Механические свойства неметаллических материалов

За меру химической стойкости неметаллических материалов, применяемых в качестве герметиков, плакирующих защитных покрытий, часто принимают величину их набухания в рабочей среде. При использовании тех же материалов в качестве конструкционных или для футеровки крупногабаритного оборудования таких данных недостаточно. В этом случае за критерий работоспособности материала необходимо принимать данные о его физических и, в частности, механических свойствах в рабочей среде. [c.82]

Предполагается, что, кроме названных выше основных эффектов, связанных с наличием окалины, на свойства материала подложки вблизи поверхности могут влиять и другие поверхностные факторы. В частности, модуль упругости и параметры решетки очень тонкого ( — 30 А) приповерхностного слоя могут изменяться в результате адсорбции атомов газовой фазы [114]. На подобные эффекты ссылаются при объяснении ухудшения механических свойств поверхностных слоев некоторых неметаллических твердых материалов под влиянием адсорбции во влажных средах [136]. Наглядной иллюстрацией служит рис. И, где представлены данные об уменьшении временного сопротивления серебряной проволоки при высоких температурах в атмосферах различных газов (изменения наиболее велики в случае более тонкой проволоки) [137]. [c.31]

Данные о коррозионной стойкости различных металлов и сплавов, а также неметаллических покрытий в водных растворах формальдегида [34, 35] приведены в Приложении 1. Для сравнения там помещены соответствующие данные для растворов муравьиной кислоты, не содержащих формальдегид, а также сведения о коррозионной агрессивности метанола. Как следует из сопоставления таблиц Приложения I, достаточно стойкими к воздействию растворов формальдегида при нормальной и повышенной температуре являются такие металлы, как чистое железо и алюминий, медь, никель, свинец, серебро, тантал, титан и др. Многие из этих металлов, а также платина, ниобий и цирконий мало подвержены коррозии и в присутствии значительных количеств муравьиной кислоты. Однако большинство перечисленных материалов либо слишком дефицитны, либо по физико-механическим свойствам непригодны для изготовления производственной аппаратуры. Из числа конструкционных материалов, применяющихся на практике, достаточно стойки по отношению к формалиновым растворам, в особенности при повышенной температуре, далеко не все. С учетом практической неизбежности накопления хотя бы небольших количеств муравьиной кислоты, непригодны для работы в формалиновых средах, помимо углеродистых сталей, хромистые сплавы, а также некоторые марки алюминия, бронзы, латуни, чугуна и т. д. Напомним, что в соответствии с действующим ГОСТом по коррозионной стойкости металлы разделяются на шесть групп и оцениваются по десятибалльной шкале, причем при скорости коррозии выше 0,1 мм/год материал считается пониженно стойким. [c.30]

Физико-механические свойства композиционных материалов даны в табл. 143, пластмасс композиционных по ОСТ В 6-05-5018—73 — в табл. 145, наполненных материалов на основе фторопласта-4 по каталогу [129]—в табл. 144. Введение порошкообразных наполнителей снижает предел прочности материалов при растяжении и изгибе и ударную вязкость. Материал становится более хрупким и это необходимо учитывать при воздействии на детали вибрационных и ударных нагрузок. Оптимальное содержание порошкообразных неметаллических наполнителей до 20%, бронзы до 60—70% по массе. Особенностью композиционных материалов на основе фторопласта-40 в отличие от фторопласта-4 является повышенная радиационная стойкость под воздействием ионизирующего облучения (табл. 146) [60]. [c.210]

Исходным сырьем для получения углеграфитовых материалов служит природный графит или искусственный (пирографит), получаемый путем прокаливания каменноугольного пека или нефтяного кокса. Графит —это единственный конструкционный неметаллический материал, обладающий высокой теплопроводностью при достаточно большой инертности к действию многих агрессивных сред, термической стойкостью при резких перепадах температур, низким омическим сопротивлением, а также хорошими механическими свойствами и пригодностью к механической обработке на обычных токарных, фрезерных, сверлильных станках. [c.101]

Термическая деструкция неметаллических материалов (органических и неорганических) происходит в результате воздействия тепла или холода и сопровождается изменением физико-механических свойств материала за счет разложения, окисления или сгорания компонентов, входящих в его состав. Практически термические воздействия приводят к охрупчиванию больщей части материалов. В органических материалах, главны.м образом высокополимерных, при термическом воздействии происходят физические и химические изменения. [c.209]

Химические продукты в большинстве случаев вызывают корро-зию материала аппаратуры, поэтому при проектировании промыш- %пенных установок помимо механических и тепловых свойств не- обходимо учитывать коррозионную стойкость конструкционных ма- териалов. Коррозионная стойкость — важное свойство, определяю- щее пригодность материала для работы в агрессивных средах. В основном для изготовления аппаратуры и трубопроводов применяют различные металлы и их сплавы, хотя находят применение и неметаллические материалы. [c.17]

Перспективы применения способа Степанова для получения поликристаллических изделий из металлов и сплавов. Металлические материалы из-за уникального комплекса механических, электрофизических свойств, технологических и эксплуатационных характеристик занимают ключевые позиции в народном хозяйстве и новой технике [407 ]. Несмотря на разработку в последние десятилетия ряда новых синтетических неметаллических материалов, металлы сохраняют свое исключительное значение как основной материал в машиностроении и большинстве других отраслей народного хозяйства [410, 411]. В настоящее время металлические профили получают главным образом деформационными методами (прессование, ковка, прокатка, волочение и т. д.), традиционными методами литья и механической обработкой. [c.235]

Некоторые экспериментаторы при отжиге охлаждали обтюраторы в метаноле или других органических веществах, чем достигалось восстановление окисленной поверхности меди, однако, в обычной практике это не вызывается необходимостью. С течением времени металл теряет приоберетенную при отжиге пластичность, поэтому долго хранящиеся медные обтюраторы требуют повторного отжига. Там, где рабочая среда разрушает обтюратор, а также там, где материал обтюратора загрязняет продукт или образует взрывчатые соединения (ацетиленистая медь), медь заменяется другим металлом, так, например, в присутствии аммиака применяют алюминий. В условиях более высоких давлений ставят иногда лат нь, отожженное железо и т. п., как обладающие более высокими механическими свойствами. Неметаллические обтюраторы делают из вулканизированной фибры, картона, бумаги, паронита, асбеста, текстолита, кожи, резины и различных пластикатов. При этом надо учитывать, что резина из натурального каучука может применяться при температуре около 100°, кожа растительного дубления до 40°, хромовая до 70°, фибра примерно до 160°, промасленный картон и бумага до 200°. Текстолит, резина на синтетическом каучуке и пластикаты применяются при более низких температурах при высоких температурах стоек асбест, но начиная с 480° он довольно быстро теряет кристаллизационную воду и разрушается. Для жидкостей асбест вообще непригоден. Для этих целей лучше применять паронит или другие композиции асбеста с каучуком. В этих случаях иногда применяют комбинированные прокладки из асбеста с Металлической оболочкой. [c.182]

Обозначения при оценке химической стойкости неметаллических материалов С —стойки (набухание материала не превышает 5%. а изменение прочности на разрыв и относительного удлинения —не более 10%) ОС —относительно стойки (набухание 5—10% и изменение механических свойств 10-20%) Н —нестойки (набухание и изменение мечанических свойств больше, чем а предыдущем случае). [c.130]

Испытания на коррозионную усталость, как известно, характеризуются неизбежным разбросом результатов эксперимента. Разброс вызывается погрешностью машин, условиями проведения опыта, точностью и технологией изготовления образцов и др., а также неоднородностью структуры и химического состава испытываемого материала. (наличие неметаллических включений, микротрещин, химическая неоднородность, анизЬтррпность механических свойств и пр.). Если влияние первой группы факторов можно значительно уменьшить усовершенствованием оборудования и методики испытаний, то рассеяние экспериментальных данных, вызванное неоднородностью материала, связано со статистической природой коррозионно-усталостного разрушения и его нельзя полностью устранить. Его необходимо учитывать при испытаниях достаточно большого числа образцов, а результаты опыта желательно обрабатывать с помощью методов математической статистики. [c.32]

Безусловно, что в кратком обзоре невозможно охарактеризо- вать все классы неорганических материалов, однако нельзя не сказать о графитовых материалах, которые выделяются исключительно высокой теплопроводностью, превышающей теплопроводность многих металлов и сплавов. Это качество наряду с химической инертностью и термической стойкостью при резких перепадах температур, высокой электрической проводимостью и хорошими механическими свойствами сделали графит и материалы на его основе незаменимыми в различных областях техники и промышленности. В частности, в химической промышленности применение графита особенно эффективно для изготовления теплообменной аппаратуры, эксплуатируемой в агрессивных средах. На ее поверхности в значительно меньшей степени откладываются накипь и загрязнения, чем на поверхности всех других металлических и неметаллических материалов. Сырьем для получения искусственного графита служит нефтяной кокс, к которому добавляют каменноугольный пек, играющий роль вяжущего материала при формовании изделий из графитовой шихты. Сам цикл получения изделий включает измельчение и прокаливание сырья, смешение шихты, прессование, обжиг и графитизацию. Условия обжига тщательно подбирают, чтобы избежать появления механических напряжений и микротрещин. При графитизации обожженных изделий, проводимой при температуре 2800—3000 °С, происходит образование упорядоченной кристаллической структуры из первоначально аморфизованной массы. Чтобы изделиям из графита придать непроницаемость по отношению к газам, их пропитывают полимерами, чаще всего фенолформальдегидными, или кремнийор-ганическими смолами, или полимерами дивинилацетилена. Пропитанный графит химически стоек даже при повышенных температурах. На основе графита и фенолформальдегидных смол в настоящее время получают новые материалы, свойства которых существенно зависят от способа приготовления. Материалы, формируемые при повышенных давлениях и температурах, известны под названием графитопластов, а материалы, получаемые холодным литьем, названы графитолитами. Графитолит, например, применяют не только как конструкционный, но и как футеровочный материал. Он отверждается при температуре 10 °С в течение 10—15 мин, имеет высокую адгезию ко многим материалам, хорошо проводит теплоту и может эксплуатироваться вплоть до 140—150°С. В последнее время разработан метод закрытия пор графита путем отложения в них чистого углерода. Для этого графит обрабатывают углеводородными соединениями при высокой температуре. Образующийся твердый углерод уплотняет графит, а летучие продукты удаляются. Такой графит назван пироуглеродом. [c.153]

Наполненные полиамиды в химическом машиностроении применяются мало, в основном, из-за низкой температуры плавления (210° С) и большого влагопогло-щения (до 3,5% и выше). Из них изготовляют скребки мешалок полимеризаторов, поршневые кольца, пластины клапанов и сальники компрессоров и другие детали. Основные марки и физико-механические свойства наполненных полиамидов даны в табл. 152. Химическая стойкость полиамидов позволяет применять их для деталей трения, работающих в агрессивных средах (табл. 153). Перспективными для применения в узлах трения из наполненных полиамидов являются графитопласт АТМ-2, предназначенный для изготовления сальников с плоскими неметаллическими элементами поршневых компрессоров общего назначения [56], и литьевой материал полиамид ТКН-2-Г5. [c.214]

Основной причиной преждевременного выхода штоков из строя является высокий уровень действующих циклических напряжений. Кроме того, вследствие износа подЯивки поршней и технологической несоосности деталей соединения штоков с крейцкопфом и ползуном возникают добавочные изгибающие нагрузки. Механические свойства материала штоков ухудшаются также вследствие загрязненности металла неметаллическими включениями. [c.228]

Исследование материала разрушившихся и отбракованных из-за появления трещин штоков показало, что химический состав и механические свойства (в том числе усталостная прочность) сталей, из которых они изготовлены, соответствуют предъявляемым требованиям. Трещины же и изломы носят типично усталостный характер. Металлографический анализ не выявил крупных дефектов металлургического происхождения — следовательно, качество материала не являлось непосредственной причиной возникновения усталостной трещины. Тем не менее, улучшение структуры и повышенные требования к содержанию неметаллических включений являются дополнительным резервом повышения усталостной нрЪчности материала штоков. [c.228]

Для конструирования и надежной эксплуатации оборудования, предназначенного для получения, хранения и транспортирования жидкого водорода, необходимо знать свойства конструкционных материалов при низких криогенных температурах. При этих тевшературах физические и механические свойства конструкционных материалов - металлов и их сплавов, неметаллических материалов существенно изменяются. Возможности применения того или иного материала определяются температурой перехода его из пластического состояния в хрупкое, величинами пределов прочности и текучести, ударной вязкости и рядом других факторов. В процессе производства жцдког о водорода широко применяют адсорбенты, смазочные масла, растворители и другие вспомогательные материалы, к которым гакже предъявляют определенные требования. [c.119]

Поэтому вывод, сделанный Н. А. Холево [16] о том, что чувствительность к механическому удару зависит не только от кинетических и термохимических характеристик ВВ, но и от его физико-механических свойств, относится и к неметаллическим материалам в жидком кислороде. Таким образом, два материала, обладающие одинаковыми кинетическими и термохимическими характеристиками, но имеющие различные физико-механичесике свойства (температуру плавления, коэффициент трения, предел текучести и т. д.), могут очень сильно различаться по чувствительности к механическому удару. Этим можно объяснить тот факт, что некоторые материалы, обладающие относительно высокой чувствительностью (например, паронит), не горят в жидком кислороде [c.150]

Материалы для различных крепежно-опорных деталей должны отвечать общим требованиям, налагаемым условиями работы детали, и не должны затруднять создание и поддержание вакуума в печи. Желательно, чтобы эти детали изготовлялись из проката малоуглеродистых, а для высоковакуумных печей — нержавеющих металов или неметаллических материалов, лишенных пор и не адсорбирующих большого количества паров или газов. Если вследствие специфических условий работы печи приходится применять материалы, не обладающие такими свойствами, то необходимо найти способ их пропитки, покраски, нанесения гальванического или другого вида покрытия, которое бы снизило адсорбционное свойство применяемого материала. Так, например, применение асбоцементных плит, обладающих большой гигроскопичностью, допускается лишь при условии их проварки в вакуумном масле и то в печах с низким и средним вакуумом. Рекомендуется [Л. 14] применение антикоррозионных покрытий поверхностей эмалями АЛ-70 и АЛ-701. Эти покрытия разрешают для некоторых случаев применение стали обычных марок взамен нержавеющих. Они выдерживают нагрев до температуры 200° С, стойки к действию бензина и горячих масел, применяемых для работы высоковакуумных насосов, имеют большую механическую прочность. [c.68]

Графит — это единственный конструкционный неметаллический материал, обладающий высокой теплопроводностью при достаточно высокой инертности в большинстве агрессивных сред, термической стойкостью при резких перепадах температуры, низким омическим сопротивлением, а также хорошими механическими свойствами. Теплопроводность искусственного графита выше теплопроводности многих металлов и сплавов, в частности свинца и хромоникелевых сталей, в 3—5 раз. По этой причине применение графита особенно эффективно для изготовления из него теплообменной аппаратуры, предназначенной для эксплуатации в условиях воздействия таких агрессивных сред, как серная кислота определенных концентраций, соляная и плавико- [c.449]

Борьба с коррозией, борьба за экономию цветных металлов и изыскание их полноценных заменителей имеют огрю мное народнохозяйственное значение. К защитному покрытию аппаратуры предъявляются весьма высокие требования. Неметаллический материал должен обладать химической и термической стойкостью, непроницаемостью, механической прочностью и хорошими технологическими свойствами способностью изгибаться, свариваться, сцепляться с цементом, обрабатываться инструментом и т. д. Такого универсального материала, который совмещал бы все эти свойства, до сих пор не найдено. Каждый из известных неметаллических материалов—кислотоупорная керамика, диабаз, фаолит, винипласт, резина, полиизобутилен и др.—обладает только частью этих свойств. Поэтому конструкторам и монтажникам часто приходится применять двуслойные и трехслойные покрытия, чтоб-ы рационально сочетать свойства органических и силикатных материалов. [c.10]

Г Вернемся к рассмотрению материалов на основе классификации их па составу. Группа неметаллических неорганических ма--териалов также весьма обширна, как и группа органических материалов. Она включает разнообразные керамические материалы, как кислородсодержащие (фарфор, стекло, керамика на основе чистых тугоплавких оксидов алюминия, тория, магния, иттрия, бериллия и др., керамика сложного состава со специальными свойствами), так и бескислородные (нитриды, бориды и силициды, прозрачная керамика на основе халькогенидов цинка и кадмия, фторидов РЗЭ). Среди них важное место занимают силикатные цементы и бетоны, графитовые материалы (графопласты и графолиты, пироуглерод), а также солеобразные материалы на основе фосфатов и галогенидов. Неорганические материалы можно также разделить на две группы — природные и искусственные. Первые используют для изготовления крупногабаритных сооружений в виде самостоятельного конструкционного материала или в качестве футеровки металлических корпусов различных аппаратов. Горные породы — незаменимый конструкционный материал, в частности для химического производства (башни йодно-бромного производства, поглощения газообразного хлористого водорода и т. д.), а также в качестве наполнителей в производстве вяжущих силикатов — кислотоупорных цементов и бетона. Природные материалы трудно обрабатывать механически, что приводит к громоздкости выполненных из них сооружений. [c.145]

В вакуумном производстве низкоуглеродистая сталь применяется в основном в виде сортового проката двух марок (А и Э), из которого изготавливаются полюсные наконечники, вкладыши, крышки, соединительные колпачки и другие детали вакуумных приборов. Широкое применение этого материала в технике обусловлено тем, что при сравнительно небольшой стоимости низкоуглеродистая сталь обладает достаточно благоприятным сочетанием свойств — магнитных, механических и технологических. Кроме того, высокая пластичность материала позволяет изготавливать из него методом штамповки или глубокой вытяжки в холодном состоянии детали самой сложной конфигурации, что особенно ценно для вакуумного производства. Наряду с этим низкоуглеродистая сталь, как и всякий материал, обладает и рядом отрицательных качеств, а именно прутки квадратного и круглого сечений обычной плавки имеют большое количество неметаллических включений и волосовин, наличие которых в деталях при-водгт к медленному натеканию приборов по материалу этих деталей. Особенно большое количество дефектов имеют прутки из кипящей низкоуглеродистой стали. [c.29]