Лекции_Матвед_Минаков (863839), страница 18
Текст из файла (страница 18)
как говорят«стали на воздухе могут подкаливаться» (тогда крастягивающим напряжениям добавляютсянапряжения от изменения объёма при образованиимартенсита)распознают по блестящим краям трещинопасных холодных трещин меньше у:- сталей нелегированных;- сталей с min % С.стали с хорошейсвариваемостьюСт0, Ст1...Ст408кп, 10, 1509Г2С (обшивка вагонов)14Г2АФ (для газопроводов, неопасна длина трещины 1 метр)N ~ 0,025 %§ 4. Стали с хорошими литейными свойствамиусловно примем: сплав I – как бы сталь, сплав II – как бы чугунХорошие литейные свойства – это:→ сплав должен иметь одинаковый химический состав вовсех зонах отливкиI – неизбежна ликвация; II – во всё объёме одинаковаяэвтектика→ хорошая жидкотекучестьI – плохая; II – отличная→ металл должен принимать заданную форму и долженбыть плотным внутриI – дляхудожественноголитьяII – длятехническоголитьяИтоги: 1) наилучшими литейными качествами обладают эвтектические сплавы,т.е.
не стали, а чугуны2) для отливок лучше использовать стали с небольшим количествомуглерода, у которых более узкий интервал кристаллизации% С ≤ 0,215Л20ЛотливкаКакой металл совсем не льётся?1 слово§ 5. Медь и её сплавыА. Физико-химические свойства меди- ~ 8,9 гΤсм3плавл ~ 1083 ℃ГЦК решётка (одна) Е ~ 125000 МПа- немагнитна- электропроводность и теплопроводность отличные (Cu – второе место послеAg)- очень высокая коррозионная стойкость: в атмосфере, в пресной и морской воде(!), в некоторых растворах кислот- не схватывается со сталью и чугуномМаркировка медипроводкана грамм дороже, чем золотоМ 000М 00М1М2М399,999 %особо чистая99,99 %99,9 %99,7 %технически чистая99,5 %Б.
Механические свойства медисостояниеВ , МПа 0,2 , МПа , %отжиг220ПД, ~80 %45075503 ,%HB7555125Cu менее прочна иболее пластична, чемFe (В = 250 МПа, = 40 %, отжиг)В. Технологические свойства меди→ технологическая пластичность – отличная (деформируется до фольги) = 50 %, = 75 % , 0,2 ΤВ ~0,3 (!)→ обрабатываемость резанием – удовлетворительная (стружка сливная; длярешения проблемы – добавка Pb);→ свариваемость – плохая (очень большой коэффициент линейного расширения;решение – добавка Si);→ литейные свойства – плохие (очень большая усадка, решение – добавка Sn)Применение: электротехнические цели и теплообменники.Г.
Сплавы медибелый цветжёлтый цветлатуниCu + Zn (+Л.Э.)бронзы- оловянные Cu + Sn;- алюминиевые Cu + Al;- бериллиевые Cu + Be;- свинцовистая Cu + Pb; ...+ Л.Э. (Fe, Ni, P, Zn и др.)декоративныеCu + Ni + …мельхиор;монетные;медальные;...Обозначение Л.Э.ZnSnPbAlSiFeBeNiPMnMgЦОСАКЖБНФМцМг→ Латуни (Cu + Zn)двойные латуниCu+Zn (≤ 41 % )Маркировка: Л + цифра (средний процентмеди)однофазные ()двухфазные≤ 32 % (+′ [])Л96, Л90 (близкий к33 ÷ 41 % золоту цвет, чеканка)Л62, Л60, Л59Л68 (!) ≈ 60 %дешёвые,(очень высокаяпластичность ниже,пластичность, длядля обработкихолодной обработки резанием (для зуб. идавлением, пластин червячных колёс)дорогих радиаторов)Максимальная прочностьлатуней – 440 МПалегированные латуниМаркировка:- деформируемыеЛ + все буквы Л.Э.
+ N(процент меди)– NN (проценты каждого Л.Э. черездефис) – ...ЛАЖ60-1-1(высокие коррозионные свва; в судостроении); ЛС59-1 (самаялучшая обрабатываемость резанием)- литейныеЛ + Ц+средний процент цинка+[букваЛ.Э.+процент Л.Э.]...ЛЦ30А3 (в судостроении)→ БронзыМаркировкадеформируемыеБр + все буквы Л.Э. – N (проценты Л.Э. черездефис [могут быть десятичные и сотые значения]БрОЦС-4-4-2,5литейныеБр + [буква Л.Э.+процентЛ.Э.]...БрО5Ц5С5- оловянные % Sn ≤ 12 (самые дорогие и старые)для художественных отливок и колоколов (усадка ~ 0.8 %), токоведущих пружиндля выключателей (БрОФ-6,5-0,15; деформация 50-70 % +дорекристаллизационный отжиг → 0,005 ~600 МПа), А.Ф.М. (БрО5Ц5С5; дляподшипников скольжения для валов электродвигателей)В до 450 МПа- алюминиевые % Al ≤ 9 (технические цели)БрА5, БрА7 – для глубокой вытяжки;БрАЖ-9-4 – зуб.
и червячные колёса, детали насосов;БрА9Ж3 – сложные технические отливки (гребные винты)В до 700 МПа- бериллиевые % Be ≤ 2,5единственная Д.С. сБрБ2на каф. МТ8 была полученапеременнойбериллиевая бронза БрБНТ1,9Мграстворимостью впосле закалки + механическойбронзахобработки + старения (В ~1200 МПа, 0,002 ~800 МПа)после закалки + деформации +старения (В ~1400 МПа, 0,002 ~900 ÷ 950 МПа)это самые лучшие медные сплавы, это самые лучшие пружинные сплавы дляУЧЭ, это материал для искробезопасных инструментов (шахты, космос)- кремнистая (одна из двух: данная с марганцем [вторая с никелем БрКН1-3])БрКМц3-1коррозионно-стойка к пресной и морской воде; высокие антифрикционныесвойства; устойчива к усталости; прекрасна для сваркидля судостроения; приборостроения- свинцовистая (только одна)БрС30супер А.Ф.М.
для скоростных валов электродвигателейЗаключение: медные сплавы – это дорогой и тяжёлыйКМ, поэтому применяется только там, где он незаменим.V глава «Конструкционные материалы малой плотности»(лёгкие)§ 1. Алюминий и его сплавыАлюминий – самый распространённый металл в земной коре (7,5%)А.
Физико-химические свойства алюминия- ~ 2,7 гΤсм3 плавл ~ 660 ℃ ГЦК решётка (одна) Е ~ 71000 МПа- немагнитен- электропроводность ( ~0,7 ∙ ) и теплопроводность ( ~0,55 ∙ )хорошие- коррозионная стойкость – очень высокая (в атмосфере, в пресной воде, вконтакте с пищей, в разбавленных кислотах); не стоит в морской водечем чище алюминий по примесям, тем он болеекоррозионно-стоек- очень склонен к схватываниюМаркировка: А999 99,999 % - особо чистые и чистыеА8 (99,8 %), ...
, А1, А0 (99,0 %) – технически чистыеАД0 – деформируемые технически чистыеБ. Механические свойства алюминиясостояниеВ , МПа0,2 , МПа, %HBособочистый50155015техническичистый8030ПД,~70 %14010352030средитехническихметаллов самаямаленькаяпрочностьВ. Технологические свойства алюминия→ технологическая пластичность – отличная (до фольги);→ обрабатываемость резанием – плохая (сливная стружка + схатываемость);→ свариваемость – сваривается всеми видами сварки;→ литейные свойства – плохие (решение – добавка Si)Применение алюминия: - электротехнические (ЛЭП);- пищевая промышленность.Г. Сплавы алюминияТипичная Д.С.
Для алюминиевыхсплавовI – деформируемые сплавы, неупрочняемые Т.О.Al + Mg (до 8 %) у Mg ~ 1,74 гΤсм3АМг2 (2÷3 % Mg)В ~190 МПа, δ~23 %...АМг6 (6÷ 7 % Mg)В ~320 МПа, δ~20 %сварные деформируемыеполуфабрикаты, стеклопакеты,бензобаки, обшивки вагонов метро,обшивки машинодин сплав Al + Mn (1-1,5 % Mn)АМцВ ~130 МПа, δ~20 %более коррозионно-стоек, чем сам Al (белыепанели в эскалаторном наклоне метро)II – деформируемые Al сплавы, упрочняемые Т.О.дюралюминыД16 (Al + 4÷4,5 % Cu + 1.5 % Mg + 0,6 % Mn)после закалки + старения (естественное или искусственное)В ~400 ÷ 500 МПа, δ~10 ÷ 14 % (нельзя делать листы для авто, лодоки т.д., т.к. маленькая пластичность)3«-» ~ 2,8 гΤсм (!) из-за Cu«-» менее коррозионно-стоеклегировали,легировали, а ониВ96 (Al + [Zn, Cu, Mg, Zr])всё тяжелее ипосле закалки + старения В ~680 МПа, δ~7%, ~ 2,9 гΤсм3 тяжелее – путь вникуда.3Al + Li + Mg (у Li ~ 0,53 гΤсм )1420 (Al + 2,1 % Li + 5 % Mg)после закалки + старения В ~600 МПа, δ~4 ÷ 5%, ~ 2,55 гΤсм3Применяются для авиации (обшивки аэробусов, силовых деталей, работающихбез трения)III – литейные алюминиевые сплавычто требуется: - эвтектика- компонент В полегче;- чтобы в сплаве было больше AlКомпонент В – кремнийсилуминыАК12 (12 % Si)В ~180 МПа, δ~6%На кафедре МТ-8 был создан сплав АК8М (Al + 8 % Si + 1÷ 1,5 % Cu + Ti, Mo,Mg)В ~270 МПа, δ~3%Используют для деталей приборов, блоков цилиндров автодвигателя (АК8М)§ 2.
Магний и его сплавыА. Физико-химические свойства магния- ~ 1,74 гΤсм3 (самый лёгкий из технических металлов)плавл ~ 640 ℃ГПУ решётка (одна, с/а ~1,62 [с/а~1,638])→ нет пластичностиЕ ~ 45000 МПа→ не дождёмся прочности- немагнитен- электропроводность ( ~0,3 ∙ ) и теплопроводность ( ~0,4 ∙ )удовлетворительные- очень высокое сродство к кислороду (!) → самовоспламеняется (!!!)компактный (спечённый) воспл ≈ 500 ℃порошок или стружка воспл ≈ плавлКому нужен магний? 1 слово1 строкаБ.
Механические свойства магнияпосле отжига В ~ 200 МПа~8%В. Технологические свойства магния→ технологическая пластичность – низкая:в холодном состоянии не деформируетсяв горячем состоянии деформируется при t = 350-450 ℃ (под валкаминачинает воспламеняться и не тушится даже водой);→ обработка резанием – отличная;→ свариваемость – хорошая (но с защитой от кислорода, т.е. в вакууме);→ литейные качества – удовлетворительные (с защитой от окисления и газов)Применение магния: - пиротехника;- добавки к сталям и сплавам.Г. Сплавы магнияMg + AlMg + Znесть переменная растворимость → можно применятьупрочняющую Т.О. – закалка + старение(!) Но в решётке магния диффузия проходит оченьмедленноРешение: → закалка 420 ℃, 15-30 часов, воздух (чтобыхотя бы что-то растворилось, «-» греем в «зонупожара»)→ старение 200 ℃, 16-24 часа (перегрев,крупное зерно)небольшой эффектупрочненияСплавы магния - сплавы очень сложного состава:- + Be (гасит воспламенение);- + Cd (для увеличения скорости диффузии)- + Zr, РЗМе (для сохранения мелкого зерна)маркировка сплавов магниядеформируемыеМА-5 (Mg + 8÷9 % Al + 0,5 % Zn + 0,3 % Mn)после Т.О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
