5.5. Зміст протоколу

7. Назва роботи.

8. Мета роботи.

9. Прилади та матеріали.

10. Описати вплив легуючих елементів на властивості металевих сплавів.

11. Зарисувати і описати мікроструктури легованих інструментальних сталей і твердих сплавів, вказавши структурні складники, марки, хімічний склад, механічні властивості, приклади застосування.

12. Висновки про виконану роботу.

5.6. Питання для самоперевірки

9. Що таке легована сталь? Класифікація за призначенням.

10. Мета легування конструкційних та інструментальних сталей.

11. Взаємодія легуючих елементів із залізом та вуглецем, їх вплив на властивості фериту.

12. Вплив легуючих елементів на критичні точки а₁, а₃ та концентраційні точки S та Е.

13. Вплив легуючих елементів на діаграму ізотермічного перетворення аустеніту.

14. Класифікація легованих сталей за структурою у відпаленому cтані.

15. Маркування конструкційних, інструментальних та легованих сталей.

16. Швидкорізальні сталі. Особливості їх структури та властивостей.

17. Особливості термічної обробки інструментів із швидкорізальних сталей.

18. Як класифікуються і маркуються тверді сплави?

19. Область застосування твердих сплавів.

20. Які матеріали називаються надтвердими? Назвіть їх види.

21. Технологія виготовлення різального інструменту із твердих сплавів.

22. Розшифруйте хімічний склад інструментальних матеріалів: ВК8, Т15К6, ВК25, ТТ7К12, 11Х, ХВГ, РОМ2ФЗ.

23. Укажіть, для обробки яких конструкційних матеріалів застосовуються наступні матеріали: Р18, Р6М5, Р6М5К5, РОМ2Ф3, ВК3, ВК25, ВК25, Т15К6, ТТ7К12.

5.7. Рекомендована література

1. Бялік О.М., Черненко В.С., Писаренко В.М., Москаленко Ю.Н. Металознавство. – К.: Політехніка, 2008.- 384 с.

2. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – M.: Машиностроение, 1990. – 527 с.

3. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение / Метода анализа, лабораторные роботы и задачи. – M.: Металлургия, 1989. – 456 с.

4. Болховитинов Н.Ф., Болховитинова Е.Н. Атлас макро- и микроструктур металов и сплавов. – М.: Машгиз, 1964 - 86с.

Лабораторна робота № 6

Алюміній та сплави на його основі

Мета роботи – ознайомитися з мікроструктурою, основними властивостями, маркуванням та використанням сплавів на основі алюмінію. Вивчити вплив термічної обробки дюралюміну на його властивості.

6.1. Прилади та матеріали

1. Металографічний мікроскоп.

2. Зразки (шліфи) для вивчення мікроструктури.

3. Атлас мікроструктур сплавів.

6.2. Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з мікроструктурами сплавів на основі алюмінію.

2. Зарисувати й описати мікроструктури сплавів.

3. Вивчити марки, хімічний склад, властивості і призначення сплавів що вивчаються за державним стандартом.

4. Оформити результати дослідів і скласти протокол.

6.3. Загальні відомості

Сплави кольорових металів використовуються в машинобудуванні в меншому обсязі, ніж сплави на основі заліза. Однак ці сплави мають деякі особливості: високу межу пружності, корозійну стійкість, малу густину (Аl, Ті), високу тепло- і електропровідність, антифрикційні властивості, що необхідні для певної номенклатури деталей.

Температура плавлення алюмінію складає 660°С. Він має невелику густину (2700 кг/м³). Кристалічна ґратка алюмінію – ГЦК. Для нього властиві гарна електро- та теплопровідність, високі показники пластичності та корозійної стійкості внаслідок утворення на поверхні міцної плівки Аl₂О₃.

Сплави алюмінію набули широкого застосування завдяки високій питомій міцності. Більшість з них мають високу корозійну стійкість, здатність протистояти інерційним та динамічним навантаженням та добру технологічність.

Алюмінієві сплави класифікують за технологією виготовлення (деформовані, ливарні, спечені) та здатністю до термічної обробки (зміцнювані і ті, що не зміцнюються термічною обробкою).

Методами порошкової металургії виготовляють спечені алюмінієві сплави (САС) і спечені алюмінієві порошкові сплави (САП).

Характеристики типових алюмінієвих сплавів представлені в табл. 6.1.

Основними легуючими елементами алюмінієвих сплавів є мідь, магній, кремній, марганець, цинк, інколи – нікель, титан, хром, цинк. Багато легуючих елементів утворюють із алюмінієм тверді розчини обмеженої розчинності та проміжні фази типу СиАl₂, Mg₂Si, тому алюмінієві сплави можна зміцнювати термічною обробкою (гартування з наступним старінням).

Таблиця 6.1 – Характеристики типових алюмінієвих сплавів

Марка сплаву	Хімічний склад, середній вміст компонентів, %								Механічні властивості				Галузь
	Сu	Mg	Zn	Mn			Si	Інші	 в, МПа			, %	використання
Сплави системи AI – Mn, AI – Mg ГОСТ 4784-74
АМц	-	-	-		1,4		-	0,06 Ti		130		23	Цистерни, баки, корпуси, човнів, посуд
АМг2	-	3,5	-		0,5		-	-		165		16
АМг3	-	5	-		0,6		-	-		270		18
Сплави системи А1 - Си – Mg ГОСТ 21488-97 (дуралюміни)
Д1	4,3	0,6	-			0,6	0,8	-			210	18	Деталі авіабудування
Д16	4,3	1,6	-			0,6	0,5	-			220	18
Високоміцні сплави системи А1 - Zn – Mg ГОСТ4784-97
В95	1,7	2,4	6,0			0,4	0,5	-			580	8	Деталі літаків, ракет
В96	2,5	2,8	8,0			0,4	-	0,22 Cr			670	7
Сплавы системи А1 – Mg - Si ГОСТ4784-97 (авіалі)
АК6	2,3	0,6	0,3			0,6	0,9	0,7 Fe			420	13	Штамповані детали складної форми в авіабудуванні
АВ	-	0,7	-			-	0,8	-			330	12	Лопасті гвинтів гвинтокрилів, ковані деталі двигунів, рами, двері

Жароміцні сплави системи AI - Mg - Ni – Si ГОСТ 4784-97

АК4-1	2,2				1,6	0,3				0,2			0,35		1Fe,1Ni 0,1Ti		400			6	Деталі реактивних двигунів
АК12	0,6				0,1	0,3				0,5			12		1,5Fe, 0,1Ti		160			2	Корпуси електродви-гунів, поршні ДВЗ
Ливарні сплави системи А1 – Si, А1 – Mg ГОСТ 2685-75
АЛ4		0,1		0,2		0,3			0,4				9,5			-	270			3		Корпуси компресорів, картерів ДВЗ, турбінних колес турбохо-лодильників, вентиляторів
АЛ8		0,1		10		0,1			0,1				0,3			0,3Fe, 0,07Ве	320			11
Високоміцні та жароміцні ливарні сплави ГОСТ 2685-75
ВАЛ10		5			0,5			0,1				0,6		0,1		0,15 Fe		500		4			Ливарні деталі підвищеної міцності
АЛ5		1,5			0,5		0,3				0,5			5,0		0,01 Sn		250		1			Ливарні деталі, які працюють при температу-рах до 300 0С
Спеціальні алюмінієві сплави
САП-2			9-13%Al2O3, решта Al																320	4				Деталі, які працюють при 300-5000С
САС-1			25…30% Si, 5…7% Ni, решта Al																300	6				Деталі приладів, які працюють в парі зі сталлю.