- •Учреждение образования
- •Оглавление
- •Лабораторная работа № 1 Исследование зависимостей «состав – структура – свойства» для сплавов на основе алюминия
- •1. Свойства алюминия
- •2. Сплавы алюминия
- •3. Влияние состава алюминиевых сплавов на процессы, происходящие при термической обработке
- •Фазы и зоны в алюминиевых сплавах
- •4. Классификация алюминиевых сплавов
- •5. Деформируемые алюминиевые сплавы
- •5.1. Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой
- •5.2. Дюралюминий и другие деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой
- •Состав дюралюминия
- •Механические свойства дюралюминия
- •Механические свойства (типичные) высокопрочных алюминиевых сплавов
- •5.3. Алюминиевые сплавы для поковок и штамповок
- •Состав сплавов ак, %
- •Механические свойства сплавов ак
- •6. Силумины и другие алюминиевые сплавы для фасонного литья
- •Химический состав (%) литейных алюминиевых сплавов
- •Механические свойства алюминиевых литейных сплавов
- •7. Жаропрочные алюминиевые сплавы
- •Механические свойства алюминиевых жаропрочных сплавов при повышенных температурах
- •Задания и методические указания
- •Контрольные вопросы
- •1. Свойства меди
- •Механические свойства технической меди m1
- •2. Латуни
- •Химический состав и механические свойства деформируемых латуней после отжига
- •Механические свойства и область применения литейных латуней (гост 17711-93)
- •Бронзы Оловянные бронзы
- •Химический состав и механические свойства оловянных бронз
- •Задание и методические указания
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Исследование зависимостей «состав-структура-свойства» для полимерных материалов
- •1. Общие сведения
- •Некоторые физико-механические свойства пластмасс
- •Задание
- •Контрольные вопросы
- •Состав-структура-свойства цветных металлов и сплавов, полимерных материалов
- •220006. Минск, Свердлова, 13а.
- •220006. Минск, Свердлова, 13.
Механические свойства (типичные) высокопрочных алюминиевых сплавов
системы А1 – Zn – Mg – Сu
Сплав |
Полуфабрикат |
Режим старения после закалки при 465°С |
Meханические свойства |
||
в, МПа |
0,2, МПа |
, % |
|||
В95 |
Листы Профили |
120°С, 2 ч 140°С, 6 ч |
500 600 |
450 550 |
12 8 |
B96 |
Профили |
140°С, 6 ч |
700 |
650 |
7 |
Высокое легирование снижает температуры начала плавления, поэтому используют более низкую температуру закалки по сравнению с такой для дюралюминия (460–470°С). Меньшая скорость распада пересыщенного твердого раствора сплава В95 (см. рис. 1.2) приводит к следующим изменениям в технологии термической обработки:
1) скорость охлаждения при закалке может быть уменьшена, что целесообразно, так как при этом уменьшаются внутренние напряжения, наличие которых увеличивает склонность к коррозионному растрескиванию (снижает прочность при испытании в коррозионно-активных средах). Это является главным недостатком наиболее высокопрочных алюминиевых сплавов. При закалке сплава В95 применяют не холодную, а подогретую до 80–100°С воду.
Весьма хорошие результаты дает закалка названных сплавов в жидком азоте2, при которой охлаждение происходит медленнее, чем в холодной воде (в связи с меньшей теплотой парообразования жидкого азота), но более равномерно, чем в горячей;
2) естественное старение не дает максимальной прочности, как искусственное, даже при очень большой выдержке. Эта прочность достигается в результате старения при 120–140°С в течение 16–24 ч.
Если стремиться к максимальной прочности, то следует еще больше легировать сплав цинком, магнием и медью, чем сплав В95.
Наиболее прочный алюминиевый сплав – В96. Он содержит 8–9% Zn, 2,3–3% Mg; 2–2,6% Сu; 0,1–0,2% Zr. Прочность этого сплава достигает 700 МПа.
5.3. Алюминиевые сплавы для поковок и штамповок
Ряд деталей из алюминиевых сплавов изготавливают ковкой (например, лопасти винта).
Кроме высоких механических свойств, от сплава требуется и хорошая пластичность в горячем состоянии. В таких случаях применяют или дюралюминий обычного состава3, или другие сплавы, по составу близкие к дюралюминию (АК6, АК8).
Состав этих сплавов и типичные для них механические свойства приведены в табл. 1.5, 1.6.
Таблица 1.5
Состав сплавов ак, %
Марка сплава |
Сu |
Mg |
Mn |
Si |
Fe |
АК1 |
3,8–4,8 |
0,4–0,8 |
0,4–0,8 |
< 0,7 |
< 0,7 |
АК6 |
1,8–2,6 |
0,4–0,8 |
0,4–0,8 |
0,7–1,2 |
< 0,6 |
АК8 |
3,9–4,8 |
0,4–1,0 |
0,4–1,0 |
0,6–1,2 |
< 1,0 |
АК4* |
1,9–2,5 |
1,4–1,8 |
0,15–0,35 |
0,5–1,2 |
1,1–1,6 |
* Содержит 1,0–1,5 Ni.
Таблица 1.6