9

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Сварочного производства и технологии конструкционных материалов»

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

д.т.н., профессор

_______________ Ю.Д. Щицын

_____ ______________ 20__ г

Лекция № 3

По дисциплине

Технология конструкционных материалов

Аэрокосмический факультет

(для специальности ЛА, РКТ, ЭМС)

Тема: «Производство цветных металлов и их сплавы»

(наименование темы лекции)

Кандидат технических наук, доцент

(фамилия и инициалы автора)

Долинов Д.Л.

Обсуждены

на заседании кафедры

  ________20 ___ г

Протокол №

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Приветствие, проверка наличия и готовности студентов к занятию, соблюдения порядка в аудитории. Обоснование актуальности и объявление темы, цели, учебных вопросов лекции, ее значимости для выбранной профессии Доведение литературы по материалу лекции.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Алюминий, его сплавы и производство.

2. Титан, его сплавы и производство.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Доведение основных выводов по теме лекции и ее значение для будущей профессиональной деятельности. Доведение задания на самоподготовку, ответы на вопросы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фетисов Г.П. и др. Материаловедение и технология металлов. – М.: «Высшая школа», 2001. – 638 с.

2. Солнцев Ю.П. и др. Материаловедение и технология конструкционных материалов. – М.: МИСиС, 1996. – 576 с.

3. Губарева Э.М. Основы технологических процессов получения изделий (заготовок) различными способами : учеб. Пособие. – Пермь, ПГТУ, 2007. – 214 с.

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

1. Наглядные пособия:

- Комплект слайдов по теме лекции, плакаты.

2. Технические средства обучения:

- Графопроектор.

3. Приложения:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(при необходимости)

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

Первый учебный вопрос. Алюминий, его сплавы и производство.

Алюминий (Al) - металл серебристого цвета, плотность ρ=2,7 г/см³, t_пл=660˚С. Имеет ГЦК решетку без аллотропических превращений, обладает высокой электро- и теплопроводностью, хорошей коррозионной стойкостью за счет образования на его поверхности плотного окисла Al₂O₃. Стоек к концентрированной HNO₃ (азотная кислота). Ввиду низкой прочности применяют в ненагруженных деталях (фольга, трубопроводы, теплообменники, провода и т.д.)

Алюминиевые сплавы нашли широкое применение в промышленности благодаря малой плотности при достаточно высоких характеристиках прочности, высокой стойкости против коррозии как в атмосферных средах, так и в других средах, хорошими технологическими свойствам (обрабатываемость, свариваемость).

В качестве основных легирующих элементов используется медь, магний, марганец, кремний, цинк.

По технологии изготовления изделий алюминиевые сплавы делят на 2 группы: деформируемые и литейные.

Деформируемые сплавы делятся на упрочняемые и неупрочняемые термической обработкой. К термически неупрочняемым сплавам относятся системы Al – Mn (АМц) и Al – Mg (АМг). Эти сплавы хорошо обрабатываются давлением, хорошо свариваются, имеют высокую коррозионную стойкость. Сплавы групп АМц и АМг не упрочняются термической обработкой. Их прочностные свойства повышают за счет холодного пластического деформирования или наклепа. Из таких сплавов изготавливают емкости, трубопроводы.

Из термически упрочняемых сплавов наибольшее применение получили дуралюмины – это медные сплавы с содержанием меди 3 – 5 % с добавками Mg, Si).

Упрочняющая термическая обработка (закалка) основана на изменении растворимости меди в алюминии при комнатной температуре составляет 0,5%, а при температуре 550 ˚С максимальная растворимость составляет 5,5%. Если сплав с максимальным содержанием меди нагреть и быстро охладить, то получим пересыщенный твердый раствор меди в алюминии. Этот раствор является неустойчивым и распадается с выделением меди. Процесс распада пересыщенного раствора, который образуется в процессе закалки, называется старением. В результате старения в сплаве образуется зоны, богатые медью, называются зонами Геньо – Престона. Выделение меди искажают кристаллическую решетку, в нем создаются напряжения, в результате твердость и прочность возрастает, а пластичность понижается.

Если выдержка закаленных сплавов происходит при нормальной температуре, то она называется естественной. Нагрев закаленных сплавов до 100 – 300 ˚С и выдержка при этой температуре некоторое время (несколько часов), называется искусственным старением. Естественное старение длится 4-5 суток. Наибольшее применение в технике получил дуралюмин Д16.

* Высокопрочные сплавы – сплавы системы Al – Zn – Mg – Cu, например В95. Прочностные свойства приобретаются после закалки 470˚С и искусственного старения в течении 16 ч. Сплавы применяют для высоко нагруженных деталей.

Литейные сплавы. Наибольшее распространение получили силумины (Si = 13%).