Контрольная работа по "Материаловедению"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

ТУЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

КАФЕДРА «Физика металлов и металловедения» 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНО  – КУРСОВАЯ РАБОТА   

ВАРИАНТ № 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                  Выполнил

                   
 

                  Проверил

                  Мясникова Л.В. 
 
 
 
 
 
 

Содержание 
 

Термопластичные пласмассы……………………………………...…3 

Сталь 12ХГТ.………………………………………..………………...10 

Железоуглеродистый 1% С сплав..…………………………………..12 

Список использованной литературы………………………………….14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ ПЛАСТМАССЫ.

В основе термопластичных  пластмасс лежат полимеры линейной или разветвленной структуры, иногда в состав полимеров вводят пластификаторы. Термопласты имеют ограниченную рабочую температуру, свыше 60-70 градусов Цельсия начинается резкое снижение  физико-механических свойств. Более термостойкие структуры могут работать до 150 -250 ⁰С, а термостойкие с жесткими цепями и циклические структуры устойчивы до 400 -600 ⁰С.

 

При длительном статическом нагружении появляется вынужденно – эластическая деформация и прочность понижается. С увеличением  скорости деформирования не успевает развиваться высокоэластичная деформация и появляется жесткость, иногда даже хрупкое разрушение. Более прочными и жесткими являются кристаллические полимеры. Предел прочности термопластов составляет 10 – 100 МПа. Модуль упругости (1,8 – 3,5)10³ МПА. Они хорошо сопротивляются усталости, их долговечность выше, чем у металлов. Предел выносливости составляет 0,2 – 0,3 предела прочности. При частотах нагружения свыше 20 Гц происходят разогрев материала и уменьшение прочности.

 

Термопласты делятся  на неполярные и полярные. 

НЕПОЛЯРНЫЕ  ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ  ПЛАСТМАССЫ.

К ним относятся  полиэтилен, полипропилен, полистирол и фторопласт – 4.

Полиэтилен ( -СН₂ – СН₂)_n -  продукт полимеризации бесцветного газа этилена, относящийся к кристаллизующимся полимерам. По плотности полиэтилен подразделяют на полиэтилен низкой плотности, получаемый в процессе полимеризации при высоком давлении (ПЭВД), содержащий 55 – 65% кристаллической фазы, и полиэтилен высокой плотности, получаемый при низком давлении (ПЭНД), имеющий кристалличность до 74 – 95 %.

 

Чем выше плотность  и кристалличность полиэтилена, тем выше прочность и теплостойкость материала. Длительно полиэтилен можно применять  при температуре до 60 – 100 ⁰С. Морозостойкость достигает – 70 ⁰С и ниже. Полиэтилен химически стоек и при нормальной температуре нерастворим ни в одном из известных растворителей.

 

Недостатком полиэтилена является его подверженность старению. Для защиты от старения в полиэтилен вводят стабилизаторы и ингибиторы(2-3% сажи замедляют процессы старения в 30 раз). Под действием ионизирующего излучения полиэтилен твердеет: приобретает большую прочность и теплостойкость.

Полиэтилен применяют  для изготовления труб, литых и  прессованных несиловых деталей, пленок, он служит покрытием на металлах для  защиты от коррозии, влаги, электрического тока.

Полипропилен (-СН₂ – СНСН₃ -)_n является производной этилена. Применяя металлоорганические катализаторы, получают полипропилен, содержащий значительное количество стереорегулярной структуры. Это жесткий нетоксичный материал с высокими физико-механическими свойствами. По сравнению с полиэтиленом этот пластик более теплостоек: сохраняет форму до температуры 150 ⁰С. Полипропиленовые пленки прочны и более газонепроницаемы, чем полиэтиленовые, а волокна эластичны, прочны и химически стойки. Недостатком пропилена является его невысокая морозостойкость (от -10 до -20 ⁰С). Полипропилен применяют для изготовления труб, конструкционных деталей автомобилей мотоциклов, холодильников, корпусов насосов, различных ёмкостей и др. Пленки используют в тех же целях, что и полиэтиленовые.

 
 

Полистирол ( -СН₂ – СНС₆Н₅ -)_n -  твердый, жесткий, прозрачный, аморфный полимер. Удобен для механической обработки, хорошо окрашивается, растворим в бензоле. Полистирол наиболее стоек к воздействию ионизирующего излучения по сравнению с другими термопластами (присутствие в макромолекулах фенильного радикала).

Недостатками  полистирола являются его невысокая теплостойкость. Склонность к старению, образованию трещин.

Из полистирола  изготовляют детали для радиотехники, телевидения и приборов, детали машин, сосуды для воды и химикатов, пленки стирофлекс для электроизоляции.

 

Фторопласт -4(фторлон) политетрафторэтилен (-CF₂- CF₂ -)_n является аморфно – кристаллическим полимером, до температуры 250 ⁰С скорость кристаллизации мала и не влияет на его механические свойства, поэтому длительно эксплуатировать фторопласт -4 можно до температуры 250 ⁰С. Разрушение материала происходит при температуре выше 415⁰С.  Аморфная фаза находится в высокоэластичном состоянии, что придает фторопласту – 4 относительную мягкость. При весьма низких температурах (до -269 ⁰С) пластик не охрупчивается. Фторопласт -4 стоек к действию растворителей, кислот, щелочей, окислителей. Практически он разрушается только под действием расплавленных щелочных металлов и элементарного фтора, кроме того, пластик не смачивается водой. Политетрафторэтилен малоустойчив к облучению. Это наиболее высококачественный диэлектрик. Фторопласт -4 обладает очень низким коэффициентом трения, который не зависит от температуры.

Недостатками  фторопласта -4 являются хладотекучесть, выделение токсичногофтора при  высокой температуре и трудность  его переработки.

Фторопласт -4 применяют  для изготовления труб, вентилей, кранов, насосов, мембран, уплотнительных прокладок, манжет, сильфонов, электрорадиотехнических  деталей, антифрикционных покрытий на металлах.

ПОЛЯРНЫЕ  ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ  ПЛАСТМАССЫ.