Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов, страница 6

12.Таблица 12Механические свойства литейных алюминиевых сплавовСплавАЛ6АЛ8АЛ27АЛ27-1АЛ23АЛ23-1АЛ13АЛ22АЛ7АЛ19АЛ11АЛ24АЛ10ВАЛ25АЛ26РежимтермическойобработкиТ2Т4––––Т2Т4–Т5Т4Т5Т2Т5Т6Т1Т2Механические свойства при 20°СНВσвσ0,2δв %МПа1,71,15523,51,780103,61,890183,81,9–202,51,475102,6–8012–1,16532,61,89042,41,66572,62,08533.21,88093,62,510052,21,58022,91,87532,82,21000,52,01,6––2,11,7–0,439АЛ30Т1–––0,5Спеченный алюминиевый порошок (САП) по сравнению собычными алюминиевыми сплавами обладает высокой прочностью при температурах в интервале 300...500°С и в отличие отних он не изменяет свои свойства после длительного(до 10000 ч) нагрева при температурах до 500 °С.По коррозионной стойкости САП равноценен чистому алюминию.

При введении в САП небольшого количества железа иникеля (в сумме 1,2...1,5%) он способен длительно работать впаровоздушной среде при температурах до 350°С. ЛистовойСАП можно сваривать контактной (точечной и роликовой)сваркой; для этой цели применяют плакирование листов САПсплавом АМц и AЛ.САП может свариваться аргонодуговой сваркой, плавлением, если брикеты, из которых изготовлены полуфабрикаты,подвергались высокотемпературной дегазации.

Механическаяобработка резанием САП не вызывает трудностей; при этомможет быть обеспечен 10-й класс точности.Спеченные материалы (САС) содержат в своем составеминимальное количество окиси алюминия, а в качестве легирующих элементов в них используются железо, хром, никель идругие элементы, образующие с алюминием малорастворимыеинтерметаллические соединения. Прочность таких материаловдостигает значения 400 МПа, а предел текучести – 330 МПа.Прочность САС на 50% выше прочности нелегированных САП.Из материалов САП-1 и САП-2 освоено производство техже полуфабрикатов, что и из обычных алюминиевых сплавов(листы, профили, штамповки, фольга, трубы).

Максимальныйвес прессованного полуфабриката составляет 300...400 кг. Листы изготовляют толщиной 0,8...10 мм, размером 1000х7000 мм.Детали и конструкции, работающие в интервале температур300...500°С, могут быть изготовлены из материала САП вместонержавеющей стали. Так, например, корпус колеса вентилятораможет быть выполнен из листового материала, а ступица изго40товлена штамповкой. Соединение деталей осуществляетсяклепкой.

В результате применения САП вес вентиляторауменьшается на 25...30%. Большие преимущества получаютсяпри применении листового и прессованного материала САП влетательных аппаратах, где уменьшение веса имеет решающеезначение. Из прутков САП изготовляют штамповки весом от 1до 150 кг, которые используются для работы при температурахдо 500°С и для кратковременной работы (в течение 90...120 с)при температурах газового потока 900...1000°С.Высокая жаропрочность и коррозионная стойкость САП позволяют применять его для изготовления ответственных деталей: вентилей для сжатого воздуха (500°), вентилей управляющей системы реактивных двигателей, дроссельных и редукционных клапанов гидравлических и топливных систем самолетов.

САП находит также применение в электротехнической,химической и машиностроительной промышленности.Фольга и тонкая проволока из САП могут найти успешноеприменение для изготовления конденсаторов и обмотки электродвигателей, работающих в условиях повышенных температур (350...400°С).Гладкие и ребристые трубы из САП могут быть использованы как теплообменники до 500...550°С и благодаря высокойкоррозионной стойкости в агрессивных средах находят применение в нефтяной и химической промышленности.Из САП-1 и САП-2 изготовляют компрессорные диски, лопасти вентиляторов и турбин, заклепки, из САП-3 и САП-4 –болты, винты и другие детали.При низком удельном весе (γ = 2,75 т/м3) и сравнительнонебольшой стоимости САП является перспективным материалом для изготовления поршней форсированных двигателей.

Вбольших дизельных поршнях САП вводят только в температурно-нагруженные места. В авиационной и автомобильнойпромышленности из САП-1 и САП-2 изготовляют поршневые41штоки, небольшие шестерни, лопатки компрессора и ряд других деталей, работающих при 300...500°С.Высокая коррозионная стойкость САП позволяет использовать его в судостроительной промышленности. Трубы из САПиспользуются и в атомных реакторах.1.3. Медь и ее сплавыМедь обладает наивысшей после серебра электропроводностью и теплопроводностью, обладает высокой коррозионнойстойкостью, хорошо полируется и легко покрывается разнообразными покрытиями, однако плохо обрабатывается резанием,имеет невысокие литейные свойства, что затрудняет изготовление из нее сложных фасонных отливок.Применяют медь в виде листов, лент, прутков, труб, проволоки, в виде порошка для нужд керамики и др.Физические свойства меди очень сильно зависят от примесей.Медные сплавы обладают высокой тепло- и электропроводностью, высокой коррозионной стойкостью во влажной атмосфере, хорошим сопротивлением износу без смазки и даже приабразивном износе, низким коэффициентом трения, хорошейпритираемостью в паре с другими более твердыми металлами.Медные сплавы имеют σв от 150 до 900 МПа, удлинение до53% и сужение до 40%.

Особенно характерна для них высокаяпластичность. Большинство медных сплавов хорошо обрабатывается давлением, легко поддается обработке резанием, полированию и разнообразным покрытиям.Медные сплавы являются надежными материалами для работы при отрицательных температурах. Прочность и удлинениеу некоторых из них даже повышаются при понижении температуры до -250°С, тогда как сплавы, например на основе железа,становятся хрупкими при этих температурах.Недостатками медных сплавов являются их сравнительновысокий удельный вес и низкие свойства при повышенных температурах.

Однако в последнее время разработана серия42медных сплавов (медно-циркониевые, медно-хромистые и другие) отличающихся более высокими свойствами при повышенных температурах. Очень хорошо проявляют себя в работе приповышенных температурах вставки и целые прессформы изэтих сплавов для литья под давлением высокотемпературныхсплавов. Стойкость таких прессформ выше, чем прессформ изсталей с хромом, вольфрамом и другими легирующими элементами, так как высокопластичные медные сплавы не чувствительны к термическим напряжениям, поэтому на поверхностимедных прессформ не появляется сетка разгара, выводящая ихиз строя. По коррозионной стойкости во влажной атмосфере и вводе медь и сплавы на ее основе уступают только благороднымметаллам.Высокие пластические свойства меди и ее сплавов позволяют получать из них полуфабрикаты и изделия весьма сложногопрофиля, разнообразной толщины, размеров и т.д.

Медныесплавы немагнитны.Стандартные медные сплавы имеют обозначения, указывающие на принадлежность их к определенной группе сплавовв зависимости от химического состава.В марке сплава указываются начальные буквы сплавов (Л –латунь, Б – бронза), начальные буквы основных легирующихэлементов (например, О – олово, Ц – цинк, Мц – марганец ит.д.), а затем цифры, обозначающие содержание этих элементовв сплавах.Например, сплав ЛАЖМц-66-6-3-2 – это латунь (Л) алюминиево-железисто-марганцовистая, которая состоит из 66% Cu,6% Al, 3% Fe, 2% Mn, остальное Zn.

Буква Л в конце, встречающаяся у некоторых марок латуней, обозначает, что сплавлитейный (обычно от деформируемого отличается повышенным количеством примесей). Бр АЖ9-4 – бронза алюминиеваяс железом, содержащая 9% Al, 4% Fe и остальное Cu.Бр ОЦС6-6-3 оловяно-цинково-свинцовистая бронза, содержащая 6% Sn, 6% Zn, 3% Pb, остальное Cu.43Латуни (сплавы меди с цинком).Техническое применениеимеют сплавы, содержащие до 50% Zn. Этим сплавам присущивсе положительные свойства меди и других медных сплавов,т.е. сравнительно высокие электропроводность и теплопроводность (20...50%) при более высокой прочности и лучшие технологические свойства по сравнению с чистой медью. Латуньприменяют в виде катаных полуфабрикатов и отливок.

Поэтомуразличают деформируемые и литейные латуни. По химическому составу латуни разделяются на двойные (простые), т.е.состоящие из меди и цинка, и многокомпонентные (сложные), всостав которых, кроме цинка, входят другие элементы, улучшающие некоторые свойства сплавов.Влияние цинка на механические свойства латуней показанона рис. 1.σв ⋅ 10 МПаδ, %Рис. 1. Влияние цинка на механические свойствамедно-цинковых сплавовЛатуни, содержащие примерно до 30% Zn (по структуре этооднофазные сплавы), более пластичны; дальнейшее увеличениесодержания цинка повышает прочность латуни (двухфазные44сплавы), но ее пластичность резко уменьшается. Другие легирующие элементы (алюминий, марганец, кремний и др.) ещеболее повышают прочность и твердость латуни, уменьшая пластичность.

Изменение свойств латуни при разном содержаниицинка и других легирующих элементов объясняется изменением ее структуры. Латуни, состоящие из α-твердого раствора,обладают высокой пластичностью; (α+β)-латуни имеют высокую прочность и твердость, но пониженную пластичность.Высокомедистые латуни применяют в тех случаях, где требуется высокая пластичность металла, например, при изготовлении полуфабрикатов холодным прессованием.

Чем большемеди в латунях, тем выше их электро- и теплопроводность икоррозионные свойства. В то же время латуни с повышеннымсодержанием цинка дешевле, легче обрабатываются резанием,обладают способностью лучше прирабатываться и противостоять износу без смазки. Для повышения антифрикционныхсвойств в латуни вводят свинец. Свинцовистые латуни по обрабатываемости резанием стоят на первом месте среди другихмедных сплавов. Большинство специальных латуней (марганцовистая и др.) склонно к коррозионному растрескиванию поднапряжением, поэтому не рекомендуется их применение в конструкциях при длительном действии растягивающих нагрузок всреде аммиака, морской воде и в среде, содержащей углекислоту или серный ангидрид.Коррозионная стойкость латуней повышается применениемпокрытий (хромирование, никелирование и др.)Не рекомендуется применение латуни в контакте с железом,алюминием и цинком.Оловянные бронзы – это такие медные сплавы, у которыхосновным легирующим элементом является олово.

В составоловянных бронз входят также цинк, свинец, фосфор, никель.Оловянные бронзы применяют в тех случаях, когда требуется высокая коррозионная стойкость в сочетании с достаточнойпрочностью (различная водяная и морская арматура). Эти бронзы отличаются также высокими антифрикционными свойствами, т.е. небольшим износом, малыми значениями коэффициен45тов трения и хорошей притираемостью в паре, например со сталью.