korotkih (Коротких М. Т. - Технология конструкционных материалов и материаловедение - учебное пособие.), страница 4

Они содержат те же примеси, что и сталь, но вбольшем количестве. В зависимости от состояния углерода в чугуне,различают: белый чугун, в котором весь углерод находится в связанномсостоянии в виде карбида, и серый чугун, в котором углерод в значительнойстепени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита.Белый чугун чрезвычайно тверд, но очень хрупок, и в качествеконструкционного материала практически не применяется, а используется каксырьё при получении стали.Серые чугуны подразделяется на:1) серые – с пластинчатой или червеобразной формой графитовыхвключений;2) высокопрочные - шаровидный графит;3) ковкие - хлопьевидный графит.

Чугуны маркируют двумя буквами идвумя цифрами, соответствующими минимальному значению временногосопротивления σв при растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают буквами"СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ"(ГОСТ 1215-85).СЧ10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;ВЧ70 - высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении 700МПа;КЧ35 - ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 350 МПа.Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки изантифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., чторасшифровывается следующим образом: АЧ - антифрикционный чугун:С - серый, В - высокопрочный, К - ковкий. А цифры обозначают порядковыйномер сплава согласно ГОСТу 1585-79.Изделия из чугунов получают методом литья.

Из них изготавливаютсясложные по форме детали (корпуса двигателей, станины станков, корпусатурбин, насосов, компрессоров, коленчатые валы двигателей, колесацентробежных насосов и т.д.).2.2. Цветные металлы и сплавы2.2.1 Медь и медные сплавыМедь - металл красного, в изломе розового цвета. Температура плавления1083°С. Кристаллическая решетка ГЦК. Плотность меди 8.94г/см3.Технически чистая медь обладает высокой пластичностью икоррозийнойстойкостью,высокойэлектропроводностьюитеплопроводностью. По чистоте медь подразделяют на марки (ГОСТ 859-78):МаркаСодержаниеCu+Ag не менееМВЧк99,993MOO99,99МО99,95Ml99,9М299,7МЗ99,5После обозначения марки указывают способ изготовления меди: к катодная, б – бескислородная, р - раскисленная.

Медь огневого рафинированияне обозначается.МООк - технически чистая катодная медь, содержащая не менее 99,99%меди и серебра.МЗ - технически чистая медь огневого рафинирования, содержит неменее 99,5%меди.Медь легко обрабатывается давлением, но плохо резанием и имеет невысокиелитейные свойства из-за большой усадки. Поэтому полуфабрикаты меди – прокат(сортамент), листы (широко применяется медная фольга), трубы (медные трубки вгидравлических системах), проволока (диаметром от нескольких мм до несколькихмкм).Благодаря высокой электропроводности, медь применяется, в основном,для изготовления проводов для электротехнической и электроннойпромышленности.

Высокая коррозионная устойчивость чистой меди ватмосферных условиях позволяет использовать ее в качестве кровельногоматериала ответственных зданий. Так, фирмы изготовители гарантируют срокслужбы такой крыши более 150 лет.Стоимость чистой меди постоянно повышается, а мировые запасымедной руды, по различным оценкам, истощатся в ближайшие 10…30 лет.Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни.Бронзы- это сплавы меди с оловом (4 - 33% Sn ), свинцом (до 30% Pb),алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором, и другимиэлементами (ГОСТ 493-79 , ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78).Латуни - сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавкамиалюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 1771180).

Медные сплавы, предназначенные для изготовления деталей методамилитья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовлениядеталей пластическим деформированием - сплавами, обрабатываемымидавлением.Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия (Бр или Л),после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующихсплав, и цифры, указывающие количество элемента в процентах. Принятыследующие обозначения компонентов сплавов:А – алюминийМц - марганецС - свинецБ - бериллийМг – магнийСр – сереброЖ - железо Мш - мышьякСу – сурьмаК – кремнийН – никельТ – титанКд – кадмийО – оловоФ – фосфорХ – хромЦ - цинкПримеры:БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu("Л"' указывает, что сплав литейный);ЛЦ40Мц3Ж - латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, остальное Cu;Бр0Ф8,0-0,3 - бронза содержащая 8% олова и 0,3% фосфора;ЛАМш77-2-0,05 - латунь содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055 мышьяка,остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработкидавлением, первое число указывает на содержание меди).В несложных по составу латунях указывают только содержание в сплавемеди:Л96 - латунь содержащая 96% Cu и ~4% Zn (томпак);Лб3 - латунь содержащая 63% Cu и -37% Zn.Бронзы отличаются высокой коррозионной устойчивостью иантифрикционными свойствами.

Из них изготавливают вкладышиподшипников скольжения, венцы червячных зубчатых колес и другие детали.Высокие литейные свойства некоторых бронз позволяют использовать ихдля изготовления художественных изделий, памятников, колоколов.Латуни, применяются в основном для изготовления деталей штамповкойвытяжкой, раскаткой, вальцовкой, т.е. процессами требующими высокойпластичности материала заготовки. Из латуни изготавливаются гильзыразличных боеприпасов.Высокая стоимость меди и сплавов на ее основе привела в 20 веке кпоиску материалов для их замены.

В настоящее время их успешно заменяютпластиками, композиционными материалами.2.2.2 Алюминий и сплавы на его основеАлюминий - металл серебристо-белого цвета. Температура плавления 650°С.Алюминий имеет кристаллическую ГЦК решетку. Наиболее важной особенностьюалюминия является низкая плотность - 2.7г/см3 против 7.8г/см3 для железа и 8.94г/см3для меди. Алюминий обладает электрической проводимостью, составляющей 65%электрической проводимости меди. В зависимости от чистоты различают алюминийособой чистоты: А999 (99.999% Al); высокой чистоты: А995 (99.995% Al), А99, А97,А95 и технической чистоты: А85, А8, А7, А6, А5, А0 (99.0% Al) (ГОСТ 11069-74).Технический алюминий изготавливают в виде листов, профилей, прутков,проволоки и других полуфабрикатов и маркируют АДО и АД1.Алюминиевая проволока используется в электротехнической промышленностив линиях электропередачи, а прокат алюминия в пищевой промышленности, вкачестве кровельного материала и т.д.

Чистый алюминий отличается высокойкоррозионной устойчивостью, но имеет низкую прочность, что не позволяетиспользовать его в качестве конструкционного материала.Классификация алюминиевых сплавовНаибольшее распространение получили сплавы Al-Cu, Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mgи другие.Все сплавы алюминия можно разделить на деформируемые, предназначенныедля получения полуфабрикатов (листов, плит, прутков и т.

д.), а также поковок иштампованых заготовок и литейные, предназначенные для фасонного литья.Сплавы алюминия, обладая хорошей технологичностью во всех стадияхпередела, малой плотностью, высокой коррозийной стойкостью, при достаточнойпрочности, пластичности и вязкости нашли широкое применение в авиации,судостроении, строительстве и других отраслях промышленности.Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термическойобработкойДуралюмины. Дуралюминами называются сплавы на основе элементов Al-CuMg, в которые дополнительно вводят марганец.

Дуралюмин, изготовляемый в листах,для защиты от коррозии подвергают плакированию, т.е. покрытию тонким слоемалюминия высокой чистоты.Из сплава Д16 изготовляют обшивки, шпангоуты, стрингера и лонжеронысамолетов, силовые каркасы, строительные конструкции, кузова грузовыхавтомобилей и т.д.Дуралюмины маркируются буквой "Д" и порядковым номером, например:Д1, Д12, Д18, но иногда и по-другому, например - АК4, АК8.Дуралюмины можно упрочнять термообработкой, которая состоит из закалки ипоследующего старения. Прочность сплава при этом значительно повышается.Например, сплав Д16 - σ0.2=400МПа, σв=540МПа, δ=11%.Сплавы авиаль (АВ). Эти сплавы уступают дуралюминам по прочности, нообладают лучшей пластичностью в холодном и горячем состояниях.