- •Конструкционные материалы для деталей технических устройств железнодорожного транспорта
- •А.Д. Верхотуров
- •Введение
- •1. Общие сведения о металлах и сплавах
- •1.1. Определение и классификация металлов
- •1.2. Строение металлов
- •1.3. Полиморфные превращения металлов
- •1.4. Дефекты строения кристаллов
- •1.4.1. Точечные дефекты
- •1.4.2. Линейные дефекты
- •1.4.3. Поверхностные дефекты
- •1.5. Диффузия в металлах и сплавах
- •1.6. Деформации и механические свойства металлов
- •1.6.1. Механические свойства, определяемые при статических нагрузках
- •1.6.2. Механические свойства, определяемые при динамических нагрузках
- •1.7. Кристаллизация металлов
- •2. Основные положения теории сплавов
- •2.1. Виды сплавов
- •2.2. Диаграммы состояния двойных сплавов
- •2.2.1. Общие положения
- •2.2.2. Порядок построения диаграмм
- •Температуры начала и конца кристаллизации сплавов
- •2.2.3. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой образуют механические смеси (ι рода)
- •2.2.4. Правило отрезков
- •2.2.5. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком и твердом состояниях (ιι рода)
- •2.2.6. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой неограниченно растворимы в жидком состоянии и ограниченно в твердом (III рода)
- •2.2.7. Диаграмма состояния сплавов, компоненты которой в твердом виде образуют устойчивые химические соединения (IV рода)
- •2.2.8. Связь между диаграммами состояний и свойствами двухкомпонентных сплавов
- •3.1.2. Компоненты, фазы, линии и точки диаграммы Fe–Fe3c
- •3.1.3. Перитектическое превращение
- •3.1.4. Эвтектоидное превращение
- •3.1.5. Эвтектическое превращение
- •3.2. Стали
- •3.2.1. Общая классификация
- •3.2.2. Углеродистые стали
- •Химический состав сталей
- •Сопоставление марок сталей типа «Ст» и «Fe» по международным стандартам исо 630-80 и исо 1052-82
- •3.2.3. Легированные стали
- •Обозначения легирующих элементов
- •3.2.4. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами
- •3.3. Конструкционные чугуны
- •3.3.1. Серые чугуны
- •3.3.2. Высокопрочные чугуны
- •3.3.3. Ковкие чугуны
- •3.3.4. Специальные чугуны
- •4. Инструментальные материалы
- •Основные марки и области применения керамики
- •5. Термическая обработка сталей
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Превращения в стали при нагреве
- •5.3. Превращения в стали при охлаждении
- •5.3.1. Перлитное превращение аустенита
- •5.3.2. Мартенситное превращение
- •5.3.3. Промежуточное (бейнитное) превращение аустенита
- •5.4. Технология термической обработки стали
- •5.4.1. Отжиг
- •5.4.2. Нормализация
- •5.4.3. Закалка
- •5.4.4. Отпуск закаленной стали
- •5.5. Особенности закалки легированных сталей
- •6. Химико-термическая обработка стали
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Цементация
- •6.3. Азотирование
- •6.4. Насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом
- •6.5. Диффузионная металлизация
- •7. Цветные металлы и сплавы
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Алюминиевые сплавы
- •7.2.1. Классификация алюминиевых сплавов
- •7.2.2. Состав, структура и свойства алюминиевых сплавов
- •Химический состав деформируемых алюминиевых сплавов, не упрочняемых термической обработкой
- •Химический состав промышленных дюралюминов
- •Средний состав промышленных сплавов системы Al–Mg–Si (гост 4784-97)
- •Химический состав промышленных сплавов системы Al–Cu–Mg–Si (гост 4784-97)
- •Содержание легирующих элементов в сплавах системы Al-Zn-Mg-Cu (гост 4784-97)
- •Химический состав жаропрочных алюминиевых сплавов (гост 4784-97)
- •Химический состав литейных алюминиевых сплавов (гост 1583-93)
- •7.2.3. Термическая обработка алюминиевых сплавов
- •7.2.4. Применение алюминиевых сплавов
- •7.3. Медные сплавы
- •7.3.1. Классификация и обозначение медных сплавов
- •Обозначения легирующих элементов медных сплавов
- •7.3.2. Латуни
- •Химический состав и механические свойства деформируемых латуней (гост 15527-70)
- •Механические свойства литейных латуней (гост 17711-93)
- •7.3.3. Бронзы
- •Химический состав и механические свойства оловянных бронз
- •Свойства алюминиевых бронз
- •7.3.4. Медно-никелевые сплавы
- •Химический состав конструкционных и механические свойства медно-никелевых сплавов (гост 492-73)
- •7.3.5. Применение меди и ее сплавов
- •7.4. Сплавы на основе магния
- •Химический состав и механические свойства магниевых сплавов
- •7.5. Сплавы на основе титана
- •Химический состав (гост 19807-91), структура и механические свойства некоторых сплавов титана
- •7.6. Сплавы на основе никеля
- •7.7. Антифрикционные материалы
- •Характеристики антифрикционных материалов
- •Химический состав алюминиевых антифрикционных сплавов
- •Состав и свойства стандартных литых цинковых сплавов
- •7.8. Фрикционные материалы
- •Состав и свойства фрикционных материалов на железной основе
- •Состав фрикционных материалов на медной основе, %
- •7.9. Припои
- •8. Неметаллические материалы
- •8.1. Пластмассы
- •Свойства термопластичных масс
- •Свойства термореактивных пластмасс
- •8.2. Резины
- •9. Материалы, используемые на железнодорожном транспорте
- •10. Задания на самостоятельные работы
- •10.1. Общие требования
- •Варианты заданий
- •10.2. Работа № 1 по разделу «Железоуглеродистые сплавы»
- •10.2.1. Вопросы к работе № 1
- •10.2.2. Задачи к работе № 1
- •Исходные данные для решения задач
- •10.3. Работа № 2 по разделу «Термическая обработка стали»
- •10.3.1. Вопросы к работе № 2
- •10.3.2. Задачи к работе № 2
- •Исходные данные для решения задач
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Первая группа сталей по стандарту en 10027
- •1.1.2. Вторая группа
- •Вторая группа сталей по стандарту en 10027
- •1.2. Порядковые номера
- •Нумерация сталей по стандарту en 10027
- •Приложение 2
- •1. Системы маркировки сталей в сша
- •1.1. Система обозначений aisi
- •Обозначения углеродистых и легированных сталей в системе aisi
- •Дополнительные буквы и цифры в обозначениях коррозионно-стойких сталей по системе обозначений aisi
- •1.2. Система обозначений astm
- •1.3. Универсальная система обозначений uns
- •Обозначения сталей в системе uns
- •Соответствие символов aisi и uns
- •1.1.2. Углеродистые качественные стали
- •1.1.3. Стали для поковок
- •1.1.4. Стали для производства листового проката
- •1.1.5. Стали для производства труб
- •1.1.6. Арматурные стали
- •1.1.7. Стали для производства катанки
- •1.5. Жаропрочные стали
- •Оглавление
- •Конструкционные материалы для деталей технических устройств железнодорожного транспорта
- •6 80021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
Химический состав и механические свойства деформируемых латуней (гост 15527-70)
Марка латуни |
Содержание элементов, % |
Механические свойства |
||||||||
Cu |
Прочие |
в, МПа |
|
|
KCU, МДж/м2 |
HB |
||||
% |
||||||||||
Л 90 |
88–91 |
– |
260 |
45 |
80 |
1,76 |
53 |
|||
Л 68 |
67–70 |
– |
320 |
55 |
70 |
1,68 |
55 |
|||
Л 63 |
62–65 |
– |
330 |
50 |
66 |
1,37 |
56 |
|||
Л 60 |
59–62 |
– |
380 |
25 |
62 |
0,78 |
77 |
|||
ЛЖ Мц 59-1-1 |
57–60 |
0,1–0,4 Al 0,6–1,2 Fe 0,5–0,8 Mn 0,3–0,7 Sn |
450 |
50 |
58 |
0,18 |
88 |
|||
ЛМц 58-2 |
57–60 |
1–2 Mn |
400 |
40 |
52 |
1,12 |
85 |
|||
ЛК 80-3 |
57–60 |
2,5–4 Si |
380 |
58 |
55 |
0,40 |
100 |
|||
Отрицательным свойством латуней является их самопроизвольное растрескивание во влажной среде. Для устранения такого недостатка деформированные латуни достаточно отжечь при температуре 270…300 С.
Для повышения свойств латуни дополнительно легируются алюминием, марганцем, железом, никелем, оловом, свинцом, кремнием и другими элементами, которые вводятся в небольших количествах. Комплексное легирование специальных латуней дает возможность увеличить механические свойства, коррозионную и кавитационную стойкость. При этом сохраняется хорошая обрабатываемость давлением.
Временное сопротивление разрыву латуней наиболее эффективно повышают алюминий, олово и марганец. Эти же элементы повышают и коррозионную стойкость латуней. Железо в меди практически нерастворимо и в латунях находится в свободном состоянии в виде частиц, которые увеличивают число центров кристаллизации, а также тормозят рост зерен, чем способствуют их измельчению. Никель уменьшает склонность латуней к коррозионному растрескиванию.
Основной вид термической обработки латуней – отжиг, который проводится для смягчения сплавов перед обработкой давлением, получения в заготовках необходимых свойств, а также для устранения склонности к сезонному растрескиванию. В промышленных условиях отжиг осуществляется при температуре 600…700 С.
Кроме деформируемых широкое использование находят литейные латуни. Некоторые из них приведены в табл. 15.
Таблица 15
Механические свойства литейных латуней (гост 17711-93)
Марка латуни |
в, МПа |
, % |
НВ |
ЛЦ 40С |
215 |
12…20 |
70…80 |
ЛЦ 40Мц3Ж |
390…490 |
10…18 |
90…100 |
ЛЦ 38Мц2С2 |
240…340 |
10…15 |
80…85 |
ЛЦ 30А3 |
290…390 |
12…15 |
80…90 |
ЛЦ 16К4 |
290…340 |
12…17 |
100…110 |
ЛЦ 14К3С3 |
245…290 |
7…15 |
90…100 |
Эта группа имеет ряд существенных недостатков: при плавке теряется большое количество цинка из-за его летучести; при кристаллизации образуются крупные усадочные раковины; латуни с большим количеством -фазы склонны к сезонному растрескиванию, что требует последующего отжига отливок и др.
Однако, литейные латуни обладают хорошей жидкотекучестью; мало склонны к ликвационным явлениям и газонасыщению; обладают высокими механическими свойствами, в том числе и антифрикционными. В литейных латунях допускается больше примесей, чем в деформируемых, так как при фасонном литье нет необходимости обеспечивать высокую деформируемость.
