Литейные алюминиевые сплавы. Их состав, структура, маркировка. Цель модифицирования.
Типичными
литейными алюминиевыми сплавами являются
силумины
–
сплавы
алюминия с кремнием (АК12, АК9, АК7).
Диаграмма состояния системы Al–Si
приведена на рис.50.
Распространенный силумин АК12 содержит 11…13% Si. В равновесном (литом) состоянии сплав является заэвтектическим и состоит из эвтектики (α+Si) крупноигольчатого строения и включений хрупких первичных кристаллов кремния (рис. 51а).
Для повышения механических свойств силуминов проводят модифицирование. В расплав вводят соли натрия – 67% NaF и 33% NaCl. Натрий - поверхностно-активный элемент, способствует измельчению первичных кристаллов кремния и эвтектики. Кроме того, в присутствии натрия точка эвтектики смещается в сторону больших концентраций кремния (пунктирные линии на рис. 50), так что сплав АК12 становится доэвтектическим. Структура модифицированного сплава состоит из кристаллов α-раствора и мелкозернистой эвтектики (рис. 51б). Доэвтектические сплавы АК9 (8…10%Si) и АК7 (6…8%Si) дополнительно содержат магний (до 0,3…0,4%Mg) и могут упрочняться закалкой с последующим старением за счет выделения частиц упрочняющей фазы Mg2Si. Применяют силумины для изготовления мелких (АК12), а также средних и крупных (АК9, АК7) литых деталей (корпусов компрессоров, картеров двигателей внутреннего сгорания, блоков цилиндров автомобильных двигателей).
На стали 40 получить структуры: а) мартенсит, б) мартенсит+троостит, в) нижний бейнит, г) нижний бейнит+мартенсит. Кривые охлаждения для получения этих структур нанести на С-кривую
1
)нагрев
значительно выше Ас3 (перегрев). Образовался
М крупноигол.(при нагреве образ А с
крупным зерном, который при охлаждении
переходит в Мкрупноигол и низкой ударной
вязкостью. Это дефект ТО
2)М+Т.при опр скорости охл,часть А превращ в Т,но превращение не заканчивается,так как вектор скорости не пересекает линию конца распада А.Оставшаяся часть А переохл до точки Мн и превращается в М.
3) нижний бейнит получается при изотермической выдержке
4) нижний бейнит+мартенсит. Получается при изменинии скорости охлаждения.
№29 1. Диаграмма состояния железо-углерод. Структуры и фазы в системе. Указать критические точки А1 и А3 и влияние на них легирующих элементов.
С
плавы
железа с углеродом в диапазоне концетраций
от 0 до 6,67% подразделяют на три группы:
-технич железо (C<0,02%, структура Ф+ЦIII)
-стали 0,02<C%<2,14
1) доэвтектоид стали(0,02<C%<0,8, П+Ф)
2) эвтектоидн(С=0,8% , П)
3) заэвтектоидн(0,08<C%<2,14, П+ЦII)
-чугуны 2,14<C%<6,67
1) доэвтектич(2,14<C%<4,3, Л+П+ЦII)(ж)
2) эвтектич(С=4,3% , Л)
3) заэвтектич (4,3<C%<6,67 , Л+ЦI)
Фазы в системе железо-углерод.
Фазы:
-Ж
-Ф(феррит) = FeαC (Cmax – 0,02%)
-А(аустенит) = FeγC (Cmax – 2,14%)
-Ц(цементит) – Fe3C (Cmax – 6,67%)
-Г(графит)
Феррит – твёрдый раствор углерода в α-железе. ОЦК
Аустенит – твёрдый раствор углерода в γ-железе.ГЦК
Цементит – химическое соединение железа с углеродом – карбид железа Fe3C
Графит образуется в высокоуглеродистых сплавах при метастабильном равновесии, если охлаждение(нагрев) происходит медленно, но с реальными скоростями.
К α стабилизаторам относят элементы с ОЦК реш.(Cr,Mo,W,V). Эти элементы повышают t А3 и понижают А4.Значит сужается об-ть γ-тв. р-ра и расширяется об-ть α -тв.р-ра. Когда концентрация α-стаб. больше Х, сплавы Fe-ЛЭ во всем темпер. интервале до линии солидус будет иметь стр-ру легиров.феррита.
К γ стаб. Относятся элементы с ГЦК решёткой (Ni,Mn,Cu).Они снижают t А3 и увеличивают А4, расширяя об-ть γ тв. р-ра. Сплавы Fe-ЛЭ с концентрацией γ -стаб. больше У приобретают стр-ру А легир.