- •А. Н. Минков
- •Содержание
- •1 Конструкционная прочность и пути её повышения
- •1.1 Общие положения
- •1.2 Конструкционная прочность материалов
- •1.2.1 Общие положения
- •1.2.2 Механические свойства и способы их
- •1.3 Методы повышения конструкционной
- •1.4 Железоуглеродистые сплавы - основные
- •1.4.1 Общие положения
- •1.4.2 Углеродистые стали
- •1.4.3 Чугуны
- •2 Термическая обработка
- •2.1 Общие положения термической обработки
- •2.2 Превращения при нагревании и охлаждении стали
- •2.2.1 Образование аустенита при нагревании
- •2.2.2 Превращения аустенита при охлаждении
- •2.2.3 Превращения мартенсита при нагревании
- •2.3 Виды термической обработки
- •2.3.1 Отжиг
- •2.3.2 Закалка
- •Vкрит.- критическая скорость закалки
- •2.3.3 Отпуск
- •2.3.4 Дефекты термической обработки
- •2.4 Поверхностное упрочнение
- •2.4.1 Общие положения
- •2.4.2 Поверхностная закалка
- •2.4.2.1 Закалка с индукционным нагревом
- •2.4.2.3 Поверхностная закалка в электролитах
- •2.4.2.4 Закалка с нагревом лазерным лучом
- •2.4.3 Химико-термическая обработка (хто)
- •3 Легированные стали
- •3.1 Общие положения
- •Легированные стали можно классифицировать:
- •- По структуре в равновесном состоянии;
- •- По структуре образцов после охлаждения на воздухе;
- •- По назначению.
- •3.2 Конструкционные стали
- •3.2.1 Стали повышенной обрабатываемости
- •3.2.2 Низкоуглеродистые стали для цементации
- •3.2.3 Среднеуглеродистые стали для улучшения
- •3.2.4 Рессорно-пружинные стали
- •3.2.5 Подшипниковые стали
- •3.2.6 Высокопрочные стали
- •3.2.7 Износостойкие стали и сплавы
- •3.3 Инструментальные стали
- •3.3.1 Общие положения
- •3.3.2 Стали для режущего инструмента
- •3.3.2.1 Углеродистые и легированные инструментальные стали
- •3.3.2.2 Быстрорежущие стали
- •3.3.3 Штамповые стали
- •3.3.4 Стали для измерительных инструментов
- •3.4 Специальные стали
- •3.4.1 Коррозионностойкие (нержавеющие) стали
- •3.4.2 Жаростойкие стали и сплавы
- •3.4.3 Жаропрочные стали и сплавы
- •3.4.4 Магнитные стали и сплавы
- •4 Цветные металлы и сплавы
- •4.1 Алюминий и сплавы на его основе
- •4.1.1 Общая характеристика алюминия
- •4.1.2 Алюминиевые сплавы
- •4.2 Магний и сплавы на его основе
- •4.2.1 Общая характеристика магния и его сплавов
- •4.2.2 Деформируемые магниевые сплавы
- •4.2.3 Литейные магниевые сплавы
- •4.3 Титан и сплавы на его основе
- •4.3.1 Общая характеристика титана и его сплавов
- •4.3.2 Промышленные титановые сплавы
- •4.4 Бериллий и сплавы на его основе
- •4.4.1 Свойства бериллия
- •4.4.2 Бериллиевые сплавы
- •4.5 Медь и ее сплавы
- •4.5.1 Общая характеристика меди и её сплавов
- •4.5.2 Латуни
- •4.5.3 Бронзы
- •5 Неметаллические конструкционные материалы
- •5.1 Пластические массы
- •5.2 Стекло
- •5.2.1 Строение и состав неорганических стекол
- •5.2.2 Ситаллы
- •5.2.3 Органическое стекло
- •5.3 Древесина
- •Список литературы
- •Курс лекций по дисциплине
- •Для студентов механических специальностей
- •Часть 2 «Материаловедение»
4.2 Магний и сплавы на его основе
4.2.1 Общая характеристика магния и его сплавов
Магний не имеет полиморфных превращений и кристаллизуется с образованием гексагональной плотноупакованной решетки с периодами а = 0,3202 нм, с = 0,5199 нм (с/а = 1,6209). Плотность магния составляет 1739 кг/м3.
Теплопроводность магния в 1,5, а электрическая проводимость – в 2 раза ниже, чем у алюминия. Магний и алюминий близки по удельной жесткости, хотя его модуль нормальной упругости примерно в 1,5 раза меньше, чем у алюминия.
В зависимости от содержания примесей установлены следующие марки магния: Мг96 (99,96% Mg), Мг95 (99,95% Mg), Мг90 (99,90 % Mg). В настоящее время освоено производство магния высокой чистоты (99,9999% Mg). Примеси Fe, Si, Ni, Cu снижают пластичность и коррозионную стойкость магния.
Чистый магний из-за низких механических свойств как конструкционный материал не применяют. Его используют в пиротехнике, в химической и металлургической промышленностях и др.
Сплавы магния отличаются низкой плотностью, в горячем состоянии сплавы хорошо куются, прокатываются и прессуются. Они удовлетворительно свариваются контактной роликовой и дуговой сваркой.
Магниевые сплавы хорошо обрабатываются резанием (лучше, чем стали, алюминиевые и медные сплавы), легко шлифуются и полируются.
Достоинством магниевых сплавов является высокая удельная прочность, поскольку при малой плотности их временное сопротивление может достигать 400 МПа.
Термическая обработка магниевых сплавов затруднена из-за низкой скорости диффузионных процессов в магниевом твердом растворе, что требует больших выдержек как при нагреве под закалку (до 30 ч) для растворения вторичных фаз, так и при искусственном старении.
Магниевые сплавы могут подвергаться гомогенизационному, рекристаллизационному и релаксационному отжигу. Для деформируемых сплавов диффузионный отжиг совмещают с нагревом для горячей обработки давлением. Температура рекристаллизационного отжига магниевых сплавов находится в интервале 250…350°С. Более высокие температуры вызывают рост зерна и понижение механических свойств. Отжиг для снятия остаточных напряжений проводят при температурах ниже температур рекристаллизации.
Предел прочности и особенно предел текучести магниевых сплавов значительно повышаются после проведения термомеханической обработки. Высокотемпературная механическая обработка магниевых сплавов состоит в пластическом деформировании при температуре закалки и последующем старении, а низкотемпературная – в деформировании ниже температуры рекристаллизации со степенью деформации 10…15 %.
К недостаткам магниевых сплавов наряду с низкой коррозионной стойкостью и малым модулем упругости следует отнести плохие литейные свойства, склонность к газонасыщению,
По технологии изготовления магниевые сплавы подразделяются на литейные (МЛ) и деформируемые (МА). окислению и воспламенению при производстве.
Для защиты от коррозии изделия из магниевых сплавов подвергают оксидированию с последующим нанесением лакокрасочных покрытий.
Повышение пластичности магниевых сплавов достигается при пониже нии содержания вредных примесей Fe, Ni, Сu (сплавы повышенной чистоты МЛ5пч МА2пч).