Порошковые алюминиевые сплавы

К этим сплавам относят материалы, получаемые методами порошковой металлургии:

• САП – спеченные алюминиевые порошки;

• САС – спеченные алюминиевые сплавы.

Спеченные алюминиевые порошки (САП) – это сплавы Al–Al₂O₃. Структура САП представляет собой алюминиевую матрицу с равномерно распределенными мелкодисперсными включениями Al₂O₃, которые обеспечивают дисперсионное упрочнение сплава. Свойства САП:

• высокая жаропрочность;

• высокие технологические свойства: сплавы хорошо деформируются в холодном и горячем состояниях, легко обрабатываются резанием и удовлетворительно свариваются;

• высокая электропроводность;

• высокая коррозионная стойкость;

• малая плотность.

В зависимости от содержания оксида алюминия (от 6 до 22%) различают 4 марки сплавов от САП-1 до САП-4. С увеличением содержания Al₂O₃ повышается прочность, твердость, жаропрочность и уменьшается пластичность сплавов.

Применяют САП для деталей, работающих при температурах 300…500°С, от которых требуется высокая прочность и коррозионная стойкость (штоки, лопатки компрессоров, лопасти вентиляторов и турбин в химической и нефтяной промышленности, конденсаторы, обмотки трансформаторов в электротехнике).

Спеченные алюминиевые сплавы (САС) – это порошковые сплавы, систем Al-Si-Ni (САС-1) и Al-Si-Fe (САС-2). Например, САС-1 содержит 25…30% Si, 5…7% Ni, остальное Al. Сплав имеет структуру, содержащую дисперсные включения кремния и интерметаллидов.

Свойства САС: высокая прочность, высокая твердость, низкая пластичность.

Применение: САС заменяют стали при изготовлении отдельных деталей приборов, работающих в паре со сталью.

Задача: 10Х18Н9Т Термообработка: цементация+закалка+низкий отпуск. Структура на поверхности: М_ОТП+Ц_II+А_ОСТ, твердость поверхности 58…64 HRC. Структура сердцевины – низкоуглеродистый мартенсит. Применяют их для высоконагруженных деталей, работающих в условиях износа.

20ХНМ

Билет №18

1. На диаграмме железо-углерод покажите температуры нагрева под различные виды отжига и закалки для до- и заэвтектоидных сталей. Назначение этих процессов. Получаемые структура и свойства.

Закалка – нагрев доэвтектоидной стали на 30..50°С выше А_С3, заэвтектоидной - на 30..50°С выше А_С1, выдержка и последующее охлаждение со скоростью выше критической (Рис. 38, 42). Цель закалки – получение структуры мартенсита.

Структуры сталей после закалки:

• доэвтектоидных - М+А_ОСТ,

• эвтектоидной - М+А_ОСТ,

• заэвтектоидных – М+А_ОСТ+Ц_II.

Рис. 42. «Стальной угол» диаграммы состояния Fe-Fe₃C с нанесенными температурами нагрева под закалку

В качестве закалочных сред применяются: вода, водные растворы солей и щелочей, минеральное масло. Охлаждающая среда должна обеспечивать скорость охлаждения стали выше критической в области наименьшей устойчивости аустенита. В диапазоне температур мартенситного превращения скорость охлаждения желательно замедлить, чтобы уменьшить внутренние напряжения, возникающие при переходе аустенита в мартенсит, и предотвратить возникновение закалочных дефектов. Для углеродистых и низколегированных сталей применяют воду и водные растворы NaCl, NaOH. Для легированных сталей применяют минеральное масло.

Закалка, как правило, не является окончательной термообработкой, после нее следует отпуск.

Цель отжига – получение равновесной структуры. Это достигается путем медленного охлаждения детали вместе с печью (рис. 38). Структуры сталей после отжига соответствуют равновесной диаграмме состояния (Fe-Fe₃C):

• доэвтектоидных - П+Ф,

• эвтектоидной – П,

• заэвтектоидных – П+Ц_II.

1. Классификация и маркировка углеродистых сталей по качеству.

• Углеродистые стали качественные маркируют У7, У8…У13 и высококачественные – У7А, У8А…У13А. “У”- углеродистые. Цифра указывает на среднее содержание углерода в десятых долях процента, например, сталь У8 содержит 0,8%С, У13 – 1,3%С.

• Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества маркируют буквами «Ст» и цифрой (от 0 до 6): Ст0, Ст1, Ст2, …Ст6. В конце марки указывается степень раскисления: например, ''сп'' – спокойная (Ст3сп), ''пс'' – полуспокойная (Ст4пс), ''кп'' – кипящая (Ст2кп). Цифра в марке – условный номер: с его увеличением растет содержание углерода от 0,06 до 0,49% и марганца от 0,25 до 0,8%. Соответственно растет прочность, а пластичность снижается.

• Углеродистые конструкционные качественные стали маркируют двузначными числами 08, 10, 15, 20, 25, 30, …85, которые обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, например, сталь 08 содержит 0,08% С, сталь 10 – 0,1% С.

2. Титан и его сплавы. Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения титана.