiрiстерiнде iшкi коммуникация, қатынас, жол құру үшiн қолданылады.

Бақылау сұрақтары:

1 Гидроизоляциялық материалдар

2 Құбырлар

14 дәріс. Жылуөткізбейтің және акустикалық материалдар

Жылу өткiзбейтің және акустикалық материалдар, бұйымдар

Жоспар:

1 Жалпы мағлұматтар, топтастыру, құрылымы мен қасиеттерi;

2 Жылу өткiзбейтiн материалдар мен бұйымдар;

3 Акустикалық (дыбыс жұтқыш және дыбыс өткiзбейтiн) материалдар.

14.1 Жалпы мағлұматтар, топтастыру, құрылымы мен қасиеттерi

Жылу өткiзбейтiн деп - жылуөткiзгiштiгi аз үйлердi, басқа да ғимараттарды, жылу өндiретiн агрегаттарды немесе оны таситын құбырларды, жылу шыныны сақтайтын материалдар мен бұйымдарды айтады, Жылу өткiзбейтiн материалдың жылуөткiзгiштiк коэффициенті - 0,18 Вт/м°С-тан төмен болуы, ал тығыздығы 600кг/м³-нан жоғары болмауы керек. Материалдар құрғақ, эрi ылғал тартпайтын болуы қажет. Өйткенi материал ылғалданса, жылуөткiзгiштiгi өседi, ал егер ол органикалық материал болса, шiруi де мүмкiн.

Жылу өткiзбейтiн материалдар мен бұйымдардың түрлерi өте көп. Құрылыс нормалары мен ережелерi (СНиП - строительные нормы и правила) 100-ден аса жылу өткiзбейтiн бұйымдардың қасиеттерi мен өлшемдерiне шарт қояды. Бұл материалдар оларды өндiру үшiн қолданылатын шикiзатқа, сыртқы түрiне, сығылу қабiлетiне байланысты топтастырылады.

Пайдаланатын шикiзатына қарай олар: органикалық және бейорганикалық (минералды) деп екi топқа бөлiнедi. 1-топка: ағаш талшықтары мен жоңқалары негiзiнде жасалынған тақталар (сәйкесiнше ДВП - древесно-волокнистые) ДСП – древесно-стружечные плиты), жылу өткiзбейтiн пластмассалар, қамыстан iстелiнген тақталар, т.б. жатады. 2-топқа көп тараған топқа минералдык мақта (мысалы, шыны талшықтары) мен одан өндiрiлетiн бұйымдар, асбест талшықтарынан жасалған бұйымдар, кеуектi шыны (көбiк шыны) түйiрлерi кеуектелiнген перлит, вермикулит, т.б. жатады. 2-топқа қарасты материалдар көбiнесе ыстық беттердi (жылу шығаратын агрегаттарды, мысалы, қазандарды) жабу үшiн қолданады.

Сыртқы пiшiнiне қарай жылу өткiзбейтiн материалдар мен бұйымдар: дана және сусымалы болып бөлiнедi. Дана бұйымдар -тиiстi форма (өлшем) беру, яғни қалыптау арқылы жасалынады. Сусымалы материалдар талшық не түйiр ретiнде өндiрiледi.

14.2 Жылу өткiзбейтiн материалдар мен бұйымдар

Бейорганикалық жылу өткiзбейтiн материалдар мен бұйымдар. Органикалық емес, яғни минералдық жылу өткiзбейтiн материалдар мен бұйымдар өндiру үшiн шикiзат ретiнде таужыныстары, металлургия шлактары, шыны сынықтары, т.б. қолданылады.

Минералды мақта - оңай балқитын таужыныстарын (мергель, долмит, базальт, т.б.) балқыту арқылы балқыған металлургиялықшлактар өндірілетін жылу өткізбейтің материал.Ол жінішке диаметрі 5-15 мкм шыны тәрізді талшыктар.

Негiзiнде жылу электромагниттiк толқындар - жылу, инфрақызыл сэулелер арқылы тарайды. Егер бұйымдардың саңылаулары iрi жэне өзара қатынасты болса, жылу оның бiр бетiнен екiншi бетiне конвекция (ауа қимылы) аркылы берiледi (өтедi). Пигмент - шеңбердiң дога жэне оның хордасымен шектелген бөлiмi.

Минералды мақта негiзгi мына операциядан құралады. Шикiзатты балқыту және пештен сорғалап аққан балқыған затты бу қысыммен үрлеу немесе ол центрифуганың бiрлiктерiне түсiрiп, шашып талшықтандырады.

14.3 Акустикалық (дыбыс жұтқыш және дыбыс өткiзбейтiн) материалдар

Шу - денсаулыққа зиян, ол нормадан жоғары болса, адамның психикасын нашарлатып, өндiрiс өнiмiн төмендетедi (шу 1 децибелге көбейсе, өнiм 1% - ке азаяды). Децибел (дб) шегi өндiрiстiк ғимараттарда - 80-85, экiмшiлiк ғимараттарда - 38-71 ауруханаларда -13-51, түрғын үйлерде - 40-60 дб болуы қажет.

Түрғын үйлер мен ғимараттар, шудың қайдан пайда болғанына байланысты қорғалынады. Егер шу музыка аспаптары, теледидар, т.б. жабдықтар жұмысынан ауада таралған дыбыс толқындарынан пайда болса, оны - ауалык шу дейдi. Үйдiң, басқа да ғимарат конструкциясын ұрғанда, мебельдi жылжытқанда, жабдық құрал дiрiлiнен пайда болатын шуды - ұ ру шуы деп атайды.

Бақылау сұрақтар:

1 Жылу өткізбейтін материалдар

2 Акустикалық материалдар

15 дәріс. Композициялық материалдар

Жоспар:

1 Композициялық пластмассалар;

2 Орталықтан тепкіш құю.

15.1 Композициялық пластмассалар

Композициялық термореактивті пластмасаларға фенолальдегидтік, карбамидтік, эпоксидтік және әртүрлі толықтырғышты басқада шайырлар негізіндегі полимерлер жатқызылады.Толықтырғыштар ретінде әртүрлі талшықтар қолданылады:шынылы (шыныпластикті), көміртегілік (карбаталшықты – көмірпластар), борлылар (борталшықты), жіптәрізді кристалдар негізіндегі органикалық (тотықтар, карбидтер, боридтер, нитридтер, сонымен қатар жоғары беріктікпен қатаңдыққа ие болатын металдық (сымдар: вольфрамды, молибденді, титандық, болат).

Газтолтырылған пластмассалар қатты және газтәрізді фазалардан тұратын гетерогенді дисперсітк жүйені білдіреді.Пластмассадан бөлшектер дайындау технологиясы материалдың табиғатымен байланысты бірқатар өзгеше ерекшеліктерге ие болады.

Тура (компрессиялық) ыстық пресстеулер. Мұндай престеу жабық қызған пресс-қалыпта болатын прессматериалға сыртқы қысымды тікелей түсіруден тұрады, металды арқауды орнату қажет.

Құюшы пресстеу. Құюшы престеуде прессматериалдың тұтқырлы-аққыш күйге күйге көшу матрица қуыстарын қалыптамайтын жеке камерада іске асырылады.

Қысым астында құю арнайы құю машиналарында- термопластавтоматтарда термопластикалық пластмассадан бұйым алу үшін қолданылады.Қысым астында құю әдісімен қабырғалар қалыңдығы әртүрлі, қатаңдық қыры, резьбалы және т.б. күрделі пішінді бұйымдар алуға болады.Қысым астында құю кешенді механикаландыруды және автоматтандыруды қолдануға мүмкіндік беретін жоғары өнімділіктегі процесс болып табылады.

15.2 Орталықтан тепкіш құю

Термопластикалық материалдардан айналу денесінің пішініне (құбырлар, төлкелер, тісті доңғалақтар, шкивтер мен т.б.) ие болатын ірі габаритті құймаларды алу үшін қолданылады.Негізінен орталқтан тепкіш құюмен полиамидтік шайырлар өңделеді.

Экструзия немесе үздіксіз сығымдау құбырлар, тспалар, термопластикалық және термореактивті пластмассадан әртүрлі профильдер алу үшін, жетектерге қорғаушы жабындарды жүргізу үшін және т.б. қолданылады. Экструзиялық қалыптау арнайы машиналарда- экструдерлерде (червякті пресстерде) жүргізіледі.

Каландрлеу қабыршақтар алу үшін қолданылады.Жұмсартылған термопластикалық материал біліктер арасынан өткізіледі, соның нәтижесінде шексіз таспа түзіледі. Қатты қалыптарға пневматикалық қалыптау. Сығылған ауаның 0,1-2,6 Мн/м2 артық қысымында (1-26 кгк/см2)табақты термопласттардан ірі габаритті бөлшектерді дайындау үшін қолданылады.

Вакуумды қалыптау. Еркін соғумен алынуы мүмкін болмайтын күрделі кеңістікті пішінді бөлшектерді дайындау кезінде қолданылады.

Құбырларды пластмассалармен пневматикалық астарлау. Агрессивті орталарда жұмыс істейтін құбырлар тотбаспайтын болаттар мен түсті металдардан дайындалады. Бұл кезде құбырлар қабырғаларының қалыңдығы қатаңдық және механикалық беріктік шарттары емес, ал коррозияланушы ортада жұмыс істеу ұзақтығы шартымен б\анықталады. Металл құбырларды пластмассамен ауыстыру кезінде соңғылары қалың қабырғалы, бірақ қатаңдық пен беріктік шарттарын есепке алумен дайындалады.

Қазіргі заманғы машинажасауда резиналық бұйымдардың үлкен мөлшері пайдаланылады.Резина конструкциялық материал сияқты бірқатар маңызды техникалық қасиеттерге ие болады:жоғары созымталдыққа, үзуге, тозуға, газ- және суөткізгіштікке жоғары қарсылыққа, химиялық тұрақтылыққа, бағалы электрлік қасиеттерге, кіші тығыздыққа және т.б. Резиналы техникалық бұйымдар қозғалушы қондырғыларды жабдықтау үшін (жетекті ремендер, транспорттық таспалар және т.с.с.) қолданады; суды, сұйық отынды, қышқылдарды, майларды, буларды және ауаны беру (арындыжәне сорып алушы буын қаптар); қозғалмайтын және қозғалатын түйіспелерді тығыздау (тығыздамалар, көмкермелер, клапандар, мембраналар, төселгіш сақиналар, шнурлар, пластиналар); амортизациялар (резиналық аспалар, тіреулер, подшипниктер, амортизаторлар және буферлер); электроқшаулағыштар (әлсіз ағынды бөлшектер және жоғары жиілікті аппараттар, оқшаулағыш түтіктер, оқшаулағыш таспалар); химиялық аппаратты қорғау, ауа- және суда жүзгіш орталарды, құрылыстық конструкцияларды және т.с.с. дайындау.Резина техникалық бұйымдарды дайындау кезінде резиналар, тоқыма, металды арқау және материалдар пайдаланылады. Тағайындалуына және эксплуатациялық қасиеттеріне байланысты резиналар екі үлкен топқа бөлінеді: жалпыға тағайындалған – резиналар, дөңгелектерді, астарларды және басқада техникалық бұйымдарды дайындау үшін), қатаң немесе эбонитті (электртехникалық бөлшектер және химиялық тұрақты элементтер үшін), кеуекті немесе губкалыларға (амортизаторлар, орындықтар және т.с.с. үшін), пастатәрізділерге (қымтау мен тығыздау үшін) бөлінеді. Резиналы материалдар шикізат түрі бойынша, өңдеудің технологиялық әдістері және т.с.с. бойынша жіктеледі. Резина әртүрлі компоненттердің (ингредиенттер) күрделі қоспасы болып табылады;резиналық бұйымдардың қасиеті олардың әртүрлі қатынасымен анықталады. Резиналық қоспаларды құраушыларға каучук, вулкандаушы заттар, вулкандауды тездеткіштер, тездетудің активаторлары, толықтырғыштар, ескіруге қарсылар, жұмсартқыштар және бояғыштар жатқызылады. Резиналық қоспаның негізі болып табиғи немесе жасанды каучук табылады. Каучук вулкандауға – материалға талап етілетін беріктікті, серпімділікті және т.с.с. беру үшін ыстықтай немесе суықтай өңдеуге ұшыратылады. Вулкандаушы зат ретінде каучукке 2-3% күкірт қосылады. Өйткені вулкандау ұзақ процесс болып табылады, онда оны тездету үшін вулкандауды тездетуші (магний тотығы, мырыш тотығы және т.б.) 0,5-1,5% енгізіледі; тездеткіштің активаторы болып мырыш белиласы мен магнезия табылады.Каучук шығынын азайту үшін және резиналық бұйымдарға қажетті физика-механикалық қасиеттерді беру үшінкомпозицияға толықтырғыш енгізіледі.толықтырғыштар ұнтақтәрізділерге және маталыларға бөлінеді. Ұнтақтәрізді толықтырғыштарға күйе, каолин (Аl2О3 · SіО2 · Н2О), көмірқышқыл марганец, бор, тальк, күкіртқышқылды барий және т.б. жатқызылады.Маталы күшті толықтырғыштар болып корд және әртүрлі буын құапты маталар табылады.Каучуктің тотығуы кезінде резиналар ескіреді, созылымдықты жоғалтады, мортсынғыш бола түседі, яғни ескіру кезінде физика-механикалық қасиеттері қайтымсыз өзгереді.Сондықтанда резиналық қоспаның құрамына ескіруге қарсы тұрғыштар қосылады:вазелин, балауыз, парафин,ароматтағыш заттар және т.б.

Резиналық қоспаны дайындау технологиясы бірқатар кезекті операциялардан тұрады.негізгі операциялар болып ингредиенттерді дайындау, араластыру және белгілі пішіндегі жартылай дайын өнімдерді алу табылады. Ұнтақтәрізді толықтырғышы бар резиналық қоспаны дайындау кезінде каучукті кесектерге кеседі және 40-50⁰С дейін қыздырылатын арнайы айналмасоққыш арқылы көп реттік өткізудің көмегімен пластификацияланады.

Эбонит күкірттің айтарлықтай мөлшерімен (каучук массасынан 40-50% дейін) каучукті ығыстырурумен кейін қыздырумен алынады. Толықтырғыш ретінде эбониттік шаңды – ұсақталған өндіріс қалдықтарын қолданылады.Алынған эбониттік қоспа табақты немесе профильді материалға қайта өңделеді және вулкандауға ұшыратылады. Эбонит жоғары химиялық тұрақтылыққа, жақсы диэлектриктік қасиеттерге ие болады, жеңіл өңделеді, бірақ төмен термотұрақтылыққа ие болады.Ол аккумуляторлардың корпустары мен пластиналарын өндіру, әлсіз ағынды аппаратураның бөлшектерін, химиялық машинажасауда және т.б. үшін қолданылады.

Вулкандау – бұл күкіртпен, металдық натриймен немесе диаминбензолмен қалыптанған шикі резинаны өңдеу процесі.Вулкандау ыстық және суық болуы мүмкін. Ыстық вулкандау кезінде резиналық қоспа 130-1500С температурада 40· 104 МН/м2 дейінгі (4 атм.) қысым астында ұсталады.Ағаш немесе басқада астарлар. Шабуды металдық штамдарда жүргізуге болады.

Пресстеу. Пресстеу кезінде шикі резиналық қоспа немесе алғашқы резиналық матаны (егер қажет болса) армирлеуші материалмен бірге қызған пресс-қалыпқа төселеді, 10 МН/м2 (100 кгк/см2) дейінгі дамитын қысымда гидравликалық преске орнатылады. Дайындама дефомациялана отырып қажетті пішінді қабылдайды. Ыстық пресстеу процесі вулкандаумен ілеседі.Суық пресстеу кезіндеқалыптанған бұйым қыздырылады және вулкандауға жіберіледі. Пресстеу кезінде дайындама пресс-қалыптың ішкі қуысының кескіне жақын пішінге ие болуы тиіс. Бұл шарт әсіресе қатаң, аз аққыш қоспадан (эбонитті қоспадан, асбеспен, талькпен, күйемен, каолинмен толтырылған қоспадан) дайындалған кезде маңызды.Пресстеу әдісімен сынатәрізді ремендер, тығыздағыш сақиналар, муфталар және т.с.с. дайындайды.

Қысым астында құю. Қыздырылған шикі резина арынды камерадан құю жолы арқылы құрамды пішінге пресс-поршынмен жаншылады. Бұйымның ішкі кескіні қалы өзекшесінің геометриясымен анықталады.

Металдық ұнтақтан бөлшектер өндіру металлкерамика немесе ұнтақты металлургия деп аталатын техника саласына жатқызылады.Ұнтақты металлургия әдісі жоғары ыстыққа төзімділікке, тозуға төзімділікке, қаттылыққа, берілген тұрақты магниттік қасиеттерге ие болатын материалдар мен бөлшектерді алуға мүмкіндік береді.Бұл кезде ұнтақты металлургия металдың үлкен үнемділігін және бұйымның өзіндік құнын айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік береді.Ұнтақты металлургия құю әдісімен, қысыммен өңдеуменжәне т.б. алу мүмкін болмайтын ерекше физика-химиялық, механикалық, технологиялық қасиеттері бар металлкерамикалық материалдарды алуға мүмкін береді.

Металлкерамикалық бөлшектерді қалыптаудың ең көп таралған тәсілі болып кейін қоспа ұнтақтарын қақтала жабыстырылатын суық пресстеу табылады.

Шихтаны дайындау келесі операциялардан тұрады:Ұнтақтарды қоспалардан тазарту, грануламетриялық құрамы бойынша жіктеу, араластыру және гранулалау.

Екі жақты пресстеу екі пуансонның бір біріне қарсы өзара қозғалысымен іске асырылады.

Гидростатикалық пресстеу қарапайым пішіндегі және өлшемдері дәл емес металлкерамикалық дайындамаларды алу үшін қолданылады.Созылғыш резиналы немесе металл қабыққа бекітілген металды ұнтақ арнайы қондырғыда жан жақты жаншуға ұшыратылады.

Мундштукті пресстеу ұзындықтың диаметрге үлкен қатынасымен металлкерамикалық бұйымды алу үшін қолданылады.

Прокаттау кейін қақтала жабысуға ұшыратылатын персстелген таспаны алу үшін қолданылады.

Қақтала жабысу. Суық пресстеуден, прокаттаудан және басқада өңдеу әдістерінен кейін алынған материалдар, дайындамалар және бөлшектер төмен беріктікке ие болады.Беріктікті жоғарлату үшін термиялық өңдеу – қақтала жабыстыру жүргізіледі. Қақтала жабысу температурасы бір компоненті жүйе үшін металл ұнтақтың балқу температурасынан 0,65-0,70 немесе көп компоненті негізгі металл үшін балқу температурасынан төменді құрайды.Қақтала жабысу кезінде күрделі физика-химиялық процестер жүреді.

15-50% аралығындағы қалдық кеуектілікке ие болатын металлкерамикалық материалдар кеуектілерге жатқызылады. Бұл топқа антифрикциялық материалдар, фильтрлер және «терлейтін» материалдар кіреді.

Металлкерамикалық қатты қорытпалар байланыстырушы кобальтты ауыр балқитын металдардың (Wс, ТіС) карбидтерін ұнтағынан дайындалады.

Бақылау сұрақтар:

1 Композициялық материалдар дегеніміз не?

2 Пластмассадан бұйымдарды тура қалпына келтіру схемасын келтіріңіз.

ТӘЖІРИБЕЛІК САБАҚ ӨТКІЗУ ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ

1 жұмыс. Металдың қаттылығын анықтау

Жұмыс мақсаты: металдың каттылығын аныктау тәсілін меңгеру.

Жұмыс жоспары:

1 Бринелль тәсілі;

2 Роквелл тәсілі;

3 Виккерс тәсілі.

Қаттылық деп металл бетіне басқа бір өзінен катты дененің батуына қарсылык көрсету қабілетін айтады. Металл каттылығын өлшеу үшін Бринелль, Роквелл жоне Виккерс әдісін қолданады.

1.1 Бринелль тәсілі

Металл қаттылығын Бринелль тәсілі бойынша өлшегенде шынықтырылған болат шарикті белгілі бір күшпен сынак үлгісіне батырады (1, а-сурет).

1-сурет. Металл каттылығын анықтау

Болат шариктің диаметрі 2.5; 5 және 10 мм.

Шарикті батырған күштің шамасын шариктің сынақ үлгісінің бетінде каллырған таңбасьтнын ауданына бөліп. металдың Вринелль бойынша қаттылығын аяықтайды:

HB= =,

(1)

мұндағы HB - Бринелль бойынша анықталған каттылык;

Р - шарикті батыру күші;

F - танбаның ауданы;

D - шарик диаметрі;

d - таңба диаметрі.

Сытнақ үлгісіндегі танба диаметрін үлкейткіш шыны аркылы өлшейді.

Шарик диаметрі D мен оған түсетін күштіи шамасын Р сыналатын металдың түріне және оның каттылығы мен қалындыгына қарай тағайындайды:

Болат иен шойын каттылыгыи олшегенде

P=30D; D-10 мм, егер δ> б мм,

D=5 мм, егер 3< δ <6 мм;

В=2.5мм, егер δ < 3 мм.

Мысалы, қалыңдығы δ=20мм шойынды сынау үшін шарик диаметрі D=10mm, ал күш Р=30*10²=3000кг болуы керек.

Мыс пен оның корытпаларын (жез, кола) сынағанда P=10D²

Мысалы, қалыңдығы δ=4мм мыстың қаттылығын өлшеу үшін D=5 мм, ал Р=250кг болады.

Алюминий мен оның корытпаларын сынағанда P=2.5D².

Мысалы. δ=2 мм болса онла D=2.5 мм, ал Р=15.625 кг.

Қаттылығы 4500Мпа - дан жоғары металл Бринелль тәсілімен сыналмайды.

1.1.1 Жұмыс бойынша тапсырма

Сыналатын металдың түріне және қалыңдығына карай шарик диаметрі мен оған түсетін күшті анықтаңыз. Металл қаітылығын өлшеп, сынак нотижесін 1.1 - кестеге жазыңыз.

1-кесте - Сынақ мәліметі

1.2 Роквелл тәсілі

Роквелл тәсілімен металл каттылығын өлшегенде аспан үшын (алмас не болагтан жасалған) сынақ үлгісінін бетіне кезекпен осер ететін екі күшпен батырады (1.1, б-сурет)

мұндагы Р-жалпы күш, Н;

Ро- алғашқы күш, мөлшері 100 Н;

Рі- негізгі күш, мөлшері алмас үшты колданса 1400 Н, ал болат үшты колданғанда 900 Н.

Роквелл аспабының В (түсі қызыл) және С, А (түсі қара) шкалалы циферблаты бар. Төменгі көміртекті болат, жасытылған болат, түсті металл мен оныи корытпаларынын қаітылығын Роквелл тосілімен анықтауда болат шарикгі (диаметрі 1,588 мм) мөлшері 1000Н жалны күшпен батырып, үлкен тілдін В шкаласы бойынша көрсеткішін алып, қаттылығын HRB деп белгілейді.

Шынықтырылған жоне одаи баска да болаттмң катгылыгын өлшегенде алмас үшты 1500Н жалпы күшпен батырыи, үлкен тілдін С шкаласы бойынша көрсеткішін алып, қаттылықты HRC деп белгілейді.

Өте катіы корытпаны өлшегенде алмас үшты 600Н қүшпен батырып, каітылығын А шкаласы бойынша анықтап, оны HRA деп белгілейді.

Роквелл тосілі орындалуы жағынан оңай және жылдам, ал мүмкіншілігіне келсек калындығы 0,8 мм-ге дейінгі сынауға болады.

1.2.1 Жүмыс бойынша тапсырма

Үлгінін маркасы және өнделуі бойынша сынакка керекті үшгы танлап алып, жалпы күш мөлшерін анықтаңыз. Металл каттылыгын анықтап, сынақ нәтижесін 2 кестеге жазыңыз.

2 кесте - Сынак мәліметі

1.3 Виккерс тәсілі

Виккерс бойынша металл қаттылығын өлшегенде үлгінің бетіне төрт қырлы пирамидалы алмас үшты күшпен батырады (1.1, в- сурет).

Бринелль тәсіліндегідвй Виккерс бойынша қаттылықты анықтауда пирамидалы үшты батыруға жүмсалған күштің шамасын үлгі бетіндегі таабаның ауданына бөледі:

HV= ,

(3)

Күшгің щамасы 9,8-980 Н немесе 1-100 кг. Егер күш мөлшері Н-мен өлшенсе каттылықты HV=0,189P/d² фор мул асы бойынша аныктайды, егер күш кг-мен өлшенсе қаттылық HV=1 854P/d², мүндағы d-таңбаның диагоналі, мм

Виккерс тәсілі каттылығы жоғары жүқа үлгіні сынау үшін кеңінен колданады.

1.3.1 Жұмыс бойынша тапсырма

Виккерс тәсілі бойынша металл қаттылығын аныктаумен металл қатгылығын өлшеп, сынак нәтижесін 1.3-кестеге жазыңыз.

3 кесте - Сынақ мәліметі

2 жұмыс. Металл микроскоппен зерттеу

Жұмыс максаты: микрошлиф дайындап, оның күрылымын металлографиялык микроскоп арқылы зерттеу.

Жұмыс жоспары:

1 Металл құрылымын металлографиялық микроскоппен зерттеу

1.1 Металл және қорытпа қүрылымын микроскоп арқылы зерттеу екі кезеңнен түрады:

1) Микрошлифті дайындау;

2) Металлографиялык микроскоппен қорытпа күрылымын зерттеу.

Металл құрылымын микроскоппен зерттеу үшін арнайы үлгі-микрошлиф пайдаланылады. Микрошлиф деп металл күрылымын зерттеу үшін бір жак беті тегістеліп өнделетін цилиндр немесе куб пішіндес (өлшемі 10-15мм) келетін арнайы үлгіні айтады.

Кеңірек тараган механикалык одіс бойынша үлгі ажарлау станогінде немесе колмен жылтырағанша мұқият өңделеді.

Өндеу ірі түйіршікті зімпара қағазында басталып, ең уса к түйіршікті қағазда үлгідегі сызаттар жойылғанда аякталады. Содан кейін үлгіні жуып, кептіріп, фетр немесе шүға сияқты материалға хром, магний не алюминий тотығын жағып, тағы да әбден жылтырағанша өндейді.

Үлгіні тағы да жуып, кептіріп, оған әртүрлі реактив жағады. Мысалы, шойын немесе болат микрошлифтің қүрылымын айқындау үшін 3-4% - тік азот қышқылынын этил спиртіндегі ерітшдісі колданылады.

2.1 Металл құрылымын металлографиялық микроскоппен зерттеу

Металлографиялык микроскоп - металл қүрылымын көзбен көріп, әрі оның фотографиясын жасауға арналған оптикалық аспап. Металл күрылымын зерттеу үшін кеңірек қолданылатын металлографиялык микроскоп МИМ-7 (2 сурет). Ол механикалық, оптикалық және жары к түсіру жүйесінен түрады. Микроскоптың механикалық жүйесіне түрқы 1, макровинт 3, микровинт 4, үстел 6 т.б. жатады. Оптикалық жүйеге обьектив, окуляр 5, фотокамера 2 және баска оптикалык күралдар жатады. Жарық түсіру жүйесіне жарық қөзі 7, жары к филътрі 8 жэне қосымша оптикалык күралдар жатады.

2-сурет. МИМ-7 микроскопы

2.1.1 Жүмыс бойынша тапсырма

Оқытушы немесе лаборанттың көмегімен микрошлифті колмен не ажарлау станогінде дайындаумен танысу. Микроскоп қүрылысымен және металл құрылымен зерттеудің жүмыс ретімен танысу. Берілген микрошліфтердің микроқұрылымын салу.

3 жұмыс. Темір-цементит күй диаграмм асы

Жұмыс мақсаты: темір -цементит күйі диаграммасын окып білу.

Жұмыс жоспары:

1Темір-цементит күйі диаграммасы;

2 Жұмыс бойынша тапсырма.

3.1 Темір-цементит күйі диаграммасы

Темір-цементит күйі диаграммасы (3-сурет) көміртекті темір қорытпасын (шойын және болат) өте баяу қыздыру немесе салқындату кезеңдеп фазалық өзгерісті көрсетеді. Диаграмманың А нүктесі темірдің 1539°С-қа тең болатын балқу немесе кристалдану температурасын көрсетеді, G және N темірдің полиморфтық түрлену температурасын көрсетеді. 911° С-ка дейін (G нүктесі) көлемдік орталықтанған куб торы бар темірдің а модификациясы түракты 911-ден 1392°С-қа дейін (N нүктесі) жактык орталықтанған куб торы бар темірдің модификациясы түрақты, ал 1392-ден 1539°С аралығынде қайтадан α- Ғе түракты болады.

3 сурет. Темір-цементит диаграммасы

Көміртегінің α - Fe - дегі ену қатты ертіндісін феррит деп атайды. Оның көлемдік орталыктанған куб торы бар. Жоғары температуралык феррите 1499° С-та 0,1 % қөміртегі ериді, ал төменгі температуралык феррите 727°С-та - 002%С. Бөлмелік темпераіурада ферриттегі көміртегінің мөлшері 0,006%-ке дейін азаяды. Феррит коррозияға төзімсіз, магнитті келген, беріктігі төмен, жүмсақ фаза:σ в=300МПа, НВ 800-1000 Мпа, δ=40%, ψ=70%, KCU=25 МДж\м². Микроскоп пен қарағанда феррит ақшыл түйіршік түрінде болады (-сурет).

Д нүктесі цементитпң 1260°С-ка тең балқу (кристалдану) температурасын көрсетеді. АВСД сызығын ликвидус деп атайды, одан жоғары барлык корьттпа сүйык корытпадан ферриттің кристалдануын көрсетсе, ВС және СД сызығы сүйық фазадан аустенит пен бірінші реттік цементиттін кристалдануын көрсетеді. AHJECF сызығын солидус деп атайды, одан төмен барлық қорытпа қатты күйде болады.

HJB сызығы перитектикалық түрлену сызығы:

В нүктесінін сүйык фазасы мен Н нүктесінің катты фазасы ферриттің өзара орекетінен жаңа қатгы фаза (J нүктесінің) аустенит қүрылады.

ЕСҒ сызығы - эвтектикалық түрлену сызығы:

Ақырын салқындату кезінде ECF сызығында (1147°С) сүйық фазадан аустенит пен цементит түзіледі.

Аустенит көміртегінін y-Fe-дегі ену қатты ерітіндісі. Оның жақтық орталықтанған куб торында 1147°С-та 2.14% көміртегі ериді, ал 727°С-та-0.8% С. Аустенит магнитті емес, феррййсе карағанда коррозияға төзімділеу жәке беріктеу: σв=550МПа, НВ 2000МПа, δ=50%. Микроскоппен қарағанда аустенитгің акшыл түйіршіктері дүрыс емес көп бүрыш тәрізді келеді (4, б-сурет).

4-сурет. Феррит(а) пен аустенит (б) қүрылымы

Аустенит пен цементиттің эвтектикалътқ қоспасын ледебурит деп атайды:

Ледебуриттегі көміртегі мөлшері 4.3%. Онын морттык, каттылык (НВ 6000МПа) жоне аккыштық қасиеті жоғары.727°С-тан.

Микроскоппен қарағанда ледебурит теңбіл болып корінеді, ейткені ақшыл цементитте перлиттің қарақоңыр түйіршіктері орналасқан (3.3, а-сурет).

PSK сызығында 727°С-та эвтектоидтық түрлену болады:

Ақырын салқындату кезінде аустенит феррит пен цементитке ыдырайды, осыдан қүрылған эвтектсидты перлит деп атайды:

Перлитге 0.83%С бар. Перлит берік (σв=800-900МПа), айтарлықтай қатты (НВ 1800-2000МПа), пластикалық касиеті орташа (δ=16%, ψ^,=10%). Перлиттің қүрылымы озара кезектесіп келген ферритпен цементит пластинкасынан түрады (5,б-сурет).

5-сурет. Ледебурит (а) пен перлит (б) қүрылымы

GS сызығы ферриттін аустениттен болініп шыға бастағанын, SE сызығы екінші реттік цементиттің аустениттен, PQ сызығы үшінші реттік цементиттің ферриттен бөлініп шыға бастағанын корсетеді.

3.2 Жұмыс бойынша тапсырма

Темір-цементит күйі диаграммасының компонснттерін оқып білу. Диаграмма фазалары және қүрылымын үраушыларының қасиеттері мен қүрылымын білу, суретін салу. Диаграммадағы фазалық түрленуді оқып меңгеру.

4 жұмыс. Көміртекті болатты жасыту

Жұмыс мақсаты: болатты жасытудың түрімен танысып, құрылым түрленуін үйрену. Жасытудың болат құрылымына және қасиетіне әсерін білу.

Жұмыс жоспары:

1 Болатты қызулық өндеу;

2 Болатты жасыту.

4.1 Болатты қызулық өндеу

Болатты қызулық өңдеу деп керекті қасиет алу үшін оны белгілі бір температураға дейін қыздырып, сол температурада біраз уақыт үстап, содан кейін салқындату арқылы қүрылымын өзгертуді айтады. Эвтектоидтык болатты (0.8%С,қүрылымы перлит), темір цементит күйі диаграммасы бойынша (6-сурет қараңыз) PSK сызығынан (А_с1 нүктесі) жоғары қыздырғанда аустенит түзіліп, суыту жылдамдығына байланысты перлит, сорбит, троостит, бейнит және мартенситке ыдырайды (7-сурет). Болатты қызулық өңдеудің негізгі түрі: жасыту, шынықтыру және босату.

6-сурет. Эвтектоидтык болаттың (0.8%С) өте суынған аустенитінің изотермалық түрлену диаграммасы.

Поиск по сайту: