87852 skanuj0029 (143)

1.6. Materiały konstrukcyjne

Zasady doboru materiałów. Dobór odpowiedniego materiału na części maszyn jest jednym z podstawowych etapów procesu konstruowania. W celu dobrania najodpowiedniejszego materiału należy dla warunków pracy projektowanego elementu przeanalizować właściwości różnych materiałów i wybrać materiał najkorzystniejszy. Trudności w doborze materiału są wywołane koniecznością równoczesnego uwzględniania różnych wymagań, wynikających z cech użytkowych części maszyn. Ponadto poszczególne materiały na ogół nie spełniają wszystkich wymagań, np. materiał o korzystnych własnościach wytrzymałościowych może być jednocześnie niekorzystny ze względów technologicznych lub ekonomicznych.

W celu spełnienia wymagań określonych przez warunki pracy części maszyn należy stosować materiały, które zapewnią m.in.:

•    uzyskanie możliwie „lekkich konstrukcji”,

•    wykorzystanie w pełni ich własności (np. przez zastosowanie obróbki cieplnej, podwyższającej własności wytrzymałościowe),

•    możliwie minimalny koszt wytwarzania przy uwzględnieniu zarówno kosztu materiału, jak i możliwie najmniejszej pracochłonności procesów produkcyjnych.

W projektowaniu części maszyn przewidzianych do pracy w ciężkich warunkach dobór odpowiedniego materiału opiera się również na badaniach części w warunkach eksploatacyjnych. W odniesieniu do elementów mniej ważnych lub powtarzalnych (spełniających podobne zadania, o zbliżonych kształtach itd.) można wzorować się na materiałach stosowanych w istniejących konstrukcjach.

Na części maszyn stosuje się materiały metalowe: stal, żeliwo, staliwo, stopy metali nieżelaznych, oraz materiały niemetalowe, np. tworzywa sztuczne. Poniżej podane informacje o podstawowych materiałach stanowią wybór wiadomości w zakresie niezbędnym do nauki o częściach maszyn.

Stale. Stale konstrukcyjne dzieli się na stale niestopowe (węglowe) i stopowe. Wśród stali niestopowych konstrukcyjnych ogólnego przezna-cźenia rozróżnia się stale zwykłej jakości oraz wyższej jakości.

Stale niestopowe konstrukcyjne ogólnego przeznaczenia (PN-88/ /H-84020) oznacza się symbolem St i cyframi 0 lub 3-^7 (np. St3, St6). Cyfry oznaczają numer gatunku stali, przy czym stale StO do St4 zawierają maks. 0,15-1-0,25% C (zależnie od gatunku), natomiast pozostałe — nieco więcej (np. St7 — ok. 0,55% C). Dodatkowe symbole literowe, umieszczone na końcu znaku (po cyfrze), oznaczają odmiany gatunków stali, np. litera S (StOS, St4S) oznacza przydatność stali na konstrukcje spawane. Szczegółowe objaśnienia innych oznaczeń są podane w normie PN-88/H-84020.

Stale niestopowe do utwardzania powierzchniowego i ulepszania cieplnego (PN-93/H-84019) są przeznaczone głównie do wyrobu części maszyn. Podstawowym oznaczeniem tych stali jest dwucyfrowa liczba, określająca

30