Металлокерамические твердые сплавы.

Получают методами порошковой металлургии. Состоят из карбидов тугоплавких металлов WC, TiC, ТаС, соединенных кобальтовй связкой. Обладают высокой твердостью, но хрупкие и дорогостоящие. Скорость резания в 5-8 раз выше, чем у быстрорежущих сталей.

Делятся на три группы:

1) вольфрамовые (ВК3…ВК10, ВК15, ВК20, ВК25); ВК3- 3% кобальта, остальное карбиды вольфрама. Теплостойкость 800⁰.

Чем больше кобальта, тем выше прочность, но ниже твердость.

2) титано-вольфрамовые (Т30К4, Т15К6, Т5К10, Т5К12); Т30К4 – кобальта 4%, карбиды титана -30%, остально- каобиды вольфрама. Теплостойкость 900⁰.

3) титано-тантало-вольфрамовые (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9). ТТ7К12- кобальта 12%, сумма карбидов титана и тантала -7%, остальное –карбиды вольфрама.

Их теплостойкость достигает 1000-1100 ⁰С.

Из твердых сплавов изготавливают пластинки (режущую часть), которые припаивают к инструменту, изготовленному из стали.

Стали для измерительного инструмента

Требования: высокая твердость, износостойкость, постоянство размеров. Применяют стали Х(ШХ15), ХВГ. Для них- обязательна обработка холодом и длительный (до 60 час) отпуск при 120-140 ⁰С.

3. Штамповые стали

А. Для холодного деформирования: это штампы, пуансоны, накатные плашки и др. Должны обладать высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, вязкостью. При скоростном деформировании могут нагреваться до 200-350 ⁰С. Применяют стали Х12Ф, Х12М, Х6ВФ, 6Х6В3МФС. После закалки делают средний отпуск 500 ⁰С.

Б. Для горячего деформирования и пресс-форм литья под давлением.

Требования: прочность, вязкость, разгаростойкость, окалиностойкость, износостойкость, теплопроводность. Широко применяют Стали 5ХНМ, 5ХНВ для молотовых штампов. После закалки с 840-860 делают отпуск при 580 ⁰С. Сохраняют высокие свойства при нагреве до 500-520 ⁰С. Прессформы для машин литья под давлением делают из сталей 4Х5В2ФС – для литья Al, Mg, Zn сплавов; 3Х2В8Ф – для литья медных сплавов. Закалка с 1100 ⁰С в масло, отпуск при 650 ⁰С.

Алюминиевые сплавы.

 

Алюминий и сплавы на его основе имеют широкое применение в машиностроении благодаря комплексу ценных физикохимических свойств: малой плотности, высокой тепло, электропроводности, пластичности, коррозионной стойкости.

Чистый алюминий  серебристобелый металл с температурой плавления 660⁰ С, плотностью 2710 кг/м³, имеет кристаллическую решетку ГЦК, полиморфных превращений не претерпевает. Высокая коррозионная стойкость алюминия обусловлена образованием на поверхности тонкой и плотной пленки окиси. Механическая прочность чистого алюминия невелика (80100 МПа), поэтому он применяется в виде токоведущих изделий (провода, шины), конденсаторной и пищевой фольги, покрытий для зеркал, рефлекторов и др.

Основными примесями, попадающими в алюминий при его производстве, являются кремний и железо, но могут содержаться также медь, цинк, титан и др. Железо присутствует в структуре алюминия в форме химического соединения FeAl₃, кремний соединений не образует, а его кристаллы имеют игольчатую форму.

Эти примеси ухудшают пластичность алюминия и часто нежелательны в сплавах. Относительное удлинение для алюминия, содержащего 0,005% примесей составляет 45%, при содержании примесей 1%-=25%.

Для повышения прочностных свойств в алюминий вводят легирующие элементы, наиболее распространенными из которых являются медь, цинк, кремний, магний, марганец, литий.

По технологическим свойствам и способам получения изделий алюминииевые сплавы подразделяются на три группы:

• деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой:

• деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой;

• литейные сплавы.

Принцип маркировки алюминиевых сплавов. В начале указывается тип сплава: Д – сплавы типа дюралюминов; А – технический алюминий; АК – ковкие алюминиевые сплавы; В – высокопрочные сплавы; АЛ – литейные сплавы.

Далее указывается условный номер сплава. За условным номером следует обозначение, характеризующее состояние сплава: М – мягкий (отожженный); Т – термически обработанный (закалка плюс старение); Н – нагартованный; П – полунагартованный

Методами порошковой металлургии изготовляют спеченные алюминиевые сплавы (САС) испеченные алюминиевые порошковые сплавы (САП).

 

Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой.

 

Прочность алюминия можно повысить легированием. В сплавы, не упрочняемые термической обработкой, вводят марганец или магний. Атомы этих элементов существенно повышают его прочность, снижая пластичность. Обозначаются сплавы: с марганцем – АМц, с магнием – АМг; после обозначения элемента указывается его содержание (АМг3).

Магний действует только как упрочнитель, марганец упрочняет и повышает коррозионную стойкость.

Прочность сплавов повышается только в результате деформации в холодном состоянии. Чем больше степень деформации, тем значительнее растет прочность и снижается пластичность. В зависимости от степени упрочнения различают сплавы нагартованные и полунагартованные (АМг3П).

Эти сплавы применяют для изготовления различных сварных емкостей для горючего, азотной и других кислот, мало- и средненагруженных конструкций.

 

Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой.

 

К таким сплавам относятся дюралюмины ( сложные сплавы систем алюминий – медь –магний или алюминий – медь – магний – цинк). Они имеют пониженную коррозионную стойкость, для повышения которой вводится марганец.

Дюралюмины обычно подвергаются закалке с температуры 500^oС и естественному старению, которому предшествует двух-, трехчасовой инкубационный период. Максимальная прочность достигается через 4…5 суток.

Широкое применение дюралюмины находят в авиастроении, автомобилестроении, строительстве.

Высокопрочными стареющими сплавами являются сплавы, которые кроме меди и магния содержат цинк. Сплавы В95, В96 имеют предел прочности около 650 МПа. Основной потребитель – авиастроение (обшивка, стрингеры, лонжероны).

Ковочные алюминиевые сплавы АК:, АК8 применяются для изготовления поковок. Поковки изготавливаются при температуре 380…450^oС, подвергаются закалке от температуры 500…560^oС и старению при 150…165^oС в течение 6…15 часов.

В состав алюминиевых сплавов дополнительно вводят никель, железо, титан, которые повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность до 300^oС.

Изготавливают поршни, лопатки и диски осевых компрессоров, турбореактивных двигателей.