Проблема выбора материала

Рациональный выбор материала – важнейшая задача материаловедов и конструкторов, так как надежность, эффективность и экономичность машины зависит с одной стороны от ее конструкции, а с другой – от правильности выбора материалов для ее деталей.

В настоящее время нет единой методики выбора оптимального материала, существуют лишь разрозненные рекомендации для подбора пригодного материала в частных случаях для деталей различного назначения с использованием традиционного материала. Тем не менее, существуют общие положения, которые могут быть сформулированы следующим образом – материал можно считать выбранным правильно, если он наилучшим образом отвечает трем основным требованиям:

– эксплуатационная надежность – обеспечивается величиной σ_В;

– технологичность – контролируется относительной деформацией δ;

– экономичность – определяет целесообразность производства.

Наиболее общим требованием, обеспечивающим работоспособность материала, может служить эксплуатационная надежность, под которой следует понимать вероятность того, что данный материал обеспечивает безотказность работы изделия в течение заданного срока. В каждом конкретном случае ведущая характеристика надежности будет своя: у пружины – выносливость, у подшипника – износостойкость, у лопатки газовой турбины – жаропрочность и т. д. Для правильного выбора материала важно установить лимитирующие характеристики материала для данного изделия и подобрать соответствующий материал.

Второе важное требование к материалу – его технологичность, т. е. пригодность к обработке теми или иными способами. Наиболее дешевый способ получения деталей сложной формы – литье. Поэтому необходимо подобрать металл с хорошими литейными свойствами, учитывая его усадку, жидкотекучесть, температуру плавления, горючесть и т. д. Если эксплуа-тационные требования не позволяют использовать литье, нужно выбрать материал, обрабатываемый давлением, т. е. обладающий достаточной ковкостью, пластичностью в холодном или горячем состоянии, учитывая при этом наследственное зерно и красноломкость.

При использовании сварки ведущим технологическим свойством будет наряду со штампуемостью свариваемость, т. е. способность образовывать прочный шов без образования трещин, больших остаточных напряжений и других дефектов. При изготовлении деталей резанием необходим соответ-ствующий материал, который не вызывает усиленного износа инструмента и обеспечивает хорошую чистоту поверхности за счет получения ломкой стружки.

Вопросы экономики производства во многих случаях играют решающую роль. Выбирая материал, необходимо стремиться к минимальной его стоимости. Однако такой прямолинейный подход не отражает экономичности производства, поскольку кроме стоимости самого металла себестоимость продукции зависит от технологии ее изготовления и обработки.

Таким образом, выбор оптимального материала должен быть основан на расчете экономических характеристик в тесной связи с его эксплуатационной надежностью и технологичностью.

Date: 2016-02-19; view: 640; Нарушение авторских прав