Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лаб 8 микроструктуры цветных.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
410.11 Кб
Скачать

Лабораторная работа №8 изучение структуры и свойств цветных сплавов и баббитов

8.1. Цель работы

1. Изучить классификацию и маркировку легированных сталей.

2. Изучить зависимость между структурой и свойствами заданных цветных сплавов и баббитов.

8.2 Основные положения

8.2.1Маркировка цветных сплавов.

В технической литературе и ГОСТах принята следующая маркировка цветных сплавов.

Буквой А (в некоторых случаях В и Д) вначале марки обозначают сплавы на основе алюминия; буквами Л – латунь, Бр – бронзы (сплавы на основе меди); буквой Б – баббиты.

Цифрами и буквами после этих букв обозначают марки сплавов например:

Д16 – деформируемый алюминиевый сплав системы Al-Cu, упрочняемый термообработкой (цифра в маркировке таких сплавов указывает лишь на его условный номер);

АК12 – литейный алюминиевый сплав системы Аl – Si, называемый силумином (в старых стандартах он обозначался АЛ2);

АК5М7 – литейный алюминиевый сплав системы Al-Si-Cu/;

Л70 – латунь, сплав меди (70%) с цинком (Zn – остальные);

БрОЦС 5-5-5 – оловянная бронза, сплав Cu с оловом, свинцом и цинком (5% Sn, 5%Pb и 5% Zn).

Баббит Б83 – сплав олова с сурьмой и медью, содержащий около 83  олова.

Основные легирующие элементы, содержащиеся в марках цветных сплавов, обозначают буквой и цифрой:

А – алюминий, Б – беррилий, Ж – железо, К – кадмий, Мг – магний, Mц – марганец, Н – никель, О – олово, С – свинец, Х – хром, Ф – фосфор, Ц – цинк и т.д. Цифры, следующие за буквами, указывают на количество легирующего элемента.

8.2.2 Сплавы на алюминиевой основе

Алюминий по объему производства пока стоит на втором месте после железа. В чистом виде в машиностроении как конструкционный материал из-за низкой прочности (80…100 МПа) и твердости (HB 250…300 МПа) не применяется. Для изготовления деталей машин и элементов конструкций широкое применение получили простые (двойные) и сложные (многокомпонентные) сплавы на его основе. Сплавы алюминия, обладая хорошей технологичностью во всех стадиях передела, малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью, при достаточной прочности, пластичности и вязкости, хорошей свариваемости нашли широкое применение в авиации, судостроении, автомобилестроении, строительстве и других отраслях техники. Изделия из таких легких сплавов позволяют снизить массу, увеличить грузоподъемность, например, летательных аппаратов без снижения скорости и дальности полета, повысить скорость движения автомобилей, морских судов, железнодорожного транспорта. Алюминиевые сплавы находят большое применение в сварных конструкциях криогенной техники.

По способу изготовления изделий сплавы подразделяют на литейные и деформируемые. Кроме того, они делятся на упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой.

Самым распространенными деформируемыми сплавами в технике являются дуралюмины, упрочняемые термической обработкой. Диаграмма сосостояния системы Al-Cu представлена на рис. 8.1.

Рис. 8.1 Диаграмма состояния Al-Cu

Диаграмма фазового состояния системы Al-Cu, представленная на рис.1, показывает, что медь при температуре 548º растворяется в количестве до 5,7% и до 0,2% при комнатной температуре.

Л юбой сплав, содержащий от 0,2 до 5,7% Cu, имеет структуру из кристаллов α твердого раствора с избыточной фазой CuAl2. В сплавах с бóльшим содержанием меди (в доэвтектических сплавах) структура состоит из α -фазы + эвтектика (α+CuAl2).

Дуралюминами называют сплавы Al-Cu-Mg, в которые дополнительно для повышения коррозионной стойкости и улучшения механических свойств вводят марганец.

Основу литейных сплавов составляют сплавы Al-Si, Al-Cu, Al-Mg. Сплавы Al с Si, называемые силуминами, применяют только после модифицирования, которое измельчает их структуру, благодаря чему они приобретают достаточную вязкость при относительно высокой прочности. Диаграмма состояния Al-Si представлена на рис. 8.2.

Рис. 8.2 Диаграмма состояния Al-Si

В сплавах системы Al-Si кремний не образует химических соединений с алюминием. Растворимость Al в кремнии ничтожно мала. Поэтому можно считать, что в структуре сплавов присутствуют включения чистого кремния. Сплавы Al с Si до 14% называют силуминами.

Обычный силумин содержит 12-13% Si и по структуре является заэвтектическим сплавом. При обычных условиях литья структура содержит грубую эвтектику (Al-Si) и включения первичного кремния. Если перед самой отливкой ввести в расплав незначительное количество Na или его солей (модификатора), то структура улучшается и становится мелкозернистой, что сопровождается резким повышением механических свойств.

Для повышения прочностных характеристик двойные силимуны легируют Mg, Cu, Mn и др. элементами и подвергают термической обработке.