Материалы в автомобилестроении

Материалы в автомобилестроении

 

Железо и его сплавы, являются основными материалами, которые используются в машиностроении. Второе место среди конструкционных материалов прочно занимают алюминиевые сплавы. Все большее применение в автомобильной промышленности находят композиционные материалы. Их значение в современном машиностроении определяется в первую очередь особыми качествами, без которых невозможно создать современные автомобили. И все же можно полагать, что в ближайшее время ни один из них по масштабам производства и применения не сравнится с железом и алюминием.

 

 

Определения материалов

 

Агрегатное состояние: в зависимости от состояния и свойств внутренней структуры вещества (атомов, молекул, ионов), оно может находиться в трех основных агрегатных состояниях-твердом, жидком и газообразном. Физическое состояние вещества зависит от давления и температуры. Плазму (ионизированный газ с высокой электрической проводимостью) часто рассматривают как четвертое агрегатное состояние вещества.

Пример HTML-страницы

Соединение: возможность объединения двух и более химических элементов, массы которых всегда одинаково пропорциональны друг другу. Соединения имеют уникальную структуру. Существуют три различных типа соединений, в зависимости от образующих их элементов, — молекулярные, ионные и металлические. Соединения металлов также называют сплавами.

Растворимость: способность различных материалов при смешивании образовывать однородную смесь на атомарном или молекулярном уровнях. Растворимость твердых тел, жидкостей или газов в растворителе зависит от свойств самих веществ и от условий окружающей среды.

Диспергирование: способность путем тонкого измельчения образовывать дисперсные системы, состоящие из двух или более фаз. Одна из фаз образует дисперсную среду, по объему которой распределена дисперсная фаза в виде мелких твердых частиц.

Суспензия: дисперсная система, в которой твердые частицы распределены в жидкости, например, глина в воде.

Эмульсия: дисперсная система, состоящая из двух жидкостей, которые не могут смешиваться друг с другом, например, масляный жир в молоке.

Коллоидные растворы: суспензии или эмульсии называются коллоидными растворами, если размеры частиц или капель дисперсной фазы составляют от 1 нм. до 10 мкм. Примеры: дым, туман, матовое стекло.

 

Параметры материалов

 

Плотность материалов

 

Плотность материалов, это масса, отнесенная к единице объема.

 

Радиальное сопротивление материала смятию

 

Радиальное сопротивление смятию — прочностная характеристика металлокерамических материалов, применяемых в подшипниках скольжения. Она определяется величиной давления, необходимого для смятия полого металлокерамического цилиндра.

 

Предел текучести материала 0,2%

 

Предел текучести 0,2% соответствует напряжению растяжения при пластической деформации твердого тела на 0,2%; этот параметр определяется из зависимости напряжение- удлинение σ-Ԑ при стандартных испытаниях на растяжение.

Предел текучести 0,2% аналогично определяется при циклической нагрузке тестируемого образца на растяжение или сжатие. Предел текучести при циклическом нагружении сравнивается с соответствующим параметром при однородном нагружении для оценки закаливания материала или, наоборот, возможного разупрочнения, вызванного циклическими перегрузками.

Коэффициент предела текучести у определяется как отношение предела текучести 0,2% при циклическом нагружении к пределу текучести 0,2% при однородном нагружении. При у > 1 материал упрочнен, при у < 1 — разупрочнен.

 

Прочность материала на разрыв

 

Прочность на разрыв, характеризуемая коэффициентом К, определяет механизм развития трещины в материале. Коэффициент КiС соответствует началу образования трещины, при котором состояние трещины становится неустойчивым, и возможно ее развитие, приводящее к нарушению структурной целостности материала. Если величина К известна, то можно определить критическую для материала нагрузку по условиям прочности на разрыв или при заданной внешней нагрузке определить критическую длину трещины.

 

Удельная теплоемкость материала

 

Удельная теплоемкость — количество теплоты в Дж, необходимое для повышения температуры 1кг вещества на 1К. Удельная теплоемкость является функцией температуры.

Применительно к газам следует различать удельную теплоемкость при постоянном давлении ср и при постоянном объеме cv. Для твердых и жидких состояний вещества различие между ср и cv незначительно.

 

Удельная теплота плавления материала

 

Удельная теплота плавления твердого тела — это количество теплоты в Дж, необходимое для преобразования при температуре плавления 1 кг его массы в жидкое состояние.

 

Удельная теплота парообразования

 

Удельная теплота парообразования — количество теплоты в Дж, которое нужно сообщить 1 кг жидкости, находящейся при температуре кипения, для того, чтобы перевести ее в газообразное состояние. Удельная теплота парообразования в значительной степени зависит от внешнего давления.

 

Теплопроводность материала

 

Теплопроводность — количество теплоты в Дж, которое проходит в течение 1 с по образцу материала толщиной 1 м и площадью внешней поверхности 1 м2. при разнице температур на поверхности противоположных сторон образца 1 K.

Для жидкостей и газов теплопроводность во многих случаях зависит в значительной мере от внешней температуры, в то время как для твердых тел внешняя температура не имеет существенного значения.

 

Коэффициент теплового расширения

 

Пример HTML-страницы

Коэффициент линейного теплового расширения a оценивает относительное удлинение твердого тела при изменении его температуры на 1 К. Величина линейного удлинения, совершаемого вследствие изменения температуры на величину ΔТ, определяется зависимостью Δl=lа·ΔТ. Аналогичным образом определяется и коэффициент объемного теплового расширения тел. Для газов соотношение коэффициентов линейного и объемного расширения равно 1/273, для твердых тел -1/3.

 

Магнитная проницаемость материала

 

Магнитная проницаемость μ или относительная магнитная проницаемость среды μr описывается зависимостью индукции магнитного поля от напряженности магнитного поля: B = μ1μ0Н.

В зависимости от области применения магнитных материалов, они делятся на 15 типов по их магнитной проницаемости в соответствии со степенью модуляции и видом их нагружения (магнитным полем переменного или постоянного тока). Примеры:

 

Исходная магнитная проницаемость μа

 

Определяется крутизной стандартной зависимости В при H > 0. В большинстве случаев удельная индукция магнитного поля (мА/см) превышает этот предел. Так, μ4 — магнитная проницаемость природных магнитных материалов при Н = 4 мА/см.

 

Максимум магнитной проницаемости μmax

 

определяется максимальной крутизной зависимости В от Н.

 

Постоянная магнитная проницаемость μр или μrес

 

Определяется средним углом наклона обратной кривой петли магнитного гистерезиса зависимости индукции магнитного поля, нижняя ветвь которой соответствует кривой размагничивания материала:

μр = ΔВ/(ΔНμ0).

 

Температурный коэффициент магнитной поляризации TK(JS)

 

 

Определяет относительное изменение намагничивания с изменением температуры; выражается в % к градусам в К.

 

Температурный коэффициент коэрцитивной напряженности магнитного поля ТК(НС)

 

Определяет относительное изменение коэрцитивной напряженности магнитного поля с изменением температуры; выражается в % к градусам в К.

 

Точка Кюри (температура Кюри) Тс

 

Точка Кюри — температура, при которой намагниченность ферромагнитных материалов равна нулю и при которой они ведут себя как парамагнитные материалы (см. свойства мягких ферритов).

 

Свойства твердых материалов

 

Свойства твердых материалов

Свойства твердых материалов

Свойства твердых материалов

Свойства твердых материалов

 

Пример HTML-страницы

Свойства жидкостей

 

Свойства жидкостей

 

Испарение воды

 

Испарение воды

 

Свойства газов

 

Свойства газов

 

Пример HTML-страницы

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Пример HTML-страницы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *