МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ (специальность СЕРВИС)

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ (специальность СЕРВИС)
15. СТАЛИ.
Сталью называются сплавы железа с углеродом и другими элементами, содержащие менее
2,14%С.
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ
Термической обработкой называется процесс, заключающийся в нагреве металла до определенной
температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с той или иной
скоростью. В результате такого процесса не изменяется химический состав металла, но меняются
его структура и механические свойства.
Температурные режимы термообработки сталей связаны с диаграммой Fe-Fe3C.
Равновесные температуры, отвечающие положению линий PSK, GS и SE диаграммы, обозначают
А1, А3 и Аm соответственно.
Основными видами термической обработки сталей являются отжиг (первого и второго
рода), нормализация, закалка, отпуск.
Отжиг состоит в нагреве металла, выдержке и последующем медленном охлаждении
(вместе с печью). Отжиг приближает металл к равновесию. Отжиг применяется в основном для
снижения твердости, чтобы облегчить механическую обработку и снять в стали внутренние
напряжения. Температура нагрева при отжиге зависит от содержания в стали углерода.
Отжиг первого рода проводят для получения более равновесной, чем исходная,
структуры, не связывая эту цель с наличием или отсутствием фазовой перекристаллизации. К нему
относятся:
 - диффузионный (гомогенизирующий) отжиг- нагрев до температуры 1000-1100°С.
Применяется для устранения химической неоднородности (дендритной ликвации),
образовавшейся при кристаллизации металла;
 - рекристаллизационный отжиг- применяется для снятия наклепа, вызванного
пластической деформацией при холодной прокатке и волочении. Температура нагрева в
пределах 650-700°С. В результате отжига материал приобретает такие же механические
свойства, какие он имел до деформации;
 - отжиг для снятия внутренних напряжений – применяется с целью уменьшения
напряжений, образовавшихся в металле при литье, сварке, обработки резанием и т.д.
Температура нагрева находится в пределах 200°-700° С, чаще 350°-600°С.
Отжиг второго рода (или фазовая перекристаллизация) может быть полным и неполным:
 - полный отжиг – нагрев стали на 30°-50° выше верхней критической точки (линии GS) с
последующем медленном охлаждении. Применяют после горячей обработки поковок,
отливок, проката давлением с целью измельчения зерна и снятия внутренних напряжений,
при этом повышается пластичность и вязкость;
 - неполный отжиг отличается от полного тем, что сталь нагревают до более низкой
температуры (на 30°-50° выше температуры перлитного превращения). Применяют для
снятия внутренних напряжений, снижения твердости, повышения пластичности и
улучшения обработки резанием.
Нормализация – разновидность отжига – нагрев стали на 30°-50° выше линии GSЕ,
выдержке и охлаждении на воздухе. Нормализация более короткий процесс термической
обработки по сравнению с отжигом. Ей подвергаются углеродистые и низкоуглеродистые стали.
Нормализация предназначается для улучшения структуры стали, снятия внутренних
напряжений и обеспечения лучших условий обработки резанием. После нормализации сталь
приобретает также перлитную, но более мелкозернистую и однородную структуру. Твердость и
прочность стали при этом выше, чем после отжига.
Закалка заключается в нагреве стали до определенной температуры, превышающей
температуру фазового превращения, выдержке при этой температуре и последующем быстром
охлаждении в воде, масле, расплавленных солях или на воздухе. Закалка применяется в сочетании
с отпуском для повышения твердости, прочности и износоустойчивости стали.
Углеродистые и легированные стали под закалку нагреваются в электрических печах или в
соляных ваннах. В результате закалки сталь получает мелкозернистую структуру, в которой
преобладает мартенсит — самая твердая и хрупкая структура.
При быстром охлаждении во время закалки в металле возникают внутренние напряжения,
которые могут вызвать трещины, коробление и хрупкость. Эти дефекты устраняют последующим
отпуском.
Отпуск – заключительная операция ТО стали – это процесс, состоящей в нагреве
закаленной стали до температуры 150°…650°С, выдержке и охлаждении на воздухе. Применяется
для снижения твердости и хрупкости, повышения пластичности и вязкости, снятия внутренних
напряжений. Различают:
 -низкий отпуск (150°-250°С) – для инструментальных сталей (режущие,
мерительные инструменты, штампы);
 - средний отпуск (300°-500°С) – для пружин, рессор и инструмента, который
должен иметь значительную прочность и упругость при достаточной вязкости;
 - высокий отпуск (500°-650°) – для получения наилучшего сочетания прочности и
пластичности.
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ УПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ (ХТО).
Химико-термическая обработка применяется для изменения химического состава и свойств
поверхностей — твердости, износоустойчивости и коррозионной стойкости. Достигается это
внедрением (диффузией) определенных элементов из внешней среды в поверхностный слой
металла.
К химико-термической обработке стали относятся:
 - цементация;
 - азотирование;
 - нитроцементация;
 - цианирование;
 - диффузионная металлизация.
Цементация — насыщение поверхностного слоя стали углеродом при нагреве до
температуры 880—950°С с последующей закалкой. Цель ее — получение высокой твердости и
износоустойчивости поверхности детали, повышения предела выносливости при изгибе и
кручении (шестерни, поршневые пальцы, распредвалы идр.). Цементации подвергаются детали из
низкоуглеродистой стали с содержанием углерода 0,1—0,25%. При насыщении количество
углерода может быть доведено до 1 —1,25%, глубина цементированного слоя 0,5-2,5 мм.
Цементацию деталей обычно производят после их механической обработки с оставлением
припуска на окончательную шлифовку.
Азотирование — поверхностное насыщение стали азотом при нагреве до температуры
500—700°С в аммиаке NН3. Азотированию подвергают для повышения твердости,
износоустойчивости поверхностного слоя и коррозионной стойкости главным образом деталей,
изготовленных из легированных сталей, содержащих алюминий, хром и молибден. Толщина
азотированного слоя 0,2-0,6 мм. Азотированные стали обладают очень высокой твердостью
(азот образует различные соединения с железом, алюминием, хромом и другими элементами,
обладающие большей твердостью, чем карбиды). Азотированные стали обладают повышенной
сопротивляемостью коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар.
Азотированные стали сохраняют высокую твердость, в отличие от цементованных, до
сравнительно высоких температур (500...520°С). Азотированные изделия не коробятся при
охлаждении, так как температура азотирования ниже, чем цементации. Азотирование сталей
широко применяют в машиностроении для повышения твердости, износостойкости, предела
выносливости и коррозионной стойкости ответственных деталей, например, зубчатых колес,
валов, гильз цилиндров.
Нитроцементация - химико-термическая обработка с одновременным поверхностным
насыщением изделий азотом и углеродом при повышенных температурах с последующими
закалкой и отпуском для повышения износо- и коррозионной устойчивости, а также усталостной
прочности. Нитроцементация может проводиться в газовой среде азота и углерода при
температуре 840..860°С.
Нитроцементация эффективна для инструментальных (в частности, быстрорежущих)
сталей; она используется для деталей сложной конфигурации, склонных к короблению. Однако,
поскольку этот процесс связан с использованием токсичных цианистых солей, он не нашел
широкого распространения.
Цианирование — одновременное поверхностное насышение стали углеродом и азотом при
температуре 530— 550°С, но проводится в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий
NaCN или цианистый калий КCN. Цианированный слой (толщина 0,3 мм) имеет более высокую
износостойкость по сравнению с нитроцементированным, применяется для низколегированных и
быстрорежущих сталей. Цианирование применяют для повышения стойкости спиральных сверл и
других быстрорежущих инструментов и деталей сложной конфигурации.
Диффузионная металлизация – насыщение поверхности стали различными металлами
(Al, Cr, Si, B). При этом образуются твердые растворы замещения, осуществляется при
температуре 700°…1400°С твердой, жидкой или газовой диффузионной металлизацией. После
диф. металлизации детали приобретают ряд ценных свойств:
 - алитирование — поверхностное насыщение стали алюминием на глубину 20 мкм — 1,2
мм диффузией его сред, содержащих алюминий. При этом сталь приобретает высокую
окалиностойкость (при температурах до 800—850°С). Применяется алитирование для
повышения жаростойкости углеродистых сталей для топливных баков газогенераторных
машин, чехлов термопар, разливочных ковшей и т. д.;
 - хромирование – насыщение поверхностного слоя хромом на глубину 0,2мм.
Применяется для повышения окалиностойкости, износостойкости в агрессивных средах
для деталей паровых турбин, насосов для перекачки агрессивных сред и др.;
 - борирование - химико-термическая обработка насыщением поверхностных слоев
изделий из низко- и среднеуглеродистых сталей бором при температурах 900...950°С.
Цель борирования - повышение твердости, износостойкости, коррозионной стойкости,
особенно в абразивной среде, и некоторых других свойств стальных изделий.
Диффузионный слой толщиной 0,05...0,15 мм, состоящий из боридов FeB и Fе2В,
обладает весьма высокой твердостью, стойкостью к абразивному изнашиванию и
коррозионной стойкостью. Борирование особенно эффективно для повышения стойкости
(в 2...10 раз) бурового и штампового инструментов, пресс-форм, нефтяных насосов и др.
16. ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ И ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ ПОЛИМЕРЫ.
Основной составляющей частью неметаллов являются полимеры – соединения, состоящие
из макромолекул, похожих на вытянутые цепочки, отдельные звенья которых представляют собой
атомные группировки (мономеры).
Особенности полимеров
Особые механические свойства:



эластичность — способность к высоким обратимым деформациям при относительно
небольшой нагрузке (каучуки);
малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров (пластмассы, органическое
стекло);
способность макромолекул к ориентации под действием направленного механического поля
(используется при изготовлении волокон и плёнок).
Особенности растворов полимеров:


высокая вязкость раствора при малой концентрации полимера;
растворение полимера происходит через стадию набухания.
Особые химические свойства:

способность резко изменять свои физико-механические свойства под действием малых
количеств реагента (вулканизация каучука, дубление кож и т. п.).
Особые свойства полимеров объясняются не только большой молекулярной массой, но и тем, что
макромолекулы имеют цепное строение и обладают гибкостью.
Классификация полимеров
 по происхождению полимеры делятся на :
 - природные – натуральный каучук, асбест, целлюлоза и др.;
 - синтетические – полиэтилен, полистирол, полиамиды и др.;
 - искусственные – получают путем обработки (модифицирования природных)
 по химическому составу все полимеры подразделяются:
 - органические – молекулы которых содержат атомы углерода, водорода, азота, кислорода
и серы, входящие в состав главной цепи и боковых групп полимера;
 - неорганические – не содержат в составе макромолекул атомов углерода;
 -элементоорганические - содержат в основной цепи органических радикалов
неорганические атомы (Si, Ti, Al), сочетающиеся с органическими радикалами. В природе
их нет. Искусственно полученный представитель — кремнийорганические соединения.
Следует отметить, что в технических материалах часто используют сочетания разных
групп полимеров. Это композиционные материалы (например, стеклопластики).
 по структуре (или форме) макромолекул полимеры делят на:
 линейные или цепевидные;
 разветвленные (частный случай — звездообразные);
 ленточные или лестничные;
 пространственные или сетчатые;
 паркетные и так далее.
 по отношению к нагреву
полимеры подразделяются на термопластичные и
термореактивные:
 Термопластичные полимеры – термопласты (полиэтилен, полипропилен, полистирол)
при нагреве размягчаются, даже плавятся, а при охлаждении затвердевают. Этот процесс
обратим.
 Термореактивные полимеры – термореакты при нагреве выше определенных,
характерных для этого типа полимера, температур, подвергаются необратимому
химическому разрушению без плавления и становятся практически нерастворимыми.
Молекулы термореактивных полимеров имеют нелинейную структуру, полученную
путём сшивки (например, вулканизация) цепных полимерных молекул. Упругие свойства
термореактивных полимеров выше, чем у термопластов, однако, термореактивные
полимеры практически не обладают текучестью, вследствие чего имеют более низкое
напряжение разрушения.
Термопластичные полимеры
 Полиэтилен – твердый упругий материал, без запаха, белый в толстом слое и прозрачный в
тонком. Изготавливается полиэтилен низкого (ПЭНД), среднего (ПЭСД) и высокого (ПЭВД)
давления.
Свойства:
 при повышенной плотности имеет большую прочность, твердость и теплостойкость;
 легко перерабатывается, сваривается;
 устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам, агрессивным средам и воздействию
радиации;
 обладает высокой морозостойкостью (до -70°С) и химической стойкостью;
 разрушается при свете, а также в растворах азотной кислоты и перекиси.
Область применения:
трубы, шланги, литые и прессованные несиловые детали, стержни, пленки, листы, кабельные
изделия, изоляция и защитные покрытия на проводах, кабелях.
 Полипропилен – синтетический полимер, характеризуется температурой плавления около
170°С.
Свойства:
 жесткий, нетоксичный, допускающий более высокую температуру эксплуатации, чем
полиэтилен;
 химически стоек к действию кислот и щелочей;
 обладает высокими физико-механическими свойствами;
 хорошо формируется в изделия и сваривается контактной сваркой;
 склонен к фотостарению
Область применения:
Конструкционные детали автомобилей, мотоциклов, холодильников; корпуса насосов; емкости;
трубы.

Поливинилфлорид (ПВХ) имеет аморфную структуру.
Свойства:
 обладает высокими диэлектрическими свойствами;
 отличается хорошей химической стойкостью, негорючестью, атмосферостойкостью,
упругостью и достаточно высокой прочностью;
 стоек к маслам, бензинам.
Область применения:
1. Винипласт – разновидность ПВХ, применяется в производстве труб для агрессивных
сред, используется как материал для защитных покрытий металла, гальванических ванн и т.п.
2. Пластикат – также разновидность ПВХ, используется или в виде пленки, или как
исходный материал для изготовления печатных валиков, уплотнительных прокладок,
конвейерных лент, труб; изоленты и изоляции проводов; в качестве заменителей кожи.
 Политетрафторэтилен (Фторопласт -4) – тонкодисперстный порошок белого цвета,
прессуется при температуре 360…380°С.
Свойства:








термически стойкий ( область применения от – 269 до +250°С);
механическая прочность сохраняется до температуры 250°С;
отличается высокой химической стойкостью против кислот, щелочей, окислителей и
растворителей;
 не смачивается водой;
 характеризуется малым коэффициентом трения;
 к недостаткам относится: хладотекучесть, возможное выделение фтора при повышенных
температурах и некоторые трудности переработки.
Область применения:
для изготовления деталей химической аппаратуры, труб для химикатов, конденсаторов,
нанесения антифрикционных покрытий на металлы и др.
Политрифторхлорэтилен (Фторопласт -3) – материал обладает несколько худшими
свойствами, чем Фторопласт -4 (рабочая температура -195…+125°С; кислото- и щелочистоек,
растворяется в бензоле, толуоле при высоких температурах)
Область применения:
трубы, шланги, клапаны, детали насосов, защитные покрытия металлов, термо- и влагостойких
лакокрасочных покрытий.
Полистирол – твердый, жесткий и прозрачный аморфный пластик.
Свойства:
 обладает высокими диэлектрическими свойствами;
 растворяется в бензолах, но стоек к слабым кислотам, щелочам, спиртам, не растворяется в
воде, маслах и бензине;
 стоек к радиации;
 хорошо окрашивается и склеивается.
Область применения:
Используется для получения деталей радио- и телетехники, фотоаппаратуры, корпусов и ручек
различных машин, волокон, деталей автомобилей, труб, деталей светотехнического назначения
и др.
Полиизобутилен – полимер, по эластичности близок к каучуку.
Свойства:
 обладает морозостойкостью до -74°С;
 хорошими диэлектрическими свойствами;
 стоек к старению, действию кислот, щелочей и перекисей;
 однако хладотекучен.
Область применения:
применяется для изоляции подводных УВЧ кабелей.
Полиметилметакрилат (оргстекло) – прозрачный полимер на основе сложных эфиров и
метакриловой кислоты.
Свойства:
 стоек к действию разбавленных кислот и щелочей, топлив и смазок;
 обладает высокой атмосферостойкостью и оптической прозрачностью, морозостойкостью
до -60 °С;
 растворяется в эфирах и кетонах, хлорированных углеводородах;
 недостаток – невысокая поверхностная твердость.
Область применения:
используется для изготовления оптических линз, радиодеталей, деталей стойких к бензинам и
маслам.
Полиамиды (амид, капрон, нейлон и др.) –полимерный материал, содержащий в основной
цепи макромолекул азот.
Свойства:





 обладают хорошими механическими свойствами;
 высокой износостойкостью;
 не набухают в маслах и бензине;
 не растворяются во многих растворителях;
 стойки к ударным нагрузкам и вибрации;
 имеют высокие демпфирующие свойства и низкий коэффициент трения;
 недостаток – гигроскопичность и старение за счет окисления.
Область применения:
как конструкционный материал для изготовления зубчатых колес, шкивов, звездочек цепных
передач, подшипников скольжения, уплотнителей, трубопроводов, а также в качестве
антикоррозионных и антифрикционных покрытий металла.
Полиуретаны – обладают высокой эластичностью, морозостойкостью (до-70 °С),
износостойкостью, высокой механической прочностью. Применяются для изготовления
уплотнительных устройств, труб, шлангов, набоек, приготовления клеев для склеивания
металлов, стекол, керамики.
Поликарбонаты – разновидности дифлон и капролактан
Свойства:
 обладают высокими механическими свойствами;
 диапазон рабочей температуры от -135 до +140°С;
 термо- и атмосферостойки,
 стойки к действию солей, топлива,масел, тепловых ударов.
Область применения:
изготавливают шестерни, подшипники скольжения, детали радиоаппаратуры и криогенной
техники.
Полиарилаты – высокие диэлектрические свойства, стойки к радиации. Применяются : для
изготовления деталей радио- , электротехники и приборостроения, уплотнений узлов буровой
техники, а при наполнении графитом работают в глубоком вакууме без смазки, как подшипник.
Полиэтилентерефталат – лавсан – обладает хорошей химической стойкостью и высокой
морозостойкостью. Изготавливают волокна, ткани, пленки, канаты, ремни, зубчатые колеса и
др.
Полиформальдегид – полярный линейный полимер. Область применения: втулки и вкладыши
подшипников скольжения, сепараторы и кольца подшипников качения, шестерни, корпуса и
детали насосов, арматура трубопроводов горячей воды и горячих смазочных материалов,
изделий бытового назначения.
Термореактивные полимеры
Термореактивные пластмассы (реактопласты) являются многокомпонентными, в их
состав входят наполнители, а также могут быть введены пластификаторы и красители. В них
связующими являются термореактивные полимеры, чаще всего это эпоксидные (стеклопластики
на их основе способны к длительной эксплуатации при температуре до 200°С),
фенолформальдегидные (до 260°С), кремнийорганические (до 370°С) и полиамидные (до 350°С)
смолы, а также непредельные полиэфиры (до 200°С). Связующие должны обладать высокой
адгезией, теплостойкостью, химической стойкостью, малой усадкой, технологичностью.
 Порошковые
пластмассы,
пресс-порошки
–
наполнителями
служат
органические(древесная мука, целлюлоза) или минеральные (графит, тальк, кварц и др.)
порошки. Эти пластмассы обладают химической стойкостью, теплостойкостью до 110°С,
удовлетворительной прочностью, но низкой ударной вязкостью.
 Волокниты – наполнители – очесы хлопка. По теплостойкости и механическим свойствам
похожи на пресс-порошки. Являются исходным материалом для изготовления шкивов,
рукояток, фланцев и др.
 Асбоволокниты – содержат в качестве наполнителя волокнистый асбест.
Свойства:
 более теплостойки (до 200°С);
 химически стойки к кислотам;
 обладают значительной ударопрочностью;
 высокими фрикционными свойствами
Область применения: используются при создании тормозных устройств.
 Стекловолокниты
Свойства:
 химически стойки, негорючи;
 предельная температура длительной работы 280°С;
 имеют высокую прочность;
 технологичны
Область применения:
изготавливают высокоточные, любой конфигурации (с резьбой и со стальной арматурой)
крепежные изделия и детали машин.
 Гетинаксы – с бумажным наполнителем подразделяются на электротехнические и
декоративные. Они химически стойки, выдерживают температуру 150°С. Применяются
для изготовления различных щитков и панелей, а также для облицовки помещений.
 Текстолиты – имеют наполнитель из хлопчатобумажной ткани. Свойство: являются
хорошими демпфирующими материалами. Используются в производстве зубчатых колес,
вкладышей подшипников и др.
 Древесно-слоистые пластики (ДСП) – содержат наполнитель виде древесного шпона.
Свойства: эксплуатируются до температур 140-200°С, бесшумны в работе и долговечны.
Область применения: из них выполняют подшипники, шкивы, детали швейных и
текстильных машин, автомобилей, вагонов и др.
 Асботекстолиты – наполнитель – асбестовая ткань. Свойства: это конструкционный,
фрикционный и термоустойчивый материал. Используется для тормозных устройств.
 Стеклотекстолиты –наполнитель – стеклянные ткани. Способны к длительной
эксплуатации при температурах 200-400°С, а кратковременно – до несколько тысяч
градусов. Специфика стеклопластиков выражается в способности при высоких
температурах образовывать слой термостойкого кокса, замедляющего процесс деструкции
материала и защищающего его. Они химически стойки, прочны, имеют достаточную
ударную вязкость и более высокую в сравнении с металлами работоспособность.
ПЛАСТМАССЫ: СВОЙСТВА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.
Пластмассами называют искусственные материалы на основе природных или
синтетических полимеров, способных принимать заданную форму при нагревании под давлением
и устойчиво сохранять ее после охлаждения.
Основным компонентом пластмасс, обеспечивающим работу всей композиции как единого
целого, являются полимерные материалы или смолы. Наряду со связующим веществом
большинство пластмасс содержат наполнители и добавки, улучшающие их технологические и
эксплуатационные свойства.
По назначению пластмассы подразделяются на ряд групп: конструкционные,
электроизоляционные, химически стойкие, фрикционные, тепло- и звукоизоляционные,
светотехнические и др.
Свойства и область применения
 Малая плотность. Плотность различных пластмасс колеблется от 0,9 до 2,2 г/см3. В
среднем пластмассы в два раза легче алюминия, в 5—7 раз легче стали, меди, свинца,
бронзы и т.д.
 Физико-механические свойства. Пластмассы представляют собой материалы с
разнообразными физико-механическими свойствами: от жестких материалов,
напоминающих керамику, дерево, кость, до гибких, упругих, резиноподобных.
Конструкционные пластмассы характеризуются высокими механическими свойствами. К
ним относятся: полистирол, фенопласты, стеклопластики (стекловолокниты,
стеклотекстелиты).
Область применения: используются в нагруженных узлах и деталях конструкции.
 Коррозионная стойкость. Химически стойкие пластмассы: фторопласт-4, полиэтилен,
поливинилхлорид (винипласт), асбоволокниты способны сопротивляться действию влаги и
различных химических соединений.
Область применения:
из них изготавливают химическую аппаратуру, емкости, трубы, химически стойкие
покрытия на металл и др.
 Фрикционные свойства. Фрикционные пластмассы обладают в условиях сухого трения
высоким коэффициентом трения и высокой износостойкостью (асбоволокниты,
асботекстолиты, асбокаучуковые материалы).
Область применения:
работают в узлах, передающих кинетическую энергию (фрикционные диски муфт
сцепления) или рассеивающих ее (накладки, колодки тормозных устройств) .
 Антифрикционные свойства. Антифрикционные пластмассы: фторопласт-4, полиамиды
(капрон), лавсан, текстолиты, древесно-слоистые пластики, имеют малый коэффициент
трения и высокую износостойкость. Износоустойчивость капрона выше, чем у бронзы и
баббита, при смазке в 10—20 раз, при сухом трении в 100—160 раз.
Область применения:
Изготавливают вкладыши подшипников скольжения, зубчатые колеса и др. детали,
образующие пары трения.
 Диэлектрические свойства. Большинство пластмасс (полиэтилены высокого (ПЭВД) и
низкого (ПЭНД) давления, полистирол, фторопласты (фторопласт-3 и фторопласт-4),
гетинакс, текстолит) — хорошие диэлектрики, т. е. плохо или совсем не проводят
электрический ток, причем некоторые из них известны как лучшие диэлектрики
современной техники, а в высокочастотных устройствах радиосвязи, телевидения,
генераторах токов высокой частоты они незаменимы.
Область применения:
используют при изготовлении электроизолирующих и диэлектрических деталей, пленок,
шлангов, изолирующих покрытиях на металлах и т.п.
 Тепло- и звукоизоляционные свойства. Такие пластмассы как: пенополистирол,
пенополиуретан, пенополиэпоксид, пенополисилаксан, обладают низким коэффициентом
теплопроводности, высокой звукопоглащающей способностью.
Область применения:
используют для теплоизоляции холодильников, труб, тепло- и звукоизоляции кабин и др.,
также в качестве легкого заполнителя силовых элементовконструкций, для изготовления
труднозатопляемых изделий.
 Светотехнические и оптические свойства. Некоторые пластмассы по праву носят
название органических стекол (полиметилметакрилат, полистирол, поликарбонат). Они
бесцветны, прозрачны, способны пропускать лучи света с широким диапазоном волн, в
том числе и ультрафиолетовые, и значительно превосходят в этом отношении силикатные
стекла. Например, полиметилметакрилатное органическое стекло пропускает 73,5%
ультрафиолетовых лучей, а силикатное — всего 1 - 3%. Эти пластмассы стойки к
воздействию света и обладают высокими оптическими свойствами.
Область применения:
для изготовления оптических деталей и арматуры осветителей; полиметилметакрилат
(органическое стекло) используют для остекления автомобилей, судов, самолетов, для
изготовления рассеивателей и других светотехнических изделий; из полистирола
изготавливают прозрачные колпаки приборов, часовые стекла и т.п.
 Декоративные свойства. Большинство пластмасс и изделия из них имеют твердую,
блестящую поверхность. Изделия из пластмасс не нуждаются в лакировке, а также
поверхностном окрашивании, так и процессе производства путем добавления различных
пигментов можно получить любые цвета и оттенки изделий, в том числе и многоцветные
имитации натуральных камней, кожи, перламутра.
Область применения:
гетинакс применяют для отделки (облицовки) мебели, салонов автобусов, самолетов,
кабин судов, пассажирских железнодорожных вагонов, вагонов метро и др.
 Простота переработки в изделия. Главное преимущество пластмасс — возможность
формования из них изделий при помощи разнообразных методов: простого литья, литья
под давлением, прессования, каландирования, экструзии и др. Трудоемкость изготовления
самых сложных деталей из пластмасс ничтожна по сравнению с трудоемкостью
изготовления изделий из других материалов механической обработкой.
 Коэффициент использования материала при переработке пластмасс 0,95—0,98, а у
металлов при механической обработке 0,2—0,6, при литье 0,6—0,8.
 Доступность сырья. Синтетические пластмассы получают путем химических
превращений (на основе реакции поликонденсации или полимеризации) из простых
химических веществ, которые, в свою очередь, получают из столь доступных видов сырья,
как уголь, нефть, воздух, известь и т. д. Отечественная сырьевая база для получения
органических синтетических материалов практически неисчерпаема.
Одновременно с перечисленными выше ценными свойствами пластмассам присущи и
некоторые недостатки.
o
o
Низкая теплостойкость. Основные группы пластмасс могут удовлетворительно работать
лишь в сравнительно небольшом интервале температур: от — 60 до +120° С. Рабочие
температуры пластмасс на основе кремнийорганических полимеров и фторопластов
гораздо выше (200°С и более).
Низкая теплопроводность. Теплопроводность пластических масс в 500—600 раз ниже
теплопроводности металлов, что вызывает значительные трудности при их применении в
узлах и деталях машин, где необходим быстрый отвод тепла. Для повышения
теплопроводности пластмасс иногда прибегают к применению теплопроводящих
наполнителей (графита, металлических порошков и др.).
o
o
o
o
Низкая твердость. Твердость по Бринеллю колеблется в интервале 6—60 кгс/мм.
Ползучесть. Это свойство у пластмасс, особенно термопластов, выражено гораздо
сильнее, чем у металлов, что необходимо учитывать при конструировании деталей.
Прочность. Механическая прочность самых жестких пластмасс (стеклопластиков) в 1,2—
1,5 раза меньше, чем у металлов.
Старение. Пластмассы изменяют свои свойства под действием нагрузки, тепла, влаги,
света, воды, при длительном пребывании в атмосферных условиях.