КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Это материалы, из которых делают детали конструкций (машин и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку и обладающие высокой износостойкостью.
Продолжительный период на пути развития человеческого общества использовались для своих практических нужд ограниченным кругом материалов: дерево, камень, натуральные волокна, обожженную глину, стекло, железо и др. Промышленный переворот XVIII в. и последующее развитие техники, особенно изобретение паровых машин и двигателей внутреннего сгорания, электрических машин и автомобилей, повысили требования к материалам их деталей, к их прочности, температурной стойкости и т. п. В тот период главным конструкционными материалами оставались сплавы на основе железа, меди (бронза, латунь), свинца и олова.
Насчитывают большое количество разных конструкционных материалов. По своей природе они делятся на металлические, неметаллические и композиционные.
Современная техника продолжает выдвигать все новые требования к конструкционным материалам. Так, например, для снижения веса летательных аппаратов применяются многослойные конструкции, сочетающие одновременно легкость, прочность и жесткость. Для многих областей техники требуются материалы, сочетающие конструкционную надежность с высокими электрическими, теплоизоляционными, оптическими и другими свойствами.
В составе конструкционных материалов нашли использование почти все элементы таблицы Менделеева. Эффективность классических металлических сплавов достигается комбинацией особого легирования, высококачественной плавки и термической обработки.
В перспективе одним из способов получения эффективных конструкционных материалов будет широкое синтезирование их из элементов, обладающие предельным значениям свойств, т. е. предельно прочных, предельно тугоплавких, термостабильных и т. п. Такие материалы носят название композиционных. Во время их изготовления используются высокопрочные элементы (волокна, нити, нитевидные кристаллы, тугоплавкие соединения и т. п., составляющие армировку или наполнитель), связуемые матрицей из прочного и пластичного материала (металлических сплавов или полимерных материалов).
Композиционные материалы по удельной прочности на 50— 100% обходят сталь или алюминиевые сплавы и обеспечивают экономию массы конструкции на 20—50%. Поэтому сейчас производству конструкционных материалов и улучшению их качества уделяется особое внимание.
