Влияние природы полимера на технологию

Изготовления изделий из пластмасс

I. Цель работы

Изучение основ принципиальной технологии производства изделий из термопластичных и термореактивных пластмасс.

II. Теоретическое обоснование

Пластмассы широко применяются в различных отраслях промышленности в основном в качестве конструкционных и электроизоляционных материалов. По сравнению металлическими материалами переработка пластмасс в изделия менее трудоемка и малоотходна.

Пластмассы - материалы на основе полимеров. Полимеры - макромолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся атомных групп - звеньев. Звенья образуются из простых молекул исходного низкомолекулярного вещества - мономера. Для этого молекулы мономера «активизируют» - создают в них свободные валентные связи путем внешнего воздействия (повышенная температура и давление).

Пластмассы могут состоять только из самого полимера либо содержать различные компоненты, в этом случае они являются композиционными материалами (композитами). Компонентами таких пластмасс могут быть наполнители, отвердители, стабилизаторы, красители, пластификаторы и другие специальные добавки. В композиционных пластмассах полимер играет роль связующего.

Очевидно, что свойства пластмасс зависят от химической природы и вида наполнителя. Так, в композитах с одинаковым типом связующего полимера наблюдается увеличение прочности при переходе от материалов с порошкообразными наполнителями (пресс-порошки) к волокнитам (наполнитель - волокна) и далее - к слоистым пластикам (листовой наполнитель).

Однако основное влияние на свойства пластмасс и соответственно технологию их переработки в изделия оказывает природа полимера.

По этому признаку различают два основных класса пластмасс: термопласты (основа - термопластичные полимеры) и реактопласты (основа - термореактивные полимеры).

Термопластичные полимеры имеют линейную, или близкую к ней - разветвленную структуру (форму) макромолекул. В таких макромолекулах звенья соединены сильными ковалентными связями, а между цепями действуют гораздо более слабые силы Ван-дер-Ваальса. Вследствие такого характера связей термопластичные полимеры при нагревании переходят из стеклообразного в высокоэластичное и далее - вязкотекучее состояние. При этом не происходит разрушения макромолекул (если температура не превысила температуру деструкции). Последующее охлаждение изменяет состояние полимера в обратном порядке, его структура и свойства полностью восстанавливаются.

В отличие от термопластичных, термореактивные полимеры в отвержденном состоянии имеют замкнутую пространственную (сетчатую) структуру. В таких структурах сильные ковалентные связи действуют как вдоль цепей молекул, так и между ними. Эти полимеры более прочны и их свойства практически не изменяются при нагревании вплоть до температуры деструкции. Обычно термопласты - простые (ненаполненные) пластмассы (полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, полиметилметакрилат и др.), реактопласты -композиционные материалы (фенопласты, стекловолокнит, гетинакс, текстолит, древесно-слоистые пластики и др.).

Изделия из пластмасс получают главным образом методами пластической деформации. Применение конкретного способа переработки зависит от физического состояния полимерной основы, которое может изменяться под действием нагрева и других факторов.

В большинстве случаев детали изготавливают из пластмасс, находящихся в вязкотекучем состоянии, путем прямого (компрессионного) прессования, литья под давлением и экструзии (выдавливания).

Прямое прессование применяют в основном для получения изделий из реактопластов, реже термопластов. Формование производится в пресс-формах при температурах 130...200 °С.

Исходный пресс-материал загружают в виде порошка или таблеток в полость формы. Под действием давления, создаваемого пуансоном, и теплоты материал в вязкотекучем состоянии заполняет формообразующую полость пресс-формы. После затвердевания изделие извлекается (выталкивается) из формы.

Основным компонентом пресс-материалов термореактивных пластмасс являются связующие вещества - смолы: фенолоформальдегидная (бакелитовая), меламиноформальдегидная (карбамидная), эпоксидная и другие. В исходном состоянии (в пресс-материале) смолы - полимеры с линейной структурой.

Помимо смол в композиции пресс-материала присутствуют дисперсные наполнители различной природы, отвердители[49] и другие компоненты. Повышенная температура и наличие отвердителей создают в процессе формования изделия пространственную сетчатую структуру композиционного материала. То есть такой способ производства совмещает процесс создания материала и формообразования изделия.

Детали из реактопластов после отверждения можно извлекать сразу, не охлаждая. В случае прессования деталей из термопластов пресс-форму нужно обязательно охлаждать для сохранения формы изделия (перевода полимера из вязкотекучего в стеклообразное состояние), что осложняет процесс и ограничивает применение данного способа для производства деталей из термопластов. Массовое производство деталей из термопластов осуществляют в основном литьем под давлением и экструзией.

Если формование деталей из термореактивных пластмасс происходит при нагревании исходной композиции, то такой способ называется горячим прессованием. Он применяется для пластмасс горячего отверждения, в которых замкнутая пространственная структура полимера образуется при повышенных температурах.

В качестве конструкционных материалов применяют также пластмассы холодного отверждения («самотвердеющие») на основе эпоксидных, полиэфирных, акриловых и других смол. Они отверждаются при комнатной температуре в результате воздействия отвердителя. Изделия из них можно изготавливать в формах путем свободной заливки, намазывания, накатывания и т.п.

В последнее время для изготовления мелких изделий (в основном в медицине) широкое распространение получили холоднотвердеющие акриловые пластмассы: ACT, стиракрил, протокрил, норакрил, акрилоксид и др. В исходном состоянии все они состоят из полимерного порошка и жидкого отвердителя, которые хранятся раздельно. После смешивания этих компонентов массу помещают в форму, где она отверждается через 10…60 минут в зависимости от марки (состава) пластмассы.

III. Порядок выполнения работы

Изделие (диск) изготавливают из пластмасс двух типов - термопластичной (полиэтилен) и термореактивной (акрилоксид). Работа выполняется на двух одинаковых стальных пресс-формах поочередно двумя группами студентов.

Полиэтилен

1. Нанести высокотемпературную смазку на формообразующую плоскость пресс-формы.

2. Закрепить конец термопары под винт пресс-формы. Установить форму на электроплитку и нагреть до 140...150 °С.

3. Поместить в полость формы несколько гранул полиэтилена. Убедиться в достижении однородной структуры расплава (для равномерного заполнения выровнять массу шпателем).

4. Снять щипцами пресс-форму с плитки, остудить до комнатной температуры, извлечь изделие.

Акрилоксид

1. Смонтировать пресс-форму, поместив на рабочую плоскость фторопластовую изолирующую пленку (для предотвращения приклеивания изделия).

2. На предметное стекло накапать жидкий отвердитель и насыпать (отдельно!) необходимое для заполнения формы количество порошка.

3. Добавляя порошок в жидкость, замешать массу. Поверхность массы должна быть влажной, но без избытка жидкости. Замешивание производить в течение 40… 50 секунд (!).

4. Поместить массу в полость пресс-формы, уплотнить поверхность чистым шпателем. Помнить, что масса сохраняет пластичность, необходимую для формирования изделия, в течение 1,5… 2 минут (!).

5. Через 8…10 минут извлечь изделие из формы.

IV. Содержание отчета

1. Термопластичные и термореактивные пластмассы, особенности строения и свойств, их влияние на технологию изготовления изделий.

2. Описание основных этапов изготовления изделия из полиэтилена и акрилоксида.

3. Эскиз пресс-формы.

Литература: [1], c. 439, 440, 449…451, или [2], c. 39, 40, 382…384, 392, 393,

или [3], c. 566...572, 574, 575, 577…579.

Глоссарий

(толковый словарь основных материаловедческих терминов, встречающихся

в «Опорном конспекте», контрольных и лабораторных работах)

При пользовании Глоссарием необходимо иметь в виду:

1. Все термины выделены жирным шрифтом и расположены в алфавитном порядке; если термин имеет синоним, он приведен тут же в скобках. Например, Аллотропия (полиморфизм), Композиционный материал (композит).

2. Составные термины (состоящие из нескольких слов) приводятся, как правило, в привычном, обычно употребляемом порядке, например, Дефекты кристаллической решетки, Критическая скорость закалки.

Однако в тех случаях, когда термины образуют большие семьи, связанные общим понятием – «родоначальником», на первое место выносится это «родовое» слово. Например, сначала дается термин Стали, а затем идут: Сталь аустенитная, Сталь доэвтектоидная и т.д.

Итак, если составной термин не удается найти по определяющему слову, его следует искать по другому слову входящему в этот термин.

3. Термины, выделенные в пояснительных текстах курсивом, включены в глоссарий, их следует искать, пользуясь рекомендациями пп. 1 и 2.

4. Термины, имеющие несколько значений или допускающие различное толкование, даются в смысле обычно используемом в учебной литературе по материаловедению и в данном УМК.

Азотирование – вид химико-термической обработки сплавов, заключающийся в диффузионном насыщении азотом поверхностного слоя изделий.

Аллотропия (полиморфизм) – см. Полиморфизм.

Анизотропия – неодинаковость свойств (физических, механических) материала при измерении их в различных направлениях.

Аустенит – кристаллическая фаза в железоуглеродистых сплавах - твердый раствор углерода в γ – Fe, содержащий до 2,14 % С, имеющий ГЦК решетку (см. полиморфизм железа).

Аустенит остаточный – см. Остаточный аустенит.

Баббиты – антифрикционные (подшипниковые) сплавы на основе олова или свинца с добавками сурьмы, кальция, меди и других элементов, используемые для заливки вкладышей подшипников скольжения.

Бейнит – структурная составляющая стали, образующаяся при промежуточном превращении аустенита и состоящая из пересыщенного углеродом феррита и цементита.

Бронзы – сплавы на основе меди, в которых основными легирующими компонентами являются различные элементы кроме цинка. По основным легирующим элементам различают оловянные и безоловянные (алюминиевые, кремниевые, бериллиевые и др.) бронзы.

Вакансия – точечный дефект кристаллической решетки – узел решетки, в котором отсутствует атом (или ион).

Волокниты – разновидность композиционных материалов – пластмассы, в которых наполнителем являются волокна различной природы (например, стеклянные, асбестовые).

Дендриты – кристаллы древовидной формы, образующиеся в литом металле в результате неодинаковости скоростей роста по различным кристаллографическим направлениям.

Дефекты кристаллической решетки – отклонения от идеального порядка в расположении атомов в реальных кристаллах. По геометрии возникающих при этом искажений решетки различают точечные, линейные и поверхностные дефекты.

Дефекты линейные – см. Дислокации.

Дефекты поверхностные – границы зерен в поликристаллических материалах – двумерные дефекты.

Дефекты точечные – вакансии, атомы, смещенные в междоузлия, и примесные атомы в узлах или междоузлиях. Радиус искажений решетки вокруг таких дефектов составляет всего 1…2 межатомных расстояния, поэтому точечные дефекты считаются нульмерными.

Деформация – изменение размеров и часто формы тела под действием внешних усилий.

Деформация пластическая – необратимая или остаточная деформация, частично или полностью сохраняющаяся после снятия нагрузки.

Деформация упругая – обратимая деформация, полностью исчезающая при снятии нагрузки.

Диаграмма изотермического превращения переохлажденного аустенита – (С – диаграмма) – графическое изображение зависимости времени начала и конца распада переохлажденного аустенита (на смесь феррита и цементита) от температуры изотермических выдержек.

Диаграмма состояния «Железо-цементит» - диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов, компонентами которой являются железо и цементит; с ее помощью изучается формирование равновесной структуры углеродистых сталей и белых чугунов.

Диаграмма состояния (диаграмма фазового равновесия) – графическая форма описания фазовых равновесий (состояний) в сплавах различного химического состава при различных температурах.

Дислокация – линейный (одномерный) дефект кристаллической решетки. Например, краевая дислокация – это искажение решетки вокруг края незавершенной атомной плоскости («полуплоскости») радиусом в несколько межатомных расстояний и на много порядков большей протяженностью.

Диффузия – в кристаллических материалах это перемещение атомов на расстояния, существенно превышающие межатомные.

Долговечность – свойство объекта (материала, изделия) сохранять работоспособное состояние при заданных условиях в течение определенного времени. Критерии долговечности – сопротивление материала усталости, изнашиванию, ползучести, коррозии.

Дуралюмины – сплавы алюминия (основа) с медью, магнием и марганцем; относятся к группе деформируемых сплавов, упрочняемых термической обработкой (закалка + старение).

Закаливаемость – способность стали повышать твердость в результате закалки; пропорциональна содержанию углерода в стали.

Закалка – термическая обработка, заключающаяся в нагреве сплава выше температуры фазовых превращений, выдержке и последующем быстром охлаждении, обеспечивающая получение неравновесной структуры (кратко - фиксация высокотемпературного состояния путем быстрого охлаждения материала).

Закалка стали – нагрев стали до аустенитного состояния, выдержка и последующее ускоренное охлаждение с критической скоростью с целью максимального повышения твердости и прочности.

Закалка неполная – закалка стали из двухфазного состояния, то есть из межкритического температурного интервала А₁–А₃ в доэвтектоидных и А₁–А_сm в заэвтектоидных сталях. Обычно применяется для заэвтектоидных сталей для получения мартенситной структуры с включениями вторичных карбидов (цементита).

Закалка полная – закалка стали из однофазного аустенитного состояния, приводящая к получению мартенситной структуры; применяется для доэвтектоидных сталей.

Зоны Гинье - Престона (ГП зоны) – субмикроскопические зоны искажений кристаллической решетки твердого раствора вокруг скоплений атомов растворенного компонента. В дуралюминах ГП зоны, возникающие в закаленном сплаве при естественном старении, являются причиной эффективного повышения прочности.

Излом – поверхность разрушения образца или изделия.

Излом вязкий (волокнистый) – поверхность вязкого разрушения с характерной волокнистой структурой и матовым оттенком, обычно имеет неровную форму (выступы, впадины). Все эти признаки – следствие заметной пластической деформации, предшествовавшей разрушению.

Излом хрупкий (кристаллический) – излом без видимых следов пластической деформации; имеет зернистый рельеф, состоящий из множества блестящих граней (фасеток), образующихся при хрупком разрушении по границам зерен или плоскостям скола внутри зерна.

Изнашивание – процесс постепенного изменения размеров тела при трении, проявляющийся в отделении материала с поверхности трения и остаточной деформации тела.

Индентор – съемный наконечник твердомеров, имеющий определенные размеры и форму (шар, пирамида, конус), изготавливаемый из материалов с высокой твердостью (алмаз, твердый сплав, закаленная сталь).

Композиционные материалы (композиты) – материалы, состоящие из металлической или неметаллической матрицы (основы), включающей не растворимые в ней компоненты различной природы и формы; например, термореактивные пластмассы.

Компоненты – вещества (химические элементы, химические соединения), входящие в состав сплава.

Координационное число – число ближайших соседей, окружающих данный атом в кристаллической решетке и находящихся от него на одинаковых расстояниях.

Коррозия – самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой.

Коррозия межкристаллитная (МКК) – хрупкое коррозионное разрушение по границам зерен (кристаллов), возникающее из-за электрохимической неоднородности пограничных областей и самого зерна.

Кристаллизация – процесс образования кристаллов из жидкой (или газообразной) фазы.

Кристаллическая решетка – воображаемая пространственная (трехмерная) периодическая решетка, в узлах которой находятся атомы (ионы) кристаллического тела (точнее монокристалла).

Критический диаметр – максимальный диаметр образца данной стали, приобретающего мартенситную структуру по всему сечению при закалке с данной скоростью охлаждения.

Критическая скорость закалки – минимальная скорость охлаждения из высокотемпературного состояния, при которой подавляется диффузионный распад твердого раствора. В сталях критическая скорость закалки - минимальная скорость охлаждения, при которой аустенит превращается в мартенсит.

Латуни – сплавы на основе меди, содержащие до 45 % цинка (простые или двойные латуни), и дополнительно легированные алюминием, оловом, марганцем и др. элементами (сложные многокомпонентные латуни).

Легирование – целенаправленное изменение состава сплава путем введения в определенных количествах некоторых химических (легирующих) элементов.

Ликвидус – линии диаграмм состояния, выше которых сплав любого химического состава находится в жидком состоянии. При охлаждении ниже линии ликвидус начинается кристаллизация сплавов.

Макромолекулы – молекулы, состоящие из огромного числа (≥ 10³) одинаковых (или различных) групп атомов – звеньев, получающихся из простых по составу молекул – мономеров. Молекулярная масса макромолекул более 10⁴…10⁵.

Макроструктура – структура материалов, изучаемая путем макроанализа – осмотра невооруженным глазом или с помощью лупы изделий (заготовок), изломов деталей или контрольных образцов и специально приготовленных образцов – макрошлифов.

Мартенсит (закалки) – в сталях пересыщенный твердый раствор углерода в α – железе (см. полиморфизм железа), образующийся в результате мартенситного превращения аустенита при закалке.

Мартенсит отпуска – мартенсит, получаемый при низком отпуске закаленной стали; от мартенсита закалки отличается меньшей степенью тетрагональности и твердостью.

Мартенситное превращение – в сталях бездиффузионное превращение переохлажденного аустенита в мартенсит, происходящее при охлаждении стали из аустенитного состояния с критической скоростью закалки.

Механические свойства – свойства, характеризующие поведение материала под действием внешней механической нагрузки. Наиболее распространенные из них – прочность, твердость, пластичность и ударная вязкость, определяемые в результате стандартных механических испытаний.

Микроскоп металлографический – наиболее распространенный в лабораторной практике оптический микроскоп, позволяющий изучать микроструктуру не прозрачных в видимом свете материалов с увеличением до 1500 раз.

Микроструктура – структура материалов, изучаемая с помощью микроскопов; включает тип фаз, форму, размеры и взаимное расположение кристаллов этих фаз.

Модифицирование – введение в расплав небольшого количества специальных примесей (модификаторов) с целью улучшения структуры литого металла. Широко применяется при получении модифицированных и высокопрочных чугунов и силуминов.

Монокристалл – образец материала, состоящий из одного кристалла (в отличие от поликристаллических материалов).

Мономеры – простые вещества, молекулы которых в результате активизации (при высоких температурах и давлении) образуют звенья со свободными ковалентными связями, формирующие макромолекулы полимеров.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения. Критерии надежности материалов: пластичность, ударная вязкость, хладостойкость, трещиностойкость.

Наклеп (нагартовка) – упрочнение металла в результате холодной пластической деформации.

Напряжение (механическое) – мера внутренних сил, возникающих в теле под влиянием внешней нагрузки, равная отношению действующей силы к площади ее приложения.

Нитроцементация – вид химико-термической обработки, заключающийся в поверхностном насыщении изделий одновременно азотом и углеродом.

Нормализация – термическая обработка, заключающаяся в нагреве стали (чугуна) до аустенитного состояния, выдержке и охлаждении на спокойном воздухе.

Обработка холодом – охлаждение закаленной стали до отрицательных температур (по возможности ниже температуры М_к – конца мартенситного превращения) с целью устранения остаточного аустенита.

Остаточный аустенит – аустенит, не превратившийся в мартенсит при закалке стали, если температура конца мартенситного превращения данной стали лежит ниже температуры охлаждающей среды.

Отжиг – термическая обработка, заключающаяся в нагреве сплава выше температур фазовых превращений, выдержке и последующем медленном охлаждении (обычно с печью), приводящая к получению равновесной структуры.

Отжиг рекристаллизационный – отжиг холоднодеформированного металла при температурах выше температуры рекристаллизации, приводящий к снятию наклепа.

Отжиг (стали) полный – нагрев, выдержка и медленное охлаждение стали из однофазного аустенитного состояния. Применяется для доэвтектоидных сталей, приводит к получению равновесной структуры (феррит + перлит) с минимальной твердостью и наилучшей обрабатываемостью.

Отжиг стали (неполный) – нагрев, выдержка и медленное охлаждение стали из межкритического интервала температур (двухфазного состояния); обычно применяют для заэвтектоидных сталей, нагревая их выше А_с1, но ниже А_сcm и, после выдержки, очень медленно охлаждая, для получения структуры зернистого перлита (такой отжиг называют сфероидизирующим). Цель - снижение твердости, улучшение обрабатываемости резанием.

Относительное сужение – характеристика пластичности; отношение разности площадей исходного и деформированного сечений образца к площади исходного сечения, выраженное в процентах.

Относительное удлинение – характеристика пластичности; отношение абсолютного удлинения образца при растяжении к его начальной длине, выраженное в процентах.

Отпуск (стали) – термическая обработка, заключающаяся в нагреве закаленной стали в докритическом интервале температур (t < А₁ = 727 ^оС), выдержке и последующем охлаждении с целью повышения пластичности и ударной вязкости закаленной стали. Отпуск формирует окончательную структуру и комплекс требуемых механических свойств после упрочняющей термической обработки стали.

Отпуск высокий – отпуск при t» 600 ^оС на структуру сорбит отпуска; максимально повышает пластичность и ударную вязкость закаленной стали.

Отпуск низкий – отпуск при t» 200 ^оС на структуру мартенсит отпуска; свойства незначительно изменяются, сохраняется высокая твердость.

Отпуск средний – отпуск при t» 400 ^оС на структуру троостит отпуска; заметно снижаются твердость и прочность, повышаются пластичность и ударная вязкость закаленной стали.

Переохлаждение – охлаждение какой-либо фазы ниже температуры ее равновесного существования (например, расплава ниже температуры кристаллизации), приводящее ее в неустойчивое, метастабильное состояние.

Переохлажденный аустенит – метастабильный аустенит, быстро охлажденный ниже температуры А₁ = 727 ^оС; существует ограниченное время, определяемое диаграммой изотермического превращения переохлажденного аустенита.

Период (параметр решетки) – расстояние между соседними узлами кристаллической решетки вдоль ее координатных осей. В кубических решетках он один – ребро куба, в общем случае решетки должны характеризоваться тремя периодами.

Перлит – основная структурная составляющая углеродистых сталей в равновесном состоянии; состоит из чередующихся тонких пластинок (кристаллов) феррита и цементита.

Перлит зернистый – перлит с зернистой формой цементита, получаемый при неполном сфероидизирующем отжиге заэвтектоидных (и эвтектоидных)

сталей.

Перлитное превращение – эвтектоидное превращение в железоуглеродистых сплавах, происходящее при охлаждении аустенита ниже температуры А₁ = 727 ^оС и заключающееся в его диффузионном распаде на смесь феррита и цементита.

Пластичность – механическое ствойство, характеризующее способность материала пластически деформироваться без разрушения. Оценивается величиной относительного удлинения и относительного сужения.

Пластмассы – материалы на основе синтетических органических полимеров. Пластмассы могут быть простыми (ненаполненными), состоящими только из полимера (например, полиэтилен), либо композиционными материалами, содержащими наполнители (например, гетинакс, текстолит), в которых полимер играет роль связующего вещества.

Пластмассы термопластичные (термопласты) – пластмассы на основе термопластичных полимеров (полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и т.п.); обычно простые ненаполненные материалы.

Пластмассы термореактивные (реактопласты) – пластмассы на основе термореактивных полимеров; обычно наполненные материалы, по виду наполнителя подразделяющиеся на пресс-порошки, волокниты и слоистые пластики.

Ползучесть – медленная непрерывная пластическая деформация материала под действием постоянного напряжения (нагрузки).

Поликристаллический материал – материал, состоящий из множества зерен (кристаллитов), кристаллические решетки которых обычно хаотически ориентированы в объеме материала. Такое строение имеют все промышленные металлические сплавы.

Полимеризация – реакция присоединения активизированных мономеров (звеньев), приводящая к образованию макромолекул полимеров.

Полимеры – вещества, состоящие из макромолекул.

Полимеры термопластичные – полимеры с линейной структурой (формой) макромолекул; при нагревании последовательно переходят из стеклообразного в высокоэластичное и далее – вязкотекучее состояние; при последующем охлаждении процесс обратим.

Полимеры термореактивные – полимеры с замкнутой пространственной (сетчатой) структурой (формой) макромолекул. В готовом материале могут находиться только в стеклообразном состоянии. По сравнению с термопластичными полимерами более прочны и не обладают эластичностью.

Полимеры синтетические органические – синтезированные (в отличие от природных) полимеры, главная связь в макромолекулах которых осуществляется через атомы углерода.

Полиморфизм (аллотропия) – способность ряда кристаллических веществ находиться в различных модификациях, т.е. менять тип кристаллической решетки при изменении температуры и (или) давления.

Полиморфизм железа – в интервале температур 0…911 ^оС существует низкотемпературная модификация (α – Fe или Fe_α), имеющая ОЦК решетку, в интервале 911…1392 ^оС – высокотемпературная модификация (γ – Fe или Fe_γ) с ГЦК решеткой.

Предел прочности (временное сопротивление), σ_в – характеристика прочности; максимальное напряжение, которое выдерживает образец до разрушения при испытаниях на растяжение.

Предел текучести, σ_0,2 – одна из характеристик прочности; напряжение, при котором величина остаточной пластической деформации при испытаниях на растяжение составляет 0,2 %.

Предел упругости σ_у – один из критериев прочности, характеризующий сопротивление материала упругой деформации – максимальное напряжение, при котором наблюдается чисто упругая деформация.

Пресс – порошки – пластмассы (обычно термореактивные) с порошкообразными наполнителями (древесная, кварцевая мука, тальк и т.п.).

Прокаливаемость – способность стали закаливаться, т.е. приобретать мартенситную структуру на определенную глубину. Оценивается величиной критического диаметра; зависит от химического состава стали, повышается путем легирования.

Прочность – механическое свойство, характеризующее сопротивление материала деформации и разрушению; наиболее распространенными критериями прочности являются пределы текучести ( σ_0,2 ) и прочности ( σ_в ), определяемые путем стандартных испытаний образцов на растяжение, а также твердость.

Прочность конструкционная – прочность материала при работе в готовой конструкции; комплексная характеристика, включающая критерии прочности, надежности и долговечности.

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Рекристаллизация – процесс зарождения и роста новых равноосных зерен в деформированном металле, происходящий при температуре выше температуры (порога) рекристаллизации и приводящий в итоге к восстановлению свойств, присущих недеформированному металлу.

Силумин – литейный сплав на основе алюминия, содержащий 4…13% кремния.

Слоистые пластики – композиционные пластмассы с листовыми (слоистыми) наполнителями (бумага, хлопчато-бумажные и стеклоткани).

Солидус – линии диаграмм состояния, при охлаждении ниже которых любой сплав находится в твердом состоянии; при нагревании выше солидуса начинается плавление сплавов.

Сорбит – дисперсная смесь феррита и цементита, получающаяся при ускоренном охлаждении аустенита (сорбит закалки) или высоком отпуске (сорбит отпуска) стали.

Сорбит закалки – феррито-цементитная смесь, получаемая в результате перлитного превращения переохлажденного аустенита в интервале температур» 550…650 ^оС; подобно перлиту имеет пластинчатое (феррит + цементит) строение, но отличается большей дисперсностью и твердостью.

Сорбит отпуска – феррито-цементитная смесь, получаемая в результате высокого отпуска закаленной стали, имеет зернистую форму цементита; по сравнению с сорбитом закалки отличается более высокой пластичностью и ударной вязкостью.

Сплав – материал, получаемый сплавлением (или спеканием) двух или более компонентов.

Стали – сплавы на основе железа, содержащие от 0,02 до 2,14 % углерода (углеродистые стали), а также другие легирующие элементы (легированные стали).

Сталь аустенитная (аустенитного класса) – высоколегированные (в основном никелем и (или) марганцем) стали, имеющие при нормальных температурах устойчивую аустенитную структуру.

Сталь доэвтектоидная – стали, содержащие 0,02… 0,8 % С, имеющие равновесную структуру феррит + перлит в соответствии с диаграммой состояния "Железо – цементит".

Сталь заэвтектоидная – стали, содержащие 0,8…2,14 % С, имеющие равновесную структуру перлит + цементит вторичный в соответствии с диаграммой "Железо – цементит".

Сталь легированная – стали, получаемые в результате легирования; помимо железа и углерода в их химическом составе содержится не менее одного легирующего элемента.

Сталь мартенситная (мартенситного класса) – легированные стали, имеющие после нормализации мартенситную структуру.

Сталь перлитная (перлитного класса) – углеродистые или легированные стали, основной структурной составляющей которых после нормализации является перлит.

Сталь углеродистая – стали, в отличие от легированных не содержащие специально введенных легирующих элементов.

Сталь ферритная (ферритного класса) – высоколегированные (хромом) стали, имеющие ферритную структуру.

Сталь эвтектоидная – сталь, содержащая 0,8 % С, имеющая в равновесном состоянии структуру – перлит, согласно диаграмме "Железо – цементит".

Старение – длительная выдержка закаленного сплава при комнатной (естественное старение) или повышенной температуре (искусственное старение); завершающий этап упрочняющей термической обработки сплавов типа дуралюмин.

Старение полимеров – необратимое изменение структуры и ухудшение физико-механических свойств полимеров при их длительном использовании под влиянием внешних воздействий.

Степень тетрагональности – отношение с / а – вертикального и горизонтального ребер элементарной ячейки, характеризующее степень пересыщения тетрагональной решетки мартенсита углеродом.

Технологические свойства – свойства, обеспечивающие "технологичность материала" – его пригодность для изготовления изделий с наименьшей трудоемкостью, – это обрабатываемость резанием, давлением, свариваемость, способность к литью, а также прокаливаемость.

Твердомер – прибор для измерения твердости.

Твердость – механическое свойство, характеризующее способность материала сопротивляться упругой и пластической деформации при внедрении в него более твердого тела (индентора).

Твердость по Бринеллю (НВ) – твердость, определяемая как отношение нагрузки при вдавливании индентора – закаленного стального шарика (обычно Æ = 10 мм) в испытуемый материал к площади поверхности полученног