
- •Часть 2 «металлы»
- •2.1. Контрольные вопросы.
- •4.2.2. Литейные алюминиевые сплавы
- •1. Углеродистые стали.
- •1.1. Углеродистые стали обыкновенного качества.
- •1.2. Углеродистые, качественные конструкционные стали.
- •1.3. Инструментальные углеродистые стали.
- •1.4. Литейные углеродистые конструкционные стали.
- •1.5. Контрольные вопросы.
- •2. Чугуны.
- •2.1. Контрольные вопросы.
- •3. Легированные стали и сплавы.
- •3.1. Легированные стали.
- •3.2. Обозначение некоторых специальных сплавов.
- •3.3. Обозначение коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сплавов.
- •3.4. Инструментальные твёрдые сплавы.
- •3.5. Сверхтвердые материалы.
- •3.6. Контрольные вопросы.
- •Сверхтвердые материалы
- •4. Цветные металлы и их сплавы.
- •4.1. Обозначение сплавов цветных металлов.
- •4.2.Сплавы на основе алюминия.
- •4.2.1. Деформируемые алюминиевые сплавы
- •К деформируемым алюминиевым сплавам, не упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы аМц и аМг. Они отличаются высокой пластичностью, хорошей свариваемостью и высокой коррозионной стойкостью.
- •Сплавы системы Al – Mg (ал8, ал27) обладают высокой коррозионной стойкостью, прочностью, вязкостью и хорошей обрабатываемостью резанием. Имеют невысокие литейные свойства и пониженную герметичность.
- •4.2.3. Гранулированные алюминиевые сплавы.
- •4.3. Сплавы на основе магния
- •4.4. Титан и сплавы на его основе
- •4.4.1. Промышленные титановые сплавы
- •4.5. Бериллий и сплавы на его основе
- •4.6. Сплавы на основе меди
- •4.6.1. Латуни
- •4.6.2. Бронзы
- •4.7. Контрольные вопросы.
- •5. Материалы с особыми физическими и физико-механическими свойствами.
- •5.1. Припои
- •5.2. Антифрикционные материалы
- •5.3. Фрикционные материалы
- •5.4. Контрольные вопросы.
- •Содержание отчёта.
- •Слесарь инструментальщик: Учебн. Пособие для спту / н.П. Малевский, р.К. Мещеряков, о.Ф. Полтавец – м. Высш шк., 1987. – 304 с.
Сплавы системы Al – Mg (ал8, ал27) обладают высокой коррозионной стойкостью, прочностью, вязкостью и хорошей обрабатываемостью резанием. Имеют невысокие литейные свойства и пониженную герметичность.
Их применяют для изготовления деталей, работающих в условия высокой влажности в судо-, самолёто-, и ракетостроении. Из них делают детали приборов, вилки шасси и хвостового оперения, штурвалы и др. Свойства некоторых литейных алюминиевых сплавов представлены в таблице 11
Таблица 11. Химический состав и механические свойства литейных алюминиевых сплавов
Сплав |
Содержание элементов, % (основа Al) |
Механические свойства |
Примечание |
|||||||
в |
0,2 |
% |
НВ |
|||||||
Si |
Mg |
Cu |
Mn |
прочие |
МПа |
|||||
АЛ4 |
8-10,5 |
0,17-0,3 |
- |
0,2-0,5 |
- |
260 |
200 |
4 |
750 |
Литьё Зак. + стар. |
АЛ9 |
6 - 8 |
0,2-0,4 |
- |
- |
- |
220 |
120 |
2 |
500 |
Литой под давлением |
220 |
160 |
3 |
750 |
Литьё Зак. + стар. |
||||||
АЛ32 |
7,5-8,5 |
0,3-0,5 |
1 – 1,5 |
0,3-0,5 |
0,1-0,3 Ti |
270 |
160 |
3 |
800 |
Литой под давлением |
АЛ19 |
- |
- |
4,5-5,3 |
0,6-1 |
0,15-0,35 Ti |
360 |
250 |
3 |
1000 |
Закалка + старение |
АЛ27 |
- |
9,5-11,5 |
- |
- |
0,05- 0,15 Ti, Zr, Be |
360 |
180 |
18 |
990 |
Закалка От 530 0С |
4.2.3. Гранулированные алюминиевые сплавы.
Гранулированными называют сплавы, полученные путём компактирования из частиц (гранул), отлитых со сверхвысокой скоростью кристаллизации. Скорость охлаждения 103 – 106 0С/сек. Это достигается распылением металла струёй чистого нейтрального газа. В зависимости от давления газа и условий кристаллизации диаметр гранул колеблется от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Гранулы имеют очень мелкозернистую структуру с пересыщенным твёрдым раствором с концентрацией в 2 – 5 раз превосходящую предельную растворимость компонентов в равновесных условиях. Такие твёрдые растворы называют аномально пересыщенными.
В процессе горячего компактирования сплавов (400 – 450 0С) из пересыщенного раствора выпадают дисперсные частицы интерметаллидных фаз, которые увеличивают прочность при обычных и повышенных температурах.
Большой интерес представляют гранулированные сплавы алюминия с элементами практически нерастворимыми в нём в равновесных условиях и сильно отличающихся от алюминия по плотности (Fe, Ni, Co).
Стандартные деформируемые сплавы типа дуралюминов (Д16) в гранулированном варианте имеют в = 800 Мпа.
4.3. Сплавы на основе магния
Магний - металл серебристо-белого цвета с гексагональной решёткой, он не имеет полиморфных превращений. Температура плавления 650 оС, плотность 1,7 г/см3.
Магний и его сплавы отличаются низкой плотностью, хорошей обрабатываемостью резанием и способностью воспринимать ударные и гасить вибрационные нагрузки.
ГОСТ 804 – 72 устанавливает следующие марки магния:
Мг96 (99,96 % Мг), Мг95 (99,95 % Мг), Мг90 (99,90 % Мг).
Примеси Fe, Si, Ni, Cu понижают и без того низкую пластичность и коррозионную стойкость. При нагреве магний активно окисляется и при температуре выше 623 0С на воздухе воспламеняется. Порошок, тонкая лента, стружка магния представляют большую опасность, так как самовозгораются на воздухе при обычных температурах и горят с выделением большого количества теплоты и излучением ослепительно яркого света.
Литой магний имеет низкие механические свойства из-за крупнокристаллической структуры: в = 110 – 120 МПа, 0,2 = 20 – 30 МПа, = 6 – 8 %, НВ 300.
Чистый магний как конструкционный материал практически не применяется. Он используется в пиротехнике, в химической промышленности для синтеза органических препаратов и как легирующая добавка в металлургии.
Достоинством магниевых сплавов является высокая удельная прочность: в = 250 – 400 МПа при плотности менее 2 г/см3.
Основные виды термической обработки: закалка + искусственное старение и различные виды отжига (для снятия напряжений и диффузионных процессов).
Магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием, легко шлифуются и полируются. Удовлетворительно свариваются контактной и дуговой сваркой в среде инертных газов.
К недостаткам следует отнести низкую коррозионную стойкость, малый модуль упругости, плохие литейные свойства, склонность к газонасыщению, окислению и воспламенению
По технологии изготовления магниевые сплавы подразделяют на литейные – МЛ и деформируемые – МА.
Среди деформируемых сплавов наибольшей прочностью обладают сплавы магния с алюминием и сплавы магния с цинком. Цинк и алюминий придают сплавам хорошую технологическую пластичность, что позволяет изготавливать из них кованные и штампованные детали сложной формы (крыльчатки и жалюзи капота самолёта).
Литейные сплавы магния по химическому составу близки к деформируемым.
Преимуществом литейных сплавов перед деформируемыми является значительная экономия металла при производстве деталей, поскольку высокая точность размеров и хорошая чистота поверхности отливок практически исключают их обработку резанием. Однако грубая структура обуславливает более низкие механические свойства, особенно пластичность.
Механические свойства литейных магниевых сплавов в основном находятся на уровне свойств литейных алюминиевых сплавов, но, обладая меньшей плотностью, магниевые сплавы превосходят их по удельной прочности.
Наибольшее распространение нашли сплавы системы Mg – Al – Zn,
Применение: самолёты – корпуса насосов, коробок передач, фонари. Ракетная техника – корпуса ракет, обтекатели, топливные и кислородные баки, стабилизаторы. Автомобили – корпуса, колёса, помпы.
Вследствие малой способности к поглощению тепловых нейтронов их используют в атомной технике.