• 

  1 слайд

  Государственное образовательное автономное учреждение начального профессионального образования Амурской области «Профессиональный коммунально-строительный лицей»
  города Белогорск
  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
  по предмету «Материаловедение»
  профессия «Автомеханик»
  

• 

  2 слайд

  «ВЫБОР СПЛАВА ДЛЯ изготовления поршня двс»
  ТЕМА:
  

• 

  3 слайд

  ПОРШЕНЬ
  Поршень — главная деталь автомобильного двигателя, во многом определяющая его облик.
  Поршень эволюционировал вместе с развитием двигателей и достиг высокой степени совершенства.
  

• 

  4 слайд

  ТРЕБОВАНИЯ, предъявляемые к поршню:
  лёгкость и прочность;
  высокая износостойкость рабочих поверхностей;
  низкое трение при минимально возможном зазоре в цилиндре;
  выдержка значительных механических нагрузок и тепловых ударов.
  
  
  Нажать здесь
  

• 

  5 слайд

  ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
  
  исследование свойств алюминиевых сплавов
  в сравнении с алюминием для выбора сплава
  с улучшенными свойствами, используемого в производстве поршня ДВС
  

• 

  6 слайд

  Проблема исследования: обосновать выбор сплавов, на основе которых изготавливается поршень двигателя внутреннего сгорания.
  Актуальность исследования: в связи с возросшими требованиями к техническим характеристикам автомобилей, к мощности ДВС, с появлением новых материалов, используемых для изготовления деталей ДВС, в том числе и поршней, появилась необходимость выбора материала, который должен сочетать в себе лучшие свойства: лёгкость, прочность, долго-вечность для обеспечения надежной работы двигателя.
  Предмет исследования:  сплавы для изготовления поршня, отвечающие современным требованиям, предъявляемые к деталям ДВС.
  
  
  
  

• 

  7 слайд

  1. Анализ условий работы материала и комплекс технических требований к нему:
  
  Механические нагрузки на поршень - максимальное давление в камере сгорания высокофорсированного двигателя достигает 80 – 100 атмосфер, давление в камере сгорания обычного автомобиля 55 – 60 атмосфер, в таких жестоких условиях поршень должен быть абсолютно жестким, т. е. никак не менять свою форму.
  Температурные нагрузки на поршень -температура сгоревших в цилиндре газов может достигать 2000º - 2500ºС, обладать высокой теплопроводностью, в том числе при повышенных температурах, тепловые нагрузки не должны его деформировать.
  Коррозийная стойкость поршня – должна быть высокой при воздействии на него смазочных материалов, сгоревших газов.
  

• 

  8 слайд

  2. Поиск и обоснованный выбор материала на основе заданных параметров:
  Для изготовления поршней в настоящее время используют алюминиевые сплавы, реже серый чугун, а также композиционные материалы, и в отдельных случаях стали.  
  ДОСТОИНСТВА ПОРШНЕЙ,
  ИЗГОТОВЛЕННЫХ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ :
  малая масса (как минимум на 30 % меньше по сравнению с чугунными);
  высокая теплопроводность (в 3-4 раза выше теплопроводности чугуна), обеспечивающая нагрев днища поршня не более 250 °C, что способствует лучшему наполнению цилиндров и позволяет повысить степень сжатия в бензиновых двигателях;
  имеет хорошие антифрикционные свойства.
  
  Нажать здесь
  

• 

  9 слайд

  АЛЮМИНИЙ
  Алюминий - среди металлов по распространенности в природе занимает первое место, по практическому использованию – второе (после железа).
  Алюминий отличается от других металлов малой плотностью, высокой пластичностью, тепло- и электропрово-димостью, антикоррозийными свойствами, отражательной способностью.
  

• 

  10 слайд

  Сплавы на основе АЛЮМИНИЯ:
  Дуралюмины - наиболее прочные и коррозионно-стойкие из алюминиевых сплавов. Склонны к межкристаллической коррозии. Применяют в изготовлении листов, профилей, труб, проволоки, штамповки и поковки.
  Магналии - отличаются высокой прочностью и устойчивостью к коррозии в пресной и даже морской воде. Магналии также хорошо устойчивы к воздействию кислот. Применяются широко, как конструкционный материал.
  Силумины - при своих относительно невысоких прочностных характеристиках они обладают наилучшими из всех алюминиевых сплавов литейными свойствами. Часто используются там, где необходимо изготовить литые тонкостенные или сложные по форме детали, например, такие детали, как поршень.
  

• 

  11 слайд

  3. Выбор методов и оборудования для определения структуры и свойств материалов
  
  Исследование на ударную вязкость
  АЛЮМИНИЙ
  сквозное отверстие диаметром 3,2мм
  ДЮРАЛЮМИНИЙ Д1
  сквозное отверстие диаметром 1,6 мм
  СИЛУМИН АК4-1
  образовалась лишь вмятина глубиной 1,0 мм
  

• 

  12 слайд

  Исследование на тепловое расширение
  
  t0= 3000C
  

• 

  13 слайд

  Исследование на коррозийную стойкость
  Исследование образцов в бензине А-80
  (в течение 60 дней)
  АЛЮМИНИЙ
  появление местных очагов коррозии, глубокое разрушение
  ДЮРАЛЮМИНИЙ Д1
  появление сплошной коррозии, глубокой, местами межкристаллитной
  СИЛУМИН
  АК4-1
  появление незначительного налета поверхностной коррозии
  

• 

  14 слайд

  Исследование на коррозийную стойкость
  Исследование образцов в моторном масле
  (в течение 60 дней)
  АЛЮМИНИЙ
  появление местных очагов коррозии, значительное разрушение
  ДЮРАЛЮМИНИЙ Д1
  появление поверхностной коррозии, слабое разрушение
  СИЛУМИН
  АК4-1
  коррозии на образце нет, кроме незначительного изменения цвета сплава
  

• 

  15 слайд

  4. Оценка показателей выбранного материала
  Изучив материалы, которые предполагались, что можно их использовать для изготовления поршня, мы видим, что алюминий и алюминиевый сплав Д1, следует исключить из списка, так как им  присущ ряд серьезных недостатков, основными из которых являются невысокая усталостная прочность, уменьшающаяся при повышении температуры, высокий коэффициент линейного расширения, не значительная износостойкость, сравнительно большая стоимость.
  А также работа поршней из алюминия и алюминиевого сплава Д1, не возможна, при заданной температуре 600 0 С и выше.
  

• 

  16 слайд

  4. Оценка показателей выбранного материала
  ВЫВОД:
  из среди трёх исследуемых материалов:
  технического алюминия,
  алюминиевых сплавов Д1 , АК4 - 1,
  заданному условию и требованиям  
  соответствует алюминиевый сплав АК 4 – 1
  

• 

  17 слайд

  ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  Выбор сплава осуществлялся исходя из условия задания подбора трёх возможных материалов
  (алюминий, Д1, АК4-1), подходящим по технологическим, техническим, эксплуатационным и в особенности экономическим требованиям.
  
  С учетом всех этих требований для поршня двигателя внутреннего сгорания, работающего при температурах до  6000 C, с большим воздействием механических нагрузок из представленных образцов, был выбран алюминиево-силуминовый сплав АК4 - 1, который соответствует требованиям, предъявляемых к материалу для изготовления поршня.
  

• 

  18 слайд

  В исследовательской работе принимали участие:
  РУКОВОДИТЕЛИ:
  Мастер производственного обучения
  Левберг
  Александра Петровна
  Преподаватель химии Симоненко
  Людмила Николаевна
  УЧАЩИЕСЯ:
  ПЫХТИН АРТЕМ
  КОЗЛОВ СЕРГЕЙ
  

• 

  19 слайд

  РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:
  

Краткое описание материала