Триботехнические свойства материалов (см. вопрос 41)

46.Теория макро- и микроанализа Методы изучения строения металлов. Изучение строения металлов и сплавов производится методами макро- и микроанализа, рентгеновско­го, а также дефектоскопии (рентгеновской, магнитной, ультразвуковой). Методом макроанализа изучается макроструктура, т.е. структура, видимая невооруженным глазом или с помощью лупы, при этом выявля­ются крупные дефекты: трещины, усадочные раковины, газовые пузыри и т. д., а также неравномерность распределения примесей в металле. Макроструктуру определяют по изломам металла, по макрошлифам. Макрошлиф — это образец металла или сплава, одна из сторон которого отшлифована, тщательно обезжирена, протравлена и рассматривается с помощью лупы с увеличением в 5—10^х. Микроанализ выявляет структуру металла или сплава по микрошлифам, приготовленным так же, как и для макроанализа, но дополнительно от­полированным до зеркального блеска. Шлифы рассматриваются в отраженном свете под оптическим микроскопом при увеличении до 3000^х . Из-за различной ориентировки зерен металла они травятся не в одина­ковой степени и под микроскопом свет также отражается неодинаково. Границы зерен, благодаря примесям, травятся сильнее, чем основной ме­талл, и выявляются более рельефно. В сплаве структурные составляю­щие травятся также различно. В электронном микроскопе рассматривают реплику — слепок с особо тонкой структуры металла при увеличениях до 100 000^х. Этот важней­ший анализ определяет размеры и форму зерен, структурные составля­ющие, неметаллические включения и их характер — трещины, порис­тость и т. д., качество термической обработки. Зная микроструктуру, можно объяснить причины изменения свойств металла. С помощью рентгеновского анализа изучают атомную структуру метал­лов, типы и параметры кристаллических решеток, а также дефекты, ле­жащие в глубине. Этот анализ, основанный на дифракции рентгеновских лучей рядами атомов кристаллической решетки, позволяет обнаружить дефекты (пористость, трещины, газовые пузыри, шлаковые включения и т. д.), не разрушая металла. В местах дефектов рентгеновские лучи по­глощаются меньше, чем в сплошном металле, и поэтому на фотопленке такие лучи образуют темные пятна, соответствующие форме дефекта. Для исследования структуры металла и дефектов изделий широко при­меняют гамма-лучи, которые проникают в изделие набольшую глубину, чем рентгеновские. Магнитным методом исследуют дефекты в магнитных металлах (сталь, никель и др.) на глубине до 2 мм (трещины различного происхождения, неметаллические включения и т. д.). Для этого испытуемое изделие на­магничивают, покрывают его поверхность порошком железа; осматри­вают его поверхность и размагничивают изделие. Вокруг дефекта обра­зуется неоднородное поле, вследствие чего магнитный порошок повто­ряет очертания дефекта. Другой метод - магнитный индукционный -часто используют для оценки полноты структурных превращений в сплавах (изделиях) после их термической обработки. Ультразвуковым методом осуществляется эффективный контроль ка­чества металла изделий и заготовок практически любых размеров. В им­пульсных ультразвуковых дефектоскопах ультразвуковая волна от щупа-излучателя распространяется в контролируемом изделии и при встрече с каким-либо дефектом отражается от него. При этом отраженные волны принимаются, усиливаются и передаются на показывающий индикатор. Ультразвук используют для контроля качества роторов, рельсов, поко­вок, проката и других изделий при необходимости сохранения целост­ности изделий.

47.Силикатные материалыСиликатные материалы насчитывают большое количество различных видов, представляют крупномасштабный продукт химического производства и используются во многих областях народного хозяйства. Силикатные материалы и изделия из них по объему производства и потребления в народном хозяйстве занимают первое место среди традиционных твердофазных материалов. В значительной степени это объясняется меньшей энергоемкостью и, следовательно, большей экономичностью их производства по сравнению с металлами и полимерными материалами и простотой и неограниченностью сырьевой базы. Так, если на производство стали затрачивается около 9 1011 кДж / м3, то на производство цемента всего 3 1010 кДж / м3, то есть в тридцать раз меньше. Силикатные материалы обычно применяются только в условиях воздействия минеральных кислот, за исключением плавиковой и фосфорной кислот при повышенных температурах. Для этих материалов достаточно определение только их кислотостойкости.

Силикатные материалы подразделяются на природные горные породы, искусственные плавленые силикатные материалы ( каменное литье, силикатные стекла, ситаллы и другие), керамические и огнеупорные материалы, вяжущие вещества и бетоны. В их состав входят соли кремниевых кислот, алюмосиликаты, кальциевые и магниевые силикаты, чистый кремнезем и другие вещества. Большинство этих материалов устойчиво к минеральным и органическим кислотам, кроме плавиковой. Устойчивость к кислотам возрастает с увеличением содержания оксида кремния. К растворам щелочей и карбонатам щелочных металлов устойчивы силикатные материалы, содержащие основные оксиды. Силикатные материалы широко используют для изготовления аппаратуры и другого оборудования, применяемого для получения кислот и растворов их солей, изготовления плитки, блоков, кирпича для защиты металлической аппаратуры от коррозии. Силикатные материалы: общие вопросы ( сырье, обогащение, свойства, методы испытаний); керамика; стекло, синтетические драгоценные камни, глазури, эмали; вяжущие вещества, бетоны и другие силикатные строительные материалы. Силикатные материалы изготовляют из смеси извести, воды и кварцевого песка. Приготовленную смесь формуют на прессах с последующей обработкой в автоклавах. Выпускают их с 11 и 14 круглыми пустотами. Силикатный материал считается химически стойким в данной среде, если образец данного материала при испытании теряет или увеличивает свою массу на определенную величину, не разрушаясь при этом. [8]Силикатный материал считается химически стойким в данной среде, если образец его при испытании теряет или увеличивает свою массу на определенную величину, не разрушаясь при этом. Силикатные материалы подразделяются на природные горные породы, искусственные плавленые силикатные материалы ( каменное литье, силикатные стекла и ситаллы и другие), керамические и огнеупорные материалы, вяжущие вещества и бетоны. В их состав входят соли кремневых кислот, алюмосиликаты, кальциевые и магниевые силикаты, чистый кремнезем и другие вещества. Большинство этих материалов устойчиво к минеральным и органическим кислотам, кроме плавиковой. Устойчивость их к кислым средам возрастает с увеличением содержания оксида кремния. К растворам щелочей и карбонатам щелочных металлов устойчивы силикатные материалы, содержащие в своем составе основные оксиды.