2. Порядок выполнения работы

1) Изучить состав, структуру, свойства, маркировку и области примене­ния чистого алюминия в зависимости от степени его чистоты.

2) Ознакомиться с классификацией алюминиевых сплавов по способам получения изделий и по способу их упрочнения.

3) Изучить состав, структуру, свойства, маркировку, способы упрочнения и области применения деформируемых алюминиевых сплавов.

4) Провести анализ диаграммы состояния сплавов (Al – Cu) и влияния меди на структуру этих сплавов. Обосновать возможность упрочнения указанных сплавов за­калкой с последующим старением. Кратко описать структурный механизм этих стадий термической обработки (структура сплава после закалки, после «зон­ного» и «фазового» старения).

5) Изучить особенности обработки дюралюмина «на возврат».

6) Изучить состав, структуру, свойства, маркировку, способы упрочнения и области применения литейных алюминиевых сплавов.

7) Провести анализ диаграммы состояния сплавов (Al – Si) и влияния кремния на структуру этих сплавов. Обосновать возможность упрочнения данных сплавов модифицированием (структура сплава до и после модифицирования).

8) Ознакомиться со способами производства, с составом, структурой, свойствами, маркировкой и областями применения, преимуществами и недо­с-татками спеченных порошковых сплавов алюминия.

1.3. Содержание отчета

1) Свойства и маркировка алюминия. Классификация и маркировка его сплавов.

2) Краткая характеристика и группы деформируемых сплавов алюминия.

3) Анализ диаграммы состояния сплавов (Al – Cu). Описание термичес-кой обработки (ТО) этих сплавов и механизма их упрочнения при естественном и искусственном старе­нии.

4) Литейные сплавы алюминия, их группы по составу. Обозначение ма­рок согласно ГОСТ 1583-93.

5) Анализ диаграммы состояния сплавов (Al – Si). Особенности упрочне­ния этих сплавов модифицированием.

6) Краткая характеристика порошковых сплавов алюминия (САПов и САСов).

7) Области применения алюминия и его сплавов.

1.4. Вопросы для самоконтроля

1) Какие марки алюминия применяются в качестве проводниковых мате­риалов?

2) По каким признакам классифицируются и как маркируются алюминие­вые сплавы?

3) Почему сплавы АМц и АМг не упрочняются термообработкой?

4) Чем объяснить возможность упрочнения ТО сплавов (Al – Cu)?

5) Как выбирается температура нагрева под закалку дюралюмина, с какой целью проводится закалка?

6) Почему при естественном старении фазовый состав дюралюмина не изменяется?

7) С чем связаны повышение прочности и снижение пластичности сплавов (Al – Cu) при искусственном старении?

8) Чем объясняется повышение прочности и пластичности силумина при модифицировании его фтористыми и хлористыми солями натрия?

9) В чем преимущества сплавов САП и САС перед литейными и деформируемыми сплавами алюминия?

Лабораторная работа 2 медь и ее сплавы

Цель работы: изучить состав, свойства, маркировку меди и ее сплавов, их особенности и применение в технике.

2.1. Краткие теоретические сведения

2.1.1 Медь

Медь – металл красновато-розового цвета с плотностью 8940 кг/м³, температура плавления 1083 °С, кристаллическая решетка ГЦК, полиморфизмом не обладает. По тепло- и электропроводности медь занимает второе место после серебра (ρ = 1,72∙10^–8 Ом∙м).

Медь имеет высокую коррозионную стойкость в пресной, морской воде и в атмосферных условиях, но окисляется в сернистых газах и аммиаке. Марганец, не снижая пластичности, повышает коррозионную стойкость меди (марка ММц-1).

Механические свойства меди в прокатанном отожженном состоянии: предел прочности – 220 – 240 МПа, относительное удлинение – 45 – 50 %, твердость НВ – 350 – 450 МПа. Холодная пластическая деформация (наклёп) увеличивает предел прочности до 450 МПа и понижает относительное удлинение до 2 – 3 %. При наклёпе несколько снижается электропроводность. Для снятия наклёпа проводится отжиг при температуре 550 – 650 °С. Для подвесных проводов, где требуется прочность, применяют нагартованную медь или медь с упрочняющими добавками (например, около 1 % кадмия). Медь хорошо обрабатывается давлением (прокатывается в лист и ленту, протягивается в проволоку), легко полируется, хорошо паяется и сваривается, плохо обрабатывается резанием на станках и имеет низкие литейные свойства.

Согласно стандарту (ГОСТ 859-78) медь маркируется числом, стоящим после буквы М. Чем меньше число, тем более чистый металл (00 – высокочис-тая, 0 – чистая, 1, 2, 3 – технически чистая), например: М00 (99,99 % Cu), М4 (99,0 % Cu). Строчные буквы в конце марки обозначают технологию обработки металла: к – катодная; б – бескислородная; р, ф – раскисленная. Пример: медь М1к – медь технически чистая № 1 по ГОСТ 859-78 катодная.

Все примеси снижают тепло- и электропроводность меди, пластичность и коррозионную стойкость. Более других снижает электропроводность меди ее раскислитель фосфор. Кислород ухудшает пайку и лужение меди, вызывает при нагреве «водородную болезнь».

Медь применяется главным образом в электротехнике как проводник тока (марки М00 – M1), а также для различных теплообменников и в значительных количествах – для производства сплавов (марки М2 – M4).

Различают две основные группы сплавов: латуни (сплавы меди с цинком) и бронзы (сплавы меди с другими элементами, в состав которых в качес-тве рядового компонента может входить и цинк).