3. Размер (сечение) изделия

Если в задании указан диаметр изделия, то речь идет о прокаливаемости стали – способности закаливаться (приобретать мартенситную структуру) на определенную глубину. Для большинства ответственных изделий требуется сквозная прокаливаемость. В углеродистых сталях она не превышает 10...12 мм. В легированных сталях прокаливаемость тем больше, чем выше суммарное количество легирующих элементов в марке. Поэтому конкретизировать выбор марки стали данной группы логично по величине прокаливаемости (определяется критическим диаметром D_кр), сведения о которой имеются в учебной литературе .

4. Технология изготовления изделия

Если в задании указана технология изготовления изделия – литье, обработка давлением, то это служит дополнительным ориентиром выбора материала_.

Основным требованием к материалу, используемому для формования изделий методами обработки давлением (особенно холодной штамповки), является его высокая пластичность. Величина пластичности сталей падает с увеличением содержания углерода, поэтому в данном случае оптимален выбор конструкционных сталей обыкновенного качества и качественных с минимальным содержанием углерода.

Литейные свойства (главным образом жидкотекучесть, заполняемость формы) тем лучше, чем уже температурный интервал кристаллизации металла. Поэтому наилучшими литейными свойствами среди железоуглеродистых сталей обладают чугуны.

5. Экономичность

Главной целью выбора материалов является обеспечение необходимого комплекса эксплуатационных свойств (что обсуждалось выше), определяющих работоспособность изделий. Однако оптимизация выбора предполагает и учет экономического фактора. Особенно это важно в условиях массового производства изделий. Экономическая целесообразность выбора зависит не только от стоимости и доступности самого материала, но также экономичности технологий изготовления и упрочнения изделий и ряда других факторов. Очевидно, что в рамках контрольной работы задача оптимизации выбора материала по экономическим показателям не может быть решена.

6.1.6. Цветные металлы и сплавы

Алюминий, магний и их сплавы. Обратить внимание на основные преимущества алюминиевых и магниевых сплавов, связанные с их высокой удельной прочностью. Рассмотрите классификацию алюминиевых сплавов. Разберитесь в основах теории термической обработки (старение) алюминиевых сплавов.

Следует помнить, что принятые условные обозначения химических элементов для латуней, бронз, алюминиевых и других сплавов цветных металлов отличаются от условных обозначений, принятых для сталей.

Алюминиевые сплавы разделяются на деформируемые (ГОСТ 4784-74), литейные (ГОСТ 2685-75) и изготовляемые способом порошковой металлургии (ГОСТ 3882-74). Деформируемые сплавы, главным образом, относятся к системе Al – Cu – Mg. Важнейшими из них являются дуралюмины. Дуралюмины маркируются буквами Д или В, например, Д1. Важнейшие литейные алюминиевые сплавы, относящиеся к системам Al – Si и Al – Si – Cu, называются силуминами. Примерами таких сплавов являются соответственно АЛ2 и АЛ5.

Медь и ее сплавы. Изучите классификацию медных сплавов и уясните маркировку, состав, структуру, свойства и области применения разных групп медных сплавов.

Латуни (сплавы меди с цинком) по ГОСТ 15527–70 и 17711–80 маркируются буквой Л, за которой следует цифра, показывающая среднее содержание меди в сплаве. Например, Л85 – латунь с содержанием меди 85 %. В марках латуней кроме цифры, показывающей содержание меди, даются буквы и цифры, обозначающие название и количество в процентах других элементов. Например, ЛЦ40С – латунь, содержащая 59 % Cu, 40 % Zn, 1 % Pb (литейная) или ЛА77-2 – латунь, содержащая 77 % Cu, 2 % Al (деформируемая).

Бронзы маркируются согласно ГОСТ 5017-74 (деформируемые) и ГОСТ 613-79 (литейные): БрОФ4 – 0,25, где Бр – бронза, О – олово, Ф – фосфор, а цифры – их процентное содержание в сплаве (деформируемая). Литейные, например, БрО5Ц5С5, где О – олово, Ц – цинк, С – свинец, а цифры – их процентное содержание в сплаве, остальное – медь.

Антифрикционные сплавы. Укажите, каким должно быть строение антифрикционных сплавов в связи с предъявляемыми к ним требованиями.

Титановые сплавы маркируются по ГОСТ 19807-74, а баббиты – по ГОСТ 1320-74 и 1209-73.