- •Производство отливок из сплавов цветных металлов (конспект лекций) оглавление
- •6.1.Цинк и цинковые сплавы…………………………………………………… ...73
- •6.2. Олово и оловянные сплавы……………………………………………………..75
- •6.3. Свинец и свинцовые сплавы…………………………………………………....78
- •(Лекция №1) Общие сведения о цветных металлах.
- •1.1. Цель дисциплины.
- •1.2. Основные задачи дисциплины.
- •1.3. Практические умения и навыки
- •1.Введение
- •Глава 1.
- •Глава 2
- •Общие сведения о цветных металлах. Классификация цветных металлов
- •Легкоплавкие металлы
- •Тугоплавкие металлы
- •Рассеянные металлы
- •Глава 3. Сплавы цветных металлов Литература к главе 3.
- •1. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •2. Машиностроение. Энциклопедия. Том 11-3.Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Москва «Машиностроение» 2001.
- •3.2. Классификация сплавов цветных металлов
- •Глава 4 алюминий и алюминиевые сплавы Литература к главе 4.
- •1. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •2. Машиностроение. Энциклопедия. Том 11-3.Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Москва «Машиностроение» 2001.
- •4.1.Алюминий, общая характеристика и взаимодействие с другими элементами
- •Влияние основных легирующих элементов
- •4.2. Алюминиевые литейные сплавы
- •4.2.1.Общая характеристика, классификация, назначение.
- •Технологические особенности литейных алюминиевых сплавов 1 группы и области их применения
- •4.2.3.Сплавы 2 группы (медистые силумины)
- •Химический состав алюминиевых сплавов 2-й группы.
- •4.2.4. Алюминиевые сплавы 3-й группы
- •4.2.5. Алюминиевые сплавы 4-й группы. Алюминиево-магниевые сплавы (литейные магналии)
- •Химический состав алюминиевомагниевых сплавов (гост 1583-93)
- •Гарантируемые механические свойства сплавов системы Al-Mg
- •Сплавы 5-й группы сложнолегированные, высокопрочные и жаропрочные самозакаливающиеся алюминиевые сплавы
- •Глава 5 медь и медные сплавы
- •5.1. Медь. Общие сведения.
- •5.2. Медные сплавы
- •Марганцевые бронзы
- •Бериллиевая бронза
- •Вредные примеси латуни
- •Примерное назначение некоторых марок латуней приведено в таблице 5.9
- •Медноникелевые литейные сплавы
- •Глава 6. Легкоплавкие сплавы
- •6.1. Цинк и цинковые сплавы
- •Физико-химические и механические свойства цинка
- •Сплавы на основе цинка
- •Цинковые сплавы для литья под давлением
- •Влияние основных легирующих элементов на свойства цинка
- •Рекомендации по применению цинковых сплавов (гост 25140-93)
- •Олово и оловянные сплавы
- •6.3. Свинец и свинцовые сплавы.
- •Производство отливок из сплавов цветных металлов: Учебник для вузов.
- •Глава 7. Магний и магниевые сплавы
- •7.5. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •Общие сведения.
- •Вредные примеси магния
- •Применение магния в технике.
- •Взаимодействие магния с легирующими элементами и примесями
- •Магниевые сплавы.
- •Особенности литейных магниевых сплавов и области их применения
- •Магниевых сплавов
- •Глава 9. Никель и никелевые сплавы
- •5. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •Применение никеля
- •Взаимодействие никеля с легирующими элементами
- •Никелевые литейные сплавы
- •2. Коррозионностойкие сплавы.
- •Химический состав литейных никелевых сплавов /1,10/
- •3. Жаростойкие сплавы
- •Жаропрочные сплавы
- •Физико-механические и технологические свойства медноникелевых литейных сплавов.
- •Никелевые суперсплавы.
- •Глава 10. Тугоплавкие металлы и сплавы тугоплавких металлов
- •10.5. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •Общая характеристика и классификация отливок
- •11.1.Технические требования к отливкам
- •11.2. Классификация отливок
- •Глава 11. Технологические возможности различных способов производства отливок из сплавов цветных металлов
- •Глава 12. Теоретические основы плавки сплавов цетных металлов
- •12.1. Общие положения
- •12.2.Основные понятия и определения
- •12.3. Основные физико-химические свойства цветных металлов и сплавов
- •12.3.1.Температура плавления металлов и сплавов.
- •12.3.3.Поверхностная энергия
- •12.3.4. Вязкость жидких металлов
- •12.3.5. Диффузия
- •Размерность коэффициента d, см²/с
- •12.3.6. Конвекция.
- •12.3.7. Давление пара металлов и сплавов
- •Объёмная усадка некоторых цветных сплавов
- •Линейная усадка некоторых медных сплавов
- •Тепловые и электрические свойства металлов и сплавов
- •12.4. О строении металлических расплавов
- •12.5. Взаимодействие металлов с газами и материалами футеровки.
- •Взаимосвязь характера затвердевания с интервалом кристаллизации и скоростью затвердевания
- •Глава 13. Технологические основы плавки сплавов цветных металлов
- •6. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.
- •13.1. Основные задачи разработки технологии плавки.
- •13.2.3. Лигатуры
- •13.2.4. Возврат собственного производства
- •13.3. Подготовка шихтовых материалов к плавке
- •Глава 14. Печи для плавки сплавов цветных металлов
- •Лекция 21 Особенности плавки и получения отливок из сплавов тугоплавких металлов
- •Особенности плавки тугоплавких металлов
- •Особенности получения фасонных отливок из сплавов тугоплавких металлов
- •Глава 22. Производство слитков из сплавов цветных металлов
- •Технологические и организационные методы управления качеством отливок
- •Дефекты отливок из сплавов цветных металлов, причины их образования и меры по их предотвращению
- •Распределение дефектов по нарушениям технологических операций
- •4. Методы выявления дефектов в отливках
- •4.1. Объём и методы контроля
- •4.1.2. Область применения неразрушающих методов контроля.
- •4.2. Исправление дефектов отливок
- •4.2.1. Заварка отливок
- •Литература по теме «производство отливок из сплавов цветных металлов» Основная литература
- •Дополнительная литература
Примерное назначение некоторых марок латуней приведено в таблице 5.9
Таблица 5.9. Химический состав и примерное назначение некоторых марок латуни. ГОСТ17711-93.
Марка |
Легирующие элементы, %. |
Сумма примесей, %, не более. |
Примерное назначение |
|||||||
Cu |
Si |
Pb |
Fe |
Al |
Mn |
|||||
Латунь кремнистая
ЛЦ16К4 |
78-81 |
3,0-4,5 |
- |
- |
- |
- |
2,5 |
Для сложных по конфигурации деталей приборов и арматур, работающих при температуре до 250ºС и подвергающихся гидровоздушным испытаниям, работающим в морской воде, при обеспечении протекторной защиты (шестерни, детали узлов трения и др.)
|
||
Латунь свинцовая ЛЦ40С |
57-61 |
- |
0,8-2,0 |
- |
- |
- |
2,0 |
Для арматуры, втулок и сепараторов шариковых и роликовых подшипников. |
||
Латунь алюминиево-железо-марганцовая ЛЦ23А6Ж3Мц2 |
64-68 |
- |
- |
2,0-4,0 |
4,0-7,0 |
1,5-3,0 |
1,8 |
Для ответственных деталей, работающих при высоких удельных и знакопеременных нагрузках, а также для антифрикционных деталей (гайки нажимных винтов прокатных станов, работающих в тяжёлых условиях, массивных червячных венцов и т.п. деталей). |
||
Латунь марганцово-железная Лц40Мц3Ж |
53-58 |
- |
- |
0,5-1,5 |
- |
3,0-4,0 |
1,7 |
Для несложных по конфигурации деталей ответственного назначения и арматуры морского судостроения, работающих при температуре до 300ºС; для массивных деталей, гребных винтов. |
||
Латунь марганцово-свинцовая Лц38Мц2С2 |
57-60 |
- |
1,5-2,5 |
- |
- |
1,5-2,5 |
2,5 |
Для подшипников, втулок и др. антифрикционных деталей несложной конфигурации |
Медноникелевые литейные сплавы
Литейные медно-никелевые сплавы относятся к коррозионностойким материалам (Таблица 5.10).
Таблица 5.10. Химический состав некоторых медно-никелевых сплавов. ГОСТ 492-73
Марка сплава |
Легирующие элементы, % |
Примеси, %, не более |
|
||||||||||||||||||||
Ni + Co |
Fe |
Mn |
Zn |
Al |
Pb |
Sb |
Bi |
Fe |
Si |
Sn |
C |
P |
As |
S |
Mg |
Mn |
Сум-ма |
|
|
|
|||
МН19 (мельхиор) |
18-19 |
- |
- |
- |
- |
0.005 |
0.005 |
0.002 |
1.0 |
0.15 |
- |
0.05 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.05 |
- |
|
|
|
|
||
МНЖМц30-1-1 (мельхиор) |
29-33 |
0.5-1.0 |
0.5-1.0 |
- |
- |
0.05 |
- |
- |
- |
0.15 |
- |
0.05 |
0.006 |
- |
0.01 |
- |
- |
|
|
|
|
||
МНЦ15-20 (нейзильбер)
|
13.5-16.5 |
- |
- |
18-22 |
- |
0.02 |
0.002 |
0.002 |
0.5 |
0.15 |
0.01 |
0.03 |
0.005 |
0.01 |
0.005 |
0.05 |
0.3 |
0,9 |
|
|
|||
НМЖМц28-2,5-1,5 |
67-70 |
2,0-3,0 |
1,2-1,8 |
- |
- |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
- |
0,05 |
- |
0,2 |
0,005 |
0,01 |
0,01 |
0,1 |
Рb 0,002 |
|
|
||||
Никелевая бронза |
40-50 |
0,5-1,0 |
- |
1,0 |
- |
6-10 |
- |
- |
- |
- |
5-10 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- - |
|
|
Примечание. Медь – остальное.
Литейные медно-никелевые сплавы изготовляют на основе следующих систем: Cu-Ni, Cu-Ni-Pb(Sb); Сu-Ni-Si; Cu-Ni-Fe. Сплавы системы Cu-Ni обладают высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах. Добавка олова или свинца повышает антифрикционные свойства сплава, а добавление кремния (1-3%) улучшает литейные свойства, увеличивает износостойкость, но повышает хрупкость.
Медь образует с никелем непрерывный ряд твёрдых растворов, поэтому медно-никелевые сплавы имеют однофазную структуру и хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии. Никель существенно упрочняет медь, причём максимальную прочность имеют сплавы примерно эквиатомного состава.
Медноникелевые сплавы разделяют на две группы: коррозионностойкие и электротехнические. К коррозионностойким относят мельхиор, нейзильбер и куниали. Мельхиорами называют сплавы, основным легирующим элементом которых является никель. Дополнительное легирование железом и марганцем обеспечивают высокую коррозионную стойкость в пресной и морской воде и паре. Наиболее распространены мельхиоры
МНЖМц 30-1-1 и МН19.
Нейзильберы принадлежат к тройной системе Cu-Ni-Zn и содержит 5..35% никеля и 13…45% цинка. В системе Cu-Ni-Zn наблюдается обширная область твёрдых растворов. Сплавы имеют однофазную структуру. Нейзильберы по сравнению с мельхиорами имеют более высокую прочность из-за дополнительного легирования цинком. Они легко поддаются горячей и холодной обработке давлением. Нейзильберы отличаются красивым серебристым цветом, не окисляются на воздухе и устойчивы в растворах солей и органических кислот.
Куниалями называют сплавы тройной системы Cu-Ni – Al. Никель и алюминий при высоких температурах растворяются в меди в большом количестве, но с понижением температуры растворимость резко уменьшается, поэтому сплавы хорошо упрочняются закалкой и старением. Сплавы под закалку нагревают до 900…1000ºС и подвергают старению при температуре 500…600 ºС. Упрочнение при старении обеспечивают дисперсные выделения фаз Ni3Al и NiAl.
Медно-никелевые сплавы по своим механическим свойствам относятся к конструкционным материалам.
• Сплав НМЖМц28-2,5-1,5 (мельхиор)обладает высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах и применяется в нефтяном, химическом, судостроительном машиностроении, а также для литья герметичных деталей.
• Никелевая бронза применяется для изготовления корпусов центробежных насосов, уплотнительных колец, крышек клапанов и других деталей, к которым предъявляются повышенные требования по износостойкости в агрессивных средах.
• Сплав МНЦ 15-20 (нейзильбер) обладает высокой коррозионной стойкостью, имеет хорошие механические свойства. Применяют для изготовления литых медицинских инструментов, технической посуды, паровой и водяной арматуры, Нейзильберы обладают красивым серебристым цветом, поэтому применяются для изготовления художественных изделий.
• Сплав НМК30-1. Обладает высокой износостойкостью, стойкость в морской воде, органических кислотах, и других агрессивных средах. Применяют для изготовления герметичных деталей (рабочие колёса насосов, тройники, втулки и др.)
• Сплав НМК28-2,5. Применяют для деталей, к которым предъявляются повышенные требования при работе в коррозионных средах (кислотах).
• Сплав НК-10 (хастеллой Д). Обладает высокой кислотостойкостью в горячих растворах серной кислоты. Применяют для изготовления герметичных деталей, работающих при повышенной температуре.
• Сплав НА. Применяют для изготовления коррозионностойких деталей, работающих при повышенной температуре (350-450ºС.
Технологические свойства медно-никелевых сплавов приведены в справочной литературе /2/.
Сплавы меди с никелем имеют большое значение для техники, так как они отличаются хорошими механическими свойствами, коррозионной стойкостью, обладают удовлетворительными литейными свойствами и хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.
Физико-механические и технологические свойства некоторых медноникелевых сплавов приведены в Таблице 5.11.
Таблица 5.11. Физико-механические и технологические свойства медноникелевых литейных сплавов
Свойства |
Сплавы |
||||
НМЖМц 28-2,5-1,5
|
МНЦ 15-20 |
НМК 28-2,5 |
Никелевая бронза
|
НК 10
|
|
Температура плавления,ºС |
1350 |
1080 |
1320 |
1250-1300 |
1110-1120 |
Плотность, кг/м3 |
8820 |
8700 |
8650 |
8600 |
7800 |
Температура заливки (ºС) отливок толстостенных тонкостенных |
1520 1560 |
-- -- |
1470 1530 |
1380 1450 |
1180 1250 |
Линейная усадка, % |
2,1 |
-- |
-- |
2,2 |
1,9 |
Предел прочности при растяжении, МПа |
540-638 |
373-441 |
510-618 |
-- |
245-392 |
Относительное удлинение, % |
40 |
35-45 |
8-15 |
-- |
1,0 |
Твёрдость, НВ |
130 |
100-175 |
180-230 |
-- |
400-500 |