Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам




НазваниеКурс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам
страница14/24
Дата публикации13.08.2013
Размер2.37 Mb.
ТипДокументы
shkolnie.ru > Физика > Документы
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   24

^ Разновидности чугунов. Белый, серые (обычный серый, высокопрочный и ковкий), легированный чугуны.
Белый - в структуре углерод находится в химически связанном состоянии (Fe3C). Твёрдость 450 – 550НВ, хрупкий, износостойкий. Отбелённый чугунотливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твёрдой корки на поверхности. Изготовляютпрокатные валки, тормозные колодки и другие детали работающие в условиях трения.

Серыев структуре углерод находится в свободном состоянии в виде графита.
СЧ – называют чугуны с пластинчатой формой графита. Основные элементы: Fe – C – Si и постоянные примеси: Mn, P, S. Почти все эти элементы влияют на условие графитизации, количество графитных включений, структуру металлической основы и, как следствие, свойства чугуна.

Чем выше концентрация углерода, тем больше выделений графита в чугуне и тем ниже его механические свойства. В то же время снижение углерода отрицательно сказывается на жидкотекучести и, следовательно, на литейных своствах.

^ Нижний предел углерода принимают для толстостенных отливок, верхний – для тонкостенных.

Кремний сильный графитизирующий элемент, способствует выделению графита.

Марганецзатрудняет графитизацию, но несколько улучшает механические свойства чугуна, особенно в тонкостенных отливках.

Сера – вредная примесь. Понижает жидкотекучесть, увеличивает усадку и повышает склонность образованию трещин.

Фосфор – не более 0,3%Р, при большей концентрации фосфора (Р) приводит к образованию тройной «фосфидной» эвтектики. Увеличивается жидкотекучесть, но повышается твёрдость и хрупкость. Повышенное содержание фосфора допускается в отливках, от которых требуется повышенная износостойкость, а также используемых для художественного литья (до 1%Р).

Кроме химического состава, структура чугуна и его свойства зависят от скорости охлаждения. С уменьшением скорости охлаждения увеличивается количество графита, с увеличением – количество связанного углерода (Fе3С).

Механические свойства серого чугуна зависят от свойств металлической основы и, главным образом, количества, формы и размеров графитных включений.

Чем больше перлита, тем выше прочность, твёрдость и износостойкость. Решающее влияние графита обусловлено тем, что его пластинки, прочность которых ничтожно мала, действуют как надрезы или трещины, пронизывающие металлическую основу и ослабляющие её. По этой причине серый чугун плохо сопротивляется растяжению. Значительно меньше влияние графита при изгибе и особенно при сжатии, т.е. «мягких» видах нагружения. Поэтому СЧ используют для деталей работающих на сжатие.

^ Ухудшая механические свойства, графит в тоже время придаёт чугуну ряд ценных свойств: измельчает стружку при обработке резанием, оказывает смазывающее действие и, следовательно, повышает износостойкость чугуна, придаёт ему демпфирующую способность, пластинчатый графит обеспечивает малую чувствительность чугуна к дефектам поверхности. Благодаря этому сопротивление усталости деталей из чугуна соизмеримо со стальными деталями.
Ферритные СЧ – предназначены для слабо- и средне нагруженных деталей: крышки, фланцы, маховики, корпуса редукторов, а также суппорты тормозные барабаны, диски сцепления и пр. СЧ10, СЧ15, СЧ18.

Ферритно-перлитные СЧ – применяют для деталей, работающих при повышенных статических и динамических нагрузках: блоки цилиндров, картеры двигателей, поршни цилиндров, барабаны сцепления, станины различных станков, зубчатые колёса и другие отливки. СЧ20, СЧ25.

Перлитные СЧ – используют для деталей, работающих при высоких нагрузках или в тяжёлых условиях износа: зубчатые колёса, гильзы блоков цилиндров, шпиндели, распределительные валы и пр. СЧ30, СЧ35, СЧ40, СЧ45.
Для деталей работающих при повышенных температурах, применяют легированные серые чугуны: жаростойкие, жаропрочные.
Термическая обработка: отжиг Т= 560о для снятия внутренних напряжений и стабилизации размеров; нормализация или закалка с отпуском для повышения механических свойств и износостойкости.

^ ВЧ – графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием магния Mg (0,02 – 0,08%). Чугун с шаровидным графитом обладает более высокой прочностью и некоторой пластичностью. Он эффективно заменяет сталь во многих изделиях и конструкциях.

Используют – для оборудования прокатных станов (прокатные валки), кузнечно-прессовое оборудование, турбостроении (корпус паровой турбины, лопатки направляющего аппарата), в дизеле-, тракторо- и в автомобилестроении (коленчатые валы, поршни) и многие другие ответственные детали, работающие при высоких циклических нагрузках и в условиях изнашивания.

Для улучшения механических свойств применяют: закалку и отпуск Т = 500-600оС. Для увеличения пластичности и снятия внутренних напряжений – отжиг.
КЧ – графит имеет хлопьевидную форму. Их получают графитизирующим отжигом из доэвтектических белых чугунов.

Ковкие чугуны нашли широкое применение в сельскохозяйственном, автомобильном и текстильном машиностроении, в судо-, котло-, вагоно- и дизелестроении. Из них изготовляют детали высокой прочности, работающие в тяжёлых условиях износа, способные воспринимать ударные и знакопеременные нагрузки. Большая плотность отливок ковкого чугуна позволяет изготовлять детали водо- и газопроводных установок. Хорошие литейные свойства исходного белого чугуна позволяет изготовлять отливки сложной формы.

Недостаток ковких чугунов – повышенная стоимость из-за продолжительности дорогостоящего отжига.

^ Медные сплавы

(литые и деформируемые)
Свойство меди (Сu) – металл красновато розового цвета, решётка ГЦК, полиморфных превращений нет. Менее тугоплавка, чем железо, но имеет большую плотность.

Технологические свойства: прокатывается в тонкие листы, ленту, проволоку, легко полируется, хорошо сваривается и паяется. Примеси снижают все эти свойства.

В зависимости от содержания примесей различают следующие марки меди : М00, (99,99% Сu), М0 (99,97%Сu), М1 (99,9% Сu), М2 (99,7% Сu), М3 (99,5% Сu).

Примеси: Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag – растворимые в меди элементы, повышают твёрдость и прочность и используются для легирования сплавов на медной основе.

^ Pb, Bi (свинец и висмут) – не растворимые элементы, вызывают красноломкость ухудшают механические свойства. Но, свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием медных сплавов.

^ Механические свойства меди в большей степени зависят от её состояния и в меньшей от содержания примесей. См. таблицу для марки М1.


^ Состояние меди

σв МПа

δ,%

НВ

КСU МД/м2

Литая

160

25

40

-

Деформированная

450

3

125

-

Отожжённая

220

50

55

1,2 – 1,8


После деформации электропроводность меди резко падает. Отжиг для снятия наклёпа проводят при Т = 550 – 6000 С в восстановительной атмосфере, так как медь легко окисляется при нагреве.

^ По электропроводности и теплопроводности медь занимает второе место после серебра.

Она применяется для проводников электрического тока и различных теплообменников, водоохлаждаемых изложниц, поддонов, кристаллизаторов.

Недостатки : высокая плотность, плохая обрабатываемость резанием и низкая жидкотекучесть.
^ Общая характеристика и классификация медных сплавов.
Сохраняя положительные качества меди (высокие теплопроводность и электропроводность, коррозионная стойкость и др.), медные сплавы обладают хорошими механическими, технологическими и антифрикционными свойствами.

^ Высокая пластичность – отличительная особенность медных сплавов. Некоторые однофазные сплавы достигают δ = 65%. По прочности медные сплавы уступают сталям. И только бериллиевые бронзы после закалки и старении находятся на уровне среднеуглеродистых легированных сталей, после улучшения (σв =1100- 1200 МПа)
Медные сплавы классифицируют:

  1. По технологическим свойствам – деформируемые и литейные.

  2. По способности упрочняться после ТО – упрочняемые и неупрочняемые.

  3. По химическому составу на две основные группы – латуни и бронзы.


Латунимедь с цинком, с предельной концентрацией цинка 39%. Практическое значение имеют латуни, с содержанием до 45% Zn. Сплавы с большим содержанием Zn отличаются высокой хрупкостью. Повышение содержания Zn удешевляют латуни, улучшает их обрабатываемости резанием, способности прирабатываться и противостоять износу. Вместе с тем уменьшается теплопроводность и электропроводность.

^ Латуни с содержанием 90% Сu и более называются томпаком. Л96.

Двойные латуни (двух компанентные Сu + Zn) по структуре подразделяют на две группы:

  1. Однофазные со структурой α – твёрдого раствора.

  2. Двух фазные со структурой (α +β) фаз.


Однофазные латуни хорошо поддаются холодной пластической деформации, которая значительно повышает их прочность и твёрдость. Поэтому из них выпускают холоднокатаные полуфабрикаты: полосы, ленты, проволоку, листы, из которых изготовляют детали методом глубокой вытяжки (радиаторные трубки, снарядные гильзы, трубопроводы), а также детали, требующие по условиям эксплуатации низкую твёрдость (шайбы, втулки, уплотнительные кольца и др.).
Двухфазные латуни ввиду малой пластичности при низких температурах эти латуни выпускают в виде горячего полуфабриката: листов, прутков, труб, штамповок. Из них изготовляют втулки, гайки, тройники, штуцеры, токопроводящие детали электрооборудования и др.

^ Двух фазные латуни практически не применяются для фасонных отливок, так как имеют довольно большую концентрированную усадочную раковину.

Этот недостаток в меньшей степени присущ легированным латуням.

Легированные латуни применяют как для деформированных отливок, так и виде фасонных отливок. Помимо свинца для легирования латуней используют: Al, Fe, Ni, Sn, Si. Эти элементы повышают коррозионную стойкость латуней. Их применяют в речном и морском судостроении (конденсаторные и манометрические трубки другие детали). Оловянные латуни ЛО70-1 называют морскими.

Al повышает прочность, твёрдость. Обработка по схеме закалка + деформация + старение обеспечивает σв до 1000 МПа.

Si жидкотекучесть, свариваемость и способность к горячей и холодной пластической деформации. Применяют для изготовления арматуры, деталей приборов, в судо- и общем машиностроении. ЛК80-3.

Ni повышает растворимость цинка в меди и улучшает механические свойства. ^ ЛН65-5 хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии.
Бронзы.
Оловянные бронзы (Cu – Sn). Практическое значение имеют бронзы, содержащие только до 10% Sn. Двойные (двух компанентные) бронзы применяют редко, так как они дороги. Для экономии более дорогостоящего компонента Sn в бронзы добавляют от 2 до 15% Zn. Оловянные бронзы легируют: Pb, Ni, P.

Pb – повышает антифрикционные свойства и улучшает обрабатываемость резанием.

^ Р – повышает жидкотекучесть, износостойкость, предел упругости и выносливость бронз.

Ni – способствует измельчению структуры и повышению механических свойств.

БрО3Ц12С5, БрО4С17, БрО10Ц2 и др. литейные бронзы полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к структуре, антифрикционных сплавов. Высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях, пресной и морской воде способствует широкому их применению для пароводяной арматуры, работающей под давлением ( до 30МПа).

^ БрОФ6,5 - 0,15, БрОЦ4 – 3, БрОЦС4 – 4 – 2,5 и др. деформируемые бронзы для устранения дендритной ликвации, выравнивания химического состава и улучшения обрабатываемости давлением применяют диффузионный отжиг Т = 700 – 750о С. Ри холодной пластической деформации бронзы подвергают промежуточным отжигам при

Т = 550 – 700оС. Деформируемые бронзы характеризуются хорошей пластичностью и более высокой прочностью, чем литые.

Наряду с хорошей электрической проводимостью, коррозионной стойкостью и антифрикционностью деформированные бронзы обладают высокими упругими свойствами и сопротивлением усталости.

Используют – для изготовления круглых и плоских пружин в точной механике, электротехнике, химическом машиностроении и других областях промышленности.
Алюминиевые бронзы отличаются высокими механическими и некоторыми технологическими свойствами, антикоррозионными и антифрикционными свойствами, меньшая стоимость.

^ Однофазные бронзы: БрА5, БрА7 имеющие хорошую пластичность, относятся к деформируемым. Они обладают наилучшим сочетанием прочности ( σв = 400-450 МПа) и пластичности ( δ = 60%).

^ Двухфазные бронзы: БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4 выпускают в виде деформированного полуфабриката, а также применяют для изготовления фасонных отливок. Эти бронзы отличаются высокой прочностью (σв = 600 МПа) и твёрдостью > 100НВ. Недостатки: большая усадка, склонность к газонасыщению, окисляемость во время плавки, образование крупнокристаллической столбчатой структуры, трудность пайки.

^ Лучшие свойства двухфазных бронз после ТО (нормализация Т = 600-700оС или закалка от Т = 950оС и отпуск при Т = 250-300оС.

Из алюминиево-железоникилевых бронз изготовляют детали, работающие в тяжёлых условиях износа при повышенных температурах Т = 400-500оС: сёдла клапанов, направляющие втулки выпускных клапанов, части насосов и турбин, шестерни и др.

Высокими механическими, антикоррозионными и технологическими своствами обладают алюминиево-железные бронзы, легированные вместо никеля более дешёвым марганцем БрАЖМц10-3-1,5.
Кремнистые бронзы характеризуются хорошими механическими, упругими и антифрикционными свойствами. Они хорошо свариваются и паяются, удовлетворительно обрабатываются резанием. Выпускаются в виде ленты, полос, прутков, проволоки. Для фасонных отливок они применяются редко. Их используют вместо дорогих оловянных бронз при изготовлении антифрикционных деталей, а также замены бериллиевых бронз при производстве пружин, мембран и других деталей приборов работающие в пресной и морской воде.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   24

Похожие:

Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconТехнология сбис курс лекций. Объем 36 часов. Составитель: доцент коф петрГУ
Преимущества кремниевой технологии. Требования к кремнию как к материалу для микроэлектронной промышленности
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций Валерий Васильевич Вандышев Уголовный процесс. Курс лекций...
В 17 Уголовный процесс. Курс лекций. — Спб.: Питер, 2002. — 528 с. — (Серия «Учебники для вузов»)
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций по предмету “Материаловедение и ткм”
Износостойкость в больше,чем при шлифовке. Для коленчатых валов предел выносливости повышается на. 48
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconЛекция психосексуальное развитие. Возрастная динамика взаимоотношения полов 15
Основы семейной психопедагогики (курс лекций) / В. И. Короткий. — Архангельск: М'арт, 2003. — 178 с
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций москва издательство "юридическая литература" 1997
Атаманчук Г. В. Теория государственного управления. Kvpc лекций — М.: Юрид лит., 1997. — 400 с
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций Харьков 2002 Рецензенты: директор Института социальных...
Курс лекций по истории политических и правовых учений подготовлен в соответствии с программой данной дисциплины, с
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconНа научно-образовательный материал «Курс видео-лекций по дисциплине...
Рассматриваемый курс видео-лекций может быть использован в системе повышения квалификации специалистов электроэнергетического профиля,...
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconУтверждаю: Ректор университета, В. А. Колесников “ 5“
Преподавание курса осуществляется на 4-ом или 5-ом семестрах при общем объеме, равном 102 часам, который включает 16 часов лекций,...
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconКурс лекций москва инфра-м 2002 Кононенко Б. И. Основы культурологии: Курс лекций. М.: Инфра-м
В нем в доступной форме раскрываются и выделяют­ся шрифтовой гаммой основные категории и пеня;!' I, что позволит сту­дентам быстро...
Курс лекций материаловедение автор доцент В. М. Александров Архангельск 2010 План лекций и распределение часов по разделам iconПрограмма элективного курса
Курс «История сословий в России» рассчитана на 17 часов для изучения в 10 классе профильной школы. Он охватывает период с IX до конца...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница