Aspecte generale privind alegerea materialelor

Pentru alegerea optima a materialelor se tine seama de mai multi factori ca:1. proprietatile mecanice,1. proprietatile tehnologice de proiectare si prelucrare 1. factorul economic cele mai importante criterii utilizate la alegerea rationala a mterialelor sunt:1. Criteriul functional1. Criteriul tehnologic1. Criteriul economicCriteriul functional-trebuie sa aiba in vedere tipul Criteriul solicitarilor (intindere, compresiune ,incovoiere ,torsiune), modul de actionare a sarcinilor in timp (static sau dinamic)precum si conditiile de functionare(temperaturi joase,inalte).Modurile de solicitare in timp sunt:-cazul I,solicitare statica-cazul II,solicitare prin ciclu pulsant-cazul III,solicitare prin ciclu alternativ simetric Proprietatile mecanice pe care trebuie sa le aiba materialul destinat fabricarii unui anumit organ de masina se determina in functie de solicitarea mecanica de baza,care poate fi statica,variabila (de oboseala) sau dinamic(de soc) Pentru piese la care nu se admit deformatii remanente se ia in consideratie limita de proportionalitate ;pentru cele la se admite asemenea deformatii se tine seama de limita curgere iar la cele care ies din functie prin rupere se considera rezistenta la rupere. Cand piesa este supusa solicitarii variabile de timp ,criteriul de baza in alegerea otelului este rezistenta la oboseala. Criteriul tehnologic are in vedere proprietatile materialelor utilizate ,proprietati care trebuie sa asigure rezistenta materialului la solicitarile la care va fi supus.Proprietatile materialelor pot fi:a)proprietati de exploatareb)proprietati tehnologicea)proprietatile de exploatare cuprind:-proprietati mecanice,proprietatile fizice si proprietatile chimice.Proprietatile mecanice (rezistenta la rupere,duritatea,tenacitatea plasticitatea) sunt acele insusiri ale materialului care fac ca el sa se opuna fortelor mecanice exterioare(tractiune,incovoiere,soc,oboseala) ,fara a se rupe sau a se deforma.Cea mai importanta proprietate de exploatare pentru materiale metalice este rezistenta la rupere prin tractiune ,masurata conform SI in [ daN/ ].Duritatea este rezistenta opusa de un material la patrunderea din exterior a unui corp de forma bine stabilita,numita penetrator.Metoda Brinell: este raportul dintre forta aplicata de penetrator ( este o sfera confectionata din otel sau carburi metalice), la efectuarea determinarii F exprimata in kgf (1kgf=9.80665 N) si aria suprafetei urmei lasate de acesta pe materialul metalic analizat Sp,exprimata in : HB = F/.Metoda Rockwell : este definita prin relatia : HR = E-eE = lungimea unei scale de referinta, e = este adncimea de penetrare remanenta determinata pe materialul utilizatSe poate utiliza ca penetrator un con confectionat din diamant, avand unghiul la 120 , o sfera din otel cu diametrul de 1.5875 mm (1/16 ) sau o sfera din otel cu diametrul de 3.175 mm (1/8 in).Metoda Vickers este raportul dintre forta aplicata pe penetrator ( o piramida patrata dreapta confectionata din diamant avand unghiul diedru al fortelor opuse de 136 si unghiul dintre muchiile opuse de 148), la efectuarea determinarii F exprimata in kgf (1kgf=9.80665 N) si aria suprafetei urmei lasate de acesta pe materialul metalic analizat Sp,exprimata in : HV = F/.Proprietatile fizice sunt: densitatea si greutatea specifica, conductivitatea termica, dilatarea la incalzire, conductivitatea si rezistivitatea electrica, proprietati magnetice.Conductivitatea termica este proprietatea unui material de a conduce fluxul caloric.Temperatura de topire materialele feroase si neferoase se gasesc intr-o gama variata de valori ale temperaturii de topire: Materiale foarte usor fuzinbile ( 100 C) Materiale usor fuzibile (100 500) Materiale fuzibile (500 1000) Materiale greu fuzibile (1000 1800) Materiale refractare (1800 2500) Materiale inalt refractare ( 2500 C)Rezistivitatea electrica materialele se pot clasifica in urmatoarele grupe: Materiale foarte bune conducatoare ( p 3 cm) Materiale bune conducatoare ( p 10 cm) Materiale slab conducatoare ( p 10 cm) Materiale rezistive ( 20 cm p 50 cm) Materiale inalt rezistive( p 50 cm)

Proprietati chimice:cea mai mare importanta pentru industria constructoare de masini o reprezinta rezistenta la coroziune.aceasta reprezinta proprietatea unui material de a nu-si modifica proprietatile sub actiunea chimica exercitata la suprafata corpurilor de catre aer ,apa sau de unele substante chimice.b) Proprietati tehnologice: sunt acele insusiri care le fac capabile de a fi prelucrate prin anumite procedee tehnologice(turnare,forjare,sudare,aschiere etc).Turnabilitatea este capacitatea de turnare care exprima capacitatea materialului de a se topi si de a umple spatii inguste.Forjabilitatea- exprima capacitatea materialuli de a fi deformat plastic la cald sau la rece.Ductilitatea exprima capacitatea materialului de a fi tras in fire subtiri ,fara a se rupe.Sudabilitatea reprezinta capacitatea unui material de a se suda.la materialele feroase ,elementul determinant pentru sudabilitate este carbonul.Aschiabilitatea reprezinta insusirea materialuluide a putea fi prelucrat prin procedee de aschiere(strunjire,frezare,burghiere etc).Influenta exercitata de unele tratamente termice asupra comportarii materialelor feroase este reprezentata prin : Recoacerea se aplica adeseori materialelor feroase in scopul imbunatatirii prelucrabilitatii prin aschiere. Normalizarea si revenirea la temperaturi inalte ofeta pe langa o crestere a rezistentei la rupere si o ameliolare a prelucrabilitatii prin aschiere. Calirea urmata de o revenire inalta a unui otel determina o imbunatatire a prelucrabilitatii cu 10...........12% in raport cu situatia cand nu s-a efectuat acest tratament termic,calirea si revenirea fontelor cenusii cu grafit lamelar se aplica in scopul maririi rezistentei mecanice si a duritatii. Calirea prin precipitare a aliajelor de Ni permite obtinerea unei rezistente la oxidare mai bune.Criteriul economic-are in vedere costurile(cheltuielile)aferente elaborarii materialelor , transformarii lor in semifabricate si prelucrarii acestora pentru obtinerea produselor.

Alegerea semifabricatelor

Alegerea semifabricatului necesar pentru executarea unei piese trebuie precedata de analiza urmatorilor factori:dimensiunile si greutatea ,materialul impus,numarul de semifabricate ,orientarea avantajoasa a fibrelor materialului,precizia de executie si rugozitatea suprafetelor semifabricatului.Semifabricatele pot fi: turnate ,forjate,laminate,sudate etcAlegerea semifabricatului se face in functie de volumul si felul productiei si anume:a)In cazul productiei de serie mare este necesar sa se realizeze sau sa se aleaga semifabricatele care sa se apropie cat mai mult ca forma si dimensiuni de piesa finita.in acest caz se impune existenta si utilarea in atelierele de semigabricare a unor utilaje complexe si costisitoare ,dar care asigura obtinerea unei precizii mari a semifabricatelor si au o productivitate ridicata.b)in cazul productiei in serie mica sau unicate ,se aleg semifabricatele cu adaosuri mari de prelucrare.Semifabricatele turnate aceste permit obtinerea unor piese cu forme relativ complicate care pot ramane neprelucate in zonele in care nu se cere o precizie ridicata sau calitati deosebite de suprafata. Caracteristicile mecanice ale pieselor turnate din metal sunt inferioare fata de cele ale pieselor realizate pornind de la semifabricate forjate sau laminate, in schimb calitatile lor de frecare sunt net superioare.Semifabricatele forjate si matritate la cald-acestea permit obtinerea unor forme variate si asigura caracteristici mecanice mai ridicate in comparatie cu celelalte moduri de obtinere a semifabricatelor. Proprietatile de frecare sunt inferioare celor ale pieselor turnate.Semifabricate matritate la rece matritarea la rece este justificata din punct de vedere economic numai in cazul in care operatiile de finisare in vederea obtinerii formei si dimensiunilor finale ale piesei sunt foarte reduse ca volum.Semifabricate laminate acestea se folosesc : ca materie prima pentru a realiza piese prin forjare , pentru a realiza piese prin aschiere, pentru a transforma direct laminatele in piese,caz in care se folosesc bare calibrate sau de otel laminat la cald ,avand o precizie ridicata.Semifabricatele sudate procesul de sudare constituie un mijloc tehnologic ,de obtinere a elementelor componente sau de structurilor mecanosudate .Alte semifabricate- semifabricatele compozite,din materiale plastice ,ceramice etc,se aleg avandu-se in vedere dimensiunile si greutatea ,materialul impus,numarul de semifabricate ,orientarea avantajoasa a fibrelor materialului,precizia de executie si rugozitatea suprafetelor semifabricatului.