Властивості конструкційних матеріалів (ВАРІАНТ 13)

1.doc (1 стор.)
Оригінал






Варіант 13
1. Класифікація властивостей конструкційних матеріалів. Хімічні властивості та їх показники
Хімічні властивості конструкційних матеріалів - характеризують здатність матеріалів вступати в хімічні взаємодії з іншими речовинами. Основними хімічними властивостями конструкційних металів є:

1. Розчинність - здатність матеріалу утворювати з одним або декількома різними іншими речовинами однорідні системи, звані розчинами.

2. Жаростійкість - здатність матеріалу протистояти хімічному руйнуванню під дією повітря чи інший окисної атмосфери при високій температурі.

Жаростійкість матеріалів в окислювальному газовому середовищі визначається властивостями утворюється на поверхні матеріалу шару оксидів - окалини, що утрудняє дифузію газу в глиб матеріалу і тим самим перешкоджає розвитку газової корозії.

Кількісні характеристики жаростійкості: збільшення маси випробуваного зразка в результаті поглинання матеріалом кисню, або спад маси після видалення окалини з поверхні зразка, віднесеної до одиниці поверхні і до часу випробування.

Жаростійкість поряд з жаропрочностью - основний критерій придатності матеріалу для використання при високих температурах.

3. Корозійна здатність - процес руйнування матеріалу внаслідок хімічного або електрохімічного взаємодії їх з корозійної середовищем

Майже всі матеріали, приходячи в зіткнення з навколишньою їх газоподібним чи рідким середовищем, більш-менш швидко піддаються з поверхні руйнуванню. Причиною його є хімічна взаємодія матеріалів з знаходяться у повітрі газами, а також водою і розчиненими в ній речовинами.

Всякий процес хімічного руйнування металів під дією навколишнього середовища називають корозією.

Найпростіше протікає корозія при зіткненні матеріалів з газами. На поверхні матеріалу утворюються відповідні з'єднання: оксиди, сірчисті сполуки, основні солі вугільної кислоти, що нерідко покривають поверхню щільним шаром, що захищає метал від подальшого впливу тих же газів.

Інша справа при зіткненні матеріалу з рідким середовищем - водою і розчиненими в ній речовинами. Утворені при цьому, можуть розчинятися, завдяки чому корозія поширюється далі всередину матеріалу. Крім того, вода, що містить розчинені речовини, є провідником електричного струму, унаслідок чого постійно виникають електрохімічні процеси, які є одним з головних факторів, що обумовлюють і прискорюють корозію.

Чисті метали в більшості випадків майже не піддаються корозії. Навіть такий метал, як залізо, у зовсім чистому вигляді майже не іржавіє. Але звичайні технічні метали завжди містять різні домішки, що створює сприятливі умови для корозії.

Збитки, заподіяні корозією металів, величезні. Обчислено, наприклад, що внаслідок корозії щорічно гине така кількість стали, що дорівнює приблизно чверті усього світового видобутку його за рік. Тому вивченню процесів корозії і відшуканню найкращих засобів її запобігання приділяється дуже багато уваги.

Способи боротьби з корозією надзвичайно різноманітні. Найбільш простий з них полягає в захисті поверхні матеріалів від безпосереднього зіткнення з навколишнім середовищем шляхом покриття олійною фарбою, лаком, емаллю, нарешті, тонким шаром іншого металу.

Особливий інтерес з теоретичної точки зору представляє покриття одного металу іншим.

До них відносяться: катодне покриття, коли захищаючий метал коштує в ряді напруг правіше що захищає (типовим прикладом може служити луджена, тобто покрита оловом, сталь); анодное покриття, наприклад, покриття стали цинком.

Для захисту від корозії доцільно покривати поверхню металу шаром більш активного металу, чим шаром менш активного. Однак інші розуміння нерідко змушують застосовувати також покриття з менш активних металів. На практиці найчастіше доводиться вживати заходів до захисту стали як металу, особливо підданого корозії. Крім цинку, з більш активних металів для цієї мети іноді застосовують кадмій, що діє подібно цинку. З менш активних металів для покриття стали найчастіше використовують олово, мідь, нікель. Покриті нікелем сталеві вироби мають красивий вигляд, чим пояснюється поширення нікелювання. При пошкодженні шару нікелю корозія проходить менш інтенсивно, ніж при пошкодженні шару міді (чи олова), так як різниця потенціалів для пари нікель-залізо набагато менше, ніж для пари мідь-залізо.

З інших способів боротьби з корозією існує ще спосіб протекторів, що полягає в тому, що захищається металевий об'єкт наводиться в контакт із великою поверхнею більш активного металу. Так, в парові казани вводять листи цинку, що знаходяться в контакті зі стінками казана й утворюють з ними гальванічну пару.

4. Окислюваність - здатність матеріалу віддавати електрони, тобто окислюватися при хімічній взаємодії з навколишнім середовищем.

Наприклад, типові метали ніколи не приєднують електронів; їх іони завжди заряджені позитивно.

Легко віддаючи при хімічних реакціях свої валентні електрони, типові метали є енергійними відновниками.

Здатність до віддачі електронів виявляється в окремих металів далеко не однаковою мірою. Чим легше метал віддає свої електрони, тим він активніше, тим енергійніше вступає у взаємодію з іншими речовинами.

Опустимо шматочок цинку в розчин якої-небудь свинцевої солі. Цинк починає розчинятися, а з розчину виділяється свинець. Реакція виражається рівнянням:

Zn + Pb (NO 3) 2 = Pb + Zn (NO 3) 2

З рівняння випливає, що ця реакція є типовою реакцією окислювання-відновлення. Сутність її зводиться до того, що атоми цинку віддають свої валентні електрони іонам двовалентного свинцю, тим самим, перетворюючись на іони цинку, а іони свинцю відновлюються і виділяються у вигляді металевого свинцю. Якщо надійти навпаки, тобто занурити шматочок свинцю в розчин цинкової солі, то ніякої реакції не відбудеться. Це показує, що цинк більш активний, ніж свинець, що його атоми легше віддають, а іони сутужніше приєднують електрони, ніж атоми і іони свинцю.

У таблиці 1 представлені значення стандартних електродних потенціалів деяких металів. Символом Me + / Me позначений метал Me, занурений у розчин його солі. Стандартні потенціали електродів, виступаючих як відновники по відношенню до водню, мають знак "-", а знаком "+" відзначені стандартні потенціали електродів, що є окислювачами.
Таблиця 1 - Стандартні електродні потенціали металів.

Електрод

Е 0, У

Електрод

Е 0, У

Li + / Li

-3,02

Co 2 + / Co

-0,28

Rb + / Rb

-2,99

Ni 2 + / Ni

-0,25

K + / K

-2,92

Sn 2 + / Sn

-0,14

Ba 2 + / Ba

-2,90

Pb +2 + / Pb

-0,13

Sr 2 + / Sr

-2,89

H + / 1/2 H 2

0,00

Ca 2 + / Ca

-2,87

Sb 3 + / Sb

+0,20

Na + / Na

-2,71

Bi 3 + / Bi

+0,23

La 3 + / La

-2,37

Cu 2 + / Cu

+0,34

Mg 2 + / Mg

-2,34

Cu + / Cu

+0,52

Al 3 + / Al

-1,67

Ag + / Ag

+0,80

Mn 2 + / Mn

-1,05

Pd 2 + / Pd

+0,83

Zn 2 + / Zn

-0,76

Hg 2 + / Hg

+0,86

Cr 3 + / Cr

-0,71

Pt 2 + / Pt

+1,20

Fe 2 + / Fe

-0,44

Au 3 + / Au

+1,42

Cd 2 + / Cd

-0,40








Метали, розташовані в порядку зростання їх стандартних електродних потенціалів, і утворюють електрохімічний ряд напруг металів: Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

Ряд напруг характеризує хімічні властивості металів:

Чим менше електродний потенціал металу, тим більше його відновна здатність.

Кожен метал здатний витісняти (відновлювати) з розчинів солей ті метали, що коштують у ряді напруг після нього.

Всі метали, що мають негативний стандартний електродний потенціал, тобто що знаходяться в ряді напруг лівіше водню, здатні витісняти його з розчинів кислот.

Необхідно відзначити, що представлений ряд характеризує поводження металів і їх солей тільки у водних розчинах і при кімнатній температурі. Крім того, потрібно мати через, що висока електрохімічна активність металів не завжди означає його високу хімічну активність. Наприклад, ряд напруг починається літієм, тоді як більш активні в хімічному відношенні рубідій і калій знаходяться правіше літію. Це пов'язано з винятково високою енергією процесу гідратації іонів літію в порівнянні з іонами інших лужних металів.

^ 2. Сталь. Виробництво сталі в кисневих конвертерах
Сталь-сплав заліза з вуглецем (до 2%) і супутніми домішками у вигляді марганцю, кремнію, сірки, фосфору та ін Стали, застосовувані в машинобудуванні, зазвичай містять від 0,05 до 1,5% С.

Залізо в твердому стані може знаходитися в двох модифікаціях:

Вуглець є другим основним компонентом, що визначає структуру, механічні та технологічні властивості сталі.

Домішки, присутні в сталі ділять на чотири групи:

  1. постійні, або звичайні-марганець, кремній, фосфор і сірка, якщо їх зміст знаходиться в межах: до 0,8% Mn; до 0,4% Si; до 0,05% Р і до 0,05% S;

  2. приховані - азот, кисень, водень, присутні в будь стали, в дуже малих кількостях (тисячні частки відсотка);

  3. випадкові - наприклад, миш'як, свинець, мідь та ін, що потрапляють в сталь через те, що вони містяться в рудах або шихтових матеріалах даного географічного району чи пов'язані з певним технологічним процесом виробництва сталі;

  4. спеціальні (легуючі елементи) - їх вводять до складу стали для отримання потрібних за умовами служби деталей властивостей сталі. У цьому випадку сталь називають легованої. Сталь також буде легованої, якщо вміст кремнію 0,5%, а марганцю 1%.

Сталеплавильні агрегати для виробництва сталі розрізняються між собою за джерелом енергії, необхідної для нагріву металу до необхідної температури. У конвертерах нагрів відбувається за рахунок тепла, що виділяється при окисленні заліза, вуглецю та інших домішок, в мартенівських печах-за рахунок тепла горіння рідкого (мазут) або газоподібного (природний газ) палива, в електродугових печах - за рахунок підводиться електроенергії.

Сутність виробництва сталі в конвертерах полягає в тому, що при вдування газоподібного кисню в метал відбувається окислення заліза, вуглецю, кремнію і марганцю.

В результаті протікання цих реакцій виділяється тепло, що забезпечує не тільки нагрів металу, а й можливість переробляти до 30% металобрухту. Продукти реакції окислення заліза, марганцю і кремнію утворюють первинний шлак, який може інтенсивно розчиняти футеровку. Для запобігання руйнування футеровки в конвертер додають вапно. Шлаки з високим вмістом СаО слабо взаємодіє з футеровкою. Крім того, такий шлак забезпечує рафінування сталі від фосфору і частково від сірки.

^ Пристрій кисневого конвертера. В даний час при виробництві сталі застосовується два типи конвертерів: з продувкою киснем зверху і з комбінованою продувкою. На рис.1 наведена схема конвертера з верхньою продувкою. Власне конвертер являє собою металевий зварний кожух, футерований всередині. В якості вогнетривкого матеріалу використовується зазвичай спокійної цегла. Футеровка конвертера працює у важких умовах. На неї впливають високі температури і її коливання, вона відчуває механічні удари шматків твердих завантажуваних матеріалів. Особливо важкі умови роботи футеровки-в зоні шлакового пояса. Стійкість футеровки досягає 1000 і більше плавок.



Рисунок 1 - Загальний вид конвертера з верхньою продувкою:

1 - опорний підшипник, 2 - цапфа, 3 - кожух; 4 - опорне кільце, 5-футеровка,

6 - опорна станина
^ Технологія плавки сталі в конвертерах. Можна виділити три основні періоди в конвертерному виробництві сталі: завантаження шихтових матеріалів, продувку киснем і випуск плавки. Завантаження конвертера зазвичай починають з завалювання металобрухту із спеціальних лотків з допомогою завалочної машини. Для цього конвертер нахиляють в положення рис. 2а. Потім в конвертер заливається чавун, рис. 26. Після цього конвертер повертають н вертикальне положення і починають добавку шлакоутворюючихматеріалів (головним чином, вапна) рис. 2в. Одночасно в конвертер опускають кисневу фурму і починають продувку технічним киснем, рис. 2г. По ходу продувки продовжують добавку шлакообразующих.

Висока інтенсивність продувки киснем забезпечує циркуляцію металу та його перемішування з шлаком. Тривалість продувки становить 12 ... 16 хв. Закінчення продування визначається за кількістю введеного кисню з урахуванням кількості і складу шихтових матеріалів.

Температура розплаву в перші хвилини продувки практично не змінюється, так як все тепло, що виділяється в результаті окислювальних реакцій, витрачається на плавлення металобрухту. Після закінчення його плавлення спостерігається безперервне підвищення температури розплаву. Після закінчення продувки кисневу фурму піднімають і в метал зверху (паралельно кисневої фурме) вводять зонд для автоматичного відбору проби на експрес-аналіз і вимірювання температури. Якщо склад металу і його температура відповідають вимогам, приступають до випуску плавки, якщо ні-проводять коригування складу.

У тому випадку, якщо аналіз показав підвищений (порівняно з маркою сталі) вміст вуглецю або недостатню температуру, то виробляють додувку плавки. Якщо ж вміст вуглецю нижче необхідного, в ківш разом з випускається металом додають графіт або мелений кокс в необхідних кількостях.

Випуск плавки виробляють в спеціальний сталерозливних ківш через летку, рис. 2.д. У ході випуску прагнуть повністю виключити потрапляння в ківш разом з металом конвертерного шлаку. А для запобігання швидкого охолодження металу в ковші туди додають спеціальну теплоизолирующую суміш або синтетичний шлак. Крім того, при необхідності в ківш по ходу випуску сталі додають раскислители і легуючі. Конвертерний шлак зливають в шлакову чашу, рис. 2е.



Малюнок 2 - Схема технології виробництва сталі в конвертері:

а - завалка скрапу; б - заливка чавуну; в - завантаження шлакоутворюючихматеріалів; г - продування металу киснем; д - випуск сталі через летку; е - злив шлаку через горловину.
^ Конвертери з комбінованим дуттям. Застосування комбінованої продувки за рахунок більш інтенсивного перемішування металу і шлаку сприяє поліпшенню рафінування сталі і збільшення виходу придатного за рахунок усунення викидів і зниження окислення заліза в шлак.

Техніко-економічні показники роботи конвертерів включають продуктивність, собівартість і якість. Киснево-конвертерний процес є найпродуктивнішим з усіх процесів виробництва сталі. Сучасний конвертерний цех з двома конвертерами (один - у роботі, другий - у ремонті) забезпечує виробництво до 5 млн. т сталі на рік.

Собівартість сталі включає вартість шихтових матеріалів, розкислювачів і легуючих добавок, кисню, вогнетривів, амортизаційні витрати, зарплату і т.п. Основною статтею собівартості є вартість металевої частини шихти. Тому боротьба за зменшення втрат металу при переділі (за рахунок викидів та виносів) є істотним резервом зниження собівартості сталі. В даний час собівартість конвертерної сталі достатня висока.

Якість стали в першу чергу визначається вмістом шкідливих домішок, таких як фосфор і сірка, що надходять разом з чавуном; водень і азот, що потрапляють в метал з ломом і з атмосфери. Сприятливі умови рафінування сталі в конвертері і відсутність в процесі виробництва контакту з воднем і азотом дозволяють виробляти сталь найвищої якості.

^ 3. Властивості і застосування термореактивних пластмас
Пластмасами (пластиками) називаються тверді, міцні і пружні матеріали, одержувані на основі полімерних з'єднань і найчастіше якi формуються у вироби методами, заснованими на використанні їх пластичних деформацій.

Пластичні маси розрізняють за їх властивостей і методів переробки. За властивостями всі пластмаси поділяються на дві основні групи:

1) термореактивні, до складу яких входять термореактивні сполучні смоли;

2) термопластичні, до складу яких входять термопластичні сполучні смоли.

Термореактивні пластмаси під дією тепла спочатку розм'якшуються і частиною розплавляються, а потім переходять в твердий неплавкое і нерозчинний стан. При цьому смола - сполучна - під дією тепла послідовно переходить з початкової стадії А-резола (смола плавиться і розчиняється) в проміжну стадію В - резитол (смола погано розчиняється, але набухає, не плавиться, але розм'якшується і здатна текти під тиском) і, нарешті, в стадію С - резит (смола стає твердим, неплавким і нерозчинним продуктом).

Термореактивні пластмаси називають необоротними, оскільки неплавкое їх стан в кінцевій стадії позбавляє можливості вторинної переробки їх пресуванням.

Термореактивні пластмаси має яскраво вираженою комірчастою структурою. Він є хорошим ізоляційним матеріалом, тому що містить 92-98% закритих пор, які заповнені ізоляційними газами.

У термореактивні пластмаси, які мають хорошу формуемость при високих температурах без пластифікатора, часто вводиться деяка кількість термопластичного полімеру, який зменшує усадку під час затвердіння (тобто освіти сітчастого полімеру) і додає пластмасі підвищену ударостійкість або інші властивості.

Якщо в процесі термічного впливу виникають реакції хімічного зв'язування ланцюгових молекул один з одним з утворенням полімеру сітчастої будови (термореактивні пластмаси), то такі пластмаси не можуть переходити в пластичний стан при зміні температури без порушення їх просторових зв'язків.

При виготовленні виробів з термореактивних пластмас слід мати на увазі їх велику усадку (10 ... 18%). Для зниження усадки і підвищення механічних властивостей до складу пластмас вводять наповнювачі, які можуть бути:

1) порошковими (деревне борошно, азбестова борошно, кварцова борошно тощо);

2) волокнистими (бавовняні пачоси, азбестове волокно, скловолокно);

3) листовими (папір, х / б тканина, склотканина, азбестова тканина, деревне шпон). Підбором наповнювачів можна змінити і інші властивості пластмас (коефіцієнт тертя, електроізоляційні властивості, міцність, теплостійкість і т. п.). Для зменшення можливої ​​в процесі деформування окисної або термічної деструкції до складу пластмас вводять стабілізатори, протівоокіслітелі.

Пластичні маси на основі термореактивних полімерів відрізняються від термопластів практично повною відсутністю хладотекучесті під навантаженням, підвищеною теплостійкістю, нерастворимостью, малої набухаемость, постійністю фізико-механічних властивостей в температурному інтервалі їх експлуатації.

Термореактивні пластмаси, отримані пресуванням або литтям, використовують для виготовлення наступних матеріалів: листи та плити текстолітові і гетінаксових, стрижні і блоки з литих резита, листи та блоки з оргскла, ефірів целюлози та ін На основі термореактивних пластмас за останні роки з'являються нові виробничі матеріали . З його використанням, як наповнювача, робиться прекрасна м'які меблі. Він присутній в салоні кожного автомобіля. Високі теплоізоляційні, звукоізоляційні, гідроізоляційні властивості, відмінна адгезія з іншими матеріалами, роблять термореактивні пластмаси незамінним матеріалом в будівництві.

На закінчення слід підкреслити, що різке збільшення використання пластмас необхідно тому, що сировина для їх виготовлення менш дефіцитно, ніж руди для виробництва сталі.

^ 4. Маркування, властивості і застосування деформівних алюмінієвих сплавів
Для виготовлення будь-яких виробів, призначених до сприйняття зовнішніх сил, застосовують не чистий алюміній, а його сплави, яких у даний час розроблено досить багато марок.

Введення різних легуючих елементів в алюміній істотно змінює його властивості, а іноді додає йому нові специфічні властивості. При різному легуванні підвищуються міцність, твердість, здобувається жароміцність і інші властивості. При цьому відбуваються і небажані зміни: неминуче знижується електропровідність, у багатьох випадках погіршується корозійна стійкість, майже завжди підвищується відносна щільність.

Для отримання деформівних сплавів в алюміній уводять в основному розчинні в ньому легуючі елементи в кількості, що не перевищує межу їхньої розчинності при високій температурі. У них не повинно бути евтектики, що легкоплавка і різко знижує пластичність.

Деформуючі сплави при нагріванні під обробку тиском повинні мати гомогенну структуру твердого розчину, що забезпечує найбільшу пластичність і найменшу міцність. Це і обумовлює їх хорошу оброблюваність тиском.

^ За фізико-хімічними та технологічними властивостями всі деформуються алюмінієві сплави можна розділити на такі групи:

1) малолегованих і термічно НЕ зміцнені сплави;

2) Сплави, розроблені на базі систем: Al-Mg-Si,: Al-Mg-Si-Cu-Mn (АВ, АК6, АК8);

3) Сплави типу дуралюмин (Д1, Д6, Д16 та ін);

4) Сплави, розроблені на базі системи: Al-Mg-Ni-Cu-Fe (АК2, АК4, АК4-1);

5) Сплави типу В95, що володіють найбільшою міцністю при кімнатній температурі.
Малолегованих і термічно НЕ зміцнені сплави.

Найбільш типовими сплавами, віднесеними до цієї групи, є сплави групи Магналії і Амц. Ці сплави відрізняються найбільш високу корозійну стійкість і пластичністю. Зміцнення цих сплавів досягається нагартовка. Вони знайшли найбільш широке застосування у вигляді листового матеріалу, що використовується для виготовлення складних по конфігурації виробів, одержуваних шляхом гарячого штампування, глибокої витяжці і прокатки. З цих же сплавів шляхом пресування виготовляються труби. Листові матеріали типу Магналії зазвичай піддаються точкової електрозварювання, тоді як для марганцевистих матеріалів можна застосовувати будь-який вид зварювання. Ці сплави характеризуються порівняно невисокою міцністю, не набагато перевершує міцність алюмінію.

Марганець, на відміну від інших елементів не тільки не погіршує корозійної стійкості алюмінієвого сплаву, але навіть трохи підвищує її. Магній є корисним легирующим елементом. Крім підвищення корозійного опору, магній зменшує питома вага алюмінієвого сплаву (так як він легше алюмінію), підвищує міцність, не знижуючи пластичності. Тому алюмінієві сплави набули поширення як більш міцні і легкі, ніж чистий алюміній.

Сплави, розроблені на базі систем: Al-Mg-Si,: Al-Mg-Si-Cu-Mn

Група сплавів АВ, АК6, АК8 за хімічним складом значно відрізняється як від сплавів типу дуралюмин, так і сплавів типу АК2 іАК4.
Сплави АВ відносяться до малолегованих сплавам, але застосовуються в термообробленому стані. Основним упрочнителем їх є фаза Mg2Si, а також фаза CuAl2. Добавка марганцю та хрому сприяє подрібнення структури і деякому підвищенню температури рекристалізації.

По міцності сплави АВ дещо поступаються сплавам типу дуралюмин і сплавам АК6, АК8, а по пластичності перевершують останні.

Сплави типу Авіаль знайшли найбільш широке застосування для виготовлення різних дуже складних за формою напівфабрикатів, одержуваних шляхом гарячого штампування, кування, глибокої витяжки і прокатки.
Сплави типу дуралюмин.

Найбільш типовим представником сплавів типу дуралюмин є сплав Д1. До цієї ж групи відносяться сплави Д6, Д16 та ін Слід зазначити, що сплави Д6 і Д16 мають більш високу міцність, ніж сплав Д1. Більшість сплавів типу дуралюмин застосовується в загартованому і природно состаренном стані. Всі ці сплави мають найбільше поширення для виготовлення труб, прутків, профілів і листів. За своєю природою сплави Д3П і Д18П також відносяться до числа сплавів типу дуралюмин, але вони менш леговані і відрізняються досить високою пластичністю. Тому сплави Д3П і Д18П знайшли широке застосування в основному, для виготовлення заклепок.

^ Сплави, розроблені на базі системи: Al-Mg-Ni-Cu-Fe.

До цієї групи відносяться насамперед сплави АК3, АК4, АК4-1, які за фазовим складом, отже і за властивостями, різко відрізняються від сплавів типу дуралюмина. Ці сплави знайшли найбільш широке застосування для ковки штампування поршнів, картерів та ін деталей, що працюють при підвищених температурах. З сплавів АК4, АК4-1 виготовляють деталі коліс компресорів, повітрязабірників, крильчатки потужних вентиляторів, лопаті та інші деталі, що працюють при підвищених температурах.

Сплави типу В95, що володіють найбільшою міцністю при кімнатній температурі.

З усіх деформівних сплавів найбільшу щільність мають сплави В95, хоча цим сплавам притаманні такі недоліки: знижена пластичність, підвищена чутливість до корозії під напругою; велика чутливість до повторних навантажень і дії гострих надрізів, ніж у сплаву типу дуралюмин; схильність до різкого зниження міцності з підвищенням температури вище 1400С.

Сплав В95 застосовується у вигляді пресованих профілів, прутків, різних штамповок. Всі ці напівфабрикати поставляються як в отожженном, так і в загартованому і штучно постарене станах. Сплави типу В95 шляхом термічної обробки отримують зміцнення в більшій мірі, ніж інші алюмінієві сплави. Час витримки як при температурі гарту, так і при штучному старінні може різко змінюватися залежно від товщини і структури сплаву.

Ці сплави після гарту отримують значну зміцнення, але ще зберігають досить високу пластичність, завдяки чому піддаються гарною деформації. Тому способом штампування або виколотки з напівфабрикатів свежезакаленного стану можна отримувати деталі за одну операцію.
Необхідно враховувати, що деформування, виконане в процесі природного старіння, у багатьох сплавів викликає зниження межі міцності на 2 кг/мм2 в порівнянні з межею міцності, одержуваних при старінні сплавів після деформування. Тому рекомендується робити деформування сплавів Д1 тільки в свежезакаленном стані протягом 2 год. після гарту, а сплавів Д6 і Д16 протягом 30 хв.

^ Технологічні властивості металів та їх сплавів - це частина їхніх загальних фізико-хімічних властивостей. Знання цих властивостей дозволяє більш обгрунтовано проектувати і виготовляти вироби з поліпшеними для даного сплаву якісними показниками. До технологічних властивостей деформованих алюмінієвих сплавів відносяться:

Пластичність або деформованість - здатність металу (сплаву) змінювати форму при згинанні, кування, штампування, прокатці і пресуванні без порушення цілісності. Деякі технологічні проби, використовувані для дослідження металів на деформованість, стандартизовані. Оцінка якості металу при дослідженні його деформируемости проводиться візуально за станом поверхні після випробування.

Жидкотекучесть - Це здатність металу заповнювати ливарну форму. Вона залежить від в'язкості, поверхневого натягу і температури заливки розплаву.

Чим вище вологотекучість розплаву, тим легше заповнювати складну ливарну форму.

Зварюваність - здатність металів і сплавів утворювати нероз'ємні з'єднання при їх плавленні. Хороша зварюваність характеризується щільним швом в зоні зварювання, без тріщин і раковин.

Паяемости - здатність металів і сплавів утворювати нероз'ємні з'єднання за допомогою проміжного сплаву - припою (адгезиву), температура плавлення якого значно нижче температури з'єднуються металів. При пайку не відбувається структурних змін з'єднуються металів, так як вони не нагріваються до високих температур і не плавляться, як при зварюванні. Припої та відповідні їм флюси вибирають залежно від металів і сплавів, що підлягають пайку.

Упрочняемость - здатність металів і сплавів покращувати свої властивості (міцність, зносостійкість, твердість і ін) за рахунок термічної, хіміко-термічної, термомеханічної, механічної та інших видів обробки.

Незакаліваемость - здатність металів і сплавів не зраджувати свої міцність і пластичні властивості після нагрівання і різкого охолодження, що має велике значення при зварювальних процесах.

При випробуванні на незакаліваемость метал нагрівають до 750 ° С, потім різко охолоджують в поді, після чого перевіряють його на вигин.

Оброблюваність різанням - властивість металу або сплаву оброблятися різцем або абразивом. При хорошій оброблюваності виходить мала шорсткість поверхні (чистота), забезпечується точність розмірів готової деталі. Добре оброблювані метали мають невисоким опором різанню, не утрудняють процес стружкообразования, не знижують стійкість інструменту.

^ Маркування деформівних алюмінієвих сплавів.

До кожного пучку прутків діаметром до 30 мм включно або бухті повинен бути прикріплений металевий або фанерний ярлик, на якому вказують: товарний знак або найменування і товарний знак підприємства-виробника; умовне позначення прутка; номер партії; клеймо відділу технічного контролю або номер контролера ВТК підприємства -виробника.

На торці або на поверхні прутка діаметром 30 мм на відстані не більше 50 мм від торця прутка на вихідному кінці наносять клеймо відділу технічного контролю підприємства-виробника, а також маркування із зазначенням марки алюмінію або алюмінієвого сплаву, стану матеріалу і номера партії. Допускається нанесення маркування фарбою або наклейкою етикеток.

На прутках, від яких відбиралися зразки для механічних випробувань, додатково наносять маркування із зазначенням порядкового номера.

Маркування прутків, призначених для експорту, проводять відповідно до замовлення зовнішньоторговельного об'єднання.

^ Використання деформівних алюмінієвих сплавів.

Деформуючі сплави використовуються в автомобільному виробництві для внутрішньої обробки, бамперів, панелей кузовів і деталей інтер'єру; в будівництві, як оздоблювальний матеріал; в літальних апаратах та ін

Алюміній у великому обсязі використовується в будівництві у вигляді облицювальних панелей, дверей, віконних рам, електричних кабелів.

Алюмінієві сплави не схильні сильній корозії протягом тривалого часу при контакті з бетоном, будівельним розчином, штукатуркою, особливо якщо конструкції не піддаються частому намокання. Вже зараз важко знайти галузь промисловості, де б не використовувався алюміній або його сплави - від мікроелектроніки до важкої металургії. Це обумовлюється хорошими механічними якостями, легкістю, малою температурою плавлення, що полегшує обробку, високими зовнішніми якостями, особливо після спеціальної обробки.

На підставі викладеного можна також зробити наступний висновок, що плавка алюмінієвих сплавів є досить перспективною технологією 21 століття!

Список використаної літератури


  1. ГОСТ 4784-97 "Алюміній і сплави алюмінієві деформуючі. Марки ". М.: ІПК Видавництво стандартів, 1998.

  2. Гелин Ф.Д. Технологія металів. - Мн.: 1999 - 315 с.

  3. Горинін І.В. Алюмінієві сплави. Застосування алюмінієвих сплавів: Довідкове керівництво. - М.: Металургія, 1978. - 364 с.

  4. Неметалічні і композиційні матеріали. - Гродно: ІПО, ГрГУ імені Янки Купали, 2007.

  5. Основи матеріалознавства. - Гродно: ІПО, ГрГУ імені Янки Купали, 2007.

  6. Солнцев Ю.П. Металознавство і технологія металів. -М.: Металургія, 1988. - 415 с.

  7. Стерин І.С. Машинобудівні матеріали. Основи металознавства і термічної обробки: Навчальний посібник. - СПб.: М. Політехніка, 2003 - 344 с.

  8. Лахтін Ю.М., Леонтьєва В.П. Матеріалознавство. - М.: Машинобудування, 1990.
Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації