ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Наличие нескольких типов и множества видов конструкционных материалов делает решение задачи по выбору необходимого материала одновременно и легким

Наличие нескольких типов и множества видов конструкционных материалов делает решение задачи по выбору необходимого материала одновременно и легким, и трудным. Легким – потому что созданы материалы с большим разнообразием ценных технических свойств. И трудным, потому что для решения конкретной технической задачи необходимо выбрать материал с оптимальным комплексом свойств. Знание технических достоинств и недостатков отдельных типов и видов конструкционных материалов помогает специалисту избегать серьезных ошибок.

Вообще говоря, не существует «плохих» материалов. Неправильное представление о каком-либо материале как о «плохом» появляется по следующим причинам:

― ошибочному выбору материала для изготовления детали, изделия или конструкции (вследствие незнания или недоучета свойств материала и условий его применения);

― неудовлетворительному режиму переработки материала в деталь или изделие;

― неудачной области применения изделия (или конструкции);

― плохой конструкции изделия (весьма часто).

Итак, качество, долговечность и стоимость машины и сооружения в большой мере зависят от правильного выбора и удачного применения материалов. Любой материал нужно применять там и тогда, где и когда положительные свойства материала проявляются наилучшим образом, а его недостатки становятся незаметными.

Многообразие материалов, применяемых в качестве конструкционных, делает изучение их свойств и особенностей применения довольно сложным. Однако общей для всех материалов чертой является связь свойств материала с его структурой и со свойствами и количеством тех веществ, из которых состоит данный материал. На основе изучения связи между составом, строением и свойствами материалов и закономерностей изменения свойств при различных видах воздействия на материалы разрабатываются общие теории материаловедения. Краткий курс лекций “Материаловедение. Основы технологии и применения конструкционных материалов” является одной из прикладных частей общего курса материаловедения. Основы получения современных типов конструкционных материалов рассмотрены очень кратко, поскольку значительно подробнее эти проблемы освещены в курсах технологии соответствующих типов материалов: металлов, синтетических полимерных материалов, неорганических материалов. Бóльшая часть данного курса посвящена характеристике эксплуатационных свойств современных КМ и основных направлений их использования.

Правильному выбору материала помогает умение пользоваться справочными данными, количественно характеризующими показатели основных свойств материала (механических, теплофизических, электрических и др.).

Использование справочных данных будет более корректным, если специалист не будет забывать о двух моментах. Во-первых, о том, что условия испытания свойств и условия эксплуатации материала (в детали или изделии) очень часто заметно различаются. Полезно знать, какова тенденция изменения соответствующего свойства при изменении того или иного фактора внешнего поля (и внешней среды в целом). Во-вторых, надо помнить, что на показатели свойств любого материала влияет масштабный фактор, т.е. размеры образца, детали, изделия. Это прежде всего касается прочностных свойств материала. А размеры и форма стандартных образцов для испытаний свойств материалов и деталей машин почти всегда различаются (!).

Некоторые практические выводы и рекомендации, проверенные довольно длительным опытом и помогающие правильному выбору материалов для решения определенного круга задач, приводятся в разделе “Приложения”.

Приложение 1

Рекомендации по проектированию и применению
пластмассовых деталей и изделий [1]

1. Детали из пластмасс следует проектировать так, чтобы силовые нагрузки приходились на наиболее прочные сечения, т.е. с учетом направления волокон армирующего наполнителя или ориентации макромолекул
полимера.

2. Не рекомендуется применять из пластмасс детали, которые при эксплуатации длительно подвергаются постоянным нагрузкам (хотя и допускаемым). Пластмассовые детали лучше работают в условиях кратковременного нагружения.

3. При проектировании деталей из пластмасс следует учитывать их ограниченную жесткость, для повышения которой предусматривают ребра жесткости или применяют арматуру.

4. Проектировать из пластмассы можно только такие детали, которые будут работать в оптимальном для данной пластмассы температурном режиме с учетом возможного влияния механического нагружения на термические характеристики материала.

5. Пластмассы не могут быть использованы для изготовления деталей, которые работают под значительной нагрузкой и от которых требуется повышенная точность и постоянство размеров.

Приложение 2