31. Odlewnicze stopy miedzi na śruby napędowe

Stopy miedzi na śruby napędowe dzielą się na:

 mosiądze manganowe (oznaczone wg przepisów PRS − Cu1);

 mosiądze manganowo−niklowe (wg przepisów PRS − Cu2);

 brązy aluminiowo−niklowe (wg przepisów PRS − Cu3);

 brązy manganowo−aluminiowe (wg przepisów PRS − Cu4).

Wymagane przez PRS właściwości mechaniczne odlewów śrub napędowych,

określone na próbkach oddzielnie odlewanych, min.

Kategoria stopu wg PRS	R0,2 [MPa]	Rm [MPa]	A [%]
Cu1	175	440	20
Cu2	175	440	20
Cu3	245	590	16
Cu4	275	630	18

Śruby napędowe podczas eksploatacji mogą ulegać następującym uszkodzeniom:

 mechanicznym w postaci pęknięć, wgnieceń, wyszczerbień krawędzi lub złamania skrzydeł,

 erozyjno−kawitacyjnym w postaci wżerów pojedynczych lub pasmowych,

 korozyjnym w postaci korozji ogólnej, odcynkowania (zwłaszcza mosiądze), odaluminiowania,

 powstawania pęknięć korozyjno−naprężeniowych lub zmęczeniowych.

Niekiedy powstają wady w procesie odlewania śrub.

32. Własności plastycznie przerabianych stopów aluminium dla techniki morskiej

33. Charakterystyki stopów aluminium przeznaczonych do techniki morskiej

Pytanie odnoszące się do 32 oraz 34,35,36.

Oraz:

Zalety: Zwiększenie nośności, stateczności i prędkości statku przy odpowiednim doborze innych czynników, zmniejszenie wymiarów i masy kadłuba oraz mocy maszyn, zwiększenie odporności na korozję w wodzie morskiej i zwiększenie odporności na porastanie wodorostami, co daje znaczne oszczędności w powłokach antykorozyjnych i zmniejsza liczbę dokowań statku, zmniejszenie możliwości powstawania pożarów na zbiornikowcach (stopu aluminium to materiały nie iskrzące się), amagnetyczność konstrukcji statku, stopy Al maja bardzo mały współczynnik przenikalności magnetycznej (m=0,00002).

Wady: Wysoka cen, 6-8 razy większa od ceny stali, trzykrotnie mniejsza wartość modułu Younga (współczynnik sprężystości wzdłużnej), niska temperatura topliwości, bardziej skomplikowana technologia wykonania konstrukcji okrętowych ze stopów Al niż ze stali, duże odkształcenia spawalnicze.

34. Stopy aluminium-magnez

Stopy aluminium-mangan(ALMn1) – alumany, niskie własności wytrzymałościowe, stosowane na mniej obciążone elementy: np. zbiorniki oleju, paliwa, wody, kanały wentylacyjne, meble okrętowe, duża odporność na korozję i dobrze się spawa, najcześciej stosowana na kadłuby ze stopów aluminiowych

35. Stopy aluminium-krzem-magnez

Stopy aluminium-magnez-krzem – anticorodale (AlMgSi, AlMg1Si1Mn), dobre własności wytrzymałościowe dzięki ulepszaniu cieplnemu, odporne na korozje i nie wymagają platerowania, własności wytrzymałościowe tych stopów zmniejszają się w spoinie i strefie wpływu ciepła o 35-55% przy przemysłowych procesach spawania, są obecnie rzadziej używane ze względu na gorsze własności wytrzymałościowe złącz spawanych.

36. Stopy aluminium-cynk-magnez

Stopy aluminium-cynk-magnez – konstruktale, po odpowiedniej obróbce cieplnej uzyskują lepsze własności wytrzymałościowe, lecz maja gorszą odporność na korozję, po procesach spawania następuje znikoma zmiana własności wytrzymałościowych, gdyż spoina i strefa wpływu ciepła ulepsza się w sposób naturalny po pewnym czasie od momentu spawania. Stosowane w konstrukcjach wytrzymałościowych.

37. Tytan i jego stopy dla techniki morskiej

Ważne cechy TYTANU dla OiO

 mała gęstość;

 dobre własności wytrzymałościowe;

 duża wytrzymałość właściwa;

 znaczna odporność na korozję w wodzie morskiej;

 dobra plastyczność i spawalność;

 zachowanie wytrzymałości w szerokim przedziale temperatur (od minusowych do 400500C).

Dobra rozpuszczalność w tytanie wielu pierwiastków metalicznych (Al, Cr, Mo, V) i niemetalicznych (C, O, N, H) daje możliwość tworzenia stopów o różnej strukturze i dobrych własnościach.

Stopy tytanu są najbardziej perspektywicznym materiałem do budowy kadłubów okrętów podwodnych, batyskafów i innych statków głębinowych. Konstrukcje te są odporne na korozję i mogą przenosić duże ciśnienia występujące do 3700 m głębokości. Tytan może być stosowany np. na śruby napędowe, pompy wody morskiej i płaty wodolotów.

Tytan jest paramagnetykiem. Dlatego jest wykorzystywany do budowy małomagnetycznych statków (np. do prowadzenia pomiarów geofizycznych) i okrętów (trałowce, niszczyciele min, okręty podwodne).

Stop tytanu Ti−6AL−4V jest stosowany do produkcji wyposażenia okrętowego. Stopy tytanu wykorzystywane są jako elementy masztów radarowych, ochrony katodowej i wyposażenia jachtów.

Przykłady zastosowań − elementy instalacji chłodzenia wodą morską, zawory, fragmenty konstrukcji kadłuba, nadbudówki i maszty, rurociągi i elementy pomp ppoż, włazy wyrzutni torpedowych, wrota hangarów dla helikopterów, opływki hydrolokatorów, elementy turbin gazowych, części wałów napędowych, śruby napędowe, wyposażenie okrętowe itp.

38. Podstawowe grupy materiałów niemetalowych dla techniki morskiej

1. Materiały polimerowe

2. Materiały kompozytowe

3. Drewno i materiały drewnopochodne

4. Materiały niemetalowe stosowane w łożyskach ślizgowych

39. Materiały kompozytowe dla techniki morskiej

MK jest kombinacją dwóch lub więcej składników (elementy wzmacniające, wypełniacze, osnowa lub lepiszcze kompozytu). Różnią się one w skali makro rodzajem i składem chemicznym. Składniki te zachowują swoją integralność, ponieważ nie rozpuszczają się w sobie, nie łączą się ze sobą natomiast wspólnie oddziałują na wpływ czynników zewnętrznych. Mogą one być identyfikowane fizycznie i wykazują powierzchnie rozdziału między sobą.

MK są zwykle sztucznie wytwarzane dla uzyskania własności, które nie mogą być uzyskane oddzielnie przez żaden z elementów składowych MK oddzielnie. MK są stosowane w celu zapewnienia odpowiednich własności mechanicznych, elektrycznych, cieplnych, trybologicznych, odporności na działanie środowiska etc. MK zwykle zawierają włókna lub cząstki faz umacniających i są wytrzymalsze i sztywniejsze niż ciągła faza osnowy.

Jednymi z najczęściej stosowanych komponentów konstrukcyjnych są silne włókna takie jak włókno szklane, kwarc, azbest, kevlar czy włókna węglowe dając materiałowi dużą odporność na rozciąganie. Do najczęściej stosowanych lepiszczy zaliczają się żywice syntetyczne oparte na poliestrach, polieterach i żywicach silikonowych.

Kompozyty polimerowe ze wzmocnieniem z włókna szklanego mają szerokie zastosowane w lotnictwie, transporcie, budownictwie, okrętownictwie i przemyśle samochodowym. Jako wzmocnienie wykorzystuje się głównie włókna szklane jak również w mniejszym stopniu włókna węglowe lub organiczne.

Thordon jest to elastometryczny materiał, wykonywany z żywic termoutwardzalnych łączonych skondensowanymi polimerami. Jest on odporny na ścieranie, uderzenia, tłumi drgania (wibracje), hałas. Charakteryzuje się małym współczynnikiem tarcia. Wykazuje dużą trwałość (żywotność). Ma bardzo dobrą odporność na korozję w wodzie morskiej, na chemikalia i oleje. Łożyska z thordonu stosowane są dla wałów śrubowych, tzn. w pochwach wyjściowych i wspornikach, oraz do łożyskowania trzonów sterowych.

40. Drewno i materiały drewnopochodne dla techniki morskiej

Drewno cieszy się wciąż dużym zainteresowaniem w technice. Jest otrzymywane ze ściętych drzew i w wyniku odpowiedniej obróbki kształtowane na wymagane sortymenty.

Drewno może być traktowane jako kompleksowy materiał kompozytowy wzmacniany włóknami, złożony z długich, jednoosiowo zorientowanych rurowych komórek polimerowych w osnowie polimerowej (rys. 8.196), których pory są wypełnione powietrzem i wodą w udziale zmieniającym się w zależności od warunków otoczenia, a głównie wilgotności. Układ ten zapewnia bardzo dobre własności wytrzymałościowe w kierunku wzdłużnym.

Drewno charakteryzuje się:

• mała gęstością, trwałością, sprężystością,

• wystarczającą w wielu przypadkach wytrzymałością,

• małym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej,

• dobrą podatnością do obróbki mechanicznej,

• małą przewodnością elektryczną (suche),

• skłonnością do pochłaniania wilgoci i wyparowywania po jej ogrzaniu (przyczynia się do jego pękania).

Zwiększona wilgotność drewna jest przyczyną butwienia oraz obniżenia wytrzymałości.

Gwajak jest to drewno, o szczególnych właściwościach, przesycone żywicą w ok. 38% przeznaczone do wykonywania wkładek gwajakowych w łożyskach wspornikowych i pochew wyjściowych.

Lignofol wykonywany jest z warstw drewna (np. sklejki brzozowej) o grubości 0,4-0,5 mm, przesyconego żywicą. Poszczególne warstwy drewna sklejane są pod odpowiednim ciśnieniem i temperaturą.

Lignoston jest odmianą lignofolu, wykonywany z innych sklejek.

41. Współczesne tendencje rozwojowe materiałów konstrukcyjnych dla techniki morskiej (przykłady)

Rozwój SWW jest obecnie ukierunkowany na polepszenie ciągliwości, spawalności i odporności na korozję bez jednoczesnego obniżenia właściwości wytrzymałościowych. Dla osiągnięcia tego celu zastosowano nowe technologie w metalurgii oraz w obróbce plastycznej i cieplnej do których należą:

1. zastosowanie procesów rafinacji dla uzyskania wysokiej czystości metalurgicznej,

2. zastosowanie ciągłego odlewania stali,

3. zastosowanie obróbki cieplno-plastycznej,

4. zastosowanie efektu umocnienia wydzieleniowego przez modyfikację składu chemicznego.