
- •Лекция 12-13. Цветные металлы и сплавы на их основе
- ••В результате легирования титановых сплавов можно получить нужный комплекс свойств. Легирующие элементы, входящие
- •Влияние
- ••Элементы, повышающие температуру превращения, способствуют стабилизации α — твердого раствора и называются α
- •Области применения титановых сплавов:
- •Алюминий и его сплавы
- •По технологическим свойствам сплавы подразделяются на три группы:
- •Алюминиевые сплавы.
- •Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
- •Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой
- •Литейные алюминиевые сплавы
- •Магний и его сплавы
- •Деформируемые магниевые сплавы
- •Литейные магниевые сплавы
- •Медь и ее сплавы
- •Латуни
- •Диаграмма состояния медь – цинк
- ••По способу изготовления изделий различают латуни деформируемые и литейные.
- •Бронзы
- ••В зависимости от состава деформируемые бронзы отличаются высокими механическими, антикоррозионными, антифрикционными и упругими
- ••Кремнистые бронзы, БрКМц3-1, БрК4, применяют как заменители оловянных бронз. Они немагнитны и морозостойки,
- •Интерметаллические материалы
- •Применение интерметаллических сплавов
- •Классификация
- •Причины хрупкости интерметаллидов
- •Влияние температуры на предел текучести интреметаллидов
- •Сплавы с памятью формы
- •Эффект памяти формы
- •Применение сплавов с памятью формы
- •Механизм эффекта памяти формы
- •Жаропрочные сплавы
- •Условия работы жаропрочных сплавов
- •Классификация жаропрочных материалов
- •Свойства жаропрочных материалов
- •Механические свойства жаропрочных интерметаллидов
- •Прочность при повышенной температуре
- •Принципы конструирования жаропрочных сплавов
- •Схема установки для направленной кристаллизации 1 – приемник, 2 – радиационный нагрев, 3
- •Принципы легирования жаропрочных сплавов
- •суперсплавы
- •Структура супесплавов
•Кремнистые бронзы, БрКМц3-1, БрК4, применяют как заменители оловянных бронз. Они немагнитны и морозостойки, превосходят оловянные бронзы по коррозионной стойкости и механическим свойствам, имеют высокие упругие свойства. Сплавы хорошо свариваются и подвергаются пайке. Благодаря высокой устойчивости к щелочным средам и сухим газам, их используют для производства сточных труб, газо- и дымопроводов.
•Свинцовые бронзы, БрС30, используют как высококачественный антифрикционный материал. По сравнению с оловянными бронзами имеют более низкие механические и технологические свойства.
•Бериллиевые бронзы, БрБ2, являются высококачественным пружинным материалом. Растворимость бериллия в меди с понижением температуры значительно уменьшается. Это явление используют для получения высоких упругих и прочностных свойств изделий методом дисперсионного твердения. После старения предел прочности достигает 1100… 1200 МПа
Интерметаллические материалы
•Интерметаллические соединения (интерметаллиды) – соединения металлов между собой, а также с германием и кремнием.
•Существует ок. 1500 соединений с 200 типами кристаллических решеток.
Применение интерметаллических сплавов
•Защитные покрытия
•Накопители водорода
•Сверхпроводники
•Магнито-твердые материалы
•Конструкционные
•Жаропрочные
•Сплавы с памятью формы
Классификация
интерметаллидов
•Дальтониды (соединения постоянного состава) – NiAl, LiAl, AuZn
•Бертоллиды (соединения переменного состава) - Ni3Al, FeAl, TiAl
•Соединения Курнакова - Ti3Al, Zr3Al, Fe3Al, CuZn
Причины хрупкости интерметаллидов
•1. Для пластического деформирования необходимо выполнение правила Мизеса:
для деформации поликристаллов без нарушения сплошности должно действовать не менее 5 независимых систем скольжения, для которых критические сдвигающие напряжения меньше прочности адгезии.
•Например, пластическая деформация Ti3Al при комнатной Т ограничена, так как дислокации способны скользить только по плоскостям меньше 5, в процессе деформации происходит скопление дислокаций и зарождение микротрещин.
•2. Для обеспечения пластичности необходимо разупорядочение межзеренных границ.
•Например, Ni3Al – скольжение по 5 плоскостям, но границы упорядоченные, которые формируются в процессе кристаллизации одновременно с упорядочением.
Соединения Курнакова (кроме Ti3Al), которые кристаллизуются из жидкости как неупорядоченные твердые растворы с неупорядоченным строением границ зерен, пластичны при комнатной температуре.
Увеличение пластичности наблюдается
•- при уменьшении разницы валентностей компонентов
•- при уменьшении размерного несоответствия компонентов.
•Например, соединения никеля с германием и кремнием разрушаются хрупко по границам зерен, а соединения марганца с железом – пластично о телу зерна.

Влияние температуры на предел текучести интреметаллидов
Сплавы с памятью формы
•Эффект запоминания формы:
•Образцу, имеющему характерную форму, при повышенно температуре придают с помощью деформации при более низкой температуре
(ниже МН) другую форму, а при последующем нагреве выше температуры АН происходит полный возврат образца к первоначальной форме с возвратом всех физико- механических свойств.
•CsCl, Fe3Al, Ti50Ni47,5Fe2,5, Сu3Al

Эффект памяти формы

Применение сплавов с памятью формы
контакт |
стержень для исправления позвоночника |
|
искусственное сердце |
проволока для исправления зубов |
|
Механизм эффекта памяти формы
•В основе лежит фазовое превращение
•Происходит по мартенситному (бездиффузионному) превращению
•В сталях превращение перлита в мартенсит невозможно, так как при всех температурах мартенсит обладает большей свободной энергией, чем перлит.
•Обратное превращение наблюдается в безуглеродистых высоколегированных сплавах.
•ЭПФ наблюдается в сплавах с упорядоченной решеткой (обычно, ОЦК)
•ЭПФ возможен, если деформация осуществляется не скольжением, а двойникованием