Цветные сплавы
Сплавы на медной основе (2.3.1)
Медные сплавы имеют высокие механические и технологические свойства, хорошо сопротивляются коррозии и износу. Сплавы на медной основе разделяют в зависимости от состава на две основные группы: латуни и бронзы.
|
Марка |
М1 |
||||||||||||||||||||||||||
Классификация: |
Медь |
|||||||||||||||||||||||||||
Применение: |
Для проводников тока, проката и высококачественных бронз, не содержащих олова; для изготовления изделий криогенной техники; для изготовления проволоки и прутков для автоматической сварки в среде инертных газов, под флюсом и газовой сварки неответственных конструкций из меди, а также изготовление электродов для сварки меди и чугуна |
|||||||||||||||||||||||||||
Травитель: |
Не травлено |
|||||||||||||||||||||||||||
Обработка: |
Литье |
|||||||||||||||||||||||||||
Компонент: |
O (0,1 масс. %) |
|||||||||||||||||||||||||||
Структурные составляющие: |
Зерна равноосные, эвтектика |
|||||||||||||||||||||||||||
Описание: |
Медь недостаточно раскисленная. Поляризованный свет. Между зернами меди видна эвтектика медь + оксид меди. |
|||||||||||||||||||||||||||
Химический состав материала (%). М1 ГОСТ 8592001
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Марка |
М1 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
Классификация: |
Медь |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Применение: |
Для проводников тока, проката и высококачественных бронз,не содержащих олова; для изготовления изделий криогенной техники; для изготовления проволоки и прутков для автоматической сварки в среде инертных газов, под флюсом и газовой сварки неответственных конструкций из меди, а также изготовление электродов для сварки меди и чугуна |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Травитель: |
Не травлено |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Обработка: |
Отжиг |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Компонент: |
O (0,1 масс. %) |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Структурные составляющие: |
Зерна равноосные |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Описание: |
Технически чистая медь. Равноосные зерна с двойниками. Шлиф перетравлен. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
-
Марка
М3
Классификация:
Медь
Применение:
Для проката, сплавов на медной основе и прочих литейных сплавов; для изготовления изделий криогенной техники
Травитель:
Не травлено
Обработка:
Отжиг
Компонент:
O (0,3 масс. %)
Структурные
составляющие:
Зерна равноосные
Описание:
Зерна с характерными двойниками
Химический состав материала (%). М3 ГОСТ 859–2001
Fe
Ni
S
As
Pb
O
Sb
Bi
Sn
-
до 0,05
до 0,2
до 0,01
до 0,01
до 0,05
до 0,08
до 0,05
до 0,003
до 0,05
Cu + Ag min 99,5
Латуни – это сплавы меди с цинком, где содержание цинка не превышает 45 %.
Рис. 7. Диаграмма состояния Cu–Zn
-
Марка
ЛС59-1
Классификация:
Латунь
Применение:
Для изготовления полуфабрикатов (лент, листов, полос, труб, прутков, проволоки, профилей); поковок; крепежных изделий (гаек, болтов); шестеренок, зубчатых колес, втулок.
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Литье
Компонент:
Zn (41 масс. %) , Pb (1 масс. %)
Структурные
составляющие:
Кристаллы вторичные
Описание:
Свинцовистая двухфазная латунь (автоматная). Темная матрица β-фазы (интерметаллид ~CuZn) и светлые выделения α-твердого раствора на основе меди. Внутри некоторых из них обнаруживаются частицы не растворимого в меди свинца, который затвердел в последнюю очередь. Эти частицы служат зародышами, на которых начинают образовываться кристаллы α-фазы. Включения свинца увеличивают хрупкость латуни настолько, насколько необходимо для обламывания стружки при обработке сплава на автоматических металлорежущих станках.
Химический состав материала (%). ЛС59-1 ГОСТ 15527–2004
Fe
P
Cu
Pb
Zn
Sb
Bi
Sn
Примесей
-
до 0,5
до 0,02
57…60
0,8…1,9
37,05…42,2
до 0,01
до 0,003
до 0,3
всего 0,7
Si + Sn < 0,5 %
-
Марка
ЛС59-1
Классификация:
Латунь
Применение:
Для изготовления полуфабрикатов (лент, листов, полос, труб, прутков, проволоки, профилей); поковок; крепежных изделий (гаек, болтов); шестеренок, зубчатых колес, втулок.
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Нормализация
Компонент:
Zn (41 масс. %), Pb (1 масс. %)
Структурные
составляющие:
Кристаллы вторичные
Описание:
Свинцовистая двухфазная латунь (автоматная). Темная матрица β-фазы (интерметаллид ~CuZn) и образовавшиеся из нее светлые выделения α-твердого раствора на основе меди. Внутри некоторых из них обнаруживаются частицы не растворимого в меди свинца, который затвердел в последнюю очередь. Эти частицы служат зародышами, на которых начинают образовываться кристаллы α-фазы.
Химический состав материала (%). ЛС59-1 ГОСТ 15527–2004
Fe
P
Cu
Pb
Zn
Sb
Bi
Sn
Примесей
–
до 0,5
до 0,02
57…60
0,8…1,9
37,05…42,2
до 0,01
до 0,003
до 0,3
всего 0,75
Si + Sn < 0,5 %
-
Марка
Л63
Классификация:
Латунь
Применение:
Листы, ленты, полосы, трубы, прутки, фольга, проволока; детали, получаемые глубокой вытяжкой; проволока для газовой сварки латуни и наплавки на углеродистую сталь. Марку Л63А изготовляют с антимагнитными свойствами в соответствии с требованиями ГОСТ 15527
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Литье
Компонент:
Zn (62 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы вторичные
Описание:
Мелкие участки основного зерна β-фазы с крупными выделившимися из него ветками α-фазы.
Химический состав материала (%). Л63 ГОСТ 15527–2004
Fe
P
Cu
Pb
Zn
Sb
Bi
Примесей
до 0,2
до 0,01
62…65
до…0,07
34,22–37,5
до 0,005
до 0,002
всего 0,5
Бронзы – это сплавы меди с другими различными элементами
Рис. 8. Диаграммы состояния Cu–Be, Cu–Ni
Рис. 9. Диаграммы состояния Cu–Sn и Cu–Al
-
Марка
БрО10
Классификация:
Бронза
Применение:
Для арматуры и фасонных отливок ответственного назначения
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Литье
Компонент:
Sn (10 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные, эвтектоид
Описание:
Оловянистая бронза. Вследствие дендритной ликвации светлые оси дендритов (твердый раствор на основе меди) сильно обогащены медью; вокруг них более темная оболочка с пониженным содержанием меди. Межосные пространства сильно обогащены оловом и твердый раствор при охлаждении испытывает серию эвтектоидных превращений. Этот эвтектоид образует матрицу.
Химический состав материала (%). БрО10 ГОСТ 613–79
Sn
Be
9…12
остальное
Марка
БрБ2
Классификация:
Бронза
Применение:
Обладают хорошей пластичностью и технологичностью, а также высокими механическими свойствами в термообработанном (состаренном) состоянии. Дополнительного повышения уровня механических свойств можно добиться пластической деформацией перед старением.
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Нормализация
Компонент:
Be (2 масс. %) , Ni (0,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Эвтектоид
Описание:
Бериллиевая бронза (для пружин измерительных приборов). Крупные зерна α-твердого раствора на основе меди с большим количеством двойников; внутри них видны выделения β-фазы (промежуточного типа), испытавшие эвтектоидный распад на α- и γ-фазу (последняя – интерметаллид состава ~CuBe). Оптимальное состояние (с пределом упругости до 1200 МПа) достигается после закалки с 850 °С с получением пересыщенного α‑раствора и последующего старения при 325 °С, при котором α-раствор испытывает спинодальный распад с образованием модулированной структуры.
Химический состав материала (%). Бериллиевая бронза БрБ2 ГОСТ 18175–78
Cu
Be
Ni
Al
Fe
Si
Pb
остальное
1,8…2,1
0,2…0,5
0,15
0,15
0,15
0,005
-
Марка
БрА14
Классификация:
Бронза
Применение:
Большая твердость и большая прочность, а потому в особенности пригодна для изготовления втулок для быстро движущихся частей машин. В Париже из нее отливались пушки.
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Литье
Компонент:
Al (14 масс. %)
Структурные составляющие:
Эвтектоид
Описание:
Алюминиевая бронза. Крупные избыточные кристаллы γ -фазы (интерметаллид CuAl) и эвтектоид (γ-фаза и α-твердый раствор на основе меди) в роли матрицы. Внутри избыточных кристаллов видны выделения α, образовавшиеся за счет уменьшения растворимости.
Химический состав материала (%). БрА14 ГОСТ 18175
Al
Cu
0,5…15
остальное
-
Марка
БрАЖМц10-3-1,5
Классификация:
Бронза
Применение:
Алюминиевая бронза. Плохо деформируется в холодном состоянии; деформируется в горячем состоянии; высокая прочность при повышенных температурах; коррозионно-стойкая; высокая эрозионная и кавитационная стойкости
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Литье
Компонент:
Al (10 масс. %), Fe (3 масс. %), Mn (1,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Эвтектоид
Описание:
Алюминиевая бронза, легированная железом и марганцем. Избыточные кристаллы α-твердого раствора на основе меди и эвтектоид из α- и γ-фаз (γ – промежуточная фаза). Видно упорядоченное расположение пластин α-фазы (видманштеттова структура). Литейный сплав.
Химический состав материала (%). БрАЖМц10-3-1,5 ГОСТ 18175–78
Fe
Si
Mn
P
Al
Cu
Pb
Zn
Sn
Примесей
2…4
до 0,1
1…2
до 0,01
9…11
82,3…88
до 0,03
до 0,5
до 0,1
всего 0,7
-
Марка
БрАЖМц10-3-1,5
Классификация:
Бронза
Применение:
Алюминиевая бронза. Плохо деформируется в холодном состоянии; деформируется в горячем состоянии; высокая прочность при повышенных температурах; коррозионно-стойкая; высокая эрозионная и кавитационная стойкости
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Нормализация
Компонент:
Al (10 масс. %), Fe (3 масс. %), Mn (1,5 масс. %)
Структурные
составляющие:
Эвтектоид
Описание:
Алюминиевая бронза, легированная железом и марганцем. Избыточные кристаллы α-твердого раствора на основе меди и эвтектоид из α- и γ-фаз в роли матрицы. (γ – промежуточная фаза). Видно упорядоченное расположение пластин α-фазы (видманштеттова структура). Литейный сплав.
Химический состав материала (%). БрАЖМц10-3-1,5 ГОСТ 18175–78
Fe
Si
Mn
P
Al
Cu
Pb
Zn
Sn
Примесей
2…4
до 0,1
1…2
до 0,01
9…11
82,3…88
до 0,03
до 0,5
до 0,1
всего 0,7
-
Марка
БрАЖ9-4
Классификация:
Бронза
Применение:
Шестерни, втулки, седла клапанов в авиапромышленности, в машиностроении для отливок массивных деталей в землю
Травитель:
10 %-е хлорное железо
Обработка:
Литье
Компонент:
Al (9 масс. %), Fe (4 масс. %)
Структурные составляющие:
Эвтектоид
Описание:
Алюминиевая бронза, легированная железом. Избыточные кристаллы α-твердого раствора на основе меди и эвтектоид из α- и γ-фаз. (γ – промежуточная фаза). Видно упорядоченное расположение пластин α-фазы (видманштеттова структура). Литейный сплав.
Химический состав материала (%). БрАЖ9-4 ГОСТ 18175–78
Fe
Si
Mn
P
Al
Cu
Pb
Zn
Sn
Примесей
2…4
до 0,1
до 0,5
до 0,01
8…10
84,3…90
до 0,01
до 1
до 0,1
всего 1,7
-
Марка
Cu + Ni + Mn
Классификация:
Конструкционные медно-никелевый сплавы
Применение:
Cплавы обладают высокой стойкостью к коррозии. Применяются для электрических аппаратов и элементов таких как: реостаты, резисторы, термопар и т. д.
Травитель:
3 %-е р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Ni (20 масс. %), Mn (4 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные
Описание:
Дендритная ликвация. Неоднородный по химическому составу тройной твердый раствор. Светлые оси дендритов обогащены Ni, темные межосные пространства (матрица) обогащены Cu.
Химический состав материала (%). ГОСТ 1790–77
Cu
Ni
Mn
остальное
20…45
1,5…7,0
Сплавы на основе алюминия (2.3.2)
Широкое применение сплавов на алюминиевой основе обосновано их относительно высокими механическими и литейными свойствами, малой плотностью.
Рис. 10. Диаграммы состояния Al–Si и Al–C
Все сплавы алюминия можно разделить на две группы:
– деформируемые:
-
Марка
АК4 (другое обозначение 1140)
Классификация:
Алюминиевый деформируемый сплав
Применение:
Для изготовления деталей реактивных двигателей
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Si (1 масс. %), Cu (2 масс. %), Ni (1 масс. %)
Структурные
составляющие:
Кристаллы первичные, эвтектика
Описание:
α-твердый раствор, крупные участки S-фазы и отдельные мелкие включения FeNiAl9.
Химический состав материала (%). АК4 ГОСТ 4784–97
Fe
Si
Mn
Ni
Ti
Al
Cu
Mg
Zn
Примесей
0,8…1,3
0,5…1,2
до 0,2
0,8 1,3
до 0,1
91,2 94,6
1,9 2,5
1,4 1,8
до 0,3
прочие, каждая 0,05;
всего 0,1
-
Марка
АМг-6 (другое обозначение 1560)
Классификация:
Алюминиевый деформируемый сплав
Применение:
Для изготовления полуфабрикатов методом горячей или холодной деформации, а также слитков и слябов; коррозионная стойкость высокая
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Отжиг
Компонент:
Mg (6,2 масс. %), Mn (0,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные, эвтектика
Описание:
α-твердый раствор, вкючения β-фазы, FeMn и Mg3Si2-фазы.
Химический состав материала (%). АМг6 ГОСТ 4784–97
Fe
Si
Mn
Ti
Al
Cu
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,4
до 0,4
0,5…0,8
0,02…0,1
91,1…93,68
до 0,1
0,0002…0,005
5,8…6,8
до 0,2
прочие, каждая 0,05; всего 0,1
– литейные:
-
Марка
АЛ9 (другое обозначение АК7ч)
Классификация:
Алюминиевый литейный сплав
Применение:
Для изготовления фасонных отливок; сплав отличается высокой герметичностью
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Si (7 масс. %)
Структурные
составляющие:
Кристаллы первичные, эвтектика
Описание:
α-твердый раствор окруженный эвтектикой (α + Si)
Химический состав материала (%). АК7ч ГОСТ 1583–93
Fe
Si
Mn
Al
Cu
Pb
Be
Mg
Zn
Sn
Примесей
–
до 1,5
6…8
до 0,5
89,6…93,8
до 0,2
до 0,05
до 0,1
0,2…0,4
до 0,3
до 0,01
всего 2
Ti + Z < 0,15
-
Марка
АЛ4 (другое обозначение АК9ч)
Классификация:
Алюминиевый литейный сплав
Применение:
Для изготовления фасонных отливок; сплав отличается высокой герметичностью
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Si (10 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные, эвтектика
Описание:
α-твердый раствор, эвтектика (α + Si) и железомарганцовистые включения
Химический состав материала (%). АК9ч ГОСТ 1583–93
Fe
Si
Mn
Ni
Al
Cu
Pb
Be
Mg
Zn
Sn
Примесей
до
1
8…10,5
0,2…0,5
до 0,1
86,94…91,63
до 0,3
до 0,05
до 0,1
0,17…0,3
до 0,3
до 0,01
всего 1,5
-
Марка
АК12
Классификация:
Алюминиевый литейный сплав
Применение:
Сплав на основе системы алюминий – кремний – магний (силумин). Из сплава получают плотные герметичные отливки сложной формы, не испытывающие в процессе эксплуатации значительных нагрузок, сплав отличается высокой герметичностью.
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Si (12 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные, эвтектика
Описание:
Силумин модифицированный. Литейный сплав. Модифицирован натрием. Избыточные кристаллы алюминия и эвтектика Al + Si.
Химический состав материала (%). АК12 ГОСТ 1583–93
Fe
Si
Mn
Ti
Al
Cu
Zr
Mg
Zn
Примесей
до 1,5
10…13
до 0,5
до 0,1
84,3…90
до 0,6
до 0,1
до 0,1
до 0,3
всего 2,7
-
Марка
Д1
Классификация:
Алюминиевый деформируемый сплав
Применение:
Для лопастей винтов, узлов креплений, строительных конструкций и т. д.
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Cu (4,2 масс. %), Mn (0,6 масс. %), Mg (0,6 масс. %)
Структурные
составляющие:
Кристаллы первичные
Описание:
Дюралюминий (классический). Зерна α-твердого раствора на основе алюминия и выделения Al2Cu (θ (тета)-фаза) по границам зерен (матрица). Видны также расположенные по границам зерен игольчатые включения S-фазы (CuMgAl2).
Химический состав материала (%). Д1 ГОСТ 4784–97
Fe
Si
Mn
Cr
Ti
Al
Cu
Mg
Zn
Примесей
–
до 0,7
0,2…0,8
0,4…1
до 0,1
до 0,15
91,7…95,5
3,5…4,5
0,4…0,8
до 0,25
прочие,
каждая 0,05; всего 0,15
Ti + Zr < 0,2
-
Марка
Д16 (другое обозначение 1160)
Классификация:
Алюминиевый деформируемый сплав
Применение:
Для силовых элементов конструкций самолетов, кузовов автомобилей, труб и т. д.; для детелей, работающих при температурах до –230 °С.
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Закалка с искусственным старением
Компонент:
Cu (4,2 масс. %), Mn (0,6 масс. %), Mg (0,6 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные
Описание:
α-твердый раствор, двойная фаза CuAl2 в высокодисперсном виде и не растворившиеся железистые соединения.
Химический состав материала (%). Д16 ГОСТ 4784–97
Fe
Si
Mn
Cr
Ti
Al
Cu
Mg
Zn
Примесей
–
до 0,5
до 0,5
0.3…0,9
до 0,1
до 0,15
90,9…94,7
3,8…4,9
1,2…1,8
до 0,25
прочие,
каждая 0,05; всего 0,15
Ti + Zr < 0,2
К сплавам первой группы можно отнести сплавы алюминия с марганцем (АМц) или с магнием (АМг2, АМгЗ, АМг5, АМгб), имеющие умеренную прочность и пластичность, хорошую свариваемость, коррозионную стойкость.
К сплавам второй группы, упрочняемым термообработкой, относятся дуралюмины – сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем, сплавы авиаль (АВ); высокопрочные алюминиевые сплавы (В95, В96).
Дуралюмины маркируются буквой «Д» и цифрами, указывающими порядковый номер сплава (Д1, Д16), и применяются для изготовления ответственных деталей с высокой прочностью, требующих долговечности при переменных нагрузках и т. д. Из сплава Д16 изготавливают строительные конструкции, кузова грузовых автомобилей, обшивки и другие детали самолетов.
Сплавы типа «авиаль» (Al–Mg–Si)
Сплавы алюминия с кремнием и медью (АЛ4, АЛ5, АЛ6, АЛ7) применяются для изготовления средне- и сильнонагруженных деталей с высокими механическими свойствами.
Среди алюминиевых сплавов находят применение деформируемые сплавы для ковки и штамповки, маркируемые АК1, АК6 и т. д., где буквы указывают назначение сплава (алюминиевый ковочный), а цифра – его порядковый номер.
Титан и его сплавы (2.3.3)
Титан – тугоплавкий металл с невысокой плотностью. По способу производства деталей различаются деформируемые (ВТ9, ВТ18) и литейные (ВТ21Л, ВТ31Л) сплавы. Для получения сплавов с улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом.
Рис. 11. Диаграммы состояния Ti–Al и Ti–V
-
.
Марка
ВТ3-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Кованые и штампованные детали, работающие при температуре до 400 °C (6000 ч) и до 450 °C (2000 ч); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2ч), вода (3…6ч)
Обработка:
Нормализация
Компонент:
Al (6 масс. %), Mo (2,5 масс. %), Cr (2 масс. %), Si (0,25 масс. %), Fe (0,5 масс. %)
Структурные
составляющие:
Полосчатая (подобная перлиту)
Описание:
Титановый сплав (группа (α + β)-сплавов мартенситного класса). Пластинки α-фазы, образовавшиеся в результате аллототропического превращения β-фазы и остаточные кристаллы β между ними.
Химический состав материала (%). ВТ3-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,2…0,7
до 0,1
0,15…0,4
0,8…2
2…3
до 0,05
85,95…91,05
5,5…7
до 0,5
до 0,15
до 0,015
прочих 0,3
.
Марка
ВТ3-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Кованые и щтампованные детали, работающие при температуре до 400 °C (6000 ч) и до 450 °C (2000 ч); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2ч), вода (3…6ч)
Обработка:
Закалка
Компонент:
Al (6 масс. %), Mo (2,5 масс. %), Cr (2 масс. %),
Si (0,25 масс. %), Fe (0,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Мартенсит
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа (α + β)-сплавов мартенситного класса). Мартенсит.
Химический состав материала (%). ВТ3-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,2…0,7
до 0,1
0,15…0,4
0,8…2
2…3
до 0,05
85,95…91,05
5,5…7
до 0,5
до 0,15
до 0,015
прочих 0,3
-
.
Марка
ВТ3-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Кованые и штампованные детали, работающие при температуре до 400 °C (6000 ч) и до 450 °C (2000 ч); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Закалка и старение
Компонент:
Al (6 масс. %), Mo (2,5 масс. %), Cr (2 масс. %),
Si (0,25 масс. %), Fe (0,5 масс. %)
Структурные
составляющие:
Зерна равноосные
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа (α + β)-сплавов мартенситного класса). Ориентрованные частицы α-фазы, возникшие в результате распада мартенситной α-штрих-фазы. Пограничные выделения избыточной α-фазы в роли матрицы с включениями темной β-фазы в форме зерен, внутри которых, в свою очередь, светлые пластины (иглы)
α-фазы.
Химический состав материала (%). ВТ3-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,2…0,7
до 0,1
0,15…0,4
0,8…2
2…3
до 0,05
85,95…91,05
5,5…7
до 0,5
до 0,15
до 0,015
прочих 0,3
-
.
Марка
ВТ3-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Кованые и штампованные детали, работающие при температуре до 400 °C (6000 ч) и до 450 °C (2000 ч); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Длительный сфероидизирующий отжиг
Компонент:
Al (6 масс. %), Mo (2,5 масс. %), Cr (2 масс. %),
Si (0,25 масс. %), Fe (0,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Зерна равноосные
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа (α + β)-сплавов мартенситного класса). Мелкие равноосные зерна α-фазы. Фазовое состояние близко к равновесному.
Химический состав материала (%). ВТ3-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,2…0,7
до 0,1
0,15…0,4
0,8…2
2…3
до 0,05
85,95…91,05
5,5…7
до 0,5
до 0,15
до 0,015
прочих 0,3
-
.
Марка
ВТ3-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Кованые и штампованные детали, работающие при температуре до 400 °C (6000 ч) и до 450 °C (2000 ч); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Охлаждение с печью из двухфазной (α + β)-области
Компонент:
Al (6 масс. %), Mo (2,5 масс. %), Cr (2 масс. %),
Si (0,25 масс. %), Fe (0,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Полосчатая (подобная перлиту)
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа (α + β)-сплавов мартенситного класса). Пограничные выделения α-фазы и пластинки α-фазы, образовавшиеся в результате аллототропического превращения β-фазы и остаточные кристаллы β между ними.
Химический состав материала (%). ВТ3-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,2…0,7
до 0,1
0,15…0,4
0,8…2
2…3
до 0,05
85,95…91,05
5,5…7
до 0,5
до 0,15
до 0,015
прочих 0,3
-
.
Марка
ВТ3-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
кованые и штампованные детали, работающие при температуре до 400 °C (6000 ч) и до 450 °C (2000 ч); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Охлаждение с температуры двухфазного равновесия (закалка) и отпуск
Компонент:
Al (6 масс. %), Mo (2,5 масс. %), Cr (2 масс. %),
Si (0,25 масс. %), Fe (0,5 масс. %)
Структурные
составляющие:
Кристаллы избыточные
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа (α + β)-сплавов мартенситного класса). Титановый высокопрочный сплав (группа β-сплавов). Глобули избыточных кристаллов α и пластинчатая структура.
Химический состав материала (%). ВТ3-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,2…0,7
до 0,1
0,15…0,4
0,8…2
2…3
до 0,05
85,95…91,05
5,5…7
до 0,5
до 0,15
до 0,015
прочих 0,3
-
Поле зрения в пределах
ОДНОГО зерна
Марка
ВТ5-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Штампосварные детали и узлы, работающие при температуре до 450 °C; коррозионная стойкость хорошая; класс по структуре α
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Охлаждение с печью с 1050 °С (перегрев)
Компонент:
Al (5,5 масс. %), Sn (2,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Полосчатая (подобная перлиту)
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа α-сплавов). Пластинчатая структура. Результат аллотропического превращения β-фазы. Пластины α-фазы ориентированы относительно решетки β-фазы в ее каждом зерне. При большом увеличении в некоторых полях зрения четко различается структура «корзиночного плетения».
Химический состав материала (%). ВТ5-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
V
N
Ti
Al
Zr
O
Sn
H
Примесей
до 0,3
до 0,1
до 0,12
до 1
до 0,05
88,83…93,4
4,3…6
до 0,3
до 0,15
2…3
до 0,015
прочих 0,3
-
Марка
ВТ5-1
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Штампосварные детали и узлы, работающие при температуре до 450 °C; коррозионная стойкость хорошая; класс по структуре α
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Рекристаллизационный отжиг
Компонент:
Al (5,5 масс. %), Sn (2,5 масс. %)
Структурные составляющие:
Зерна равноосные
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа α-сплавов). Зерна α-раствора и небольшие частицы β-фазы.
Химический состав материала (%). ВТ5-1 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
V
N
Ti
Al
Zr
O
Sn
H
Примесей
до 0,3
до 0,1
до 0,12
до 1
до 0,05
88,83…93,4
4,3…6
до 0,3
до 0,15
2…3
до 0,015
прочих 0,3
-
Марка
ВТ22
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Для получения высоконагруженных деталей и конструкций, длительно работающих до температур 350…400 °С (силовые детали фюзеляжа, крыла, штамповки, детали системы управления, крепежные детали типа ушковых болтов); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Медленное охлаждение из β-области (отжиг)
Компонент:
Al (5 масс. %), V (5 масс. %), Mo (5 масс. %),
Fe (1 масс. %), Cr (1 масс. %)
Структурные составляющие:
Зерна равноосные
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа псевдо-β-сплавов). В результате распада β-фазы появились ориентированные пластинки α-фазы.
Химический состав материала (%). ВТ22 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
V
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,5…1,5
до 0,1
до 0,15
0,5…1,5
4…5,5
4…5,5
до 0,05
79,4…86,3
4,4…5,7
до 0,3
до 0,18
до 0,015
прочих 0,3
-
Марка
ВТ22
Классификация:
Титановый деформируемый сплав
Применение:
Для получения высоконагруженных деталей и конструкций, длительно работающих до температур 350…400 °С (силовые детали фюзеляжа, крыла, штамповки, детали системы управления, крепежные детали типа ушковых болтов); класс по структуре α + β
Травитель:
HF (1 объемная часть), HNO3 (1…2 ч), вода (3…6 ч)
Обработка:
Закалка
Компонент:
Al (5 масс. %), V (5 масс. %), Mo (5 масс. %),
Fe (1 масс. %) , Cr (1 масс. %)
Структурные составляющие:
Зерна равноосные
Описание:
Титановый высокопрочный сплав (группа псевдо-β-сплавов).
Химический состав материала (%). ВТ22 ГОСТ 19807–91
Fe
C
Si
Cr
Mo
V
N
Ti
Al
Zr
O
H
Примесей
0,5…1,5
до 0,1
до 0,15
0,5…1,5
4…5,5
4…5,5
до 0,05
79,4…86,3
4,4…5,7
до 0,3
до 0,18
до 0,015
прочих 0,3
Магний и его сплавы (2.3.4)
Деформируемые магниевые сплавы (МА5, МА11, МА14, МА19) – ГОСТ 14957–76, литейные (МЛ5, МЛ12, МЛ15 и др.) – ГОСТ 2856–79.
Рис. 12. Диаграммы состояния Mg–Mn, Mg–Al и Mg–Zn
– деформируемые магниевые сплавы
-
Марка
МА5
Классификация:
Магниевый деформируемый сплав
Применение:
Для нагруженных деталей; предельная рабочая температура: 150 °C – длительная, 200 °C – кратковременная
Травитель:
10 %-й водный раствор плавиковой кислоты, 1…2 % хлористого олова
Обработка:
Отжиг
Компонент:
Al (9 масс. %), Mn (0,3 масс. %), Zn (0,5 масс. %)
Структурные составляющие:
α-твердый раствор, хим. соединение Mg4Al3 (γ – твердый раствор)
Описание:
По границам и внутри зерен α-твердого раствора видны частицы соединения Mg4Al3
Химический состав материала (%). МА5 ГОСТ 14957–76
Fe
Si
Mn
Ni
Al
Cu
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,05
до 0,1
0,15…0,5
до 0,005
7,8…9,2
до 0,05
до 0,002
89,29…91,85
0,2…0,8
всего 0,3
-
Марка
МА5
Классификация:
Магниевый деформируемый сплав
Применение:
Для нагруженных деталей; предельная рабочая температура: 150 °C – длительная, 200 °C – кратковременная
Травитель:
10 %-й водный раствор плавиковой кислоты, 1…2 % хлористого олова
Обработка:
Закалка
Компонент:
Al (9 масс. %), Mn (0,3 масс. %), Zn (0,5 масс. %)
Структурные
составляющие:
α- и β-твердые растворы
Описание:
Зерна α-твердого раствора (светлая) и β(Mn) – фаза (темная)
Химический состав материала (%). МА5 ГОСТ 14957–76
Fe
Si
Mn
Ni
Al
Cu
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,05
до 0,1
0,15…0,5
до 0,005
7,8…9,2
до 0,05
до 0,002
89,29…91,85
0,2…0,8
всего 0.3
-
Марка
МА8
Классификация:
Магниевый деформируемый сплав
Применение:
Для листов, плит, штамповок сложной конфигурации; для сварных конструкций; предельная рабочая температура: 200 °C – длительная, 250 °C – кратковременная
Травитель:
Муравьиная кислота (5 г), азотная кислота (2 мл),
этиловый спирт (до 100 мл)
Обработка:
Литье
Компонент:
Mn (2 масс. %), Ce (0,3 масс. %), Zn (0,3 масс. %)
Структурные
составляющие:
Зерна α-твердого раствора и марганцовистая фаза
Описание:
Микроструктура сплава состоит из однородных зерен с небольшими включениями Mn.
Химический состав материала (%). МА8 ГОСТ 14957–76
Fe
Si
Mn
Ni
Ce
Al
Cu
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,05
до 0,1
1,3…2,2
до 0,007
0,15…0,35
до 0,1
до 0,05
до 0,002
96,84…98,55
до 0,3
всего 0,3
-
Марка
МА8
Классификация:
Магниевый деформируемый сплав
Применение:
Для листов, плит, штамповок сложной конфигурации; для сварных конструкций; предельная рабочая температура: 200 °C – длительная, 250 °C – кратковременная
Травитель:
Муравьиная кислота (5 г), азотная кислота (2 мл),
этиловый спирт (до 100 мл)
Обработка:
Отжиг
Компонент:
Mn (2 масс. %), Ce (0,3 масс. %), Zn (0,3 масс. %)
Структурные
составляющие:
Зерна α-твердого раствора и марганцовистая фаза
Описание:
Введение церия упрочняет сплав при легировании твердого раствора на основе магния и измельчения зерна.
Химический состав материала (%). МА8 ГОСТ 14957–76
Fe
Si
Mn
Ni
Ce
Al
Cu
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,05
до 0,1
1,3…2,2
до 0,007
0,15…0,35
до 0,1
до 0,05
до 0,002
96,84…98,55
до 0,3
всего 0,3
– литейные магниевые сплавы
-
Марка
МЛ2
Классификация:
Магниевый литейный сплав
Применение:
Для деталей, от которых требуется повышенная коррозионная стойкость и герметичность; предельная рабочая температура: 150 °C – длительная, 200 °C – кратковременная
Травитель:
Азотная кислота (1 мл), яблочная кислота (2 г), вода (до 100 мл)
Обработка:
Литье
Компонент:
Mn (2 масс. %)
Структурные
составляющие:
α- и β-твердые растворы
Описание:
Внутри и по границам зерен α-твердого раствора видны темные включения β(Mn) – фазы.
Химический состав материала (%). МЛ2 ГОСТ 2856–68
Fe
Si
Mn
Ni
Al
Cu
Ca
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,08
до 0,1
1…2
до 0,01
до 0,1
до 0,1
до 0,1
до 0,002
97,5…99
до 0,05
всего 0,5
-
Марка
МЛ5
Классификация:
Магниевый литейный сплав
Применение:
Нагруженные детали; предельная рабочая температура: 150 °C – длительная, 250 °C – кратковременная
Травитель:
Азотная кислота (1 мл), яблочная кислота (2 г), вода (до 100 мл)
Обработка:
Литье
Компонент:
Al (9 масс. %), Mn (0,5 масс. %), Zn (0,5 масс. %)
Структурные
составляющие:
δ- и γ-твердые растворы
Описание:
На фоне δ-твердого раствора (светлая) видны выделения γ-твердого раствора(Mg4Al3), (темная)
Химический состав материала (%). МЛ5 ГОСТ 2856–79
Fe
Si
Mn
Ni
Al
Cu
Zr
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,06
до 0,25
0,15…0,5
до 0,01
7,5…9
до 0,1
до 0,002
до 0,002
89,1…92,15
0,2…0,8
прочие 0,1; всего 0,5
-
Марка
МЛ5
Классификация:
Магниевый литейный сплав
Применение:
Нагруженные детали; предельная рабочая температура: 150 °C – длительная, 250 °C – кратковременная
Травитель:
Азотная кислота (1 мл), яблочная кислота (2 г), вода (до 100 мл)
Обработка:
Закалка
Компонент:
Al (9 масс. %), Mn (0,5 масс. %), Zn (0,5 масс. %)
Структурные
составляющие:
Зерна δ-твердого раствора и марганцовистая фаза
Описание:
Внутри и по границам зерен δ-твердого раствора видны выделения марганцовистой фазы и остатки не растворившихся включений соединения (Mg4Al3)
Химический состав материала (%). МЛ5 ГОСТ 2856–79
Fe
Si
Mn
Ni
Al
Cu
Zr
Be
Mg
Zn
Примесей
до 0,06
до 0,25
0,15…0,5
до 0,01
7,5…9
до 0,1
до 0,002
до 0,002
89,1…92,15
0,2…0,8
прочие 0,1;
всего 0,5
2.3.5. Баббиты (ГОСТ 1320–74 и ГОСТ 1209–90). Баббиты (Б) – антифрикционные сплавы олова или свинца с сурьмой, медью, кадмием, мышьяком и другими элементами. Число в марке баббита указывает на процентное содержание олова.
Баббиты разделяются на оловянистые и свинцовистые.
1. Оловянистые баббиты (Б83 и Б89) содержат в основном олово Sn – до 89 % (сурьма Sb – до 12 %, медь Си – до 8 %). Они применяются только при малом давлении (до 12 МПа) и температуре ниже 120 °С. Их достоинствами являются прирабатываемость, хорошие антифрикционные и литейные свойства, недостатками – малая долговечность и высокая стоимость.
2. Свинцовистые баббиты (СОС-6-6) содержат в качестве основы свинец РЬ (70...80 %), на долю Sn и Sb приходится по 5,5...6,5 %. Применяют их при высоком давлении (20 МПа) и температуре до 300 °С, конкретно – для дизелей.
Ввиду того, что баббиты обладают малым коэффициентом трения по стали, их используют для изготовления вкладышей подшипников скольжения и заливок других деталей.
Рис. 13. Диаграммы состояния Pb–Sb и Sn–Sb
-
Марка
Б83
Классификация:
Баббит
Применение:
Для изготовления баббитов в чушках, применяемых для заливки подшипников и других деталей; температура заливки 440…460 °C; температура начала расплавления 240 °C. Подшипники, работающие при больших скоростях и средних нагрузках; характеристика нагрузки – спокойная ударная
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Sb (11 масс. %), Cu (6 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные, кристаллы вторичные
Описание:
Подшипниковый сплав баббит. Темная матрица – мягкий твердый раствор на основе олова. Крупные светлые ограненные кристаллы – хим. соединение SnSb (с высокой твердостью). Мелкие светлые включения – хим. соединение Cu3Sn, кристаллизующееся в первую очередь и препятствующее ликвации по плотности.
Химический состав материала (%). Б83 ГОСТ 1320–74
Fe
Al
Cu
As
Pb
Zn
Sb
Bi
Sn
до 0,1
до 0,005
5,5…6,5
до 0,05
до 0,35
до 0,004
10…12
до 0,05
80,941…84,5
-
Марка
Pb + Sb (БС6)
Классификация:
Баббит
Применение:
Антифрикционные материалы
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Sb (7 масс. %)
Структурные составляющие:
Эвтектика, кристаллы первичные
Описание:
Дендриты избыточных кристаллов твердого раствора на основе Pb (темные) и эвтектика (смесь кристаллов твердых растворов на основе Pb и Sb) в роли матрицы.
Химический состав материала (%). Свинцовые баббиты ГОСТ 1320–74
Pb
Sb
Sn
Cu
остальное
5,0…7,0
4,0…5,0
0,1…0,3
-
Марка
Pb + Sb
Классификация:
Баббит
Применение:
Антифрикционные материалы
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Sb (13 масс. %)
Структурные составляющие:
Эвтектика
Описание:
Эвтектика (смесь кристаллов твердых растворов на основе Pb и Sb).
Химический состав материала (%). Свинцовые баббиты ГОСТ 1320–74
Pb
Sb
Sn
Cu
остальное
5,0…7,0
4,0…5,0
0,1…0,3
-
Марка
Pb + Sb
Классификация:
Баббит
Применение:
Антифрикционные материалы
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье с медленным охлаждением
Компонент:
Sb (40 масс. %)
Структурные составляющие:
Эвтектика, кристаллы избыточные
Описание:
Ликвация по плотности. Нижняя часть слитка. Внизу слитка доэвтектическая структура с дендритами кристаллов на основе Pb и эвтектикой, хотя сплав заэвтектического состава. Замедленная кристаллизация привела к тому, что кристаллы на основе Pb, которые плотнее жидкости, опустились вниз, а кристаллы на основе Sb, которые легче жидкости, всплыли в верхнюю часть слитка. Ликвация по плотности
Химический состав материала (%). Свинцовые баббиты ГОСТ 1320–74
Pb
Sb
Sn
Cu
остальное
5,0…7,0
4,0…5,0
0,1…0,3
-
Марка
Sn + Sb (ССу40)
Классификация:
Баббит
Применение:
Легкоплавкие сплавы (припой, полуда) и подшипниковые материалы
Травитель:
3 %-й р-р азотной кислоты в спирте
Обработка:
Литье
Компонент:
Sn (35 масс. %)
Структурные составляющие:
Кристаллы первичные
Описание:
Структура сплава с перитектической кристаллизацией. Светлые кристаллы – твердый раствор на основе Sb, частично принявший участие вместе с жидкостью в перитектической реакции. Темная матрица – продукт перитектической реакции нестойкое химическое соединение нестехиметрического состава (промежуточная фаза). Изменение степени почернения (т. е. травимости) соответствует изменению химического состава в процессе реакции из-за отклонения от равновесия.
Химический состав материала (%). Свинцово-сурьмяной сплав ГОСТ 1292–81
Pb
Sb
Sn
Cu
As
остальное
5,0…40,0
до 0,05
до 0,003
до 0,01