Вопросы по материаловедению

1. Алюминий. Формируемые (Деформируемые сплавы) и литейные алюминии, сплавы алюминия. Способы получения. Способы изменения свойств.

Алюминий относится к легким металлам. Температура плавления алюминия 658°С, плотность 2,7 г/см³. Алюминий обладает высокой пластичностью и низкой прочностью: а_в=100 МПа, 5-40%. Чистый алюминий хорошо сопротивляется коррозии, так как на его поверхности образуется защитная (плотная) пленка окиси алю­миния (А1₂О₃).

Основными примесями являются кремний и железо, которые повышают прочность, но снижают пластичность и стойкость против коррозии. Кроме того, железо с алюминием образует химическое соединение FeAl₃, которое ухудшает обрабатываемость давлением.

Алюминий марок АОО (99,7% А1), АО (99,6% AI) применяют в электропромышленности для изготовления фольги и покрытий.

Алюминий марок А1 (99,5% А1), А2 (99,0% А1), A3 (98% А1) используют для изготовления посуды и других предметов широкого потребления.

В результате наклепа прочность алюминия повышается до Кл 180 МПа, но при этом уменьшается пластичность. Для снятия наклепа применяют рекристаллизационный отжиг при 330—ЗбО°С

По диаграмме состояния алюминий — легирующий элемент алюминиевые сплавы можно классифицировать на формируемые и литейные.

Деформируемые сплавы делятся на упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой.

__________________________________________________________

2. Однофазные и двухфазные сплавы алюминия. Примеры применения, состав.

Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой, характеризуются невысокой прочностью, высокой пластичностью и высокой коррозионной стойкостью. К ним относятся сплавы алюминий — марганец (АМц) и алюминий-магний (АМг). Указанные сплавы являются однофазными. Они при­меняются для изготовления малонагруженных деталей, изготавливаемых холодной штамповкой, для сварных деталей и деталей, работающих в агрессивных средах.

Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой, являются двухфазными.

Наиболее распространенным представителем алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, является дюралюминий. Дюралюминий — это сплав А1—Си—Mg—Mn. Маркируется дюра­люминий буквой Д —дюралюминий, за которой следуют цифры, указывающие условный номер. Дюралюминий хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. После холодной деформации дюралюминий подвергают смягчающему отжигу при 340—370 °С.

_______________________________________________________________

3. Дюралюминий маркировка а1—Си—Mg—Mn, состав, способы упрочнения. Старение металла.

Наиболее распространенным представителем алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, является дюралюминий. Дюралюминий — это сплав А1—Си—Mg—Mn. Маркируется дюра­люминий буквой Д —дюралюминий, за которой следуют цифры, указывающие условный номер. Дюралюминий хорошо деформируется в горячем и холодном состояниях. После холодной деформации дюралюминий подвергают смягчающему отжигу при 340—370 °С.

Термическая обработка дюралюминия состоит из закалки с тем­пературы 490—510 °С с охлаждением в воде. После закалки структура дюралюминия представляет пересыщенный а-твердый раствор и нерастворенные соединения железа.

Нагрев выше 510-520 °С вызывает окисление и час­тичное оплавление границ зерен, что резко снижает прочность и пластичность. Недогрев дюралюминия до оптимальных температур закалки не обеспечивает по­лучение необходимых свойств.

После закалки дюралюминий подвергают старению, что обеспечивает по лучение высоких прочности и твердости.

Естественное старение происходит при обычных (комнатных) температурах в течение 5-7 суток.

Искусственное старение проводят при 150—180°С в течение 2—4 ч.

При понижении температуры процесс старения замедляется и, наоборот, с повышением тем­пературы - ускоряется.

Если после закалки и естественного старения дюралюминий подвергнуть кратковременному нагреву (20-40 с) при 200-250°С, то он разупрочняется и приобретает свойства, соответствующие свежезакаленному состоянию. Это явление называется возвратом. Процесс возврата может повторяться многократно, однако при этом происходит ухудшение коррозионной стойкости дюралюминия.

Дюралюминий поставляется в виде профилей, прутков, лис­тов и др.