Ви є тут

Головна

Мета дисципліни «Зносостійкі, фрикційні та антифрикційні матеріали» дати студентам знання про зносостійкі, фрикційні, антифрикційні матеріали та особливості їхнього поводження при роботі в різних умовах зношування. Про формування їхньої структури і властивостей в залежності від хімічного складу і способів термічної обробки.

Завдання навчальної дисципліни «Зносостійкі, фрикційні та антифрикційні матеріали» є навчитися принципам вибору матеріалів, їхнього структурного стану та способів забезпечення необхідної структури стосовно до умов експлуатації деталей.

У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен

знати:вплив структури й основних механічних і фізичних властивостей матеріалів на експлуатаційні характеристики деталей, з яких вони виготовлені, залежно від параметрів зношування.

вміти:

  • грамотно й обґрунтовано призначити матеріал деталей виходячи, як з умов їхньої роботи, так і з урахуванням технологічності процесів виготовлення і зміцнення та можливості наступного відновлення;
  • володіти методами дослідження структури матеріалів і визначення їхніх властивостей;
  • призначати методи вхідного й вихідного контролю матеріалів;
  • передбачати можливі причини дефектів структури й відхилення рівня властивостей від оптимального й призначати способи їхнього усунення.

Викладач дисципліни Андрущенко Михайло Іванович к.т.н., доцент кафедри обладнання та технології зварювального виробництва.

Опис навчальної дисципліни

Найменування показників Галузь знань, напрям підготовки, освітній ступень Характеристика навчальної дисципліни
денна форма навчання заочна форма навчання

Кількість кредитів – 3

Галузь знань: 13. Механічна інженерія

Нормативна

Модулів – 1

Змістових модулів – 2

Спеціальність: 131 «Прикладна механіка»

Спеціалізація: «Відновлення та підвищення зносостійкості деталей та конструкцій»

Рік підготовки:
4-й 4, 5-й

Індивідуальне науково-дослідне завдання: –

Семестр:
Загальна кількість годин – 90 год. 8-й 8-й
Лекції:

Тижневих годин для денної форми навчання:

аудиторних 4 год.,

самостійної роботи студента 7 год.

Освітньо-кваліфікаційний рівень: Бакалавр 12 год. 4 год.
Практичні, семінарські:
Лабораторні:
12 год. 4 год.
Самостійна робота:
84 год. 136 год.
Індивідуальні завдання:

Вид контролю:

Залік, курсовий проект Залік, курсовий проек

Примітка.

Співвідношення кількості годин аудиторних занять до самостійної і індивідуальної роботи становить:

для денної форми навчання – 22% до 78%

для заочної форми навчання - 0,058

 

Програма навчальної дисципліни

 

Змістовий модуль 1. Зносостійкі матеріали на основі інструментальних сталей.

Тема 1. Фази що зміцнюють в сталях і сплавах на основі заліза. Типи та властивості. Морфологічні ознаки. Вплив на опірність зношуванню та інші властивості. Механізми руйнування в залежності від умов зношування. Умови утворення фаз, що зміцнюють. Способи керування кількістю, морфологією, характером розподілу в структурі.

Тема 2. Загальні вимоги та принципи вибору матеріалів на основі заліза в якості зносостійких та їх структурного стану для роботи в різних умовах. Для умов механічного зношування: абразивного, ударно - абразивного, газо-абразивного, гидро-абразивного, кавітаційного, сухого тертя метал по металу та в умовах мащення. Особливості вимог до матеріалів які працюють при підвищених температурах. Для роботи в умовах різних видів корозії.

Тема 3. Інструментальні сталі в якості зносостійких матеріалів в різних умовах зношування. Класифікація за різними ознаками. Нелеговані та низьколеговані нетеплостійкі сталі. Структура й властивості. Механізми та особливості зношування в різних умовах. Карбідна неоднорідність. Способи та режими керування структурою. Області використання. Напівтеплостійкі сталі. Принципи легування. Вибір структурного стану залежно від умов зношування. Способи керування структурою. Області раціонального застосування. Високолеговані сталі, що дисперсійно твердіють. Фазовий склад після аустенізації. Особливості розпаду залишкового аустеніту при відпусканні. Теплостійкість, зносостійкість, пластичність. Середньо- та високолеговані сталі для інструменту гарячого деформування. Механізм зношування. Природа розпалу. Раціональне легування сталей для пресів, молотів, прес-форм лиття під тиском. Швидкорізальні сталі звичайної та підвищеної продуктивності. Принципи легування. Фазовий склад після відпалу, загартування, відпуску. Холодна і гаряча твердість та інші властивості. Методи оцінки. Регулювання властивостей шляхом зміни температури та тривалості операцій. Залишковий аустеніт, його поведінка. Механізми зношування. Зносостійкість. Принципи вибору сталей та структури в залежності від умов зношування. Низько та високолеговані сталі що мартенсито старіють. Переваги та недоліки. Механізми зміцнення. Термообробка, властивості при низьких температурах. Аустенітні сталі, що дисперсійно твердіють, з карбідним, нітридним, интерметалідним і змішаним зміцненням. Принципи легування. Попередня деформація, режими старіння.

 

Змістовий модуль 2. Зносостійкі матеріали на основі чавунів, цементованих сталей та порошкових матеріалів.

Тема 4.Чавуни, конструкційні сталі та сталі що цементуються в якості зносостійких матеріалів. Білі чавуни. Класифікація за хімічним складом та структурою. Переваги та недоліки. Вплив структури на зносостійкість в залежності від умов зношування. Середньо вуглецеві низько та високо леговані сталі. Особливості фазових перетворень при охолодженні. Способи керування структурою. Області раціонального використання. Низько- і високолеговані сталі, що цементуються. Переваги та недоліки. Передумови використання. Механізми та особливості формування цементованого шару. Структура та властивості. Способи керування структурним станом. Області застосування.

Тема 5.Порошкові матеріали. Порошкові матеріали на основі заліза. Передумови та історія їх створення. Карбідосталі. Принципи легування. Способи виготовлення та зміцнення. Макро- і мікроструктура, пориста структура порошкових матеріалів. Фізичні властивості порошкових матеріалів. Механічні властивості порошкових матеріалів. Особливості зношування в різних умовах. Переваги і недоліки в порівнянні з литими та кованими матеріалами. Області застосування. Тверді сплави на основі карбідів (що вміщують вольфрам та безвольфрамові). Класифікація. Склади. Структура, опірність зношуванню й механічні властивості. Області раціонального використання.

 

Змістовий модуль 3. Антифрикційні матеріали.

Тема 6.Металеві антифрикційні матеріали. Характеристики й загальні вимоги. Принцип Шарпи. Загальна класифікація. Матеріалі на основі заліза. Природа антифрикційності. Графітизованісталі..Сірі, ковкі й високоміцні чавуни. Склади, структура, властивості. Способи управління структурою та властивостями. Області застосування відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТ 1585-85. Сплави на основі олова й свинцю. Бабіти. Фази в олов'яних і свинцевих сплавах. Фазові перетворення при нагріванні й охолодженні. Принципи легування. Класифікація сплавів. Промислові марки. Переваги й недоліки. Області застосування. Способи виготовлення підшипників. Сплави на основі міді. Фази в мідних сплавах. Фазові перетворення при нагріванні й охолодженні. Принципи легування. Класифікація сплавів. Термічна обробка. Промислові марки мідних сплавів – подвійні латуні, багатокомпонентні латуні. алюмінієві бронзи, олов'яні бронзи, берилієві бронзи, кремнієві бронзи, свинцеві бронзи, марганцеві бронзи. Антифрикційні та інші властивості. Переваги й недоліки. Області застосування. Сплави на основі алюмінію. Фази в алюмінієвих сплавах. Фазові перетворення при нагріванні й охолодженні. Принципи легування. Класифікація сплавів. Термічна обробка. Ливарні алюмінієві сплави. Сплави що деформуються і не зміцнюються термообробкою. Сплави що деформуються і зміцнюються термообробкою. Промислові марки. Антифрикційні та інші властивості. Переваги та недоліки. Області застосування. Антифрикційні цинкові сплави. Фази в цинкових сплавах. Фазові перетворення при нагріванні й охолодженні. Принципи легування. Класифікація сплавів. Термічна обробка. Переваги й недоліки. Області застосування.

Тема 7.Неметалеві та композиційні антифрикційні матеріали. Загальні переваги і недоліки по відношенню до металевих матеріалів. Полімерні матеріали. Поліаміди, фторопласти й композиційні матеріали на основі фторопластів. Полікарбонати. Матеріали на основі епоксидних смол. Порівняльні характеристики. Області застосування. Неорганічні матеріали. Графіт. Ситали. Природні антифрикційні матеріали. Області застосування.Композиційні матеріали. Основи зміцнення металевої матриці. Дисперснозміцнені композиційні матеріали. Особливості технології, сполуки, властивості. Волокнисті композиційні матеріали, виготовлені методами порошкової металургії. Композиційні матеріали на неметалічних основах. Кермети. Сполуки, структура, властивості, області застосування. Псевдосплави. Особливості сполук, технології виробництва, структури й властивостей. Принципи одержання композиційних матеріалів. Вимоги до матриць і наповнювачів що зміцнюють. Типи фаз які зміцнюють : дисперсні частки, волокна, листові. Взаємодія між матрицею і наповнювачами в композиційних матеріалах. Композиційні матеріали з металевими й полімерними матрицями. Їхні переваги й недоліки. Області застосування. Основні види композиційних матеріалів: склопластики, вуглепластики, боропластики, кевларопластики та інші. Одержання й склад керамічних матеріалів, їхні переваги й недоліки. Види керамічних матеріалів. Способи боротьби із крихкістю. Області використання керамічних матеріалів.

 

Змістовий модуль 4. Фрикційні матеріали.

Тема 8.Фрикційні матеріали. Особливості умов експлуатації. Вимоги до фрикційних матеріалів. матеріалів. Види матеріалів. Матеріалі на металевій основі. Чавуни. Особливості структури по відношенню до антифрикційних чавунів. Асбокаучукові, асбомоляні, органічні; металокерамічні фрикційні матеріали, одержувані методами порошкової металургії. Порівняльний аналіз. Принципи вибору в залежності від умов експлуатації.

 

Методичне забезпечення:

  1. Методичні вказівки до лабораторної роботи №1 " Дослідження структури і зносостійкості інструментальних сталей" з дисципліни " Зносостійкі, фрикційні та антифрикційні матеріали" для студентів напряму підготовки 6.050504 "Зварювання" усіх форм навчання / Укл. М.І Андрущенко– Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. – 18 с.
  2. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи № 2 «Дослідження чавунів, які застосовуються в якості антифрикційних, фрикційних та зносостійких матеріалів». з дісципліни «Зносостійкі, фрикційні та антифрикційні матеріали» для студентів напряму підготовки 6.050504 "Зварювання" усіх форм навчання / Укл. М.І Андрущенко– Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. – 18 с.
  3. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи № 2 «Дослідження структури і властивостей бабітів». з дісципліни «Зносостійкі, фрикційні та антифрикційні матеріали» для студентів напряму підготовки 6.050504 "Зварювання" усіх форм навчання / Укл. М.І Андрущенко– Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. – 10 с.
  4. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи № 2 «Дослідження структури і властивостей керамічних твердих сплавів». з дісципліни «Зносостійкі, фрикційні та антифрикційні матеріали» для студентів напряму підготовки 6.050504 "Зварювання" усіх форм навчання / Укл. М.І Андрущенко– Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. – 10 с.

 

Рекомендована література:

  1. Восстановление и повышение износостойкости и срока службы деталей машин. Запорожье.:Изд-во ОАО «Мотор Сич»,2000. - 394 с.
  2. Попов В.С., Брыков Н.Н., Дмитриченко Н.С., Приступа П.Г. Долговечность оборудования огнеупорного производства. – М.: Металлургия, 1978.-232 с.
  3. Геллер Ю.А. Инструментальные стали М.:Металлургия,1983. - 527с.
  4. Гуляев А. П. Инструментальные стали - М.:Машиностроение,1975. - 272 с.
  5. Попов В.С., Брыков Н.Н. Металловедческие аспекты износостойкости сталей и сплавов. - Запорожье,1996. - 180 с.
  6. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. - М.: Машиностроение,1976.- 272 с.
  7. Конструкционные материалы: Справочник/ под общей ред.Б.Н. Арзамасова. - М.: Машиностроение, 1990.-686с.