Новые материалы в машиностроении

Материальные памятники, характеризующие этапы развития человеческого общества, свидетельствуют о том, что порошки золота, меди и бронзы применялись людьми во все известные нам времена. Керамика, живопись, украшения, цветные стекла, раскрашивание лица являются объективными свидетельствами использования порошков в деятельности человека порядка 8000-10000 лет.

Колыбелью древней металлургии цветных металлов и железа считают Ближний Восток, отсюда через Кавказ технология обработки железа и изделий из него проникла в Европу и на восток Азии до Индии.

Первые сведения о производстве железа датируются 3000г. до н.э. (Чегер-Безер, Ирак), а найденные археологами железные мечи относят к 2700 г. до н.э.

В гробнице египетского фараона Тутанхамона, жившего в XIV в. до н. э., лежали амулет из железа и кованые кинжалы, украшенные порошковым золотом. В Дели возле мечети Кувват-уль-Ислам возвышается колонна высотой 7,3 м и массой около 6,5 т, изготовленная примерно в 415г. н.э. из частиц губчатого железа.

Итак, некоторые приемы порошковой технологии известны человечеству несколько тысячелетий! Тогда почему же порошковая металлургия не стала основным методом производства металлов и сплавов? Дело в том, что уже в V в. до н.э. древние греки научились плавить науглероженное железо и разливать его из печи в изложницы. И дальнейший процесс получения металлов и сплавов пошел по пути использования плавки.

В 1825 г. русский инженер и ученый П.Г.Соболевский при участии химика В.В.Любарского из очищенной губчатой платины получил плотные, компактные платиновые заготовки путем прессования, нагрева и повторного прессования.

21 марта 1827г. Соболевский доложил о своей работе на торжественном собрании Ученого комитета по горной и соляной части, при этом продемонстрировал чаши, проволоку, тигли, медали, полученные новым методом. В том же году в «Горном журнале» он опубликовал работу «Об очищении и обработке сырой платины».

Присутствовавший на демонстрации опытов профессор Н.П.Щеглов так описывает свои впечатления: «Недаром говорит пословица, что великие открытия оканчиваются большей частью великою простотою. Все почти европейские знаменитые химики в течение 70 лет старались найти простейший способ отделять чистую платину от сопровождающих ее в природе других минералов и приводить в ковкое и плотное состояние, но доселе усилия их были безуспешны. Слава и честь гг. Соболевскому и Любарскому. Они нашли, наконец, такой способ, при котором кроме горна, винтового пресса и ничтожного количества углей ничего не нужно и которым в час получается большой кусок платины, совершенно готовый на изделия и совершенно чистый, тогда как очищаемая иностранцами платина всегда имеет остаток мышьяка, ныне обыкновенно при обработке ее употребляемого». Описав подробно сам способ, профессор Щеглов добавляет: «Многие, может, скажут, что это слишком просто, но я опять говорю, что знаменитые химики Европы 70 лет искали простоты сей безуспешно».

Открытие Соболевского положило начало новой отрасли техники -- порошковой металлургии, методу, при помощи которого в наши дни изготавливают широчайший ассортимент порошковых и композиционных материалов.

Современный этап развития порошковой металлургии характеризуется совершенствованием существующих и разработкой новых технологических процессов и созданием новых материалов. Дальнейшее развитие порошковой металлургии уже в скором будущем позволит получать материалы и изделия практически с любыми заданными свойствами, а также решить проблему безотходности или малоотходности технологических процессов получения материалов, деталей, агрегатов, что сэкономит миллионы рублей и поможет решить многие проблемы охраны окружающей среды.

Важнейшее место в порошковой металлургии занимают материалы на основе железа.

Основными экономическими показателями развития порошковой металлургии являются объем производимых порошков, предназначенных для производства изделий методами порошковой металлургии, объем производства изделий из спеченных порошков и стоимость произведенной продукции. Эффективность замены традиционного способа изготовления деталей на порошковый непосредственно определяется уровнем технологических приемов, обеспечивающих высокие физико-механические и другие потребительские свойства изделий, что, в свою очередь, определяется новыми научными разработками.

Перспективы расширения областей применения порошковых изделий на железной основе связаны с использованием легированных и нанокристаллических порошков, что позволяет существенно повысить эксплуатационные свойства конструкционных материалов и деталей, получаемых традиционными методами порошковой металлургии.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Список основной литературы

1. Материалы VI Международной конференции «Новые конструкционные стали, сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности литых изделий». Запорожье. 1995. Ч.1-3.

2. Приходько Э.В. Эффективность комплексного легирования сталей и сплавов. Киев: Наукова думка. 1995. -300 с. (с.85-109), (117-178), (197-273).

3. Бабаскин Ю.З. Структура и свойства литой стали. Киев: Наукова думка, 1980, 240 с. 36-150.

4. Бабаскін Ю.З, Шипіцин С.Я., Афтанділянц Є.Г. Дослідження і використання литих сталей, мікролегованих азотом та ванадієм // Металознавство та обробка матеріалів.- 1998.- №2- С. 60-66.

5. Ершов Г.С., Позняк Л.А. Структурообразование и формирование свойств сталей и сплавов.- Киев: Наукова думка. 1998.- 380 с. (3-109, с.211-340).

6. Позняк Л.А. Инструментальные стали.- Киев: Наукова думка. 1996.- 487 с. (с.67-172).

7. Технология выплавки чугуна: Тем. сб.научн. тр. /МЧМ СССР. Ин-т черной металлургии.-М.:Металлургия. 1989.- 81 с.

8. И.Г.Неижко. Графитизация и свойства чугуна, Киев: Наукова думка. 1989.-208 с.

9. И.Г.Неижко. Термическая обработка чугуна, Киев: Наукова думка, 1992.-208 с.

10. Сб. Обработка легких и специальных сплавов. -М.: ВИЛС, 1996.- С.165-170.

11. Елагин В.И., Захаров В.В., Ростова Т.Д. Алюминиевые сплавы, легированные скандием// Металловедение и термическая обработка металлов. -1992.- № 1.- С. 24-28.

12. Лоцько Д.В., Мильман Ю.В., Ефимов В.А. Структура и механические свойства сплава Fl-Zn-Mg, легированного скандием и цирконием. // Металлофизика и новейшие технологии.- 1999.- Т.21, № 6.-С. 9-6.

13. Сб. Металловедение, литье и обработка. М.: ВИЛС, 1995.- С.66.

14. Приходько Э.В. Металлохимия многокомпонентных систем. М.:Металлургия. 1995.- 320 с.

15. Современное материаловедение ХХ1 век, Киев: Наукова думка. 1998.- 659 с.

16. Добаткин В.И., Елагин В.И., Федоров В.М. Быстрозакристаллизованные алюминиевые сплавы.- М.:ВИЛС, 1995.- 341 с.

17. Сб. Технология обработки легких и специальных сплавов.- М.:Металлургия.- 1994.- С.124-136.

18. Кірієвський Б.А., Середенко В.О., Дубодєлов В.І. Про використання сплавів з областю незмішування в рідкому стані.// Металознавство та обработка металів. 1998.- № 3.- С. 34-38.

19. Шаповалов В.И. Литые пористые сплавы: производство, структура, свойства и применение.//Металл и литье Украины.-1995.-№ 2.-С. 2-10.

20. Поддубний А.Н. Мелющие шары из чугуна. Изготовление кокильным литьем //Литейное производство.-1998.-№ 1.-С.8-11.

21. Вивес Ш. Новые электромагнитные процессы производства металлических матричных композиций из жидкотвердых сплавов. Труды международного симпозиума «ЕРМ-94». Нагойя, Япония.- 1994.-С.223-228.

Список дополнительной литературы

1. Иванова В.С., Баланкин А.С., Бунин И.Ж., Оксогоев А.А. Синергетика и фракталы в материаловедении.- М.: Наука, 1994.- 383 с.

2. Владимиров В.И., Романов А.Е. Дисклинации в кристаллах.- Ленинград: Наука, 1986.- 224 с.

3. Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса.- М.: Прогресс, 1986. - 432 с.

4. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего.- М.: Наука, 1997.- 285 с.

5. Хакен Г. Синергетика.- М.: Мир, 1980.-400 с.

6. Тушинский Л.И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов, Новосибирск: Наука, 1990.- 306 с.

7. Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Макаров П.В. и др. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов. Новосибирск: Наука, 1995. Т. 1.- 297с; Т.2.- 317c.

8. Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. - Новосибирск: Наука, 1985. -217 с.

9. Тушинский Л.И., Батаев А.А. Субструктурное упрочнение стали. Известия вузов. Физика, 1991, № 3. -- 10 с.

10. Конева Н.А., Козлов Э.В. Природа субструктурного упрочнения // Известия вузов. Физика. 1982, - № 8. - с. 3 - 14.

11. Внепечная обработка расплава порошковыми проволоками /Под научной редакцией Дюдкина Д.А.-Донецк: 000 “Юго-Восток”.-2002.-296 с.

12. Сталь на рубеже столетий /Под ред. Ю.С.Карабасова.-М.:МИСИС.- 2001.- 664 с.

13. Вопросы современной металлургии (проблемы, теория, технология, качество) // Учебное пособие.-Том 1.-Мариуполь:ПГТУ.- 2001.- 521 с.

14. Сучасні проблеми металургії //Матеріали науково-практичної конференциї.- Том 3.-2001.-544 с.

15. Збожна О.М. Основи технології //Навчальний пособник.-Тернополь: Карт- бланш. - 2002.-486 с.

16. Ефимов В.А., Эльдарханов А.С. Физические методы воздействия на процессы затвердевания сплавы.-М.:Металлургия-1995.-272 с.

Размещено на Allbest.ru