Характеристика металлов и других материалов, используемых при ремонтных работах

Металлы в судостроении играют важную роль, так как большая часть корпуса судна, его конструкций и систем изготавливаются из металлических материалов. Различные стали, алюминий, титан и их сплавы широко применяются при строительстве кораблей из-за их прочности, устойчивости к коррозии и другим химическим воздействиям.

При ремонтных работах на судах также используются как металлические материалы для замены изношенных или поврежденных деталей корпуса, приводов, систем охлаждения и других элементов, так и неметаллические.

Основные сведения о металлах

Металлом называется вещество, обладающее теплопроводностью, электропроводностью, характерным блеском в изломе и непрозрачностью. В нормальных условиях все металлы, кроме ртути – твердые вещества. В природе все металлы, кроме:

• ртути;
• серебра;
• золота;
• платины;

в чистом виде не встречаются. В машиностроении широкое применение получили сплавы. Металлический сплав – это сплавление 2, 3 и более компонентов, из которых основным является металл.

Все металлы и их сплавы делят на две группы – черные и цветные. К черным металлам относятся:

• чугун;
• и сталь;

которые получили широкое применение во всех отраслях народного хозяйства и являются основой современной техники. Они обладают высокими механическими и технологическими свойствами. Чугуны широко применяют для изготовления отливок сложной формы:

• корпуса насосов и механизмов;
• цилиндров;
• втулок;
• поршней;
• станин и т. д.

По сравнению с чугунами стали более прочны и вязки. Они очень разнообразны по своим свойствам в зависимости от химического состава и вида термической и химико-термической обработки. Изделия из стали можно получать:

• ковкой;
• штамповкой;
• литьем;
• сваркой и обрабатывать режущим инструментом.

Легированные стали содержат помимо обычных составляющих специально вводимые элементы:

• хром;
• никель;
• магний;
• ванадий и другие изменяющие ее свойства.

Сталь используют в виде различного проката:

• прутков разного сечения;
• балок;
• труб;
• лент;

из которого изготавливают детали главных и вспомогательных механизмов, судовых устройств и инструментов.

Чугуны получают из металлических руд. Основная часть чугуна идет на производство стали.

К цветным металлам относятся:

• медь;
• никель;
• олово;
• свинец;
• алюминий и др.

Эти металлы используют в промышленности главным образом в виде сплавов. Медь и алюминий, обладающие высокой электропроводностью, в чистом виде используют в электротехнической промышленности; кроме того, алюминий используется в пищевой промышленности.

Основные сплавы меди – латунь и бронза – нашли широкое применение в технике благодаря высокой коррозийной стойкости и повышенным механическим свойствам. Из латуни и бронзы изготавливают:

• вкладыши подшипников;
• втулки;
• червячные колеса;
• арматуру и другие детали.

Из-за низкой прочности алюминий как конструкционный материал в технике не используют, но он является основой многих конструкционных сплавов, применяемых в авиа- и судостроении. Сплавы алюминия применяются для изготовления:

• корпусов механизмов;
• элементов надстроек;
• рубок;
• трапов;
• цистерн.

Такие металлы, как:

• хром;
• никель;
• ванадий;
• вольфрам;
• титан и др.,

широко применяются при производстве легированных сталей и сплавов со специальными качествами. Благородные металлы:

• золото;
• серебро;
• платина;

широко используются в виде сплавов в точном приборостроении. Особый интерес представляет титан и его сплавы. Эти сплавы получили широкое применение, особенно в реактивной технике.

Свойства металлов, применяемых в промышленности, условно разделяют на:

• физические;
• химические;
• механические;
• технологические и др.

Свойства и испытания материалов для судовых механизмовФизические свойства металлов зависят от внутреннего строения металла и, определяются его плотностью – величиной, равной отношению массы вещества к его объему.

Металлы и их сплавы по-разному сопротивляются химическому воздействию различных активных сред. При взаимодействии металлов и сплавов с неметаллами выделяется большое количество тепла. Некоторые химически активные металлы и сплавы окисляются на воздухе при нормальных условиях и при нагревании, с повышением температуры этот процесс активизируется.

Механические свойства являются основными характеристиками работоспособности металлов и их сплавов. Основными из них являются:

• прочность – способность металлов воспринимать различные виды нагрузок, не разрушаясь;
• пластичность – способность металлов и их сплавов под воздействием внешних сил изменять свою первоначальную форму, не разрушаясь, и сохранять эту форму и размеры после устранения этих сил.

Механические свойства могут служить основой при конструировании и расчете деталей на прочность.

Технологические свойства характеризуют способность поддаваться различным методам горячей и холодной обработки, т. е.:

• легко плавиться и заполнять форму;
• хорошо обрабатываться давлением;
• свариваться и др.

Чугуны. Железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2 % называется чугуном. Промышленное значение имеет чугун с содержанием углерода от 2 до 4,3 %.

Чугуны получают в доменных печах. Исходными материалами доменного процесса являются:

• железная руда;
• топливо;
• флюсы;
• и воздух (кислород).

Перед поступлением в доменную печь исходные материалы проходят подготовительные операции.

Поступающую в доменную печь руду:

• сортируют по химическому составу, а затем дробят – размельчают на щековых или конусных дробилках на куски размером 30-100 мм;
• просеивают через плоские или цилиндрические сита – куски размером 30-100 мм идут на плавку, а более мелкие на спекание;
• промывают – удаляют струей воды глину, песок, суглинки;
• проводят магнитное обогащение – сильными электромагнитами отделяют пустую породу от железной руды;
• обжигают руду – применяют для руд, содержащих воду в химически связанном состоянии.

Для этого:

• при температуре 600-800 °C в рудообжигательных печах удаляют воду, углекислоту и серу, после чего руда становится пористой и легко восстанавливается;
• спекают – это делают для окусковывания мелких кусочков руды, колошниковой пыли и др.

Топливо для доменных печей:

• должно иметь большую теплотворную способность;
• быть кусками определенного размера, не истираться при больших давлениях и не растрескиваться при высоких температурах;
• содержать минимальное количество вредных примесей (серы, золы, влаги).

Флюсы – это минеральные вещества, которые образуют с золой топлива и расплавленной пустой породой легкоплавкое соединение, называемое шлаком.

В зависимости от химического состава и назначения чугуны делят на:

• литейный;
• передельный;
• ковкий;
• и высокопрочный.

Литейный (серый) чугун – в нем углерод находится в свободном состоянии в форме пластинчатого графита. Цвет чугуна в изломе – серый, обладает высокими литейными качествами, хорошо обрабатывается режущим инструментом. Применяют серые чугуны для:

• производства чугунных отливок различных машин, механизмов;
• и санитарно-технического оборудования.

Литейный чугун маркируют в зависимости от его механических свойств (СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25 и др.). Буквы обозначают серый чугун, а цифры указывают предел прочности чугуна при растяжении. Вредными примесями являются:

• фосфор – он улучшает литейные свойства, но повышает хрупкость чугуна;
• сера – делает чугун густым в расплавленном состоянии и способствует образованию трещин в нагретом состоянии.

Передельный (белый) чугун в изломе белого цвета. Этот чугун отличается высокой твердостью и хрупкостью, не поддается механической обработке, поэтому для изготовления изделий не применяется. Передельный чугун составляет около 80 % выплавляемых чугунов, которые применяются для переделки на сталь и в производстве отливок для получения ковкого чугуна. В зависимости от метода получения стали передельные чугуны выпускаются следующих марок:

• бессемеровский (Б-1 и Б-2) – для получения чугуна в бессемеровских конвертерах;
• томасовский (Т-1) – для переделки в сталь в томасовских конвертерах;
• мартеновский (М-1 и М-2) – для получения стали в мартеновских печах.

Отливки из белого чугуна, из-за большой твердости не подвергаются механической обработке, но допускается шлифование абразивами.

• КЧ-37-12;
• КЧ-30-6;
• КЧ-45-6;
• КЧ-63-2 и др.

Буквы обозначают ковкий чугун, первые две цифры в марке – предел прочности при растяжении, вторые – относительное удлинение в процентах. Этот чугун применяется для изготовления:

• тонкостенных отливок;
• арматуры судовых паровых котлов;
• и судового трубопровода.

Высокопрочный чугун получают путем введения в расплавленный чугун (серый) небольшого количества модификаторов, которые, не изменяя химического состава чугуна, влияют на процесс его кристаллизации; при этом содержащийся в чугуне пластинчатый графит превращается в шаровидный. В качестве модификаторов применяют:

• церий;
• лантан;
• магний;
• кремний;
• висмут.

Введение модификаторов повышает прочность чугуна и пластичность. Выплавляются следующие марки высокопрочных чугунов:

• ВЧ-38-17;
• ВЧ-42-12;
• ВЧ-45-5;
• ВЧ-50-2;
• ВЧ-60-2;
• ВЧ-70-2;
• ВЧ-80-2;
• ВЧ-100-2;
• ВЧ-120-2.

Буквы обозначают высокопрочный чугун, первые цифры – предел прочности при растяжении, вторые – относительное удлинение. Высокопрочный чугун находит все более широкое применение для изготовления различных деталей. Из этого чугуна изготавливают:

• коленчатые валы двигателей;
• высоконагруженные зубчатые колеса;
• муфты;
• шатуны.

Многие детали, изготавливаемые ранее из стальных заготовок, отливают из высокопрочного чугуна.

Стали. Сталью называется железоуглеродистый сплав с содержанием углерода от сотых долей до 2 %. В химический состав сталей кроме железа и углерода входят:

• кремний;
• марганец;
• фосфор;
• сера;

которые повышают механические и технологические свойства. Присутствие в стали углерода повышает ее твердость. По сравнению с чугуном стали обладают более высокими механическими свойствами, имеют хорошую вязкость и пластичность.

По химическому составу, различают углеродистые и специальные (легированные) стали. В углеродистых сталях главной составляющей является углерод, и в зависимости от его содержания углеродистые стали разделяют на:

• стали углеродистые обыкновенного качества;
• и стали углеродистые качественные.

Специальные стали отличаются от углеродистых наличием таких элементов, как:

• хром;
• никель;
• вольфрам;
• ванадий;
• молибден и др.,

которые заметно изменяют ее свойства.

Стали классифицируют на:

• строительные, служащие для изготовления строительных конструкций;
• конструкционные, предназначенные для изготовления деталей машин и механизмов;
• инструментальные, применяемые для изготовления режущих инструментов;
• стали с особыми физическими свойствами (нержавеющие, жаропрочные, магнитные, немагнитные и др.).

Основным сырьем для получения стали служат передельный (белый) чугун и металлический лом. По сравнению с чугуном стали содержат меньше углерода и неизбежных примесей кремния, марганца, серы и фосфора. Поэтому, чтобы получить сталь, необходимо удалить из чугуна значительную часть углерода и примесей.

В промышленности стали получают следующими способами.

Конверторный способ. Сталь получают продувкой расплавленного чугуна воздухом (кислородом). Продувку продолжают до тех пор, пока содержание углерода не достигнет заданного предела.

Мартеновский способ. Сталь получают:

• расплавлением чугуна;
• металлического лома;
• железной руды;
• и флюсов.

Мартеновские печи работают на газе (генераторный, смесь доменного и коксовального газов) и на жидком топливе – мазуте.

Скрапп-процесс (кислый процесс). Исходными материалами скрапп-процесса являются:

• стальной и чугунный лом;
• отходы металла;
• и бракованные детали.

Сущность процесса сводится к раскислению шихтовых материалов и удалению из расплавленного металла примесей (кремния, марганца и углерода).

Рудный (основной) процесс. Исходными материалами при таком способе получения стали являются жидкий чугун, отходы металлургических предприятий с добавкой железной руды, способствующей окислению примесей чугуна. При плавке можно снижать содержание серы и фосфора, что позволяет менее тщательно подбирать шихту.

Мартеновское производство стали дает возможность получать различные сорта сталей:

• малоуглеродистые;
• конструкционные;
• высокоуглеродистые;
• и легированные.

Получение стали в электропечах. Этим способом получают:

• легированные;
• специальные;
• и высококачественные стали.

Печи могут быть дуговые и индукционные.

В дуговых электропечах плавка металла происходит за счет тепла электрической дуги (электрического разряда), образующейся между металлом и электродом. Эти печи работают на постоянном или переменном токе с зависимой и независимой дугами. В печах с независимой дугой электроды располагаются горизонтально и электрическая дуга возникает между ними.

В индукционных печах сталь получают за счет расплавления металла токами высокой частоты (500-1 000 Гц). В таких печах получают высоколегированные стали – нержавеющие, жаростойкие и др.

В судостроении и судоремонте широко применяются конструкционные стали. Они имеют высокую прочность, пластичность и обладают хорошей вязкостью. К конструкционным сталям относятся стали с содержанием углерода до 0,8 %. Они легко обрабатываются давлением, хорошо свариваются и термообрабатываются. Применяются они главным образом в виде проката и поковок. Такая сталь подразделяется на группы А, Б и В.

Сталь марок от Ст0 до Ст6 относят к группе А и выпускают с гарантированными механическими свойствами без уточнения химического состава, поэтому эти стали не подвергаются термической обработке. Для обозначения раскисления после номера добавляют индексы:

• кп – кипящая;
• пс – полуспокойная;
• сп – спокойная.

Например, СтЗкп, Ст4пс, Ст5сп.

К группе Б относят стали с гарантированными химическими свойствами. Эти стали можно подвергать термической обработке.

Стали группы В поставляются с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. Эти стали подвергаются термической обработке.

К качественным конструкционным сталям относятся: 0,5кп, 0,8пс, 0,8, 10кп, 15, 15кп, 20, 20кп, 25, 30, 35 и т. д. до 85, 15Г, 20Г, 30Г и т. д. до 70Г.

Числа показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а буква Г – повышенное содержание марганца. Качественные стали марок 25, 35 и 45 широко используют для изготовления коленчатых, промежуточных и гребных валов, а также для изготовления:

• шатунов;
• шатунных болтов;
• баллеров рулей;
• зубчатых колес и др.

Для изготовления коллекторов судовых паровых котлов и теплообменных аппаратов используют сталь марок 15к и 20к. Буква к означает котельную сталь.

Инструментальные углеродистые стали отличаются низким содержанием вредных примесей (серы не более 0,02 %, фосфора 0,03 %) и содержанием углерода от 0,7 до 1,35 %. Их подразделяют на качественные и высококачественные.

Инструментальные качественные стали марок от У7 до У13 и от У7А до У13А применяют для изготовления слесарного инструмента.

Цифры в марке стали указывают содержание углерода в десятых долях процента, а буква А говорит о том, что это высококачественная сталь.

Легированные стали в отличие от углеродистых сталей содержат определенное количество легирующих элементов, которые придают сталям особые свойства. В сталь вводят следующие легирующие элементы:

• хром (X);
• кремний (С);
• марганец (Г);
• медь (Д);
• титан (Т);
• фосфор (П);
• ванадий (Ф);
• вольфрам (В);
• молибден (М);
• кобальт (К);
• бор (Р);
• никель (Н);
• алюминий (Ю);
• ниобий (Б).

В скобках даны буквы, которыми обозначают данный элемент в марке стали.

Легированные стали подразделяют на:

• конструкционные;
• инструментальные;
• и стали со специальными свойствами.

Инструментальные легированные стали обладают высокой износоустойчивостью и твердостью. Их широко применяют для изготовления режущих и измерительных инструментов, деталей топливной аппаратуры. Для режущих и измерительных инструментов с небольшими скоростями резания используют стали марок X, ХВБ, 9ХС, ХВГ. Для инструмента, работающего на высоких скоростях резания, применяют быстрорежущие стали марок Р18, Р9, Р9Ф5, П9К10 и др.

Специальные легированные стали обладают специальными физическими и химическими свойствами. В судостроении и судоремонте наиболее широко применяются:

• коррозийно-стойкие;
• жаростойкие;
• жаропрочные;
• и износоустойчивые стали.

Коррозийно-стойкие стали марок 1X13, Х17, Х25, ЗХВ, 2Х18Н9 и др. отличаются высокой стойкостью в пресной и соленой воде и кислотных средах, что объясняется повышенным содержанием хрома, который создает на поверхности металла прочную пленку окислов. Присутствие никеля повышает коррозийную стойкость и вязкость стали. Эти стали используют для изготовления клапанов насосов, лопаток паровых и газовых турбин. Присутствие в жаростойких сталях таких легирующих элементов, как:

• хром;
• кремний;
• алюминий;

делает их стойкими к окислению и предохраняет от образования окалины. Такие легирующие элементы, как:

• хром;
• никель;
• молибден;
• вольфрам;
• кобальт;
• ванадий и др.,

делают сталь жаропрочной. Эти стали применяют для изготовления деталей турбин, трубопроводов установок сверхвысокого давления.

Для изготовления режущего инструмента, предназначенного для обработки жаропрочных и нержавеющих сталей, применяют быстрорежущие стали, обладающие высокими механическими свойствами после сложной термической обработки.

Титан и его сплавы. Это серебристо-белый тугоплавкий металл с удельной плотностью 4,5 и температурой плавления 1 665 °C. Благодаря:

• небольшой удельной плотности;
• высокой прочности;
• высокой коррозийной устойчивости в пресной и соленой воде;
• и стойкости против азотной и серной кислоты;

титан и его сплавы широко используются в технике в качестве конструкционных материалов. Титан хорошо обрабатывается резанием, допускается сварка металла.

Механические свойства металла во многом зависят от его чистоты. Вредными примесями в сплавах титана являются:

• водород;
• кислород;
• азот;
• углерод;

которые значительно снижают пластичность и прочность титана и приводят к повышению хрупкости. Легирующими элементами титана являются:

• хром;
• марганец;
• железо;
• молибден;
• ванадий;
• алюминий и др.

Присадка одного или нескольких элементов к титану приводит к повышению его прочности. Прочность титановых сплавов с повышением температуры понижается.

Титан выпускают двух марок – ВТ1-00, ВТ1-0, на основе которых изготавливают 14 марок титановых сплавов: ОТ4-1, ВТЗ-1, ВТ-5, ВТ-9, ВТ-16, ВТ-22, ПТ-7М и др.

Деформируемые титановые сплавы и титан выпускают в виде проката (листов, полос прутков, проволоки). Как антикоррозионный материал титан и его сплавы широко используют в машиностроении, в химической и пищевой промышленности для изготовления различных емкостей и трубопроводов. Широко применяется титан и его сплавы в авиационной, ракетной технике и судостроении.

Титан является важным легирующим элементом для производства сталей и сплавов.

Цветные металлы. Такие цветные металлы, как:

• медь;
• алюминий;
• магний;
• цинк;
• олово;
• свинец и др.,

широко применяются в машиностроении, судостроении и авиастроении. Цветные металлы являются наиболее ценными и дефицитными из-за малого распространения их в природе, сложности добычи из руд и трудоемкости процессов получения их в чистом виде.

Медь обладает хорошей тепло- и электропроводностью, коррозийной стойкостью. В природе медь встречается главным образом в виде соединений (медный колчедан). Основным сырьем для получения меди являются сульфидные и окисные руды, содержащие сернистые и окисные соединения меди. Содержание меди в руде незначительное. Руда с содержанием меди 3-5 % считается богатой, а с содержанием меди до 2 % – бедной. Бедные руды перед плавкой обогащают.

Получение меди из руд производится двумя способами:

• пирометаллургическим (сухой);
• и гидрометаллургическим (мокрый).

Пирометаллургический способ заключается в плавке руды в печах.

По ГОСТ 859-78 медь выпускают шести марок – M00, М0, Ml, М2, М3, М4.

В судостроении чистую медь применяют для изготовления:

• электрокабелей;
• шин;
• контактов;
• а также труб судовых систем,

которые предназначены для подачи свежего пара, пресной и морской воды. Трубы, работающие при высоких температурах, изготавливаются из меди марки МЗр (р – раскисленная).

В большом количестве медь идет на производство сплавов, которые обладают рядом ценных свойств; наиболее распространенными являются латунь и бронза.

Латунь – сплав меди с цинком. По химическому составу латуни разделяют на простые и специальные. Простые латуни содержат в сплаве только цинк и маркируются: Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63. Латунь обозначается буквой Л, цифры указывают среднее содержание меди в процентах. Латунь марок Л96 и Л90 содержит большое количество меди и называется томпак. Эти сплавы применяют для изготовления:

• кабельных наконечников;
• ножей;
• рубильников;
• фланцев;
• бобышек;
• деталей штуцерных соединений.

Материалы, применяемые в судоремонтеМеханические свойства латуней зависят от их химического состава. Латуни с содержанием цинка более 50 % обладают большой хрупкостью и в технике не применяются. Сплавы, содержащие цинка не более 38 %, пластичны, прочны и хорошо обрабатываются давлением. В судостроении в основном применяют 4 марки простой латуни: Л63, Л68, Л90, Л96. Латуни марок Л63 и Л68 предназначены для изготовления деталей, работающих в пресной и соленой воде:

• трубки теплообменных аппаратов;
• радиаторы;
• кожухи;
• предохранительные щитки;
• шурупы;
• винты и др.

Специальные латуни содержат кроме цинка от 2 до 7 % других металлов (алюминий, никель, железо, олово, свинец, кремний, марганец и др.). В специальных латунях буквы, стоящие за буквой Л, обозначают название элемента в сплаве, а цифры – содержание в процентах других элементов в той последовательности, в которой расположены буквы.

Введение добавок повышает коррозийную стойкость латуней, повышает механические и улучшает технологические свойства специальных латуней. Например, добавка 1 % олова повышает сопротивляемость латуни к коррозии. Алюминий, кремний, марганец и никель повышают механические свойства латуней.

В судостроении специальные латуни применяют довольно широко. Например, латунь марки ЛМцЖ55-3-1 используется для изготовления:

• гребных винтов;
• крыльчаток насосов;
• тарелок клапанов;
• пробок;
• кранов;

марки ЛК80-ЗЛ – для изготовления судовой арматуры, судовых колоколов; марки Л/Мц58-2 – для изготовления деталей судовой арматуры, трубных досок теплообменных аппаратов, деталей иллюминаторов, сальников и др.

Сплав меди с такими элементами, как:

• свинец;
• олово;
• алюминий;
• железо;
• никель;
• марганец и др.,

кроме цинка, называется бронзой. По технологическим свойствам бронзы превосходят латуни и применяются для изготовления изделий, обладающих высокой стойкостью против износа и коррозии. В зависимости от химического состава бронзы подразделяют на:

• оловянистые;
• алюминиевые;
• кремнистые;
• марганцовистые;
• бериллиевые и др.

Марка бронзы состоит из букв и цифр. Буквы Бр обозначают бронзу; буквы, стоящие дальше, указывают на содержание примесей; цифры – среднее процентное содержание элементов. Например, БрОЦС-6-6-3 – бронза оловяноцинковосвинцовистая, содержащая 6 % олова, 6 % цинка и 3 % свинца, остальное – медь.

В судостроении и судоремонте бронзу применяют для изготовления таких ответственных деталей, как:

• червячные колеса;
• клапаны;
• детали теплообменных аппаратов;
• корпуса.

Для изготовления тяжело нагруженных подшипников скольжения, втулок, сальников, поршней и скалок, работающих в морской воде, применяют бронзу марок БрОФ-10-1, БрОЦС-6-6-3, БрС-30 и др.

Алюминий и его сплавы. Алюминий – легкий металл, почти в 3 раза легче стали, серебристо-белого цвета с температурой плавления 658 °C. Алюминий хорошо проводит электрический ток и тепло, высокопластичен и прочен. В нормальных условиях активно взаимодействует с кислородом воздуха и покрывается тонкой прочной пленкой окиси алюминия, которая защищает металл от разрушения. В природе встречается в виде минералов:

• бокситов;
• глиноземов;
• алунинов;
• каолинов.

В зависимости от химического состава алюминий подразделяют на 3 группы:

1 алюминий особой чистоты – содержит 99,999 % алюминия и применяется для изготовления электрических шин, кабелей, химической аппаратуры, фольги и электрических конденсаторов;

2 алюминий высокой чистоты – содержит от 99,995 до 99,95 % алюминия и применяется в электротехнической промышленности;

3 алюминий технической чистоты – содержит от 99,85 до 99 % алюминия и применяется для производства алюминиевых сплавов, которые отличаются высокой прочностью и коррозийной стойкостью, а также применяются для изготовления труб в авиационной промышленности и в пищевой промышленности для изготовления посуды. В алюминий технической чистоты, поставляемый для обработки давлением, вводят титан до 0,1 % для марок А85, А8, А7, А5 и до 0,15 % – для марки А0.

Примесями алюминия являются:

• железо;
• кремний;
• медь;
• цинк;
• титан и др.

Алюминиевые сплавы получили широкое применение и в судостроении. Их используют для изготовления:

• надстроек;
• рубок;
• мачт;
• иллюминаторов;
• дверей;

а также используют для изготовления корпусов судов на подводных крыльях и катеров. Сплавы получают добавлением к алюминию таких металлов, как:

• медь;
• магний;
• кремний;
• цинк;
• литий.

Сплавы алюминия обладают:

• высокими механическими и технологическими свойствами;
• высокой электро- и теплопроводностью;
• коррозийной стойкостью.

Алюминиевые сплавы делят на две группы:

• деформируемые;
• и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы отличаются хорошей пластичностью и поддаются всем видам обработки под давлением:

• прокатке;
• ковке;
• прессованию;
• и штамповке.

Наиболее широко из деформируемых алюминиевых сплавов применяют дюралюмины:

• сплавы алюминия с медью (до 5,2 %);
• магнием (до 2,7 %);
• и марганцем (до 1 %).

Медь и магний повышают прочность, а марганец – коррозийную стойкость металла.

Дюралюмины маркируются буквой Д и числом, которое обозначает номер сплава. Наиболее широко применяют следующие дюралюмины: Д1, Д6, Д1П, ДЗП, Д16П. Из дюралюминов изготавливают:

• листы;
• трубки;
• ленты;
• прутки;
• различные профили, из которых делают детали несущих конструкций;
• трубы;
• лопасти воздушных винтов и остекленных отеновых панелей.

Недостатком дюралюминиевых сплавов является низкая коррозийная стойкость.

Большое распространение получили многокомпонентные деформируемые сплавы, обладающие высокой пластичностью и прочностью. Сплавы АК2 и АК6 широко применяются для изготовления поршней двигателей, картеров и крышек, рабочих колес насосов.

Литейные алюминиевые сплавы предназначены для изготовления изделий методом литья. Из литейных алюминиевых сплавов наибольшее распространение получили силумины – сплавы алюминия с кремнием. Силумины хорошо обрабатываются резанием, имеют высокую коррозийную стойкость и литейные свойства и разделяются на:

• простые силумины (АЛ2, АЛ4, АЛ9 и др.);
• и сложные с содержанием кремния до 22 % (АЛЗ, АЛ5, АЛ6 и др.).

В силуминах также присутствуют:

• магний;
• медь;
• железо;
• хром;
• никель;

которые улучшают механические свойства сплавов.

Литейные сплавы алюминий – магний (АЛ8) имеют высокую прочность, пластичность и коррозийную стойкость и применяются для изготовления:

• арматуры;
• деталей приборов;
• корпуса иллюминаторов;
• киповых планок;
• кнехтов.

Малотоннажные суда из алюминиевых сплавовЛитейные сплавы алюминий – медь обладают высокими механическими свойствами и жаропрочностью и применяются для изготовления поршней и головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания, цилиндровых крышек и др.

Антифрикционные сплавы применяют в подшипниках скольжения. Они имеют особую структуру и представляют собой мягкую основу с твердыми включениями. Такая структура сплава обладает:

• хорошей прочностью;
• пластичностью;
• имеет низкий коэффициент трения;
• обеспечивает незначительный износ трущихся поверхностей и минимальные деформации при больших удельных давлениях;
• а также легко прирабатывается к валу.

При работе мягкая основа сплава истирается, а между твердыми частицами образуется сеть микроканалов, которые хорошо удерживают смазку.

Антифрикционные сплавы подразделяют на:

• баббиты;
• бронзы;
• латуни;
• и антифрикционные чугуны.

Баббиты – сплавы на оловянистой или свинцовистой основе. Баббиты выпускаются марок Б88, Б83, Б83С, Б16, БС6 и др. Чем выше содержание олова в сплаве, тем лучше его антифрикционные свойства. Самыми лучшими антифрикционными свойствами обладают баббиты марок Б83, Б89, их используют для заливки вкладышей подшипников сильно нагруженных и быстроходных двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, турбокомпрессоров, упорных подшипников судового валопровода. Баббиты на свинцовистой основе (Б16, БС6) и баббит с никелем (БН) имеют более низкие антифрикционные и механические свойства и применяются для заливки менее нагруженных вкладышей подшипников автотракторных двигателей, электровозов и судовых вспомогательных механизмов.

В связи с широким применением цветных металлов и их сплавов вопрос замены их менее дорогими и не уступающими по механическим свойствам имеет большое значение. В качестве заменителей бронзы, латуни и баббитов широко применяют алюминиево-никелевые и алюминиево-железные силумины и их сплавы на основе цинка и кадмия, например сплав АН-25, который состоит из алюминия с 2,5 % никеля. В качестве заменителей иногда применяют антифрикционные серые и ковкие чугуны; наибольшее применение имеют чугуны марок АСЧ-1, АСЧ-2 и АСЧ-3. Все большее применение находят графитовые материалы, пропитанные металлами и их сплавами:

• бронзой;
• баббитом;
• сурьмой;
• кадмием и др.

Эти материалы применяются для изготовления подшипников в турбинах, электродвигателях и центробежных насосах, работающих со спокойной нагрузкой. Заменителями дорогостоящих цветных металлов и их сплавов являются синтетические материалы. Из пластмасс изготавливают подшипники, дейдвудные втулки, вкладыши, зубчатые колеса и другие детали.

Способы обработки металлов

Для изготовления деталей машин и механизмов нужных размеров и форм, а также для разборки, ремонта, сборки узлов и агрегатов используют слесарные работы и механическую обработку металлических заготовок. К слесарным работам относятся:

• разметка – операция перенесения с чертежа на поверхность заготовки основных линий, точек, центров, отверстий и границ обработки режущим инструментом. Разметка может быть плоскостной, при которой риски наносят в двух измерениях – по длине и ширине, и объемной (пространственной) – в этом случае риски наносят в трех измерениях – по длине, ширине и высоте;
• рубка металла – процесс грубого выравнивания поверхностей литых и сварных деталей при помощи слесарного или пневматического молотка. Рубка применяется также для прорубания шпоночных пазов и смазочных канавок;
• опиливание заготовки или детали производится с целью удаления с поверхности забоин, заусениц, придания детали нужной формы или снятия с поверхности тонкого слоя металла при помощи напильников;
• шабрение – операция обработки поверхности детали путем соскабливания тонкого слоя металла режущим инструментом – шабером, применяется для точной пригонки сопряженных трущихся поверхностей (рамовые, мотылевые вкладыши подшипников и др.);
• притирка – представляет собой процесс обработки деталей при помощи шлифующих порошков и паст с целью повышения точности и чистоты обработки вручную или при помощи специальных станков;
• сверление – операция получения цилиндрических отверстий в сплошном металле при помощи сверла;
• нарезание резьбы – производится при помощи метчиков, плашек или резцами на металлорежущих станках.

Для механической обработки деталей применяются металлорежущие станки, которые подразделяют на группы в зависимости от вида работ и использования режущего инструмента:

• фрезерные станки – применяются для обработки деталей при помощи вращающегося инструмента – фрезы. На фрезерных станках можно нарезать венцы зубчатых колес, обрабатывать плоские и наклонные поверхности, а также фасованные, винтовые и фигурные поверхности для получения канавок и пазов;
• сверлильные станки – предназначены для получения цилиндрических отверстий в сплошном металле; кроме того, на сверлильных станках при помощи инструмента зенкера и развертки можно увеличить диаметр отверстия и улучшить чистоту поверхности предварительно обработанных отверстий сверлением, литьем, штамповкой и т. д.;
• шлифовальные станки – предназначены для окончательной обработки металлов и обеспечивают высокое качество и точность обработки. Инструментом при шлифовании служат шлифовальные (абразивные) круги, при помощи которых обрабатываются плоские, цилиндрические, конические и фасонные поверхности;
• строгальные и долбежные станки – применяются для обработки плоских и фасонных поверхностей и для получения различных пазов и канавок. Сущность процесса строгания состоит в снятии стружки при возвратно-поступательном движении резца; при этом обрабатываемая деталь получает периодическую подачу в поперечном направлении. При долблении резец получает возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении, а обрабатываемая деталь в одном из трех направлений – продольном, поперечном или круговом.

Обработка металлов давлением. Сущность обработки металлов давлением заключается в использовании пластических свойств металла, т. е. под воздействием внешних сил (давления или удара) принимать определенную форму без нарушения целостности и прочности детали. Хорошей пластичностью обладают медь, алюминий и свинец. Они легко поддаются обработке давлением. Сталь менее пластична, поэтому, чтобы облегчить обработку давлением, ее нагревают.

При холодной обработке давлением металл увеличивает поверхностную твердость (наклеп) и прочность, но снижается ударная вязкость и коррозийная стойкость. При горячей обработке давлением физическое упрочнение поверхностного слоя отсутствует.

Обработка давлением является прогрессивным видом обработки металлов, так как снижается расход металла, повышается производительность труда и рентабельность производства. Различают следующие виды обработки металлов давлением:

• прокатка (рис. 1, а) – процесс обжатия металла между двумя вращающимися валками прокатного стана, в результате чего заготовка превращается в брус или лист. Около 80 % всей стали и большую часть цветных металлов и их сплавов обрабатывают прокаткой. С помощью такой обработки получают изделия различной формы:
  • полосы;
  • ленты;
  • швеллеры;
  • балки;
  • рельсы;
  • цельнокатаные трубы;
  • бандажи и др.;
• волочение (рис. 1, б) – протягивание прутка или трубы через калиброванное отверстие (фильеру, глазок), площадь поперечного сечения которого меньше, чем площадь поперечного сечения заготовки. Волочением изготавливают проволоку, тонкостенные бесшовные трубы и некоторые фасонные профили из стали и сплавов цветных металлов;
• прессование (рис. 1, в) – выдавливание пластичного металла, заключенного в замкнутую форму, через калиброванное отверстие. Прессованием получают прокат сложных профилей, трубы из сплавов цветных металлов. При этом способе можно получать очень точные размеры изделий;
• ковка (рис. 1, г) – деформация горячей заготовки между верхним и нижним бойками кузнечного молота или нажимами пресса. Ковка применяется для получения заготовок (поковок) различных размеров и формы (заготовки валов, шатунов, зубчатых колес);
• штамповка – обработка металлов давлением при помощи специального инструмента – штампа. В зависимости от исходного материала штамповка делится на листовую (рис. 1, д) и объемную (рис. 1, е).

Сварка и резка металлов. Сваркой называется процесс соединения двух, трех и более металлических частей в единую неразъемную конструкцию при помощи тепла электрической дуги. Сварка широко применяется в современной технике и является важнейшим процессом во многих областях машиностроения.

Существует несколько видов сварки, основными из которых являются:

• электродуговая сварка – использует тепло электрической дуги между свариваемым металлом и электродом. Выделяемое тепло электрической дуги (температура достигает 6 000 °C) быстро расплавляет кромки свариваемых деталей, а расплавленный металл электрода, смешиваясь с основным металлом, заполняет шов;
• контактная сварка (стыковая, точечная, шовная) – нагревает свариваемые части теплом, выделяемым при прохождении электрического тока непосредственно в местах соединения, после нагревания до определенной температуры свариваемые детали подвергаются сдавливанию;
• электрошлаковая сварка – металл нагревается теплом, которое выделяется при прохождении тока через слой расплавленного шлака;
• газовая сварка – детали соединяются теплом, получаемым при сгорании горючих газов в кислороде.

Для соединения металлических частей применяют следующие виды соединений:

• стыковое;
• внахлестку;
• тавровое;
• угольник.

Соединение производится сваркой вручную или автоматически.

Качество сварного шва зависит от выбранного режима сварки:

• диаметр и марка электрода;
• сила тока;
• напряжение;
• род тока и его полярность;
• скорость сварки.

Дефекты сварных соединений могут быть внешние и внутренние. К внешним дефектам относятся:

• неравномерная чешуйчатость шва – появляется в результате неправильно выбранной скорости перемещения электрода, устраняется путем вырубания слоя зубилом с последующей наплавкой или выравниванием поверхности абразивными кругами;
• прожоги – результат большой силы тока и малой скорости перемещения электрода, устраняется вырубанием с последующей наплавкой;
• образование кратеров – появляется в результате обрыва дуги, исправление производится наплавкой;
• продольные и поперечные трещины сварного шва – возникают при нарушении режима сварки, устраняют вырубкой до здорового металла с последующей заваркой.

К внутренним дефектам относятся:

• трещины внутри шва – появляются по тем же причинам, что и наружные, и исправляются путем вырубки шва до здорового металла и последующей наваркой;
• шлаковые и неметаллические включения – появляются из-за неправильного режима сварки, плохой очистки при многослойных швах, исправляются удалением металла до вскрытия дефекта и с последующей заваркой;
• непровары – появляются из-за неправильной подготовки частей, устраняется недостаток так же, как и при шлаковых включениях.

Для разделения металла на отдельные части применяют электродуговую и газовую резку металла. Электродуговая резка применяется для черных и цветных металлов. Она выполняется угольным или металлическим электродом. К недостаткам этого метода резки относится шероховатость реза.

Для газовой резки металлов применяют:

• ацетилен;
• водород;
• природный газ.

Процесс резки заключается в способности нагретого металла гореть в струе кислорода. Газовая резка применяется только для металлов, у которых температура горения ниже температуры плавления. Этим условиям отвечают только железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 0,7 %. Чугуны и цветные металлы не поддаются газовой резке.

Термическая и химико-термическая обработка металлов. Термическая обработка позволяет изменять физические свойства металла без нарушения химического состава, сохраняя его формы и размеры. Термическая обработка сводится к нагреву металла до определенной температуры, выдержке при данной температуре и последующему охлаждению. Нагрев и скорость охлаждения влияют на перекристаллизацию в структуре металла. Термическую обработку подразделяют на:

• отжиг;
• нормализацию;
• и закалку стали.

Отжиг применяют для:

• снижения твердости;
• повышения пластичности и вязкости;
• снятия внутренних напряжений;
• устранения химической и структурной неоднородности стали.

Отжиг подразделяют на:

• полный отжиг – применяется для снижения твердости и снятия внутренних напряжений изделий из простой и легированной сталей;
• неполный отжиг – применяется для снятия внутренних напряжений и улучшения обработки резанием;
• изотермический отжиг – применяется для снижения твердости, легированных сталей, требующих медленного охлаждения;
• диффузионный отжиг (гомогенизация) – применяется для крупных отливок и поковок с целью исправления химической неоднородности в пределах отдельных кристаллов.

Нормализация отличается от отжига тем, что охлаждение изделий осуществляется на воздухе, а не в печи. Структура стали получается мелкозернистой, поэтому твердость и прочность стали значительно выше. Нормализация по сравнению с отжигом более экономична. Процесс нормализации нередко применяется как окончательная термическая обработка для изделий, не сильно нагруженных в процессе работы.

Закалкой называется процесс термической обработки стали, который сводится к нагреву металла до определенной температуры, выдержке при этой температуре с последующим быстрым охлаждением в закалочной среде (вода, масло, расплавленные соли). При закалке повышается твердость стали, но структура становится хрупкой, а металл находится в напряженном состоянии. Для устранения хрупкости и снижения напряженности стали после закалки ее подвергают отпуску.

Необходимая скорость охлаждения при закалке стали обеспечивается охлаждающей средой. Обычно углеродистые стали охлаждают в воде.

Отпуск закаленной стали заключается в ее нагревании до температуры 150-650 °C, выдержке при этой температуре с последующим охлаждением. Отпуск предназначен для снятия внутренних напряжений и повышения пластичности металла после закалки.

Различают три вида отпуска:

• низкий отпуск – производится при температуре нагрева 200-250 °C. Этому виду отпуска подвергают режущий инструмент для уменьшения хрупкости и снятия напряжений при сохранении высокой твердости;
• средний отпуск – сводится к нагреву стали до температуры 400-450 °C и применяется для пружин, рессор и других деталей. При этом виде отпуска повышается вязкость и прочность, а твердость стали понижается;
• высокий отпуск – применяется для конструкционных сталей, которые нагреваются до температуры 600-650 °C; при этом виде отпуска обеспечиваются высокие пластические свойства, достаточно высокая прочность и небольшая твердость.

При химико-термической обработке стали повышается твердость, износоустойчивость, коррозийная стойкость и жаростойкость за счет диффузионного насыщения поверхностного слоя различными элементами (углеродом, азотом, хромом и др.) при нагревании.

Наибольшее распространение получили следующие виды химико-термической обработки:

• цементация – процесс насыщения стали в среде, легко отдающей углерод (древесный уголь, природный газ) при нагревании до 900-950 °C. Цементации подвергают детали, изготовленные из малоуглеродистых сталей с содержанием углерода 0,1-0,3 %, работающие на истирание и испытывающие ударные нагрузки (кулачки, поршневые пальцы, зубчатые колеса). После цементации детали подвергаются термической обработке. Различают цементацию твердым карбюризатором (смесь древесного угля с углекислыми солями) и газовую цементацию, которая сокращает время процесса цементации в 2-3 раза;
• азотирование – осуществляется при температуре 500-600 °C в газообразном аммиаке. При высокой температуре аммиак разлагается на азот и водород, атомарный азот диффундирует в поверхностный слой стали, повышая твердость, износоустойчивость и коррозийную стойкость (шатуны, цилиндры мощных двигателей, шейки коленчатого вала и др.).

Цианирование – процесс одновременного насыщения поверхностного слоя детали углеродом и азотом при температуре 850-950 °C, в результате которого повышаются твердость и износоустойчивость деталей. Цианированию подвергают детали сложной конфигурации, способные коробиться:

• зубчатые колеса;
• валики;
• пальцы рессор и др.

После цианирования детали закаливают; диффузионная металлизация – процесс насыщения поверхности деталей металлами (алюминий, хром, бор, кремний и др.), в результате которого повышаются коррозийная стойкость, износоустойчивость и жаростойкость деталей. Процесс металлизации осуществляется при температуре 900-1 150 °C, и в зависимости от применяемого элемента диффузионная металлизация называется:

• алитированием;
• хромированием;
• борированием;
• силицированием и т. д.

Коррозия металлов. Коррозией называется разрушение металлов и их сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия со средой (влага, газ, кислоты, щелочи и соли). В результате коррозии ежегодно теряется около 10-12 % черных металлов. Различают два вида коррозии:

• химическая – разрушение металлов в результате окисления окружающей средой (газ, водяной пар, температура, бензин, мазут, нефть и др.);
• электрохимическая коррозия – разрушение металла в электролите.

В этом случае взаимодействуют два металла и разрушается более активный металл, который переходит в раствор. Электрохимическая коррозия напоминает процесс, в результате которого разрушается анод гальванического элемента. Гальванические пары образуются не только между металлами в электролите, но и между зернами одного и того же сплава, если они различны по химическому составу.

Для защиты металлов от коррозии применяют различные методы, основными из которых являются:

• лакокрасочные покрытия – наиболее распространенный вид антикоррозийной защиты металлов; они хорошо покрывают поверхность, поры и углубления. Долговечность лакокрасочных покрытий зависит от тщательной подготовки поверхности, правильности выбора лакокрасочных материалов и соблюдения технологии покрытия поверхностей;
• химическое покрытие (оксидирование, фосфатирование) – создание на поверхности металла окисной пленки, которая предохраняет его от коррозии;
• протекторная защита – этот метод основан на создании гальванической пары, в которой разрушается защитный металл (протектор). Этим методом предохраняют от коррозии подводные части корпуса судна и системы забортной воды;
• металлизация поверхности металла – на поверхность металла наносится тонкий слой защитного металла — цинка, алюминия, кадмия;
• легирование – в сплав вводят легирующие элементы, повышающие его коррозийную стойкость (хром, никель, медь, титан и др.).

Неметаллические материалы

Во всех отраслях народного хозяйства широко применяют такие неметаллические материалы, как:

• пластмассу;
• древесину;
• асбест;
• кожу;
• фибру;
• бумагу и др.

Пластмассы. Обладают высокой прочностью, способностью хорошо формоваться и отливаться. Из пластмасс изготавливают:

• трубы;
• детали вентиляторов;
• зубчатые колеса;
• подшипники;
• втулки и т. д.

Благодаря высокой пластичности пластмассы применяют для изготовления деталей и изделий сложной конфигурации.

Пластмассы имеют низкую теплостойкость – не более 200 °C, обладают высокой химической стойкостью к воде, кислотам, щелочам и органическим растворителям. Применение асбестового наполнителя в пластмассах увеличивает коэффициент трения, и такие пластмассы очень долговечны. Пластмассы с тканевыми наполнителями имеют высокие антифрикционные свойства, и их используют для изготовления

• втулок;
• подшипников;
• зубчатых колес;

заменяя медные сплавы и баббиты. Некоторые виды пластмасс обладают хорошими электроизоляционными свойствами и широко используются в электротехнике для изоляции проводов, изготовления панелей и другого электрооборудования. Недостатком пластмасс является их невысокая твердость, что приводит к быстрому износу поверхности.

Промышленность выпускает большое количество пластмасс, которые широко используются и в судостроении не только как заменители металлов, но и как конструкционные материалы:

• полиэтилен – термопластический материал белого цвета, обладает высокой химической стойкостью, хорошо обрабатывается и сваривается. Изделия из полиэтилена значительно легче стальных и применяются в качестве судового водяного трубопровода, душевых сеток, водоразборочной арматуры;
• полихлорвинил – обладает высокой коррозийной стойкостью и высокой ударной вязкостью, поверхностной твердостью, что позволяет применять этот материал для изготовления манжет, уплотнительных колец, труб, вентилей, фланцев. Пленкой из полихлорвинила покрывают поверхности металлических деталей химической аппаратуры, вентиляторов, воздухопроводов;
• полистирол – бесцветный материал, который обладает высокой прочностью и химической стойкостью, применяется для облицовки кухонь, санитарно-технических узлов, вентиляционных решеток, однако этот материал хрупок и с небольшой морозо- и светостойкостью;
• полиамид – имеет хорошую вязкость, упругость, поддается склеиванию и сварке, широко применяется для изготовления зубчатых колес, втулок, корпусов и отстойников сифонов для умывальников;
• полиметилметакрилат (оргстекло) – прозрачный материал, хорошо обрабатывается, полируется, склеивается и сваривается, широко применяется в санитарной технике, для изготовления пылезащитных линз, плафонов, стекол габаритных фонарей;
• древесные пластики – эти материалы обладают высокой прочностью, хорошо обрабатываются, имеют высокие антифрикционные свойства и применяются для изготовления подшипников, зубчатых колес, дейдвудных втулок.

Из пластмасс изготавливают:

• корпуса спасательных шлюпок, прогулочных и служебных катеров и малотоннажных теплоходов;
• гребные винты;
• крыльчатки насосов;
• канаты;
• бегучий такелаж;
• втулки;
• детали судового электрооборудования и др.

Абразивные материалы. Эти материалы обладают высокой твердостью и применяются для обдирки, шлифования и полирования поверхности деталей и заточки инструмента. Абразивные материалы подразделяют на природные:

• алмаз;
• наждак;
• корунд;
• кварцевый песок и др.

и искусственные:

• искусственный алмаз;
• электрокорунд;
• карбиды кремния и бора;
• эльбор.

Естественные абразивы широко применяются для шлифования и полировки поверхностей:

• природный алмаз – состоит из углерода и обладает самой высокой твердостью из всех известных в природе веществ, применяется при обработке твердых материалов. Из мелких алмазов изготавливают алмазно-металлические карандаши, ролики, пластины, применяемые для правки шлифовальных кругов;
• наждак – горная порода, состоящая из окиси алюминия, окиси железа и кремнезема, содержит до 60-70 % корунда, применяется для заточки слесарного инструмента;
• корунд – горная порода, состоящая из окиси алюминия и примесей (окиси железа и силикатов), применяется для обработки деталей, заточки инструмента, а в виде порошков и паст – для доводочных операций;
• кварцевый песок – является основой песчаника и бывает белого или желтоватого цвета, применяется для изготовления абразивных шкурок.

Искусственные абразивы используются для изготовления абразивных инструментов:

• искусственный алмаз – по физико-химическим свойствам не уступает естественному, выпускается нескольких марок и используется для изготовления абразивных инструментов, применяемых при заточке инструментов, правке шлифовальных кругов и обработке твердых материалов;
• электрокорунд – искусственный материал, состоящий из окиси алюминия, обладает высокой твердостью и хорошей вязкостью. Легирующие элементы (хром, титан) значительно повышают его прочность.

Применяется при обдирочных работах, для шлифования сталей и заточки режущего инструмента:

• карбид кремния – обладает высокой твердостью и большой механической прочностью, широко применяется для заточки инструмента, шлифования твердых сплавов, чугуна и неметаллических материалов;
• карбид бора – материал, который используется при обработке особо твердых материалов, заточке инструмента, а в виде паст и порошков используется для доводки деталей из твердых сплавов;
• эльбор (кубический нитрид бора) – очень твердый абразивный материал, обладающий теплостойкостью, прочностью и износоустойчивостью, применяется для обработки, доводки и окончательного шлифования деталей из жаропрочных и высоколегированных сталей.

Абразивные материалы зернистостью от № 200 до № 16 называются шлифзерном, от № 13 до № 3 – шлифпорошками, а порошки марок от М-40 до М-5 – микропорошками. По микроструктуре, хрупкости и механической прочности абразивного зерна выбирают абразивный материал для определенного вида обработки деталей.

Прокладочные и набивочные материалы. Прокладочные материалы применяют для создания герметичности соединения:

• арматуры;
• фланцев;
• крышек головок;
• люков и др.

Прокладочные материалы должны обладать коррозийной стойкостью, упругостью и прочностью. Эти материалы подразделяют на металлические и неметаллические. К металлическим прокладочным материалам относятся:

• красная медь;
• алюминий;
• свинец;
• малоуглеродистая отожженная сталь.

Металлические прокладки применяют для уплотнений фланцевых соединений, работающих при высоких давлениях и температурах (топливные, масляные, воздушные, паровые) ; свинцовые прокладки применяют для уплотнений трубопроводов, перекачивающих агрессивные среды (кислоты).

К неметаллическим прокладочным материалам относятся:

• паронит;
• клингерит;
• техническая резина;
• асбест;
• фибра;
• кожа;
• прессшпан;
• бумага и др.

Паронит используют для герметизации трубопроводов горячей воды и пара с температурой теплоносителя до 400 °C. Прокладки из клингерита устанавливают в соединениях трубопроводов воды и пара невысокого давления и температуры. Асбест используют в качестве прокладок в тепловых и паросиловых установках. Прокладки из асбестометаллического полотна с проложенной внутри медной проволокой устанавливают в соединениях трубопроводов, которые работают при высоких температурах и давлениях. Бумагу или целлюлозу, пропитанную хлористым цинком, а затем каландированную, называют фиброй и устанавливают в соединениях трубопроводов, работающих при температуре до 100 °C, а также в среде бензина, керосина, масла. Бумажные прокладочные материалы (бумага, картон) устанавливают в системах, перекачивающих нефть, масло, керосин и т. д. при нормальной температуре и без давления. Прокладки из листовой резины используют для уплотнений:

• горловин;
• люков;
• иллюминаторов;
• водонепроницаемых закрытий;
• а также для уплотнений систем масла, бензина, воды и т. д.

Набивочные материалы (хлопчатобумажные ткани, пропитанные в жировых смазках или прографиченные) применяют для уплотнений сальников вращающихся валов, подвижных штоков и тяг. Их выпускают в виде шнуров круглого или квадратного сечения различных размеров.

Асбестовые шнуры, пропитанные или прографиченные, служат для уплотнений сальников горячей воды и пара.