ЭОР Судостроительные материалы

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Республики Крым

«Керченский морской технический колледж»

Лекции

ОП.14 Судостроительные материалы

по специальности 26.02.02 Судостроение

г. Керчь

2020 г.

Организация разработчик:

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Республики Крым «Керченский морской технический колледж»

Разработчик : Засекан Надежда Васильевна, преподаватель высшей категории

СОДЕРЖАНИЕ

Теоретическое занятие №1 Общие сведения о пластмассах и применении, состав. Классификация пластмасс по различным признакам

Теоретическое занятие №2 Исходное сырье, виды каучуков. Компоненты, входящие в резиновую смесь.

Теоретическое занятие №3 Назначение, виды, применение клея

Теоретическое занятие №4 Общие сведения, свойства. Состав. Виды древесины

Теоретическое занятие №5 Назначение, применение и основные требования к лакокрасочным материалам

Теоретическое занятие №7 Виды лакокрасочных материалов. Классификация по различным признакам. Классификация в зависимости от пленкообразующих

Теоретическое занятие №8 Общие сведения о изоляционных материалах

Теоретическое занятие № 9 Общие сведения о палубных покрытиях. Виды, их применение

Теоретическое занятие № 10 Состав бетона. Виды. Требования, предъявляемые к бетонам

Теоретическое занятие №11Классификация. Категории. Обозначения

Теоретическое занятие №12 Требования к судостроительным сталям. Конструкционные и углеродистые стали.

Теоретическое занятие №13 Понятие плакированной стали. Особенности. Состав. Свойства. Применение. Теоретическое занятие №14 Общие сведения. Классификация

Теоретическое занятие №15 Понятия. Обозначения. Элементы, входящие в чугуны.

Теоретическое занятие №16 Чугунные отливки и поковки. Классификация. Обозначение. Применение

Теоретическое занятие №17Обозначение. Применение.

Теоретическое занятие №18 Составляющие сплавов. Обозначения меди и сплавов на ее основе. Свойства.

Теоретическое занятие №19 Марки. Химический состав. Применение.

Теоретическое занятие №20Механические свойства. Виды сплавов. Обозначение. Преимущества и недостатки. (титаны и его сплавы)

Теоретическое занятие №21 Виды материалов для различных систем. Обозначения

Теоретическое занятие №22 Материалы для судовых устройств. Виды судовых устройств. Обозначения материалов Теоретическое занятие №23 Понятие и коррозии и эрозии. Виды коррозии. Виды коррозийных разрушений. Способы защиты. Теоретическое занятие №24 Классификация. Особенности применения материалов для постройки и спуска судов

Теоретическое занятие №1

Тема: Общие сведения о пластмассах и применении, состав.

Классификация пластмасс по различным признакам Рассматриваемые вопросы:

1. Общие сведения о пластмассах и применении

2. Классификация

Краткие теоретические сведения

Пластическими массами называются материалы, полу­чаемые на основе искусственных и естественных смол, и их смеси с различными наполнителями.

«Пластмассы» или «пластические массы» назвали так потому, что эти материалы способны при нагреве размягчаться, становиться пластичными, и тогда под давлением им можно придать определенную форму, которая при дальнейшем охлаждении и отверждении сохраняется.

При нормальных условиях пластмассы представляют собой твердые или эластичные материалы. Под влияни­ем температуры и давления пластмассы могут перехо­дить в пластическое состояние, принимать и сохранять приданную им форму.

К преимуществам пластмасс также можно отнести их 1. высокую коррозионную стойкость,

2.устойчивость к атмосферным воздействиям, кислотам, щелочам и прочим агрессивным продуктам химии,

 3.отличные электро- и теплоизоляционные свойства,

4. высокий коэффициент шумоподавления

Пластмассы по своему составу бывают простыми, если они состоят из чистых связующих смол, или слож­ными (композиционными), если в них, кроме связующе­го вещества, содержатся и другие компоненты: напол­нители, пластификаторы, смазывающие вещества, ста­билизаторы, красители, катализаторы    или ускорители.

Связующее вещество (смола) определяет основные свойства пластмасс. При изготовлении пластмасс наи­более широко применяют искусственные смолы — про­дукты переработки каменного угля, нефти и других ма­териалов. Пластмассы, полученные на основе искусст­венных смол, относятся к полимерным соединениям. Ес­тественные смолы (янтарь, шеллак) и продукты перера­ботки естественных материалов (асфальт, канифоль и др.) применяются значительно реже.

Наполнители придают пластмассам определенные физико-механические свойства и во многих случаях уде­шевляют стоимость пластмассовых деталей.

B качестве наполнителей используются органические вещества: древесная мука, древесный шпон, бумага, ткани, хлопковые очесы, стружка, опилки и пр., а также минеральные вещества: кварцевая мука, тальк, каолин, асбест, стекловолокно, стеклоткань и пр.

Пластификаторы обеспечивают пластмассам пластич­ность, увеличивают текучесть. В качестве их использу­ются дибутилфталат, камфора и т. п.

Смазывающие вещества предотвращают прилипание изготовленного изделия к форме. К ним относятся сте­арин, воск и т. п.

Стабилизаторы повышают термостабильность и свя­зывают побочные продукты.    Стабилизаторами служат неорганические (вода, фосфаты) и органические (ами­нокислоты) вещества.

Красители (нигрозин, мумия и др.) придают пластмассам требуемую окраску.
Пластмассы классифицируют по разным критериям: химическому составу, жирности, жесткости. Но главным критерием, который объясняет природу полимера, является характер поведения пластика при нагревании. По этому признаку все пластики делятся на три основные группы: термопласты; реактопласты; эластомеры.
ТЕРМОПЛАСТЫ Если нагревать пластмассу еще больше, межмолекулярные связи становятся еще слабее и молекулы начинают скользить относительно друг друга — материал переходит в эластичное, вязкотекучее состояние. При понижении температуры и охлаждении весь процесс идет в обратном порядке.

Если для термопластов процесс размягчения и отверждения можно повторять многократно, то реактопласты после однократного нагревания (при формовании изделия) переходят в нерастворимое твердое состояние, и при повторном нагревании уже не размягчаются. Происходит необратимое отверждение.
Эластомеры — это пластмассы с высокоэластичными свойствами. При силовом воздействии они проявляют гибкость, а после снятия напряжения возвращают исходную форму. От прочих эластичных пластмасс эластомеры отличаются способностью сохранять свою эластичность в большом температурном диапазоне. Так, например, силиконовый каучук остается упругим в диапазоне температур от -60 до +250 °С.
К группе эластомеров относятся различные каучуки, полиуретан и силиконы. В автомобилестроении их используют преимущественно для изготовления шин, уплотнителей, спойлеров и т.д.
К группе реактопластов относятся материалы на основе фенол-формальдегидных (PF), карбамидо-формальдегидных (UF), эпоксидных (EP) и полиэфирных смол.
Полипропилен обладает, пожалуй, совокупностью всех преимуществ, какими только могут обладать пластмассы: низкой плотностью (0,90 г/см³ — наименьшее значение для всех пластмасс), высокой механической прочностью, химической стойкостью (устойчив к разбавленным кислотам и большинству щелочей, моющим средствам, маслам, растворителям), термостойкостью (начинает размягчаться при 140°C, температура плавления 175°C). Он почти не подвергается коррозионному растрескиванию, обладает хорошей способностью к восстановлению. Кроме того, полипропилен является экологически чистым материалом.

Один из наиболее ударопрочных термопластов. Чтобы понять, насколько прочен поликарбонат, достаточно того факта, что это материал используется при изготовлении пуленепробиваемых банковских стоек. Помимо прочности поликарбонаты характеризуются легкостью, стойкостью к световому старению и перепадам температур, пожаробезопасностью (это трудно воспламеняющийся самозатухающий материал).
Стеклопластики являются одним из важнейших представителей так называемых «армированных пластиков». Они изготавливаются на базе эпоксидных или полиэфирных смол (это реактопласты) со стеклотканью в качестве наполнителя. Высокие физико-механические показатели, а также стойкость к воздействию различных агрессивных сред определили широкое применение этих материалов во многих областях промышленности.

Теоретическое занятие №2

Тема: Исходное сырье, виды каучуков. Компоненты, входящие в резиновую смесь.

Рассматриваемые вопросы:

1.Исходное сырье, виды каучуков.

2. Компоненты, входящие в резиновую смесь.

Краткие теоретические сведения

Каучук был уже известен в конце 15 веке в северной Америке. Именно индейцы в то время использовали его для изготовления обуви, небьющихся вещей и посуды. А получали тогда его из сока растения гевеи, который называли – «слёзы дерева».

Что касается европейцев, то о каучуке узнали впервые только в момент открытия Америки. Именно Христофор Колумб первым узнал о его свойствах и получении. В Европе каучук долгое время не мог найти себе применение. В 1823 г впервые было предложено использование этого материала для изготовления водонепроницаемых плащей и одежды. Каучуком и органическим растворителем пропитывали ткань, таким образом, ткань приобретала водостойкие свойства. Но, конечно же, был замечен и недостаток, который заключался в том, что ткань, пропитанная каучуком, прилипала в жаркую погоду к коже, а при морозе – растрескивалась.

Отличие каучука и резины

Через 10 лет после первого применения натурального каучука и более детального изучения его химических физических свойств было предложено вводить каучук в оксиды кальция и магния. А ещё через 5 лет после изучения свойств нагретой смеси оксидов свинца и серы с каучуком научились получать резину. Сам процесс превращения каучука в резину назвали вулканизацией.

Процесс химического взаимодействия каучуков с серой в технике называется вулканизацией.

Тем самым резина – более универсальный материал, чем каучук, и способен сохранять свой механические и физические свойства при более широком диапазоне температур.

В начале 20 века, когда появился первый автомобиль, спрос на резину значительно возрос. В то же время возрос спрос и на натуральный каучук, так как на тот момент вся резина изготавливалась из сока тропических деревьев. Например, чтобы получить тонну резины, необходимо было обработать почти 3 тонны тропических деревьев, при этом работой было занято одновременно более 5 тысяч человек, причём такую массу резины могли получить только через год.

Поэтому, резина и натуральный каучук считались достаточно дорогим материалом.

Только в конце 20х годов русским учёным Лебедевым С.В. при химической реакции - были получены образцы первого синтетического каучука.

Основой всякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который и определяет основные свойства резинового материала. Для улучшения физико-механических свойств каучуков вводятся различные добавки (ингредиенты).

Таким образом, резина состоит из каучука и ингредиентов.

Вулканизирующие вещества (агенты) участвуют в образовании пространственно-сеточной структуры вулканизата.

Обычно в качестве таких веществ применяют серу и селен, для некоторых каучуков перекиси. Для резины электротехнического назначения вместо элементарной серы (которая взаимодействует с медью) применяют органические сернистые соединения.

Ускорители процесса вулканизации; оксиды свинца, магния и другие влияют как на режим вулканизации, так и на физико-механические свойства вулканизатов.

Противостарители (антиоксиданты) замедляют процесс старения резины, который ведет к ухудшению ее эксплуатационных свойств.

Существуют противостарители химического и физического действия. Действие первыхзаключается в том, что они задерживают окисление каучука .

Физические Противостарители образуют поверхностные защитные пленки, они применяются реже.

Мягчители (пластификаторы) облегчают переработку резиновой смеси,увеличивают эластические свойства каучука, повышают морозостойкость резины.

В качестве мягчителей вводят парафин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, растительные масла.

Наполнители по воздействию на каучук подразделяют на активные (усиливающие) и неактивные (инертные).

Активные наполнители (углеродистая сажа и белая сажа) повышают механические свойства резин: прочность, сопротивление истиранию, твердость.

Неактивные наполнители (мел, тальк, барит) вводятся для удешевления стоимости резины.

Красители минеральные или органические вводят для окраски резин.

Некоторые красящие вещества (белые, желтые, зеленые) поглощают коротковолновую часть солнечного спектра и этим защищают резину от светового старения.

Свойства резины

Многие каучуки растворимы в растворителях, резины только набухают в них и более стойки к химикатам.

Резины имеют более высокую теплостойкость (НК размягчается при температуре 90 °С, резина работает при температуре свыше 100°С).

Классификация резины по назначению

По назначению резины подразделяют на резины общего назначения и резины специального назначения (специальные).

Резины общего назначения

Резины общего назначения могут работать в среде воды, воздуха, слабых растворов кислот и щелочей. Интервал рабочих температур составляет от —35 до 130 °С. Из этих резин изготовляют шины, ремни, рукава, конвейерные ленты, изоляцию кабелей, различные резинотехнические изделия.

Резины специального назначения

Специальные резины подразделяют на несколько видов: маслобензостойкие, теплостойкие, светоозоностойкие, износостойкие, электротехнические, стойкие к гидравлическим жидкостям.

Пластические и эластические свойства

Пластичностью называется способность материала легко деформироваться и сохранять форму после снятия деформирующей нагрузки. Иными словами, пластичность — это способность материала к необратимым деформациям.

Эластичностью называется способность материала легко деформироваться и восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия деформирующей нагрузки, т. е. способность к значительным обратимым деформациям.

Твердость резины

Твердость резины характеризуется сопротивлением вдавливанию в резину металлической иглы или шарика (индентора) под действием усилия сжатой пружины или под действием груза.

Для определения твердости резины применяются различные твердомеры.

Часто для определения твердости резины используется твердомер ТМ-2 (типа Шора), который имеет притупленную иглу, связанную с пружиной, находящейся внутри прибора.

Твердость определяется глубиной вдавливания иглы в образец под действием сжатой пружины при соприкосновении плоскости основания прибора с поверхностью образца (ГОСТ 263—75). Вдавливание иглы вызывает пропорциональное перемещение стрелки по шкале прибора.

Максимальная твердость, соответствующая твердости стекла или металла, равна 100 условным единицам.

Резина в зависимости от состава и степени вулканизации имеет твердость в пределах от 40 до 90 условных единиц.

С увеличением содержания наполнителей и увеличением продолжительности вулканизации твердость повышается; мягчители (масла) снижают твердость резины.

Теоретическое занятие №3

Тема: Назначение, виды, применение клея.

Рассматриваемые вопросы:

1. Назначение, виды, применение клея.

Краткие теоретические сведения

Клеи применяются для соединения различных деталей судового оборудования и корпусных конструкций; должны обладать хорошей адгезией (способностью прилипать к поверхности), достаточной прочностью, огнестойкостью, температуроустойчивостью, нетоксичностью и технологичностью.

В металлическом судостроении при изготовлении тонколистовых конструкций склеивание позволяет отказаться от сварки, пайки и клепки. Это обеспечивает улучшение внешнего вида и получение более гладких поверхностей (так как склеивание не сопровождается короблением,— можно отказаться от дорогостоящей правки), а также увеличение срока службы корпусов.

Склеивание в отечественном катеростроении стало применяться в начале 30-х годов. В этот период в авиационной промышленности начали применять водостойкие клеи, полученные на основе фенольных смол. Однако поставки таких водостойких клеев были ограничены и поэтому в катеростроении пришлось ограничиться только исследованиями соединений на казеиновых клеях.
В первые годы Великой Отечественной войны склеивание казеиновым клеем широко применялось на заводах при изготовлении элементов поперечного набора и деталей оборудования мелких деревянных судов и катеров. В последние военные годы и в послевоенный период судостроительная промышленность стала получать в достаточном количестве водостойкие фенольные клеи, что дало возможность полностью отказаться от применения казеиновых клеев.

Склеивание находит широкое применение и при изготовлении рубок, деталей оборудования и устройств. В современных условиях производства на заводах, освоивших технологию склеивания, почти все деревянные детали набора или оборудования, имеющие сложную конфигурацию или большие размеры, изготовляются клееными.

Попытки применить склеивание при изготовлении металлических судовых конструкций относятся к последним годам. Прежде всего склеивание было использовано для надстроек, а также для бесфланцевого соединения труб.

Основы склеивания. Требования, предъявляемые к клеям и клеевым соединениям

Клеющая способность вещества обусловлена:
1) адгезией — прочностью сцепления (прилипания) клея со склеиваемыми материалами. Обычно считают, что существует адгезия первого рода, определяемая проникновением клея в макро- и микропоры склеиваемых материалов, и адгезия второго рода, определяемая как прилипание клея к склеиваемым поверхностям в результате физико-химических процессов;
2) когезией — прочностью вещества самого клея;
3) аутогезией — прочностью сцепления поверхностей двух материалов между собою без применения клея или прочностью взаимосцепления клеевых пленок.
На прочность клеевого соединения существенное влияние оказывают следующие факторы.
1. Вязкость клея обусловливает способность клея проникать в поры склеиваемых материалов; это проникновение должно происходить по возможности на большую глубину. Для понижения вязкости некоторые клеи целесообразно подогревать или растворять сильнее, после чего, в соответствии с законом поверхностного натяжения, клей лучше проникает в поры материала.
2. Тщательность подгонки соприкасающихся поверхностей склеиваемых деталей имеет очень большое значение. Соприкосновение поверхностей должно происходить по всей их площади.
3. Тщательность обработки склеиваемых поверхностей должна соответствовать материалу склеиваемых деталей. Поверхности деревянных деталей должны быть гладкими, например тщательно строганными на хорошо отрегулированных станках; для металлов целесообразно применение такой обработки, при которой увеличивается площадь склеивания, например обработка в пескоструйном аппарате, при которой достигается примерно двадцатикратное увеличение площади склеивания.
4. Чистота склеиваемых поверхностей является обязательным условием. Замасливание или загрязнение поверхностей приводит к понижению адгезии.

5. Когезия определяет прочность вещества клея (прочность тонкой его пленки) и, следовательно, также обусловливает прочность клеевого соединения.

Для получения наибольшей прочности клеевого соединения необходимо обеспечивать меньшую толщину клеевой пленки.
Клеи, применяемые в судостроении, должны удовлетворять следующим основным требованиям:
1. Клеевая пленка должна обладать высокой адгезией к материалу соединяемых деталей.

2. Клеевая пленка должна быть:

биологически стойкой, т. е. в ней не должны развиваться процессы гниения;

температуростойкой, т. е. должна сохранять свою прочность при колебаниях температуры от -50 до +70° С;

бензо-, масло- и кислотостойкой.

3. Клеевой раствор должен обладать достаточной жизнеспособностью, т. е. должен сохранять вязкость в течение времени, необходимого для нанесения на склеиваемые поверхности, сборки и запрессовки деталей.
4. Клеевой раствор должен обладать малой огнеопасностью.
5. Технология применения клея должна быть по возможности более простой, связанной с применением лишь простейших приспособлений, устройств, прессов и т.
7. Клей не должен стареть.
8. Сырье для изготовления клея должно быть недефицитным.

Клеи для склеивания металлов
Создание эпоксидных, фенольно-формальдегидных и других смол позволяет осуществлять прочные соединения между металлами, а также между металлами и другими материалами (резиной, пластиками, древесиной и т. п.). Склеивание металлов находит применение во многих отраслях отечественной промышленности. При этом используются различные клеи как на основе эпоксидных смол (ЭД-5 и ЭД-6), так и на основе других веществ (БФ-2, ПУ-2, ПК-5, ВС-350, ВК-32-ЭМ, ВК-32-200, Л-4 и т. д.).
Клеющая способность клеев для металлов обусловлена теми же явлениями, а прочность соединений зависит от тех же факторов, что и при склеивании древесины.
Остается отметить, что склеивание обладает существенными преимуществами перед другими видами соединений тонколистовых металлических деталей и позволяет:

снизить вес конструкций;

повысить предел усталости;

уменьшить трудоемкость изготовления конструкций;

упростить изготовление конструкций и уход за ними во время эксплуатации (особенно по сравнению с клепаными конструкциями);

улучшить внешний вид конструкций;

использовать новые, более рациональные типы конструкций (например, многослойные);

исключить возможность возникновения местных гальванических пар.

Наряду с положительными свойствами склеиванию металлов присущи и существенные недостатки:

склеивание сложно применять при окончательной сборке конструкций;

контроль качества клееных конструкций в современных условиях еще весьма сложен;

ремонт клееных конструкций в ряде случаев сложнее, чем сварных или клепаных;

клееные соединения, создаваемые на основе существующих клеев, нельзя использовать в конструкциях, работающих при высоких температурах.

Каждый из выпускаемых клеев имеет свои положительные и отрицательные качества. Так, например, клей БФ-2 по сравнению с другими выпускаемыми клеями обеспечивает более высокую прочность соединения при нормальной температуре, но эта прочность значительно снижается при повышенной температуре (50÷70°С); клей BC-10T обладает высокой теплостойкостью и относительно удовлетворительной прочностью, но клееный шов отличается некоторой хрупкостью, что сказывается на работе соединения на несимметричный отрыв.
Эпоксидные клеи. В судостроении для склеивания деталей корпусных конструкций наиболее широкое распространение могут получить эпоксидные клеи, основным компонентом которых являются эпоксидные смолы. Эти клеи можно применять для склеивания не только сталей, алюминия и его сплавов, но также пластмасс и древесины.
Эпоксидные клеи приготовляются путем добавления в эпоксидную смолу ряда веществ, вызывающих необратимое отверждение смолы. Во время этой реакции побочные продукты не выделяются, поэтому клей при переходе из жидкого состояния в твердое имеет лишь незначительную усадку. Это очень важное положительное свойство эпоксидных клеев. Вводить в смолу растворитель не нужно; для отверждения клея не требуется ни длительного выдерживания при повышенной температуре, ни высокого давления; кроме того, клей имеет хорошую адгезию к веществам, обладающим полярными свойствами, высокие механические свойства в твердом состоянии, низкую водопоглощаемость, хорошую химическую стойкость и высокие диэлектрические показатели.
Недостатком рассматриваемых клеев является то, что они недостаточно термопластичны, т. е. при повышении температуры прочность их несколько понижается, а соединения становятся хрупкими; в горячей воде (60÷80° С) соединения теряют около 60% своей прочности.
Для отверждения эпоксидных смол обычно применяют соединения кислотного (малеиновый и фталевый ангидриды и их смеси) или основного (гексаметилендиамин, полиэтилен-полиамин, метафинилендиамин, триэтаноламин) характера. Кислотные отвердители вводят в количестве 20—50% от веса смолы; отверждение происходит при нагреве до 80—120° С и выдержке (в зависимости от температуры) в пределах от 3 до 48 час. Основные отвердители добавляют к смоле в количестве 5—10% от ее веса; при их введении в смолу отверждение начинается уже при 15° С, однако для повышения качества соединения рекомендуется дополнительный подогрев при ВО—100° С в течение нескольких часов.
Эпоксидные смолы растворяются в ацетоне, бензоле, толуоле, ксилоле и других растворителях.
Клеи, изготовляемые на основе эпоксидных смол, могут быть холодного (с отвердителями — полиэтиленполиамином или гексаметилендиамином) или горячего (с отвердителем — малеиновым ангидридом) отверждения. Первые рекомендуется использовать там, где недопустимо применение агрессивных отвердителей и повышенных температур, вторые— для получения соединений повышенной прочности. Применение эпоксидных клеев холодного отверждения (при нормальной температуре) особенно целесообразно для склеивания судовых конструкций. Клеи горячего отверждения не следует применять для склеивания деталей из материалов с сильно отличающимися коэффициентами линейного расширения, так как в таком соединении возникают большие внутренние напряжения.
В связи с тем, что при отверждении эпоксидных клеев продукты реакции не выделяются и изменения объема клеящего вещества не происходит — клеевой шов получается плотным, без пузырьков и почти без усадки, поэтому при использовании этих клеев нет необходимости в создании сколько-нибудь значительного давления.
Соединения, полученные с применением клеев горячей полимеризации, могут выдерживать температуру до 130—140° С, однако с дальнейшим повышением температуры прочность соединения резко падает, а примерно при 300° С начинается разложение клея. Соединения, выполненные с применением клеев холодной полимеризации, можно нагревать до 90° С.
Приготовление клея холодного отверждения сводится к следующему. Компоненты клея на основе эпоксидных смол отвешиваются в количестве: 100 вес. ч. смолы ЭД-6 (или ЭД-5) и 6,5 вес. ч. полиэтиленполиамина или гексаметилен-диамина. Смолу помещают в термошкаф или в бак с кипящей водой, нагревают до 60—80° С и выливают в специальную тару. Нужное количество гексаметилендиамина помещают в сосуд с хорошо притертой крышкой, нагревают до расплавления (при 45° С), затем быстро выливают в смолу и тщательно перемешивают. Если расплавить гексаметиленди-амин не представляется возможным, следует перемешать его со смолой и тщательно растирать в течение 10—12 мин.; полиэтиленполиамин высыпают непосредственно в смолу и тщательно перемешивают в продолжение 5—7 мин. Если полученный клей излишне вязок, в него следует добавить некоторое количество растворителя — ацетона или спирта.
Для приготовления клея горячего отверждения берут 100 вес. ч. смолы ЭД-6 (или ЭД-5) и 50 вес. ч. малеинового ангидрида. Малеиновый ангидрид расплавляют при 60° С в закрытой таре в термошкафу или на плите, затем вливают в смолу и тщательно перемешивают в течение 5 мин.
Эпоксидные клеи пригодны для употребления в течение сравнительно короткого промежутка времени (45—75 мин.), поэтому их следует приготовлять по мере надобности, после того как будут заготовлены все детали, предназначенные для склеивания.
В связи с тем, что эпоксидный клей может действовать раздражающе на кожные покровы, приготовлять клей и работать с ним следует в резиновых перчатках, желательно при искусственной вентиляции.
Так же, как и при склеивании другими клеями, детали, склеиваемые эпоксидными клеями, необходимо плотно подгонять одну к другой, очищать и обезжиривать, чтобы была обеспечена хорошая смачиваемость склеиваемых поверхностей клеем. Механическая очистка (наждаком, щеткой; шабровка и пр.) наиболее проста, однако лучшие результаты дает химическая обработка. Например, детали из алюминиевых сплавов для очистки погружают на 20—30 мин. в ванну с раствором, состоящим из 24 вес. ч. серной кислоты (уд. вес 1,82), 7,5 вес. ч. бихромата натрия и 77 вес. ч. воды при температуре 60—65° С. Перед травлением поверхности склеиваемых деталей обезжиривают, протирая чистой ветошью, смоченной ацетоном, спиртом или этилацетатом; затем промывают их водой и высушивают теплым воздухом. После травления поверхности вновь промывают водой и высушивают. Наилучшее обезжиривание достигается с помощью ультразвука. На подготовленные к склеиванию поверхности кистью наносят один за другим два слоя клея, давая каждому слою подсохнуть до «отлипа». После испарения растворителя, если при приготовлении клея его вводили в смолу, склеиваемые детали запрессовывают (с помощью струбцин, винтового пресса и т. п.) и в течение 24 час. выдерживают при комнатной температуре.
Если при приготовлении клея в качестве отвердителя применялся малеиновый ангидрид, то склеиваемые детали должны быть выдержаны в шкафу или в печи при температуре 120° С в течение 6—8 час., затем при 150° С 4—6 час.

В случае применения гексаметилендиамина или полиэти-ленполиамина склеиваемые детали после отверждения при комнатной температуре в продолжение 24 час. следует 4—6 час. выдержать при температуре 150° С.
При разработке технологии изготовления клееных конструкций следует учитывать значительное влияние относительной влажности воздуха на прочность соединения, выполненного на клее холодного отверждения. Например, при склеивании деталей из алюминиевых сплавов максимальная прочность клеевого соединения достигается при относительной влажности воздуха 65%- При относительной влажности воздуха ниже 45 и выше 70% прочность клеевого соединения резко снижается.
Для сближения коэффициентов теплового расширения клеевых эпоксидных составов и склеиваемых материалов в составы вводят наполнители, которыми могут служить тонко измельченные порошки: портланд-цемент, фарфоровая или кварцевая мука, алюминиевая пудра, железный порошок и т. п., а также волокнистые материалы: асбест, стекловолокно, стеклоткань и др.
Клей ПУ-2/10. Клей ПУ-2/10 предназначается для склеивания холодным способом металлов с металлами и металлов с неметаллическими материалами (пластмассами, керамикой, органическим стеклом и т. п.). Клей состоит из следующих компонентов: продукта «ТГ», полиэфирной смолы № 8 и двуокиси титана марки «для конденсаторов». Он представляет собой пастообразную массу, которая наносится кистью или шпателем.
Рабочая жизнеспособность клея при температуре 15— 25° С не менее 3 час.

Приготовление клея и склеивание сводятся к следующему. Берут 2,5 вес. ч. продукта «ТГ» — диизоционата (готовый 66%-ный раствор в этилацетате), 1 вес. ч. полиэфирной смолы, также в виде 66%-ного раствора в этилацетате, растворы сливают вместе и тщательно перемешивают до однородного состояния. Если в клей вводится наполнитель, то его берут в количестве 5% веса всей смеси.
Склеиваемые поверхности тщательно подгоняют и обрабатывают, после чего протирают бензином, спиртом и просушивают при температуре 15÷35° С в течение 10—15 мин. до полного удаления спирта. Клей наносят на склеиваемые поверхности тонким слоем и подсушивают в течение 30— 40 мин., до отлипа; после этого наносят второй слой клея и также подсушивают до отлипа. Клей наносят из расчета 300—400 г на 1 м2 склеиваемой поверхности, движениями кисти или шпателя в одну сторону, чтобы не образовывались пузырьки воздуха.
Затем склеиваемые детали соединяют и помещают в сборочное приспособление, в котором к ним прикладывается давление 0,2—1,2 кг/см2. Большее давление следует создавать для криволинейных деталей или деталей, имеющих большое поперечное сечение. Склеиваемые детали выдерживают под давлением при температуре 16÷30° С в течение 72 час. Это время может быть сокращено примерно в три раза, если после нахождения под давлением в течение 16 час. при температуре 16—30° С детали будут выдержаны при температуре 60100° С в течение 6 час.
Клей БФ-2. Клей БФ-2 применяется для склеивания металлов (сталь, алюминиево-магниевые сплавы и др.), стеклопластика, текстолита, аминопластов, фарфора, стекла, древесины, ткани и пр. С помощью этого клея осуществляется соединение как однородных материалов, так и сочетаний различных материалов.
Основными компонентами клея являются спиртовый раствор фенольно-формальдегидной смолы и поливинилбутираля. Клей поставляется в готовом виде и представляет собой жидкость от желтого до красно-коричневого цвета.
Склеиваемые поверхности тщательно подгоняют и обрабатывают; перед склеиванием их тщательно очищают от грязи, пыли, ржавчины и следов жира — протирают спиртом и просушивают.

Клей наносят тонким слоем на обе склеиваемые поверхности и подсушивают до отлипа — при температуре 20° С в течение 30 мин. Затем наносят второй слой клея и также слегка подсушивают. После этого детали складывают и помещают под пресс или в приспособление, обеспечивающее плотное соединение деталей и требующееся давление запрессовки, величина которого колеблется в пределах 1 — 5 кг/см2 (по некоторым литературным данным давление должно достигать величины 20 кг/см2). Склеивание можно производить, выдерживая детали при температуре 100—150° С в течение 1,5—2 час., после чего детали охлаждают и вынимают из пресса или приспособления. Можно склеивать детали и без подогрева — при температуре 16÷25° С, но в этом случае они должны находиться в прессе или приспособлении в течение 3—4 суток.

Клеи для склеивания металла со стеклопластиком и стеклопластика со стеклопластиком
При постройке судов из стеклопластиков нельзя использовать клеи, затвердевающие при повышенной температуре; отверждение клея должно происходить при температуре не выше 25° С. Ниже приводятся данные по исследованию клеевых соединений на немодифицированных эпоксидных смолах ЭД-5 и ЭД-6, пластифицированных дибутилфталатом. Наполнителями служили волокнистые и порошкообразные материалы: стеклоткань (марки АСТТб-Сг), измельченное стекловолокно, асбест волокнистый (3-й сорт), портланд-цемент и др.
Одновременно исследования проводились и с опытными эпоксидными компаундами марок К-150, К-153, К-54, К-55. В качестве наполнителей использовались: стеклоткань, портланд-цемент, кварцевая мука и др. Указанные компаунды отдельных марок отличались по типу пластификаторов и отвердителей.
Первоначально эпоксидная смола тщательно (в течение 1 часа) смешивалась с пластифицирующими добавками, затем, после добавления наполнителя, смесь опять тщательно перемешивалась до получения однородной смеси, после чего в нее вводилась отверждающая добавка и смесь еще раз перемешивалась в течение нескольких минут.
Наиболее высокую прочность имели соединения, поверхности которых были подвергнуты пескоструйной обработке или обработке наждачной бумагой и затем обезжирены. Установлено, что прочность соединения повышается при химической или электрохимической обработке металлических деталей. Повышение адгезии достигается, кроме того, нагревом поверхности детали, так как этим обеспечивается хорошая смачиваемость металла клеем. У деталей из стеклопластика чистая, но шероховатая поверхность получается при

снятии верхнего слоя стеклоткани.
На склеиваемые поверхности клей наносился кистью или шпателем, причем толщина клеевого слоя была не более 2+0,4 мм. После сборки склеиваемые детали помещались в приспособление, в котором обеспечивалось давление 0,2÷0,4 кг/см2. Под давлением детали находились в продолжение 15÷18 час., а после снятия выдерживались в течение 7 суток до отправки на обработку или сборку.
Оценка прочности клееных соединений производилась на сравнительно небольших образцах, имеющих площадь склеивания 9 и 6 см2. Испытания клееных соединений на основе эпоксидных смол показали, что лучшие результаты при склеивании металла со стеклопластиком и стеклопластика со стеклопластиком получаются при применении компаунда К-153 (с портланд-цементом в качестве наполнителя).

Теоретическое занятие №4

Тема: Общие сведения, свойства. Состав. Виды

Рассматриваемые вопросы:

1. Общие сведения, свойства. Состав.

2. Виды древесины

Краткие теоретические сведения

Лесоматериалы находят широкое применение в судостроении из-за небольшого объемного веса, достаточной прочности, легкости обработки и невысокой стоимости. Из дерева изготовляют корпуса некоторых судов, настилы палуб, детали обрешетника под изоляцию другими материалами, обшивку переборок и выгородок, подушки под механизмы, детали оборудования и многое другое. Древесиной дорогих пород, имеющей красивое строение, отделывают парадные помещения. Вес применяемой древесины достигает 15% от веса корпуса.

Сортамент, породы. Сушка древесины

Все древесные породы делятся на хвойные и лиственные . Из хвойных пород в судостроении применяются сосна, лиственница, кедр, пихта, ель, из лиственных – красное дерево, тик, ясень, береза, дуб и др. Наилучшими породами древесины являются красное дерево, тик, сосна, кедр, лиственница, ясень.

Основные параметры, по которым выбирается деловая древесина для производства мебели: прочность, устойчивость к деформации, износостойкость. Все эти три качества объединяют в один показатель – плотность древесины, то есть, отношение массы дерева к его объему.

Виды древесины в зависимости от плотности:

А) Мягкая (до 540 кг/м3) – ель, сосна, осина, липа, пихта, тополь, каштан, ольха, кедр;

Б) Твердая (550-740кг/м3) – лиственница, береза обыкновенная, дуб, ильм, бук, платан, грецкий орех, клен, яблоня, ясень;

В) Очень твердая (от 750 кг/м3) – береза железная, рябина, белая акация, граб, кизил, самшит, фисташковое дерево.

Особый интерес представляет бакаут – твердая тяжелая древесина, которая особенно ценится как материал для изготовления вкладышей дейдвудных подшипников, работающих в воде без смазки.

Древесина сосны мягкая, легко царапается и повреждается.

Плюсы:

• податливость в обработке. Сосна легко строгается вдоль волокон, но с трудом – в поперечном направлении. При распиле все наоборот – поперек бревно режется легко, а вдоль – плохо.

• легко склеивается в зависимости от окраса и структуры древесины, сосну используют как для изготовления мебели с последующей лакировкой, так и для каркасов, и различных конструкций с облицовкой шпона из твердых пород;

• как и все хвойные, имеет приятный запах, выделяет фитоцинды, которые считаются лечебными.

Для защиты древесины от гниения ее пропитывают специальными растворами, называемыми антисептиками, а для увеличения ее огнестойкости – антипиренами.

Теоретическое занятие №5

Тема: Назначение, применение и основные требования к лакокрасочным материалам.

Рассматриваемые вопросы:

1. Назначение, применение и основные требования к лакокрасочным материалам.

Краткие теоретические сведения

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) — это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения плёнку...  Получившуюся пленку называют лакокрасочным покрытием.

ЛКМ применяются для защиты металлических, а также других видов изделий от влияния внешних вредных факторов (влага, газы, воздух и т.д.), придания поверхности декоративных свойств.

Свойства лакокрасочных материалов (ЛКМ) можно разделить на физико-химические, химические и малярно-технические.

Физико-химические свойства ЛКМ подразумевают вязкость, плотность, скорость отвердевания (высыхания) пленки.

К химическим свойствам ЛКМ относятся процентное соотношение составных веществ, количество наполнителей, пленкообразующих, водорастворимых солей, растворителей и т.д.

Малярно-технические свойства характеризуют удобство работы с ЛКМ, т.е. стекаемость, перелив, наносимость, степень перетира, плотность.

Свойства лакокрасочных покрытий

Лакокрасочное покрытие – пленка, образующаяся вследствии высыхания ЛКМ. Такие пленки тоже должны отвечать определенным требованиям и обладать определенными свойствами:

- декоративными (внешний вид, цвет лакокрасочного покрытия, блеск);

- химическими (устойчивость при воздействии атмосферы, агрессивных газов, щелочей, кислот, различных химических растворов, воды, масел, нефти, бензина, эмульсий, мыльного раствора);

- физико-химическими (износостойкость, прочность, твердость, эластичность, прочность на изгиб, адгезия);

- защитными (стойкость в различных атмосферных условиях, термостойкость, светостойкость, морозостойкость);

- малярно-техническими (хорошо поддаваться шлифовке, полировке, зачистке);

- электроизоляционными;

Виды лакокрасочных материалов(ЛКМ)

В зависимости от назначения и состава лакокрасочные материалы (ЛКМ) принято делить на: лаки, краски, эмали, грунтовки, шпаклевки.

Лаки – это растворы пленкообразующих веществ в растворителях (или воде), которые после высыхания образуют однородное, твердое, прозрачное покрытие. Их состав не содержит пигменты и наполнители.

Краски – суспензии пигментов в пленкообразующих веществах, которые после высыхания образуют непрозрачное однородное покрытие.

Эмаль – суспензия пигментов, наполнителей в лаке, которая после высыхания образует непрозрачное, твердое покрытие различной структуры и блеска.

Грунтовка – суспензия пигментов с наполнителями в пленкообразующем веществе, которая после высыхания образует однородную непрозрачную пленку.

Шпаклевка – смесь наполнителей, пигментов и пленкообразующих веществ, пастообразная вязкая масса, предназначена для заполнения дефектов поверхности, придания ей равномерной фактуры.

Состав лакокрасочных материалов

Основными компонентами лакокрасочных материалов (ЛКМ) являются:

• пленкообразующие,

• пигменты, 

• наполнители,

• пластификаторы,

• растворители,

• сиккативы,

• добавки.

- Пленкообразующие должны связывать наполнители с пигментами в ЛКМ, быть растворимыми органическими растворителями, обеспечивать хорошую адгезию лакокрасочного покрытия с подложкой, а после высыхания образовывать твердую защитную пленку.

К пленкообразующим веществам относятся: природные смолы (канифоль, битумы, асфальты, копалы), растительные масла, таловое масло, жирные кислоты и эфиры целлюлозы.

Пигменты – это окрашенные порошки высокой дисперсии. Вода, пленкообразующие вещества их не растворяют. Пигменты в основном применяют в декоративных целях, для придания краскам, грунтовкам, а также эмалям цвета и блеска.

По своему происхождению пигменты лакокрасочных материалов  (ЛКМ) можно разделить на синтетические и природные, а по химическому составу – на органические и неорганические.

К неорганическим пигментам относятся двуокись титана, окись цинка, литопон (дают белый цвет), охра (дает желтый цвет), железная лазурь, ультрамарин (синий), железный сурик, оранжевый крон, мумня (красный), медянка, окись хрома (зеленый цвет).  Как видно – большинство неорганических пигментов это соли металлов, оксиды, гидроксиды, которые имеют кристаллическое строение.

Наполнитель – это нерастворимое в дисперсионных средах сухое неорганическое вещество. Применяют как добавоки к пигментам для их экономии и снижения стоимости  лакокрасочных материалов (ЛКМ). Наполнители вводят только в непрозрачные лакокрасочные материалы (грунтовки, эмали). В качестве наполнителей применяют тальк, слюду, доломит, мел, барит, кальцит, каолин. Наиболее широко применяются наполнители с высокой степенью белизны, дисперсностью, с низким содержанием водорастворимых примесей, небольшой твердости, плотности, низкой маслоемкости.

Пластификаторы -   практически нелетучие органические вещества, которые вводятся в пленкообразующее для придания высохшим ЛКМ эластичности. В качестве пластификаторов используют касторовое масло, совол, себацинаты и т.д.

Растворители – летучая органическая жидкость или смесь жидкостей, которая применяется для растворения пленкообразующих, придания ЛКМ нужной консистенции. К ним относятся спирты, эфиры, кетоны, углеводороды.

Сиккативы – мыльное соединение некоторых металлов в растворителях или (используется реже) соединения в виде оксидов. Сиккативы применяют для ускорения процесса высыхания лакокрасочного материала. К сиккативам относятся кобальтовые, марганцевые, свинцовые, линолеаты, нафтенаты, резинаты и др.

Добавки – вещества для придания определенных свойств лакокрасочным материалам. Добавками принято считать различные отвердители, эмульгаторы, стабилизаторы, ускорители, инициаторы и многое другое.

Теоретическое занятие №6

Тема: Виды лакокрасочных материалов. Классификация по различным признакам. Классификация в зависимости от пленкообразующих.

Рассматриваемые вопросы:

1. Виды лакокрасочных материалов

1. Классификация по различным признакам. Классификация в зависимости от пленкообразующих.

Краткие теоретические сведения

Классификация лакокрасочных материалов

Все лакокрасочные материалы подразделяются на основные, промежуточные и прочие.

Основные – лаки, эмали, краски, шпаклевки, грунтовки.

Промежуточные – растворителя, разбавители, смолы, их растворы, сиккативы, олифы.

Прочие – подсобные, вспомогательные материалы (мастики, пасты, смывки, отвердители, порозаполнители).

По назначению (условиям эксплуатации) ЛКМ различают:

1 – атмосферостойкие (ЛКМ, которые эксплуатируются на открытом воздухе в различных климатических условиях);

2 – ограниченно атмосферостойкие (эксплуатируемые под навесами, внутри различных помещений, т.е. ЛКМ для внутренних работ);

3 – защитные или консервационные (применяются для временной защиты изделий, при перевозках, хранении);

4 – водостойкие (4/1 – стойкие в пресной воде, 4/2 –морской воде);

5 – специальные (ЛКМ, стойкие к воздействию определенных факторов, например, устойчивы к рентгеновскому, радиационному излучению, противообрастающие, светящиеся, лакокрасочные материалы для кожаных изделий, ткани, резины);

6 – маслобензостойкие лакокрасочные материалы (6/1 – устойчивы по отношению к смазкам и минеральным маслам, 6/2 – устойчивы при влиянии керосина, бензина, нефтепродуктов);

7 – стойкие при воздействии химических веществ (7/1 – для атмосферы агрессивных паров и газов, 7/2 – устойчивы под воздействием кислот, 7/3 – для растворов и концентрированных щелочей);

8 – термостойкие ЛКМ (эксплуатирующиеся при температуре от 50 до 500^оС);

9 – электроизоляционные (лакокрасочные материалы, которые подвергаются воздействию электрического тока, являются непроводящими);

0 – грунтовки;

00 – шпаклевки.

Образованные лакокрасочные покрытия принято разделять по внешнему виду на:

- высокоглянцевые (ВГ);

- глянцевые (Г);

- полуглянцевые (ПГ);

- полуматовые (ПМ);

- матовые (М);

- глубокоматовые (ГМ).

По прибору ФБ – 2 определяется степень блеска покрытия, записывается в процентах. Степени блеска покрытий: ВГ – более 60%, Г – 50-59%, ПГ – 37-49%, ПМ – 20-36%, М – 4-19%, ГМ – не больше 3%.

Кроме вышеописанных классификаций лакокрасочные материалы классифицируются еще по некоторым признакам:

- по способу нанесения ЛКМ (валиком или кистью, электрофорезом, пульверизацией и т.д.);

- по условиям сушки (холодная, горячая);

- по декоративным свойствам ЛКМ (имитационные, шагреневые, рефлексные, молотковые, флуоресцентные, цировочные);

-  по назначению ЛКМ (для покраски автомобилей, мебели, кожи, материи, электроизоляционного назначения);

- по эксплуатации при определенных условиях (для тропического климата, холодного, загазованного);

- по блеску (высокоглянцевые, глянцевые, полуглянцевые, полуматовые, матовые, глубокоматовые);

- по последовательности нанесения ЛКМ (пропиточные, грунтовочные, промежуточные, покрывные).

Маркировка ЛКМ

У каждого лакокрасочного материала (ЛКМ), будь то лак, краска или шпаклевка, есть свое «имя» и обозначение. Оно состоит из слов, букв, а также цифр. Обозначение пигментированных ЛКМ состоит из пяти групп знаков, на непигментированных (лаков) – четырех.

1 группа. При записи сначала указывается вид ЛКМ – лак, краска, шпаклевка, эмаль или грунтовка. Если в состав краски входит лишь один пигмент, то вместо слова «краска» записывают наименование пигмента (белила цинковые, охра).

2 группа. Далее краткое обозначение  основы (две буквы) – указывается тип использованного пленкообразующего вещества.  В случае, если в состав ЛКМ входит смесь пленкообразующих веществ – при маркировке указывают основной (тот, который определяет свойства ЛКМ).

3 группа. После буквенного обозначения основы указывают условия эксплуатации данного ЛКМ (цифра).

4 группа. У каждого лакокрасочного материала  (ЛКМ) есть свой порядковый номер, присвоенный ему при изготовлении. Он может состоять из одной, двух или трех цифр.

5 группа. Указывается цвет ЛКМ.

Для водоэмульсионных ЛКМ,  не содержащих летучего растворителя, порошковых, водоразбавляемых между первой и второй группами знаков ставится обозначение: В – водоразбавляемые, Э – водоэмульсионные, П – порошковые краски, ОД – органодисперсионные (пластизольные, органозольные), Б – не содержащих летучего растворителя.

Между второй и третьей группой знаков всегда ставится тире.

Для алкидных и масляных красок вместо присвоенного при изготовлении порядкового номера ставят цифру, обозначающую вид олифы: 1 – натуральная, 2 – «Оксоль» олифа, 3 – олифа глифталевая, 4 – олифа пентафталевая, 5 – комбинированная.

Иногда для уточнения  специфических свойств ЛКМ после порядкового номера ставят обозначения: ПМ – полуматовые, ПГ – пониженной горючести, Г – глянцевые.

Примеры маркировки:

- эмаль ПФ-218ХС — эмаль на основе пентафталевой смолы, предназначена для внутренних работ, №18, холодной сушки;

- белила цинковые МА-22Н – белила цинковые изготовлены  на основе  олифы «Оксоль» (масляные), №2, для внутренних работ;

- краска ВД-ВА-17 белая — краска водоэмульсионная на поливинилацетатной дисперсии, предназначена для выполнения наружных работ, №7, белая;

- шпаклевка ЭП-0010 серая — шпаклевка эпоксидная, №10, серая.

Теоретическое занятие №7

Тема: Общие сведения о изоляционных материалах.

Рассматриваемые вопросы:

Общие сведения о изоляционных материалах.

Краткие теоретические сведения

В зависимости от сферы применения, материалы для электроизоляции делятся на категории и классы.
 Исходя из этого, при изготовлении электроизоляции могут быть использованы:
• Композиционные материалы на основе натуральных компонентов - целлюлозы, каучука, тканей из хлопка и шёлка, не пропитанных жидкой изоляцией (максимальная температура нагрева не должна превышать +90°);

Композиционные материалы на основе полимерных плёнок, стеклотканей производятся методом склеивания или спрессовывания плёнки с бумагой, стеклянной тканью. Электроизоляционные материалы этого типа используются в качестве межслойной изоляции в электрооборудовании малой и средней мощности;

• Слоистые пластики, пропитанные жидкими диэлектриками (максимальная температура нагрева не должна превышать +120°). Электроизоляционные материалы этого класса нашли своё применение в радиотехнике, электромашино-, электроаппарато- и приборостроении, а также в производстве кабельно-проводниковой продукции в виде лент, прокладок, элементов конструкционного и электроизоляционного назначения.

• Изоляционные материалы на основе натуральной слюды и слюдобумаг могут соответствовать классам нагревостойкости «В» (где максимальная температура нагрева не должна превышать +155°. Слюда – это совершенно уникальный природный пластинчатый минерал, обладающий высокими диэлектрическими характеристиками, твёрдостью и нагревостойкостью. Она способна расщепляться на тончайшие листочки, сохраняющие гибкость и прочность. Благодаря высоким эксплуатационным и электроизоляционным свойствам, слюда занимает одно из лидирующих мест в производстве изоляции на протяжении ста лет.
Сегодня электроизоляционные материалы на основе слоистого материала широко используются в производстве различного высоковольтного электрооборудования –турбин и трансформаторных установок.

• Электроизоляционные эмали, лаки, порошковые краски  применяются в процессе изготовления эмалированных проводов. Они также используются для пропитки обмоток. 

Она также используется для защиты аккумуляторов, к которой предъявляются достаточно высокие требования: изолирующее покрытие должно быть сплошным, устойчивым к воздействию электролита и перепадам температур в диапазоне от -50°С до +60°С. Нанесение порошковой краски создаёт защитный слой толщиной от 0,5 мм до 1 мм, что улучшает условия охлаждения электролита и продлевает срок службы аккумуляторов.

На сегодняшний день в качестве электроизоляционного материала и средства взрывозащиты широко используются компаунды – полимерные смолы и битумы.

Они могут быть нескольких видов.
1. Затвердевающие. Это один из наиболее популярных вариантов электроизоляционного материала этого вида. Состав наносится на поверхность токоведущего компонента и постепенно затвердевает, образуя при этом прочный однородный слой изоляции.

2. Жидкие. Они не изменяют своего агрегатного состояния даже в процессе работы. К этой категории относятся синтетические жидкости, нефтяные и растительные масла.

3. Пропиточный компаунд электроизоляционный используется для пропитки обмоток электроаппаратов и машин. Он обеспечивает цементирование витков обмотки и эффективную защиту от проникновения влаги. Как правило, в состав вещества не входят растворители, поэтому после отвердевания образуется монолитный слой, без сквозных капилляров и пор. Это качество обеспечивает материалу широкую область применения.

4. Заливочные. Изоляция этого вида используется для заливки свободного пространства в аппаратах и электроприборах. 

5. Газообразная изоляция. К числу наиболее распространённых диэлектриков этого типа относятся воздух, водород, азот . В качестве естественного газа для электроизоляции токоведущих частей ЛЭП и электрооборудования может использоваться воздух. Однако его характеристики имеют ряд существенных недостатков, поэтому воздух невозможно использовать в герметичных устройствах. 
Для изоляции силовых трансформаторных установок и высоковольтного кабеля нередко применяют азот. Водород также обладает высокими электроизоляционными характеристиками. К тому же этот газ обеспечивает принудительное охлаждение элементов оборудования. Поэтому его часто используют в качестве электроизоляционного материала в электрических машинах.

• Наноматериалы. В последнее время всё более пристальное внимание энергетиков привлекают к себе исследования в сфере нанотехнологий. Результатом работы учёных стало открытие наноструктурированных электроизоляционных материалов – полимеров с толщиной плёнки 5-250 мк. Несмотря на такой тонкий слой, электрическое сопротивление изоляции остаётся очень высоким и по качеству не уступает компаундам. К тому же, современная наноэлектроизоляция имеет ряд ощутимых преимуществ:
- покрытие устойчиво к действию химически активных веществ;
- сохраняет свои свойства даже в условиях резких перепадов температур;
- долговечность и продолжительный срок эксплуатации;
- наноизоляция устойчива к механическому воздействию;
- прочность наноматериалов в десятки раз превышает прочность стали;
- обладает минимальными размерами.
 Однако специалисты акцентируют внимание на одной важной детали, которая в какой-то степени ограничивает распространение синтезированной наноизоляции. Речь идёт о риске загрязнения окружающей среды. Поскольку полимеры долго разлагаются, то при нарушении условий утилизации существует вероятность причинить вред биосфере.

Теоретическое занятие №8

Тема: Общие сведения о палубных покрытиях. Виды, их применение.

Рассматриваемые вопросы:

1. Общие сведения о палубных покрытиях

2. Виды, их применение.

Краткие теоретические сведения

Палубные покрытия предназначены для защиты металлических палуб от механических повреждений и коррозии, обеспечения удобного и безопасного передвижения людей (устранения скользкости), в качестве теплоизоляционного слоя и для декоративных целей. При эксплуатации покрытия испытывают внешние химические и механические воздействия морской воды, влажного воздуха, нефтепродуктов, солнечной радиации, удары грузов, деформации, истираются и т. п.

В соответствии с назначением и условиями эксплуатации палубные покрытия должны предохранять палубы от коррозии и механических повреждений—износа, ударов груза; быть нескользкими и обеспечивать безопасное передвижение людей по палубе, особенно при качке; иметь хорошую адгезию к металлической палубе, не разрушаться при ее деформациях и под воздействием изменения температуры; не разрушаться под воздействием морской воды, влажного воздуха, нефтепродуктов, солнечной радиации; быть водонепроницаемыми, не загнивать и не выделять составляющих, вызывающих коррозию металла; иметь невысокие плотность и коэффициент теплопроводности; не поддерживать горения и не способствовать распространению пламени; быть технологичными и ремонтопригодными; иметь невысокую стоимость.

В качестве палубных покрытий в судостроении применяют мастики, дерево, лакокрасочные покрытия, керамические и поливинилхлоридные плитки, линолеум, резину и другие материалы. Для открытых палуб наибольшее распространение получили мастичные, деревянные и лакокрасочные покрытия, а для внутренних палуб — мастичные покрытия, линолеум, керамические и поливинилхлоридные плитки.

Палубные мастики наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к покрытиям, и могут наноситься на палубы из стали и алюминиевых сплавов. Они хорошо защищают металл палубы от коррозии, нескользкие, биостойкие, износоустойчивые, имеют удовлетворительные огнестойкость и теплоизоляционные свойства, технологичнее, легче и дешевле деревянных покрытий. Кроме основного назначения палубные мастики применяются для выравнивания палуб, в качестве основания под линолеум, керамические плитки и паркет. В противопожарных конструкциях используют огнестойкое мастичное покрытие.

Деревянные покрытия на современных судах применяют редко. В соответствии с санитарно-химическими требованиями их устанавливают в основном на отдельных частях наружных палуб промысловых судов в местах разгрузки и обработки рыбы и морепродуктов. В парадных помещениях (музыкальных салонах, танцевальных залах, ресторанах и библиотеках пассажирских судов) палубы покрывают паркетом.

Керамические покрытия наиболее распространены в помещениях пищеблока, санитарно-гигиенических и санитарно-хозяйственных помещениях, кладовых, бассейнах.

Теоретическое занятие №9

Тема: Состав бетона. Виды. Требования, предъявляемые к бетонам

Рассматриваемые вопросы:

1. Состав бетона. Виды.

2. Требования, предъявляемые к бетонам

Краткие теоретические сведения

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетоны классифицируются по средней плотности, виду вяжущего вещества, структуре, технологическим особенностям и назначению.

Многие свойства бетона зависят от его плотности, на величину которой влияют плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

Проектируемый нами бетон по плотности является тяжелым - 2100-2500 кг/м3. Бетон должен обладать высокой плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, достаточной прочностью, малой усадкой и незначительно выделять теплоту при твердении.

Общие требования к бетонам и бетонным смесям следующие: до затвердевания бетонной смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться (обладать подвижностью и удобоукладываемостью), не расслаиваться; бетоны должны иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки и ввода конструкции или сооружения в эксплуатацию; по возможности расход цемента должен быть минимальным.

Получить бетон, удовлетворяющий всем поставленным требованиям, можно при правильном проектировании состава бетона, надлежащем приготовлении, укладки и уплотнении бетонной смеси, а также при правильном выдерживании бетона в начальный период его твердения.

Одним из основных свойств бетонной смеси является удобоукладываемость (подвижность или жесткость), определяемая в соответствии с ГОСТ 10181.1-81. Подвижностью бетонной смеси называется способность ее растекаться без расслоения под действием силы тяжести или при незначительном механическом воздействии.

Требования удобоукладываемости зависят от метода производства работ. Цель подбора состава бетонной смеси - получить смесь требуемой подвижности или жесткости на месте укладки смеси при наименьшем расходе цемента для заданной марки.

Одно из основных свойств бетонной смеси - водоцементное отношение. Чем ниже водоцементное отношение, тем выше жесткость и ниже подвижность бетонной смеси.

Бетонная смесь независимо от того, является она подвижной или жесткой, должна быть легкообрабатываемой, т.е. при заполнении формы и уплотнении она должна сохранять однородность и не расслаиваться. Если в бетонную смесь одновременно добавляют цемент и воду, то ее подвижность увеличивается. Так как водоцементное отношение при этом не нарушается, то не изменяется и прочность бетона. Таким способом можно добиться необходимой подвижности смеси при сохранении заданной прочности бетона.

Требования, предъявляемые к составляющим бетонной смеси

Требования, предъявляемые к цементам

Основным свойством, характеризующим качество любого цемента, является его прочность (марка). Для своего проекта мы выбираем цемент марки М400, прочность цемента при сжатии составляет 40…50 МПа. Действительную прочность цемента называют активностью. При испытании прочность контрольного образца оказалась 44 МПа, следовательно, активность цемента будет 44 МПа и марка М400. Повышение прочности цемента на 1 МПа приводит к снижению расхода цемента на 2…5 кг/см3.

Помимо прочности к цементам предъявляются и другие требования, важными из которых являются нормальная густота и сроки схватывания.

Нормальной густотой называют то содержание воды (%), которое необходимо добавить к цементу, чтобы получить определенную консистенцию цементного теста, определяемую требованиями стандарта на специальном приборе. Нормальная густота увеличивается при введении в цемент при помоле тонкомолотых добавок, обладающих большей водопотребностью, например трепела, опоки.

Теоретическое занятие №10

Тема: Стекло, герметики. Состав. Особенности. Применение.

Рассматриваемые вопросы:

Состав. Особенности. Применение стекла.

Краткие теоретические сведения

С давних пор для осветления и придания жилому помещению уюта делали окна. Атак как стекло было большой редкостью, то вместо него использовались другие материалы.

Все твердые тела делят на кристаллические и аморфные. Последние обладают свойством плавиться при достаточно высокой температуре. В отличие от кристаллических тел они имеют структуру лишь с небольшими участками упорядоченно соединенных ионов, причем эти участки соединены между собой так, что образуют асимметрию.

В науке (химия, физика) стеклом принято называть все аморфные тела, которые образуются в результате переохлаждения расплава. Эти тела вследствие постепенного увеличения степени вязкости оказываются наделенными всеми признаками твердых тел. Они также обладают свойством обратного перехода из твердого в жидкое состояние.

Стеклом в обыденной жизни называют прозрачный хрупкий материал. В зависимости от того или иного компонента, входящего в состав исходной стекломассы, в промышленности различают следующие виды стекла: силикатные, боросиликатные, алюмосиликатные, бороалюмосиликатные, фосфатные и другие.

Как и любое другое физическое тело, стекло обладает рядом свойств.

Физические и механические свойства стекла

Плотность стекол зависит от компонентов, входящих в их состав. Так, стекломасса, в больших количествах включающая оксид свинца, более плотная по сравнению со стеклом, состоящим помимо прочих материалов и из оксидов лития, бериллия или бора. Прочность. Под прочностью на сжатие в физике и химии принято понимать способность того или иного материала сопротивляться внутренним напряжениям при воздействии извне каких-либо нагрузок. При этом степень прочности того или иного вида стекла зависит от химического вещества, входящего в его состав.

Более прочны стекла, включающие в свой состав оксиды кальция или бора. Низкой прочностью отличаются стекла с оксидами свинца и алюминия.

Предел прочности стекла на растяжение составляет всего 35-100 МПа. Степень прочности стекла на растяжение в большей степени зависит от наличия различных дефектов, образующихся на его поверхности. Различные повреждения (трещины, глубокие царапины) значительно снижают величину прочности материала. Для искусственного увеличения показателя прочности поверхность некоторых стеклоизделий покрывают кремнийорганической пленкой.

Хрупкость — механическое свойство тел разрушаться под действием внешних сил. Величина хрупкости стекла в основном зависит не от химического состава образующих его компонентов, а в большей степени от однородности стекломассы (входящие в его состав компоненты должны быть беспримесными, чистыми) и толщины стенок стеклоизделия.

Твердостью обозначают механическое свойство одного материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого.

Часто твердость стекла «измеряют» с помощью шлифования, используя так называемый метод определения абразивной твердости. В таком случае ее величина устанавливается в зависимости от скорости отслаивания единицы поверхности стеклоизделия при определенных условиях проведения шлифовки.

Степень твердости того или иного вида стекла в основном зависит от химического состава входящих в него компонентов. Так, использование при создании стекломассы оксида свинца значительно снижает твердость стекла. И, напротив, силикатные стекла достаточно плохо поддаются механической обработке.

Теплоемкостью называют свойство тел принимать и сохранять определенное количество теплоты при каком-либо процессе без изменения состояния.

Теплоемкость стекла прямо зависит от химического состава компонентов, входящих в состав исходной стекломассы.

Теплопроводность. Таким термином в науке обозначают свойство тел пропускать через себя теплоту от одной поверхности до другой, при условии, что у последних разная температура.

Известно, что стекло плохо проводит тепло (кстати, это свойство широко используется в строительстве зданий).

Температура начала размягчения — это такая температура, при которой тело (аморфное) начинает размягчаться и плавиться. Самое твердое —- кварцевое — стекло начинает деформироваться только при температуре 1200-1500 °С. Другие типы стекол размягчаются уже при температуре 550-650 0С.

Тепловое расширение. Этим термином принято обозначать явление расширения размеров того или иного тела под воздействием высоких температур

Коэффициент теплового расширения стекол прямо зависит от химического состава исходной массы. Чем больше в стекломассе щелочных оксидов, тем выше показатель температурного расширения, и, наоборот, присутствие в стекле оксидов кремния, алюминия и бора снижает эту величину.

Термостойкостью определяется способность стекла не поддаваться коррозии и разрушению в результате резкой смены внешней температуры. Этот коэффициент зависит не только от химического состава массы, но и от размера изделия, а также от величины теплоотдачи на его поверхности.

Химические свойства стекла

Среди химических свойств необходимо особо выделить химическую стойкость стекла и изделий из него.

Химической стойкостью в науке называют способность того или иного тела не поддаваться воздействию воды, растворов солей, газов и влаги атмосферы. Показатели химической стойкости зависят от качества стекломассы и воздействующего агента. Так, стекло, не подвергающееся коррозии при действии воды, может деформироваться при воздействии щелочных и солевых растворов.

Герметик представляет собой вещество, которое представлено в виде пастообразной или вязкотекучей смеси полимеров . Данное вещество активно применяется для нанесения на зазоры отдельных элементов, чтобы сквозь него не просочилась рабочая среда, которая используется в той или иной продукции. Слой герметика появляется именно в области соединения отдельных элементов одной детали. Он является достаточно плотным. Сквозь него не может просочиться жидкость. Герметичная смесь застывает и ее практически невозможно убрать в последующем.

Виды герметиков

В настоящее время на рынке представлено большое многообразие герметиков. Они отличаются по составу и форме выпуска.

По составу на современному рынке определяются следующие виды данного вещества:

Герметик силиконовый

Он характеризуется тем что в его основе лежат силиконы. Они придают веществу вязкость. На границах швов, обработанных таким видом герметика, имеется покрытие эластичного типа. Оно может быть и белым и прозрачным.

Герметик полиуретановый

Он представлен монтажной пеной. Он образует достаточно пористый шов, которые обладает отличными влагоустойчивыми и прочностными качествами.

Теоретическое занятие №11

Тема: Классификация. Категории. Обозначения.

Рассматриваемые вопросы:

Классификация. Категории. Обозначения металлов.

Краткие теоретические сведения

Наиболее широкое распространение в качестве конструкционных материалов получили металлы и их сплавы, поэтому в настоящей работе рассмотрены только стали, чугуны и некоторые цветные металлы и сплавы.

1. Классификация и маркировка черных металлов и сплавов.

Представителями черных металлов и сплавов являются сплавы железа и углерода: стали и чугуны. Сталями называют сплавы с содержанием углерода до 2,14 %, а чугунами называют сплавы с содержанием углерода от 2,14% до 6,67%. Кроме основных компонентов (железо и углерод) в состав сталей и чугунов входят примеси: марганец, кремний, сера и фосфор. А также сплавы могут содержать специально введенные элементы, которые служат для улучшения физико-химических и механических свойств. Такие элементы называют легирующими.

Теоретическое занятие №12

Тема: Требования к судостроительным сталям. Конструкционные и углеродистые стали.

Рассматриваемые вопросы:

1. Требования к судостроительным сталям.

2. Конструкционные и углеродистые стали.

Краткие теоретические сведения

Конструкционные стали – это стали, применяемые в строительстве и машиностроении для создания механизмов и различных конструкций. Принято выделять несколько основных видов конструкционных сталей:

- конструкционная углеродистая сталь; 
- строительная сталь; 
- цементуемая конструкционная сталь; 
- конструкционная улучшаемая сталь; 
- высокопрочная сталь; 
- сталь конструкционная рессорно пружинная; 
- подшипниковая конструкционная сталь; 
- износостойкая сталь.

Марки конструкционных сталей включают в себя название материала «Сталь» или его сокращенный вариант «Ст», а также число, указывающее на процентное содержание углерода в материале. Например, Ст30. Следует учесть, что процентное содержание принято указывать в сотых долях процента, то есть сталь марки Ст30 будет содержать в своем составе 0,3% углерода.

Углеродистые конструкционные стали (автоматные) используются для создания крепежей станков-автоматов. Они отличаются высокой степенью обрабатываемости резанием, полученной благодаря высокому содержанию серы и фосфора. Маркировка конструкционных сталей этого вида состоит из литеры «А» и числа, обозначающего сотые доли процентного содержания углерода. Например, Сталь А12.

Строительные стали используются при создании конструкций, предназначенных для нефте- и газопроводов, мостов, ферм и т. п. Отличительные свойства конструкционных сталей этого вида – хорошая свариваемость. В эту же группу входит арматурная сталь, используемая для создания напряженных железобетонных конструкций. Если строительная конструкционная сталь подвергалась дополнительной обработке, то к ее условному обозначению впереди приставляется литера «М». Например, Ст М4.

К цементуемым относятся специальные конструкционные стали, использующиеся для изготовления деталей, испытывающих огромные нагрузки, имеющих большие размеры и сложную конфигурацию, например, зубчатых колес или осей.

Улучшаемыми принято называть среднеуглеродистые стали, подвергшиеся процедурам улучшения: закалке и быстрому отпуску при температуре 550-650°С. Содержание углерода в них составляет от 0,3% до 0,5%.

Высокопрочные стали способны выдерживать колоссальные нагрузки. Их временное сопротивление превышает 1500 МПа. При этом такие конструкционные стали обладают высокой вязкостью. Применяются они для изготовления деталей машин, испытывающих сильную нагрузку.

По названию рессорно-пружинных сталей ясно, что это чрезвычайно упругие материалы, применяющиеся для изготовления пружин и деталей, необходимых для компенсации давления на них и исптывающих переменные нагрузки.

К подшипниковым относятся высокоуглеродистые или низкоуглеродистые стали, которые находятся в цементованном состоянии. Их особенность – высокая твердость.

Износостойкие стали образуются в результате графитизации, наклепа и использования наплавов. В результате получается конструкционная сталь с очень твердой поверхностью и устойчивая к износу.

Теоретическое занятие №13

Тема: Понятие плакированной стали. Особенности. Состав. Свойства. Применение.

Рассматриваемые вопросы:

1. Понятие плакированной стали. Особенности.

2. Состав. Свойства. Применение.

Краткие теоретические сведения

Плакирование металлов — это покрытие поверхностей деталей равномерным слоем другого металла посредством сильного сжатия и пластической деформации. В основе этой технологии лежит хорошо известный метод холодной сварки, при котором соединение металлических деталей происходит путем создания атомарных связей между их металлическими поверхностями без взаимного проникновения соединяемых материалов друг в друга. Чаще всего плакирование применяют для создания защитных, контактных или декоративных слоев различных металлов на изделиях из конструкционной и нержавеющей стали, а также меди, алюминия и их сплавов. Медное покрытие на кухонной утвари из нержавейки, омедненные провода и контакты из стали и алюминия, «никелевые» и «латунные» монеты — все это производится с применением технологии плакирования.

Вне зависимости от того, каким методом осуществляется сжатие материалов, процесс плакирования изделия в общем виде состоит из следующих этапов:

Подготовка поверхности заготовки, включая ее механическую и химическую очистку от внешних загрязнений и окислов.

Фиксация на поверхности заготовки листового, трубчатого или порошкового материала, из которого будет формироваться плакирующий слой

Приложение усилия сжатия, которое вызывает взаимную деформацию металлов, достаточную для возникновения между ними атомарных связей.

Плакирование применяют для покрытия как штучных, так и погонных изделий (лента, труба, пруток). При этом используются различные виды специализированного кузнечно-прессового оборудования (штамповочное, экструзионное и прокатное), а также установки для сварки взрывом и лазерные аппараты. Поэтому технологические процессы нанесения плакировки могут быть как циклическими, так и непрерывными. В зависимости от производственных задач при плакировании может обрабатываться до пяти-шести слоев металла (вместе с основными), при этом толщина плакирующих слоев может составлять от десятых до единиц миллиметров.

Теоретическое занятие №14

Тема: Общие сведения. Классификация стальной сварочной проволоки

Рассматриваемые вопросы:

1. Общие сведения. Классификация

2. Классификация стальной сварочной проволоки

Краткие теоретические сведения

Для легирования стали применяют хром, никель, марганец, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан, алюминий, медь и другие элементы. Марганец считается легирующим компонентом лишь при содержании его в стали более 1 %, а кремний – при содержании более 0,8 %.

В сталь вводятся легирующие элементы, которые изменяют ее механические, физические и химические свойства, а также в зависимости от назначения стали в нее вводят элементы, изменяющие свойства в нужном направлении.

Легированная проволока многих марок приобретает высокие физико-механические свойства только после термической обработки.

По суммарному количеству легирующих элементов, которые содержатся в стали, она делится на низколегированную (суммарное содержание легирующих элементов менее 2,5 %) среднелегированную (от 2,5 до 10 %) и высоколегированную (более 10 %).

В ГОСТ приняты следующие буквенные обозначения легирующих элементов, входящих в марки стали.

А - азот	М - молибден
Ю - алюминий	Н - никель
Р - бор	Б - ниобий
Ф - ванадий	Е - селен
В - вольфрам	Т - титан
К - кобальт	У - углерод
С - кремний	П - фосфор
Г - марганец	Х - хром
Д - медь	Ц - цирконий

Влияние легирующих элементов: 
Никель сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, повышает сопротивление удару. 

Вольфрам образует в стали очень твердые соединения - карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость стали. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. 
Ванадий повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали. 
Кремний в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1-1.5% Si увеличивает прочность, причем вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличиваются электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, окалийность. 
Марганец при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности. 
Кобальт повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару. 
Молибден увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах. 
Титан повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии. 
Ниобий улучшает кислотостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях. 
Алюминий повышает жаростойкость и окалийность. 
Медь увеличивает антикоррозионные свойства. 
Церий повышает прочность и пластичность. 
Цирконий позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.
Лантан, церий, неодим уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчает зерно.

Обозначение сварочной проволоки: св-08Г2СА.

Теоретическое занятие №15

Тема: Понятия. Обозначения. Элементы, входящие в чугуны.

Рассматриваемые вопросы:

1. Понятия. Обозначения.

2. Элементы, входящие в чугуны.

Краткие теоретические сведения

Большое влияние на процесс графитизации оказывает химический состав чугуна. Элементами, способствующими графитизации, являются C, Si, Ni, Cu и др. К отбеливающим, т. е. препятствующим этому процессу, относятся Mn, S, Cr, W и др.

Практически наиболее важными элементами, всегда входящими в состав чугунов, являются кремний и марганец. Изменяя в чугуне содержание кремния при постоянном содержании марганца, получают различное количество углерода в свободном виде, т. е. различную степень графитизации [1, с. 8].

Фактором, обуславливающим получение серого чугуна при кристаллизации, т. е. способствующим графитизации – выделению углерода в равновесном состоянии, является прежде всего малая скорость охлаждения. Уменьшение по той или иной причине скорости охлаждения (изменение материала формы, увеличение толщины стенки отливки) способствует большей степени графитизации, т. е. выделение большей части углерода в форме графита.

Степень графитизации определяет структуру металлической основы серого чугуна. В зависимости от того, какая часть углерода содержится в чугуне в связанном состоянии, различают чугуны с ферритной, феррито-перлитной и перлитной основами.

Таблица 1. Состав ферритных и ферритно-перлитных чугунов

C	Si	Mn	S	P
3,5 – 3,7%	2,0 – 2,6%	0,5 – 0,8%

Структура чугунов – перлит, феррит и графит чаще в виде крупных выделений. Эти чугуны применяют для малоответственных деталей.

Перлитные чугуны (СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35) применяют для ответственных отливок.

Теоретическое занятие №16

Тема: Чугунные отливки и поковки. Классификация. Обозначение. Применение.

Рассматриваемые вопросы:

1. Чугунные отливки и поковки.

2. Классификация. Обозначение. Применение.

Краткие теоретические сведения

Чугун с пластинчатым графитом для отливок

На долю серого чугуна с пластинчатым графитом приходится около 80 % общего производства чугунных отливок.

Пластины графита с острыми краями уменьшают живое сечение металлической матрицы и, главное, являются внутренними концентраторами напряжений, способствующими зарождению и развитию трещин. Коэффициент концентраций растягивающих напряжений около пластин графита достигает 7,5. Пластины графита сильно снижают прочность и пластичность чугуна при растяжении. Относительное удлинение серых чугунов с пластинчатым графитом, как правило, не превышает 0,5–1,0 % и стандартом не гарантируется. На прочность при сжатии включения графита влияют значительно слабее, поэтому чугун особенно выгодно использовать для изготовления деталей, работающих на сжатие.

Наличие большого количества внутренних концентраторов напряжений в виде пластин графита делает серый чугун малочувствительным к внешним концентраторам напряжений: резким переходам между сечениями отливки, надрезам, выточкам, царапинам и другим неровностям поверхности отливки.

Количественные параметры структуры чугуна оценивают в соответствии с ГОСТ 3443–87. Форму, размер, распределение и объемную долю включений графита, соотношение феррита и перлита и дисперсность пластинчатого перлита определяют сравнением с эталонными структурами. Микроструктуры чугунов с пластинчатым графитом приведены на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Микроструктура серых чугунов на ферритной (а), феррито-перлитной (б) и перлитной (в) основах. ´  200

Серый чугун с пластинчатым графитом маркируют буквами СЧ, за которыми следует число, обозначающее гарантируемое временное сопротивление при растяжении в МПа · 10^–1. ГОСТ 1412–85 включает шесть основных марок серого чугуна — от СЧ 10 до СЧ 35 (табл. 7.1). По требованию потребителя для изготовления отливок допускаются марки чугуна СЧ 18, СЧ 21, СЧ 24. Сдаточной характеристикой является только s _в. Приведенный в табл. 7.1 химический состав не является сдаточной характеристикой, но от него зависят структура чугуна и, соответственно, уровень s _в. Химический состав устанавливает завод-изготовитель отливок для обеспечения необходимого уровня s _в.

Чем выше углеродный эквивалент, тем ниже прочность. У чугуна СЧ 10 С_э = 4,25–4,6, а у чугуна СЧ 35 С_э = 3,3–3,5. Чугун СЧ 10 по структуре эвтектический или слегка заэвтектический, а чугун СЧ 35 — доэвтектический.

Снижение прочности с увеличением С_э обусловлено большой полнотой графитизации, образованием более крупных включений графита и уменьшением доли перлита (увеличением доли феррита). Чугун СЧ 10 имеет ферритную основу, а чугун СЧ 35 — перлитную.

Поскольку строение чугуна зависит не только от его химического состава, но и от условий плавки и литья, то эти условия также влияют на механические свойства чугуна. С ускорением охлаждения мельче становятся включения графита, уменьшается его количество, увеличивается доля перлита и уменьшается межпластиночное расстояние в перлите. Все эти факторы приводят к повышению прочности и твердости при заданном химическом составе чугуна.

Теоретическое занятие №17

Тема Обозначение. Применение алюминия и его сплавов.

Рассматриваемые вопросы:

Обозначение. Применение алюминия и его сплавов.

Краткие теоретические сведения

Алюминий — это цветной металл, который обладает высокой электропроводностью, хорошей пластичностью, но имеет низкие механические свойства. Различают алюминий первичный и вторичный.

Алюминий и его сплавы применяют для изготовления различных емкостей в химической и пищевой промышленности. Сплавы на основе алюминия широко применяют для самолетов, ракет, судов, в строительстве и электроэнергетике. В связи с их сравнительно высокой прочностью при малой плотности, высокой коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах и высокими механическими свойствами при низких температурах.

Сплав алюминия с медью называется дуралюминием (дюраль); сплав с кремнием – силумин – только литейный сплав. Сплав с марганцем – АМц одновременно повышает коррозионную стойкость; Ni, Ti, Cr, Fe повышает жаропрочность сплавов, затормаживая процесс диффузии; литий и бериллий способствуют возрастанию модуля упругости.

Теоретическое занятие №18

Тема: Составляющие сплавов. Обозначения меди и сплавов на ее основе. Свойства.

Рассматриваемые вопросы:

1. Составляющие сплавов.

2. Обозначения меди и сплавов на ее основе. Свойства.

Краткие теоретические сведения

Медь — это металл, который является наиболее распространенным среди цветных, обладающим высокой пластичностью, электропроводностью и теплопроводностью. Медь хорошо сплавляется со многими металлами, образуя сплавы, которые широко используются в машиностроении.

            Латуни. Сплавы меди с цинком называются латунями.

            По сравнению с медью латунь обладает более высокой прочностью, твердостью, упругостью, коррозионной стойкостью, меньшей пластичностью и высокими технологическими свойствами (литейными свойствами, деформируемостью и обрабатываемостью резанием).

            Марки простых латуней: Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63, Л60. Латуни маркируются буквой Л – латунь, после которой стоят цифры, указывающие содержание в ней меди в процентах. Например, Л63 означает, что латунь состоит из 63% меди и 37% цинка.

            Сложные латуни состоят из меди, цинка, алюминия, железа, марганца, никеля, олова, свинца и других химических элементов. По ГОСТ 15527-70 выпускаются следующие марки сложных латуней: ЛА77-2, ЛАЖ60-1-1, ЛАМш59-3-2, ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5.

            Сложные латуни маркируются буквой Л – латунь, после которой следуют буквы, обозначающие легирующие элементы: А – алюминий, Ж – железо, Мц – марганец, К – кремний, С – свинец, О – олово, Мш – мышьяк, Н – никель. Первые цифры, стоящие за буквами, обозначают массовую долю меди в процентах, последующие цифры – массовую долю компонентов в процентах в той последовательности, в какой они приведены в буквенной части условного обозначения. Количество цинка определяется по разности. Например, латунь марки ЛС60-1 имеет следующее содержание компонентов: 60% меди, 1% свинца, 39% цинка.

                       Бронзы. Бронзами называются сплавы меди с оловом и другими химическими элементами. По способу переработки различают литейные и деформируемые бронзы, по химическому составу – оловянистые и безоловянистые.

            Оловянистые бронзы (ГОСТ 613-79) выпускаются в виде чушек следующих марок: БрО3Ц12С5, БрО3ЦТС5Н1, БрО4Ц4С17, БрО5Ц5С5, БрО5С25, БрО6Ц6С3, БрО8Ц4, БрО10Ф01, БрО10Ц2, БрО1

0С10, БрО4Ц7С5.

            Безоловянистые бронзы (ГОСТ493-79) выпускаются в виде чушек для последующего литья следующих марок: БрА9Мц2Л, БрА10Мц2Л, БрА9ЖЗЛ.

Медь и ее сплавы широко используют в химическом машиностроении, для изготовления трубопроводов самого различного назначения, емкостей, различных сосудов в криогенной технике, в электроэнергетике и т. п.

Технология сварки чугуна с подогревом, как правило, используются в тяжелой промышленности. Концепция применения подогрева делает процесс сложнее, так как для него требуется специальное оборудование для подогрева.

В большинстве случаев изделие под сварку нагревается до температуры от 250 до 650°С.

Теоретическое занятие №19

Тема: Марки. Химический состав. Применение антифрикционных материалов

Рассматриваемые вопросы:

1. Марки. Химический состав.

2. Применение антифрикционных материалов

Краткие теоретические сведения

Свариваемость меди. Медь сваривается плохо ввиду ее высокой теплопроводности, жидкотекучести и повышенной склонности к образованию трещин при сварке.

Теплопроводность меди при комнатной температуре в 6 раз больше теплопроводности технического железа, поэтому сварка меди и ее сплавов должна производиться с увеличенной погонной тепловой энергией, а во многих случаях с предварительным и сопутствующим подогревом основного металла.

При переходе из твердого состояния в жидкое медь выделяет большое количество тепла (скрытая теплота плавления), поэтому сварочная ванна поддерживается в жидком состоянии более длительное время, чем при сварке стали. Повышенная жидкотекучесть меди затрудняет ее сварку в вертикальном, горизонтальном и особенно в потолочном положениях.

Водород в присутствии кислорода оказывает отрицательное действие на свойства меди. Водород, проникающий в медь при повышенных температурах сварки, реагирует с кислородом закиси меди, образует водяной пар, который, стремясь расшириться, приводит к появлению мелких трещин. Это явление при сварке меди называют «водородной болезнью». Если сваривать медь покрытыми медными электродами без подогрева свариваемого изделия (с быстрым охлаждением), то возникают горячие трещины.

Однако при сварке с подогревом, создающим условия медленного охлаждения, водяной пар в большинстве случаев до затвердевания металла выходит наружу; небольшая часть водяного пара остается между слоем сварочного шлака и поверхностью металла шва. В результате этого поверхность металла шеэ после удаления шлака становится неровной, с мелкими углублениями («рябой»), что можно избежать при очень медленном охлаждении шва.

Чем больше содержится кислорода в свариваемой меди, тем значительнее проявляется «водородная болезнь».

Виды сварки меди. При изготовлении сварных конструкций из меди наибольшее распространение получили следующие виды сварки плавлением: дуговая сварка угольным электродом, плавящимся электродом, под флюсом и в защитных газах; газовая сварка.

Дуговая сварка меди производится при повышенной силе сварочного тока, что обусловлено значительной теплопроводностью меди. Кромки свариваемых деталей соединяются с минимальным зазором из-за высокой жидкотекучести меди. Иногда применяют сварку на стальной подкладке.

Алюминий обладает низкой прочностью; поэтому его не применяют для конструкций, работающих под динамической нагрузкой. Его употребляют в химическом аппарато-строении, рамных конструкциях, для оконных и дверных переплетов и декоративных изделий в строительстве. Он обладает малой массой (плотность 2,7 г/см3), повышенной коррозионной стойкостью и большой пластичностью по сравнению с низкоуглеродистой сталью.

Алюминий и его сплавы делят на литейные и деформируемые (катаные, прессованные, кованые). Деформируемые сплавы подразделяют на термически не упрочняемые, к которым относятся сплавы алюминия с марганцем и магнием, и термически упрочняемые, к которым относятся сплавы алюминия с медью, цинком, кремнием.

Способы сварки алюминия и его сплавов. Основными способами сварки алюминия и его термонеупрочняемых сплавов являются сварка в инертных газах, по флюсу и под флюсом, ручная покрытыми электродами, контактная. Используют также газовую сварку, электрошлаковую сварку угольным электродом. Для термически упрочняемых сплавов применяют преимущественно механизированные способы сварки в инертных газах, электронно-лучевую, плаз-менно-дуговую.

Для тонколистового металла целесообразна сварка в импульсном режиме. Для толстолистового металла (610 мм) хорошие результаты дает трехфазная сварка неплавящимся электродом. Сварку плавящимся электродом в инертных газах выполняют при толщинах более 4 мм на постоянном токе обратной полярности /св = (120-г-160)da, где da — диаметр сварочной проволоки. Недостатком сварки плавящимся электродом является повышенная пористость.

Теоретическое занятие №20

Тема: Механические свойства. Виды сплавов. Обозначение. Преимущества и недостатки. (титаны и его сплавы)

Рассматриваемые вопросы:

1. Механические свойства. Виды сплавов. Обозначение.

2. Преимущества и недостатки. (титаны и его сплавы)

Основные теоретические сведения

Наиболее распространенными марками титана являются ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ1-00св. Титан указанных марок называется техническим. Данные марки не содержат в своем составе легирующие элементы, только незначительное количество примесей. Содержание Ti в марке ВТ1-0 составляет приблизительно 99,24-99,7%, в ВТ1-00 - 99,58-99,9%, ВТ1-00св - 99,39-99,9%. ВТ1-0, ВТ1-00 поставляется в виде листов, плит, прутков и труб. Проволока чаще всего используется для различных сварочных целей и производится из марки ВТ1-00св. 

В настоящее время известно довольно большое число серийных титановых сплавов, отличающихся по химическому составу, механическим и технологическим свойствам. Наиболее распространенные легирующие элементы в таких материалах: алюминий, ванадий, молибден, марганец, хром, кремний, олово, цирконий, железо. 

Титановый сплав ВТ5 содержит 5% алюминия. Он отличается более высокими прочностными свойствами по сравнению с титаном, но его технологичность невелика. Сплав куется, прокатывается, штампуется и хорошо сваривается. Из марки ВТ5 получают титановые прутки (круги), проволоку и трубы, а также листы. Его применяют при изготовлении деталей, работающих при температуре до 400 °С. 

Сплав титана ВТ5-1 помимо 5% алюминия содержит 2-3% олова. Олово улучшает его технологические свойства. Из марки ВТ5-1 изготавливают все виды полуфабрикатов, получаемых обработкой давлением: титановые плиты, а также листы, поковки, штамповки, профили, трубы и проволоку. Он предназначен для изготовления изделий, работающих в широком интервале температур: от криогенных (отрицательных) до + 450 °С. 
Титановый сплав ВТ3-1 относится к системе Ti - Al - Cr - Mo - Fe - Si. Он обычно подвергается изотермическому отжигу. Такой отжиг обеспечивает наиболее высокую термическую стабильность и максимальную пластичность. Марка ВТ3-1 относится к числу наиболее освоенных в производстве сплавов. Он предназначен для длительной работы при 400 - 450 °С; это жаропрочный материал с довольно высокой длительной прочностью. Из него поставляют прутки (титановые круги), профили, плиты, поковки, штамповки.

Достоинства / недостатки

Достоинства:

• малая плотность (4500 кг/м³) способствует уменьшению массы выпускаемых изделий;

• высокая механическая прочность. Стоит отметить, что при повышенных температурах (250-500 °С) титановые сплавы по прочности превосходят высокопрочные сплавы алюминия и магния;

• необычайно высокая коррозионная стойкость, обусловленная способностью Ti образовывать на поверхности тонкие (5-15 мкм) сплошные пленки оксида ТiO₂, прочно связанные с массой металла;

• удельная прочность (отношение прочности и плотности) лучших титановых сплавов достигает 30-35 и более, что почти вдвое превышает удельную прочность легированных сталей.

Недостатки:

• высокая стоимость производства, Ti значительно дороже железа, алюминия, меди, магния;

• активное взаимодействие при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, со всеми газами, составляющими атмосферу, в результате чего Ti и его сплавы можно плавить лишь в вакууме или в среде инертных газов;

• трудности вовлечения в производство титановых отходов;

• плохие антифрикционные свойства, обусловленные налипанием Ti на многие материалы; титан в паре с титаном вообще не может работать на трение;

• высокая склонность Ti и многих его сплавов к водородной хрупкости и солевой коррозии;

• плохая обрабатываемость резанием, аналогичная обрабатываемости нержавеющих сталей аустенитного класса;

• большая химическая активность, склонность к росту зерна при высокой температуре и фазовые превращения при сварочном цикле вызывают трудности при сварке титана.

Области применения

Основная часть титана расходуется на нужды авиационной и ракетной техники и морского судостроения. Его, а также ферротитан используют как легирующую добавку к качественным сталям и как раскислитель. Технический титан идет на изготовление емкостей, химических реакторов, трубопроводов, арматуры, насосов, клапанов и других изделий, работающих в агрессивных средах. Из компактного титана изготавливают сетки и другие детали электровакуумных приборов, работающих при высоких температурах. 

Технический титан из-за недостаточно высокой тепловой прочности не пригоден для применения в авиации, но благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии в ряде случаев незаменим в химической промышленности и судостроении. Так его применяют при изготовлении компрессоров и насосов для перекачки таких агрессивных сред, как серная и соляная кислота и их соли, трубопроводов, запорной арматуры, автоклав, различного рода емкостей, фильтров и т. п. Только Ti обладает коррозионной стойкостью в таких средах, как влажный хлор, водные и кислые растворы хлора, поэтому из данного металла изготовляют оборудование для хлорной промышленности. Также из него делают теплообменники, работающие в коррозионно активных средах, например в азотной кислоте (не дымящей). В судостроении титан используется для изготовления гребных винтов, обшивки морских судов, подводных лодок, торпед и т.д. На данный материал не налипают ракушки, которые резко повышают сопротивление судна при его движении. 

Титановые сплавы перспективны для использования во многих других применениях, но их распространение в технике сдерживается высокой стоимостью и недостаточной распространенностью данного металла. 

Теоретическое занятие №21

Тема: Виды материалов для различных систем. Обозначения

Рассматриваемые вопросы:

1. Виды материалов для различных систем. Обозначения

Краткие теоретические сведения

Конструктивными элементами — частями — судовых систем являются: трубы и гибкие шланги; соединительная арматура; арматура для закрывания, регулирования или переключения трубопроводов; механизмы, осуществляющие процесс энергообмена и перемещающие среды в трубопроводах; контрольно-измерительные и сигнальные приборы; аппараты теплообмена; защитные устройства; цистерны, баллоны, расходные баки и другие емкости; подвески, кронштейны и детали для крепления труб и арматуры к судовым конструкциям; компенсаторы удлинений и сжатий трубопроводов и т. п. 

Среда, перемещаемая в судовых системах, может быть очень агрессивна, скорость ее течения, температура и давление очень различны, поэтому для изготовления конструктивных элементов судовых систем используют различные материалы. 

Для судовых систем и их трубопроводов применяют трубы стальные, медные, медно-никелевые, латунные, биметаллические (из двух разнородных металлов), из алюминиево-магниевых и титановых сплавов, из пластмасс .

Арматуру трубопроводов (клапаны, краны, задвижки и т. д.) изготовляют из стали (литые и сварные), из чугуна (литые), из латуни и бронзы, а также из легких алюминиевых сплавов и из пластмасс (полиэтилен, полихлорвинил и др.). Стальная арматура применяется: из стали 25Л — для воздуха, масла, нефти, пресной воды и пара при температуре менее 400° С; из молибденовой стали 25ХМЛ — для пара давлением выше 6400 кн/м² (64 кгс/см²) и температурой более 450° С. Бронзовая арматура (из Бр.АМц9-2 и Бр.ОЦЮ-2) применяется обычно для морской воды, а латунная арматура (из ЛК80-8Д, ЛМц58-2, ЛЖМц59-1-1 и др.)—для пресной воды, масла, воздуха и пара с температурой менее 250° С.

В отечественном судостроении значительное применение нашли различные пластмассы, которые используются как для оборудования и отделки судовых помещений, так и для изготовления некоторых корпусных деталей, труб и арматуры к ним. В частности, для изготовления труб и арматуры применяется полиэтилен, полихлорвинил, винипласт, капрон, винидур, фторопласт, фенопласт, текстолит и др. Ниже приводятся некоторые характеристики труб и арматуры из этих синтетических материалов.

Полиэтиленовые трубы по сравнению со стальными обладают малым гидравлическим сопротивлением, хорошей пропускной способностью, не отпотевают, хорошо гнутся; их не нужно покрывать грунтом и изолировать. Применяют такие трубы при температуре рабочей среды не выше 40°С.

Теоретическое занятие №22

Тема: Материалы для судовых устройств. Виды судовых устройств. Обозначения материалов

Рассматриваемые вопросы:

1. Материалы для судовых устройств.

2. Виды судовых устройств. Обозначения материалов

Краткие теоретические сведения

Из капрона изготовляют детали различной судовой арматуры: клапаны, водопроводные краны, палубные шпигаты, бортовые захлопки, клинкеты и т. д. В настоящее время, например, широко применяют корпуса из капрона для арматуры с условными проходами до 100 мм, давлением рабочей среды до 4500 кн/м² (до 45 кгс/см²) и температурой до 100° С. Рабочей средой в этом случае может быть пресная и морская вода, а также различного рода нефтепродукты. Трубы из винипласта выпускают внутренним диаметром до 150 мм и толщиной стенок 2—20 мм. Они хорошо свариваются путем нагрева основного материала и винипластовой сварочной проволоки струей горячего воздуха до температуры 200—250° С, хорошо транспортируют жидкость и газы при температуре до 40°С и давлении до 400—500 кн/м² (4—5 кгс/см²). Такие трубы используют на судах в качестве заменителей стальных труб в системах водоснабжения и некоторых трюмных системах, а также для переговорных труб. Из винипласта изготовляют и некоторые другие детали арматуры.

Трубы из полихлорвинила выпускают внутренним диаметром до 380 мм и применяют для транспортировки газообразных и жидких химических продуктов при давлении до 600 кн/м² (до 6 кгс/см²) и температуре среды до 55° С. При нагреве до 130° С полихлорвиниловые трубы легко изгибаются радиусом, равным четырем-пяти диаметрам, хорошо свариваются. Соединяют трубы между собой сваркой или при помощи стяжных муфт и хомутов из фенопласта.

Полихлорвиниловый пластик-винидур нашел применение для изготовления различных деталей арматуры и соединений .труб, корпусов и деталей клапанов.

Теоретическое занятие №23

Тема: Понятие и коррозии и эрозии. Виды коррозии. Виды коррозийных разрушений. Способы защиты.

Рассматриваемые вопросы:

1. Понятие и коррозии и эрозии. Виды коррозии. Виды коррозийных разрушений.

2. Способы защиты.

Краткие теоретические сведения

Под коррозией подразумевают разрушение материалов, вызванное физико-химическим либо сугубо химическим влиянием среды. Прежде всего, коррозию делят по типу на электрохимическую и химическую, по характеру – на местную и сплошную.

Местная коррозия бывает ножевой, межкристаллитной, сквозной (сквозная коррозия известна владельцам машин, которые не следят за состоянием кузова своего транспортного средства), питтинговой, подповерхностной, нитевидной, язвенной. Она также проявляется хрупкостью, растрескиванием и пятнами. Сплошное окисление может быть избирательным, неравномерным и равномерным.

Методы защиты металлов от коррозии

Существует несколько основных методов защиты металла от коррозии: 
- увеличение химического состава металла с целью повышения его антикоррозийных характеристик; 
- изоляция поверхности металла антикоррозийными материалами; 
- снижение агрессивности среды, в которой производятся и эксплуатируются металлические изделия; 
- наложение внешнего тока, обеспечивающего электрохимическую защиту от коррозии. 
Таким образом, можно защитить металлические изделия от коррозии до начала их эксплуатации или во время нее.

В современном производстве большое значение уделяется разработке устойчивых к коррозии металлических сплавов. Например, коррозионная устойчивость значительно повышается при добавлении в железный сплав хрома и никеля. Магниевые сплавы с этой же целью легируются марганцем, а никелевые - медью.

Теоретическое занятие №24

Тема: Классификация. Особенности применения материалов для постройки и спуска судов

Рассматриваемые вопросы:

1. Классификация.

2. Особенности применения материалов для постройки и спуска судов

Краткие теоретические сведения

Имеются основные материалы, используемые для изготовления корпусов, элементов набора, судовых устройств и деталей.
Сталь - обладает многими свойствами, необходимыми для постройки судна (плотность 7,8 г/см3). Она прочна, хорошо поддается обработке. Наиболее часто используются судостроительные углеродистые и низколегированные стали.
Листовая сталь имеет толщину от 0,5 до 4 мм (тонколистовая) и 4 - 1400 мм. В судостроении наиболее распространены листы длиной 6-8 м и шириной 1,5-2 м. Из углеродистых сталей выпускают профили: угловой, швеллерный, двутавровый, полособульбовый и зетовый, а из низколегированных сталей те же профили, кроме зетового и двутаврового. Из листовой стали изготавливают обшивку корпуса, переборки, второе дно, палубы и т.п.; из профильной: бимсы, шпангоуты, стрингеры и дрругие элементы набора корпуса. Методом литья изготавливаются детали сложной формы: якорные клюзы, якоря, цепи, штевни, кронштейны гребных винтов и др.

Алюминиевые сплавы имеют меньшую, чем у стали, плотность (2.7 г/см3) и достаточную прочность. Наибольшее распространение имеют сплавы алюминия с магнием и марганцем. Из этих сплавов изготавливают маломерные суда, надстройки, перегородки, трубопроводы, вентиляционные трубы, мачты, трапы и другие важные судовые детали.

Сплавы алюминия принято делить на две группы: первая — сплавы, деформируемые обработкой, и вто­рая — литейные сплавы.

Деформируемые обработкой алюминиевые сплавы ха­рактеризуются невысокой прочностью, но хорошей пла­стичностью (от 6 до 40 %). К ним относятся сплавы алюми­ния с марганцем и магнием, содержащие до 6 % Mg. Из этих сплавов широко применяют сплав АМц, содержа­щий 1—1,6 % Мn, и сплавы АМг2, АМг5, содержащие соответственно 2,6—1,8 Mg, 0,2—0,6 Мn и 4,8—5,8 Mg, 0,3—0,8 Мn. Эти сплавы почти все однофазные, имеющие структуру твердого раствора. Они хорошо свариваются, устойчивы против коррозии и применяются для мало­нагруженных деталей, изготовляемых холодной штам­повкой, и для сварных конструкций. Упрочнение этих сплавов возможно только путем холодной деформации, так как их упрочнение термической обработкой не удается.

Из группы деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, наиболее известны дуралюмины и авиаль.

Литейных алюминиевых сплавов очень много: их принято маркировать двумя буквами: АЛ (алюминиевый сплав, литейный). В соответствии с ГОCТ их принято делить на пять групп.

Группа I — сплавы на основе системы алюминий — кремний (АЛ2, АЛ4, АЛО). Эти сплавы часто называют силуминами, и они представляют интерес с точки зрения металловедения.

Группа II объединяет много сплавов, имеющих основу алюминий—кремний—медь (АЛЗ, АЛ5, АЛ6, а также АЛ32, содержащий, кроме трех основных компонентов, еще марганец и титан).

Группа III — сплавы на основе системы алюминий — медь (АЛ7 и АЛ 19), которые из-за наличия значительного количества меди более дефицитны и дороги.

Группа IV — сплавы на основе системы алюминий — магний (АЛ8, АЛ 13, АЛ22 и др.), обладающие низкой плотностью (почти в 3 раза легче стали), высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью. Двой­ные сплавы начали широко использовать для получе­ния легких отливок различного оборудования для транс­портных машин

31