• bullet
  • Rejestracja
  • bullet
Artykuły: Materia&...

Nawigacja

Materiały konstrukcyjne



Materiały konstrukcyjne




Materiałami konstrukcyjnymi nazywamy materiały inżynierskie, ktre są wykorzystywane do budowy maszyn i urządzeń. Do materiałw konstrukcyjnych zaliczamy metale i ich stopy, polimery, ceramikę i kompozyty.



Metale są to materiały, ktre w stanie stałym charakteryzują się następującymi właściwościami:

- dobre przewodnictwo ciepła i elektryczności,

- połysk,

- plastyczność,

Właściwości te wynikają z wiązania metalicznego występującego pomiędzy atomami tworzącymi metal i budowy krystalicznej. Dzielimy je na dwie grupy, żelazne i nieżelazne (kolorowe).



Polimery są nazywane także tworzywami wielkocząsteczkowymi. Dzielą się na naturalne i sztuczne. Naturalne nazywane biopolimerami otrzymuje się poprzez obrbkę i częściową modyfikacje surowcw naturalnych. Sztuczne powstają w wyniku łączenia najczęściej wiązaniami kowalencyjnymi wielu identycznych niewielkich ugrupowań atomw, zwanych monomerami.



Ceramika są to nieorganiczne związki metali z tlenem, azotem, węglem, borem i innymi pierwiastkami. Atomy są połączone wiązaniem jonowym i kowalencyjnym. Po zaformowaniu materiały ceramiczne wygrzewane są w wysokich temperaturach.



Kompozyty są połączeniem dwch lub więcej odrębnych nie rozpuszczających się w sobie faz, z ktrych każda odpowiada innemu podstawowemu materiałowi inżynierskiemu zapewniającymi lepszy zespł własności i cech strukturalnych, od właściwych dla każdego z materiałw składowych oddzielnie. Materiały kompozytowe znajdują zastosowanie m. in. w sprzęci kosmicznym , samolotach, samochodach, łodziach, jachtach.





Zaprojektowana, a następnie wykonana konstrukcja powinna odpowiadać wymaganiom eksploatacyjnym, ekonomicznym oraz technologicznym.

Wymagania eksploatacyjne obejmują przystosowanie konstrukcji do niezawodnej realizacji określonych zadań, wytrzymałość mechaniczną i odporność na zużycie, odporność na korozyjne działanie środowiska, zabezpieczenie przed przeciążeniem itd. Wymagania ekonomiczne sprowadzają się do rentowności osiąganej dzięki niskim kosztom wytwarzania przy wysokiej wydajności urządzenia, oraz małemu zużyciu materiału. Wymagania technologiczne obejmują warunki dotyczące prostoty procesw technologicznych, łatwy montaż i demontaż oraz możliwość dokonywania napraw urządzenia prostymi sposobami.

We wszystkich trzech grupach wymagań możemy zauważyć warunki,

ktre bezpośrednio odnoszą się do materiału, z ktrego ma powstać urządzenie.

Konstruktor odpowiedzialny za prawidłowe opracowanie projektu powinien dokonać pełnej analizy materiałw, biorąc pod uwagę ich własności mechaniczne, technologiczne, plastyczne, cieplne, elektryczne, magnetyczne oraz chemiczne.



Własności mechaniczne, są to cechy związane z wytrzymałością materiału na działanie rżnego rodzaju sił zewnętrznych, są kryterialnymi wielkościami w doborze materiałw. Poznanie własności materiałw nie jest wystarczające do oceny ich przydatności do określonego celu. Niezbędne jest tu jeszcze poznanie wpływu rżnych czynnikw, np. temperatury, czasu, sposobu i wielkości obciążenia, kształtu i wymiarw przedmiotu, na zmiany tych własności.

Metody badań własności mechanicznych możemy podzielić na dwie grupy:

- własności technologiczne, decydujące o przydatności materiałw do określonej obrbki

- własności wytrzymałościowe, do wyznaczania, ktrych niezbędna jest znajomość siły lub momentu sił, jako jednej z wielkości mierzonych podczas badania. Wyniki badań są wykorzystywane przez konstruktorw w procesie projektowania elementw konstrukcyjnych.

Własności technologiczne:

Cechy materiału charakteryzujące jego zachowanie się w czasie procesw produkcyjnych. W celu zbadania własności technologicznych określonego materiału należy przeprowadzić tylko te prby, ktrych wyniki będą informować o możliwości realizacji przewidywanej obrbki. np. materiały stosowane na odlewy poddaje się prbie lejności, obrabiane zaś przez skrawanie —prbie skrawalności, obrabiane plastycznie — badaniom własności plastycznych itd.

Własności odlewnicze. Podstawowymi własnościami charakteryzującymi przydatność metalu lub stopu do celw odlewniczych jest lejność, czyli zdolność do wypełniania form, następnie skurcz metalu podczas stygnięcia oraz jednorodność- składu chemicznego w całej masie odlewu.

Lejność zależna jest od płynności materiału w temperaturze zalewania formy i decyduje nie tylko o łatwości wypełniania formy, lecz ma rwnież wpływ na makrostrukturę odlewu.

Metale i stopy odznaczające się gęstopłynnością w temperaturze odlewania dają często odlewy porowate, gdyż wydzielające się gazy, nie mogąc znaleźć ujścia, tworzą w nich pęcherze.

Miarą lejności jest odległość, na jaką płynie ciekły metal w znormalizowanej formie ustawionej poziomo i mającej kształt pręta lub spirali.

Skurcz metalu podczas odlewania ma wpływ na powstawanie w gotowym przedmiocie naprężeń magących spowodować jego pęknięcia lub odkształcenia. Z tego powodu należy w odlewnictwie stosować stopy wykazujące małe zmiany objętości podczas krzepnięcia i chłodzenia.

Jednorodność składu ma rwnież istotny wpływ na własności odlewu. Z tego powodu do celw odlewniczych nadają się szczeglnie stopy o małej rżnicy temperatury początku i końca krzepnięcia, gdyż wwczas segregacja składnikw nie jest zbyt duża.



Skrawalność. Podatność materiału do obrbki skrawaniem nazywa się skrawalnością. Dobra skrawalność najczęściej występuje w materiałach, ktre nie odznaczają się dobrymi własnościami mechanicznymi. Stal wykazująca dobrą skrawalność ma niewielką wytrzymałość na rozciąganie oraz odznacza się kruchością, powodowaną zawartością siarki i fosforu w stali. Skrawalność materiału określają trwałość ostrza, opr skrawania, gładkość powierzchni, obrabianej oraz postać wira. Za głwne kryterium skrawalności przyjmuje się trwałość ostrza narzędzia skrawającego określoną jako funkcję prędkości skrawania przy określonych parametrach skrawania.



Ścieralność jest cechą podobną do skrawalności, określa ją podatność materiału do zużywania się wskutek tarcia ślizgowego. Miarą ścieralności jest zmniejszenie masy badanej prbki spowodowane tarciem twardej tarczy o badany materiał.

Własności plastyczne. Ocenę technologicznych własności plastycznych przeprowadza się na podstawie prb mających wykazać podatność materiału do odkształceń trwałych, niezbędnych do nadania właściwych kształtw produktom, przy czym głwnie wymienić należy: prbę zginania, prbę nawijania drutu, prbę kucia oraz prbę tłoczności.







Prbę zginania przeprowadza się na prętach o przekrojach kołowym, kwadratowym lub prostokątnym. Polega ona na powolnym zginaniu prbki wokł pręta.

W niektrych przypadkach przeprowadza się obostrzoną prbę zginania. Poddaje się wwczas zginaniu pręty z naciętym piłką karbem {rys. 1.b) lub płaskowniki z wywierconym w nich otworem o średnicy rwnej podwjnej grubości prbki (rys. 1.c). W prbie zginania miarą plastyczności jest wartość kąta, o jaki prbkę można zgiąć bez spowodowania pęknięcia. Materiały bardzo plastyczne poddaje się prbie wielokrotnego zginania. Miarą plastyczności jest liczba określonych przegięć wykonanych do chwili pojawienia się pierwszych pęknięć.







Prba nawijania drutu. Prbę nawijania stosuje się do drutw o średnicach mniejszych od 6 mm. Określa ona własności plastyczne drutu oraz pozwala na wykrycie niejednorodności materiału. Ponadto umożliwia w przypadku drutw emaliowanych określenie w warunkach prby trwałości nałożonej powłoki. Prba polega na nawinięciu drutu na trzpień o określonej średnicy (rys. 2.). Sposb nawinięcia, liczbę zwojw oraz średnicę trzpienia określa norma.





Prba kucia. Prbę kucia można wykonać zależnie od potrzeby jako prbę spęczania, prbę rozklepywania lub prbę rozbijania. Sposb przeprowadzania tych prb ilustrują rysunki 3, 4, 5. Miarą plastyczności jest w prbie kucia stopień odkształcenia uzyskany do chwili pojawienia się pęknięć materiału.







Prba tłoczności. Do badania tłoczności cienkich blach i taśm stosuje się metodę Erichsena. Polega ona na powolnym wtłaczaniu kulisto zakończonego tłocznika stalowego lub kulki w prbkę z blachy umocowanej w- odpowiednio ukształtowanej matrycy (rys. 6). Miarą tłoczności w prbie metodą Erichsena jest głębokość wgłębienia do chwili wystąpienia w nim pęknięcia.



Prba z g r z e w a l n o ś c i i s p a w a l n o ś c i. Zgrzewanie polega na łączeniu pod naciskiem części metalowych nagrzanych do odpowiedniej tempe- ratury. Podobny wynik można rwnież uzyskać wywierając na łączone ze sobą części nacisk w temperaturze otoczenia. Jednakże w tym wypadku wymagany jest znacznie większy (nacisk oraz staranniejsze oczyszczenie powierzchni. Łączenie metali w temperaturze otoczenia nazywa się spajaniem.

Połączenia zgrzewane i spajane poddaje się prbom wytrzymałościowym, a miarą zgrzewalności i. spajalności jest wytrzymałość powstałego złącza. Jeżeli połączenie pracuje w obwodzie elektrycznym, to poprawność jego wykonania określa przewodność złącza.



Własności wytrzymałościowe







Wytrzymałość na rozciąganie. W statycznej prbie rozciągania znormalizowaną prbkę wykonaną z badanego materiału o stałym przekroju So poddaje się działaniu sił rozciągających F skierowanych wzdłuż osi pręta. Wwczas w dowolnym przekroju prostopadłym do kierunku działania siły powstaną naprężenia rozciągające o (sigma), ktrych wartość oblicza się wg wzoru



?= F/So N/mm2

Naprężenia powodują wydłużenie względne materiału o wielkość ? (epsilon)



? = ?L / L0

gdzie: ?L — przyrost długości prbki,

Lo — długość pomiarowa prbki.

W początkowym okresie rozciągania przy znacznym wzroście wartości siły obserwuje się nieznaczny przyrost długości prbki. Powstające pod wpływem działania siły rozciągającej odkształcenia mają charakter sprężysty. Jeżeli jednak siła wzrośnie ponad pewną wartość, to pojawią się odkształcenia trwałe. Znaczy to, że została przekroczona granica sprężystości i że w materiale powstały nie tylko odkształcenia sprężyste, lecz rwnież i odkształcenia plastyczne.

Granicę sprężystości Rsp określa teoretycznie największa wartość naprężenia, przy ktrej nie występuje jeszcze odkształcenie trwałe



Rsp = Fsp / So N/mm2









Wydłużenie AL mm Wydłużenie AL mm

Rys. 7. Wykres rozciągania: a) metali wykazujących wyraźną granicę plastyczności,

b) metali nie wykazujących granicy plastyczności

Wyznaczenie w praktyce granicy sprężystości jest bardzo trudne. Z tego powodu w celu określenia naprężeń powodujących odkształcenia trwałe można posługiwać się tzw. umowną granicą plastyczności, wyznaczoną przy odkształceniu trwałym wynoszącym 0,2% z wzoru (rys. 7.)



R0,2 = F0.2/ S0 N/mm3



Poczynając od wartości siły Fe przyrostowi długości prbki ze stali miękkiej nie towarzyszy dalszy wzrost siły. Przeciwnie, czasem obserwuje się jej zmniejszenie. Tylko niektre materiały dają na wykresach rozciągania gwałtowne załamanie krzywej. Wiele materiałw daje wykresy, na ktrych zmiany nachylenia krzywej następują łagodnie, bez ostrych załamań (rys. 7b). Dla wyznaczenia umownej granicy plastyczności dla tych materiałw przyjmuje się taką wartość siły F, przy ktrej osiąga się odkształcenie trwałe określonej wartości. Zwykle przyjmuje się do tego celu wartość wydłużenia trwałego wynoszącą 0,2%, obliczoną z zależności







?L / L0 • 100%



gdzie: ?L — przyrost długości prbki,

Lo — długość pomiarowa prbki.



Po przekroczeniu naprężeń odpowiadających granicy plastyczności wydłużenie prbki wzrasta znacznie, mimo że przyrosty siły są niewielkie. W pewnej chwili siła osiąga największą wartość Fm. Od tej chwili jej wartość maleje do Fu, kiedy to następuje zerwanie prbki. Początkowo prbka wydłuża się rwnomiernie. Po osiągnięciu największego obciążenia Fm w pewnym miejscu prbki zaczyna się tworzyć zwężenie zwane szyjką.

Dalsze rozciąganie powoduje szybkie wydłużenie się prbki w miejscu zwężenia.

Stosunek siły Fm do pierwotnego przekroju prbki So nazywa się wytrzymałością na rozciąganie i oznacza symbolem Rm



Rm = Fm/So N/mm2

Na podstawie wynikw prby rozciągania można określić nie tylko wytrzymałościowe własności materiału, lecz rwnież i plastyczne (wydłużenie i przewężenie). Względne wydłużenie procentowe prbki po zerwaniu wyraża się stosunkiem przyrostu długości pomiarowej prbki do jej pierwotnej długości.



A = LU-LO/L 0 •100%



Przewężenie określa stosunek rżnicy powierzchni przekroju początkowego prbki So i powierzchni Su do przekroju początkowego So



Z= S0-SU/S 0•100%





Wytrzymałość na ściskanie. Badania wytrzymałości na ściskanie przeprowadza się głwnie na materiałach kruchych, np. na żeliwie. Prbka w kształcie walca lub sześcianu poddana jest działaniu sił w kierunku prostopadłym do przekroju poprzecznego. Po przekroczeniu pewnego obciążenia prbka ulega zniszczeniu. Obciążenie to odniesione do jednostki powierzchni,. nazywane wytrzymałością na ściskanie, wyraża się zależnością



Rc = Fc/So N/mm2

gdzie;

Fc — najmniejsza wartość siły powodująca zniszczenie materiału, SO — powierzchnia początkowego poprzecznego przekroju prbki.







Kształt prbki wpływa na wartość wytrzymałości i z tego powodu prbę ściskania przeprowadza się na prbkach, ktrych kształt i rozmiary określają normy. Najczęściej do badania wytrzymałości na ściskanie stosuje się prbki walcowe, ktrych wysokość jest dwa i pł raza większa od średnicy prbki. Z badań wynika, że prbki wyższe wykazują mniejszą wytrzymałość na ściskanie niż prbki, niższe. Wiąże się to ze zjawiskiem występowania w pobliżu podstaw prbki, oprcz naprężeń normalnych — naprężeń stycznych obejmujących obszary stożkowe (rys. 8) nie odkształcające się jeszcze przy obciążeniach powodujących odkształcenia części, w ktrych występują wyłącznie naprężenia normalne. W niskich prbkach obszary stożkowe wspierają się na sobie i z tego powodu ich działanie jest w pewnym sensie hamowane.

Wytrzymałość na pełzanie. Pełzanie — wydłużanie materiału w podwyższonej temperaturze pod niezmiennym obciążeniem w miarę upływu czasu. Stosunek wydłużenia do czasu jego powstania nazywamy prędkością pełzania.. Jest umowną granicą wytrzymałości na rozciąganie wyznaczoną w stałej temperaturze przy określonej prędkości pełzania. Wytrzymałość na pełzanie metali i stopw zależy w pewnym stopniu od szybkości narastania obciążenia. Z doświadczeń wynika, że wytrzymałość jest tym mniejsza, im dłuższe jest działanie siły. Zerwanie materiału w podwyższonej temperaturze może. nastąpić nawet wwczas, gdy naprężenia w materiale są mniejsze od naprężeń określonych jako wytrzymałość na rozciąganie w takiej samej temperaturze.

Podczas długotrwałego działania siły materiał pod jej wpływem bardzo wolno ulega wydłużeniu. Jest to pełzanie prowadzące zazwyczaj do pęknięcia materiału po dłuższym czasie. Przebieg zjawiska pełzania podczas rozciągania można przedstawić w postaci zależności wydłużenia od czasu przy stałym naprężeniu rozciągającym oraz w stałej temperaturze (rys. 9).







Odcinek AB odpowiada początkowemu okresowi pełzania, podczas ktrego następuje stosunkowo znaczne odkształcenie prbki w krtkim czasie. Odcinek BC przedstawia dalszy okres pełzania odznaczający się powolnym i rwnomiernym odkształceniem trwałym. Odcinek CD odpowiada ostatniemu okresowi pełzania, w ktrym obserwuje się ciągły, coraz to szybszy przyrost wydłużenia, prowadzący w końcu do zerwania prbki. Zachowanie się w podwyższonej temperaturze materiału pod obciążeniem charakteryzuje wytrzymałość trwała określona jako naprężenie powodujące w danej temperaturze zerwanie prbki po upływie określonego czasu. Wartość tego naprężenia oznacza się symbolem R, a w indeksie podaje się czas, po upływie, ktrego nastąpiło zerwanie prbki, i temperaturę, w ktrej przeprowadzono badania.



Wytrzymałość zmęczeniowa. Jeżeli na materiał działają siły zmieniające swą wartość okresowo w czasie, to mogą w nim powstać pęknięcia, chociaż naprężenia określone w stosunku do początkowego przekroju prbki nie osiągnęły nigdy wartości, ktre przy stałym obciążeniu mogłyby spowodować zniszczenie materiału.

Pęknięcia są zazwyczaj spowodowane w mniejszym lub w większym stopniu działaniem karbu.





Zjawisko karbu powstaje w konstrukcjach, w ktrych występują ostre pęknięcia lub wycięcia. Np. na rys. 10 płaska prbka mająca po bokach wycięcia, poddana prbie rozciągania, wykazuje nierwnomierny rozkład naprężeń w najmniejszym przekroju. Największe naprężenie występuje tutaj na dnie wycięcia. Wobec tego jest zrozumiałe, że jakiekolwiek ostre zmiany przekroju, np. rysy lub miejscowe wady materiału, działają podobnie jak wycięcie w opisanej wyżej prbce.

Pęknięcia zaczynają się w pewnym punkcie A przekroju (rys. 11), zwykle przy powierzchni, i z wolna postępują w głąb materiału. Skoro przekrj zostanie w ten sposb dostatecznie osłabiony, następuje nagłe pęknięcie obciążonego elementu.





Pęknięcia wywołane naprężeniami zmęczeniowymi mają charakterystyczny przełom. Jedna część przełomu ma wygląd muszlowy gładki (1), a druiga krystaliczny (2).

Obciążenia występujące w elementach konstrukcyjnych mogą się zmieniać w pewnych granicach (rys. 12).

Określenie wytrzymałości zmęczeniowej odbywa się na znormalizowanych prbkach poddawanych okresowo zmiennym obciążeniom.









Rys. 12. Charakter naprężeń przy obciążeniach okresowo zmiennych:

a) obciążenie zmienne (jednostronne),

b) obciążenie powtarzalne (jednostronne),

c) obciążenie przemienne (obustronne)



Wohler badając wielokrotnie zginanie obracającej się prbki przy rżnych naprężeniach a, doszedł do wniosku, że liczba cykli obciążenia do chwili pęknięcia prbki jest tym mniejsza, im większe zastosowano naprężenia..

Wytrzymałością na zmęczenie będziemy nazywać naprężenie ?, przy ktrym liczba cykli poprzedzająca pęknięcie prbki przekroczy wartość Nc. Wartość tego naprężenia ? oznaczamy Z0.

Dla stali konstrukcyjnej za normalną granicę wytrzymałości na zmęczenie przyjęto uważać naprężenie, ktre przy 10 milionach zmian obciążenia nie powoduje jeszcze złamania prbki, lecz niewielki wzrost naprężeń powoduje już zniszczenie prbki przy tej liczbie zmian obciążenia.



Twardość. Twardością nazywa się odporność materiału na' odkształcenia trwałe powstające wskutek wciskania weń wgłębnika. Do pomiaru twardości stosuje się najczęściej metody: Brinella, Rockwella, Vickersa.

Metoda Brinella. Pomiar twardości metodą Brinella polega na wgniataniu w badany materiał pod obciążeniem F kulki hartowanej o średnicy D. Miarą twardości w tej metodzie jest stosunek siły F do powierzchni odcisku, powstałego w materiale w wyniku działania na kulkę pomiarową siły nacisku F.



HB = F/Scz N/mm2



gdzie: HB — twardość wg Brinella w N/mm2,

F — siła nacisku w N,

Scz — powierzchnia czdszy kulistej w mm2.

Podstawiając wzr na powierzchnię czaszy otrzymuje się



HB = 2F • 0,102/ ? D (D-?D2-d2)



gdzie: D —, średnica wgniatanej kulki w mm,

d — średnica odcisku w mm.



Udarność. Odporność na uderzenie zależy od rodzaju materiału, temperatury oraz kształtu prbki., ktrą poddano badaniu, a także od sposobu jej obciążenia.

Zależnie od sposobu obciążenia można wyrżnić udarowe rozciąganie, udarowe ściskanie, udarowe skręcanie oraz udarowe zginanie. Wynik badania udarowego zginania nazywa się udarnością.

Do badania stosuje się prbkę w postaci pręta o przekroju kwadratowym. Na jednym z jej bokw nacięty jest karb ułatwiający pęknięcie prbki podczas badania; wymiary prbki oraz wymiary karbu określa norma. Przyrząd do określania udarności nazywa się młotem udarnościowym. Najczęściej stosuje się-młot typu Charpy przedstawiony na rys. 13.



Rys 13. Młot udarnościowy Charpy`ego

1- prbka, 2 – wahadło, 3 – podziałka, 4- wskaźnik



W celu przeprowadzenia pomiaru umieszcza się prbkę na podporach, a wahadło podnosi na wysokość H. Opuszczone z tej wysokości uderza ono w prbkę, a po jej zniszczeniu unosi się jeszcze na wysokość h. Jeżeli ciężar wahadła wynosi G N, to w położeniu grnym energia potencjalna młota wynosi

E1 = G-H

Po złamaniu prbki wahadło miało jeszcze energię, dzięki ktrej mogło się wznieść na wysokość h. Energia ta wynosi

E2 = G•h

Energia zużyta na zniszczenie prbki wynosi



E = E1— E2 = G • {H—h) J

'Jeżeli przekrj prbki wynosi So cm2, to udarność K obliczamy wg wzoru



K = Wu/ S0 J/cm3

gdzie:

Wu — wartość pracy odpowiadającej' energii zużytej na złamanie prbki w J,

So — powierzchnia przekroju poprzecznego prbki w miejscu karbu mierzona przed prbą w cm2.



Własności cieplne

Głwnymi własnościami cieplnymi materiałw technicznych są: pojemność cieplna, rozszerzalność temperaturowa oraz przewodność cieplna.

Pojemnością cieplną substancji nazywa się ilość ciepła potrzebną do podniesienia temperatury tej substancji o jeden stopień. Pojemność cieplna przypadająca na jednostkę masy substancji nazywa się ciepłem właściwym i wyraża się w J/ (kg • K). Ciepło właściwe nie jest wartością stałą i zależy głwnie od temperatury. Ciepło właściwe wielu substancji krystalicznych, bezpostaciowych i szklistych wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.

Rozszerzalność temperaturowa charakteryzuje zjawisko zmiany wymiarw substancji wraz ze zmianą temperatury.

Przyrost długości przypadający na jednostkę długości spowodowany wzrostem temperatury o IK nazywa się wspłczynnikiem temperaturowej rozszerzalności liniowej.

Zjawisko rozszerzalności temperaturowej ciał stałych jest spowodowane drganiami atomw w siatce krystalicznej, w ktrych intensywność wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Podczas ogrzewania pewne materiały wykazują nagłe zmiany wspłczynnika rozszerzalności temperaturowej. Zmiany te są spowodowane głwnie przez przebudowę siatki krystalicznej zachodzącą w niektrych substancjach w określonych temperaturach.

Przewodność cieplna jest określona wspłczynnikiem przewodności cieplnej. Jest to ilość ciepła, ktra w jednostce czasu przepływa przez jednostkę powierzchni, gdy rżnica temperatury w ciele przewodzącym ciepło rwna jest ?K na jednostkę długości. W technice wspłczynnik przewodności cieplnej wyraża się W/ (m • K).



Własności elektryczne

Stosowane w technice materiały ze względu na zdolność przewodzenia prądu elektrycznego dzieli się na przewodniki, płprzewodniki i izolatory:

Umownie przyjęto uważać za przewodniki ciała, ktrych oporność właściwa w temperaturze pokojowej jest mniejsza od ? cm.

Za izolatory uważa się ciała o oporności właściwej przekraczającej 1010 ? cm..

Ciała wykazujące oporność właściwą od l.do 1010 ? cm uważa się za płprzewodniki.

Rżnice między przewodnikami, izolatorami i płprzewodnikami są bardziej istotne niż to wynika z przedstawionej klasyfikacji. Dotyczą one głwnie sposobu przewodzenia prądu oraz wpływu warunkw zewnętrznych na przewodność elektryczną materiałw.



Własności magnetyczne

W zależności od zachowania się materiałw w polu magnetycznym można wszystkie materiały podzielić na diamagnetyczne, paramagnetyczne i ferromagnetyczne

Materiały diamagnetyczne ustawiają się w stałym polu magnetycznym prostopadle do kierunku linii sił pola. Materiałami diamagnetycznymi są: bizmut, cynk, miedź.

Materiały paramagnetyczne ustawiają się w polu magnetycznym rwnolegle do kierunku linii sił pola. Własności paramagnetyczne wykazują między innymi: aluminium, chrom i mangan.

Materiały ferromagnetyczne umieszczone w polu magnetycznym wraz ze wzrostem natężenia tego pola ulegają namagnesowaniu i po usunięciu pola magnetycznego wykazują samoistne własności magnetyczne. Materiałami ferromagnetycznymi są: żelazo w temperaturze otoczenia, nikiel, kobalt oraz niektre ich tlenki i węgliki.



Własności chemiczne

Z punktu widzenia konstruktora i eksploatatora urządzeń własności chemiczne materiałw sprowadzają się do odporności materiału na działanie środowiska,

w ktrym urządzenia te przebywają stale. Metale, z ktrymi w budownictwie maszyn mamy najczęściej do czynienia, wykazują tendencje do utleniania się (korozja chemiczna) lub ulegają jonizacji w obecności elektrolitu. Jeżeli w elektrolicie występuje rżnica potencjałw między sąsiadującymi ze sobą obszarami stopu, wwczas rozpoczyna wędrwka rżnoimiennych jonw, co w konsekwencji prowadzi do

zniszczenia materiału w pewnych obszarach. Zjawisko niszczenia stopw lub metali przy udziale elektrolitu nazywa się korozją elektrochemiczną. Jest zatem zrozumiałe, że przy doborze materiałw należy liczyć się z możliwością występowania korozji i wobec tego trzeba urządzenia chronić przed jej skutkami.



Zasady oszczędnego doboru materiałw

Przy doborze materiału ma niewątpliwie istotne znaczenie jego cena jednostkowa. Jednakże rezygnuje się niejednokrotnie ze stosowania tanich tworzyw na korzyść tworzyw droższych, jeżeli ich zastosowanie zapewni dłuższą trwałość urządzenia lub poprawi niezawodność działania. Spełnienie określonych warunkw przy doborze materiałw prowadzi do uzyskania pozytywnych skutkw ekonomicznych. Jako najważniejsze wymienić należy:

1. Zwiększenie dokładności obliczeń wytrzymałościowych pozwalające na zmniejszenie wspłczynnikw bezpieczeństwa.

2. Dokładna znajomość warunkw pracy urządzenia,

3. Zastosowanie optymalnych metod wytwarzania.

4. Obniżenie zapotrzebowania na materiały przez stosowanie kształtownikw, rur itp. płwyrobw zbliżonych wymiarami do gotowego produktu.

5. Przeanalizowanie właściwości materiałw i możliwości ich zmiany przez zastosowanie obrbki cieplnej, powierzchniowej itp.

Ilościowe ujęcie wymienionych czynnikw pozwoliłoby na podjęcie jednoznacznej decyzji w sprawie doboru materiału. Od pewnego czasu czyni się prby podporządkowania wymienionym warunkom określonych parametrw liczbowych uwzględniających sposb obciążenia elementw oraz dopuszczalne naprężenia występujące pod obciążeniem elementu. Parametry te, zwane wskaźnikami materiałowymi, określają porwnawczo (w procentach) ciężar, objętość i koszt użytego materiału.

Problemy te rozwiązuje konstruktor urządzenia podczas opracowania dokumentacji projektowej.






Przykadowe prace

Urazy kości

Urazy kości Do złamania kości może dojść na skutek urazw mechanicznych. Złamania dzielimy na (1)zamknięte i (2)otwarte. (1) Zamknięte - kość nie przerywa powłoki skry. (2) Otwarte - istnieje niebezpieczeństwo zakażenia, a kość przerywa po...

Warunki wstępne projektowej organizacji firmy.

Warunki wstępne projektowej organizacji firmy. WPROWADZENIE Organizacja projektowa jest powszechną formą działalności w krajach rozwiniętych, od lat typową metodą prowadzenia bardzo dużej liczby przedsięwzięć. W polskich organizacjach gospodarczych i politycznych...

Przedwiośnie

Przedwiośnie Tło historyczne powieści • I wojna światowa (1914–1918). • Rewolucja październikowa w Rosji (1917): rewolucja w Baku, konflikt azersko-ormiański. • Odzyskanie niepodległości przez Polskę (1918). • Wojna polsko-bolszewicka (1920)....

Porwnanie liberalizmu i konserwatyzmu

Porwnanie liberalizmu i konserwatyzmu Porwnanie liberalizmu i konserwatyzmu Liberalizm jest ideologią, w ktrej skłaniano się nad losem ludzi upośledzonych społecznie. Konserwatyzm jest natomiast światopoglądem społeczno-politycznym, ktry wyrastał z pragnienia zachowania...

"Szewcy" Stanisław Witkiewicz.

"Szewcy" Stanisław Witkiewicz. Akt I. W warsztacie szewskim pracuje szewc Sajetan Tempe i dwch czeladnikw. Robią buty i rozmawiają. Narzekają na bezmyślną i ciężką pracę, służącą wyższym warstwom, czują się wykorzystywani i poniża...

Pojęcie satysfakcji klienta

Pojęcie satysfakcji klienta Wprowadzenie Rozwijająca się gospodarka, a tym samym wzrastająca konkurencja, będąca wynikiem coraz to większych wymagań klientw, niejako wymusiła na organizacjach dostosowanie funkcjonujących w nich systemw zarządzania do realizowanych proce...

Dzieci z rodzin alkoholikw

Dzieci z rodzin alkoholikw Wielu rodzicw jest szczerze zaniepokojonych tym, co dzieje się z dziećmi wobec faktu nadmiernego picia oraz incydentw związanych z piciem alkoholu. Wielu niepijących rodzicw w rodzinach z problemem alkoholowym obawia się obciążeń dziedzicznych, zł...

Obligacje, weksel, poręczenia i gwarancje udzielane przez skarb państwa

Obligacje, weksel, poręczenia i gwarancje udzielane przez skarb państwa Papiery wartościowe regulują przepisy kodeksu cywilnego art. 921 (6) Jeżeli zobowiązanie wynika z wystawionego papieru wartościowego, dłużnik jest zobowiązany do świadczenia za zwrotem dokumentu albo...

Zobacz wszystkie

Nawigacja

Tagi

studia szkoa streszczenie notatka ciga referat wypracowanie biografia opis praca dyplomowa opracowania test liceum matura ksika

Prawa

Do g?ry