matznav_tkm_DKR

А також літерно-цифрове маркування технологічної обробки напівфабрикатів і виробів, що відображає механічні, хімічні та інші властивості сплаву (табл. 5.2). Приклади позначення сплавів за допомогою літерно-цифрового і цифрового маркувань наведені в табл. 5.3.

Класифікація алюмінієвих сплавів.

Алюмінієві сплави в основному поділяються на деформовані і ливарні, оскільки у виробництві порошкових (у тому числі і гранульованих) сплавів і композиційних матеріалів використовуються процеси пластичної деформації і лиття. Класифікація алюмінієвих сплавів наведена в додатку Д5.

Алюмінієві сплави поділяють також за здатністю зміцнюватися внаслідок термічної обробки: а) на такі, що зміцнюються (гартування з 435 ° С-545 ° С, природне старіння при 20 ° С або штучне при 75 ° С-225 ° С, 3- 48 год.), і б) такі що не зміцнюються. Вони можуть піддаватися гомогенізаційному (480 ° С-530 ° С, 6-36 год.), рекристалізаційному (300 ° С- 500 ° С, 0,5-3 год.) і розміцнюваному (загартовані і зістарені сплави – 350 ° С-

430 ° С, 1-2 год. ) відпалу.

53

Найбільш поширені сплави системи Al-Si-силуміни. Силумін має поєднання високих ливарних і механічних властивостей. Типовий силумін сплав АЛ2 (АК12) містить 10-13% Si, Піддається гартуванню і старінню (АК7 (АЛ9), АК9 (АЛ4).

Маркування магнієвих сплавів За технологією виготовлення виробів магнієві сплави поділяють на

деформовані («МА») і ливарні (маркування «МЛ»). Хімічний склад і механічні властивості найважливіших магнієвих сплавів наведено в таблиці 5.4.

Таблиця 5.4 Хімічний склад і механічні властивості магнієвих сплавів

Маркування титанових сплавів Деформовані титанові сплави. Більшість титанових сплавів леговані

алюмінієм, що підвищує міцність, жароміцність і жаростійкість матеріалу, а також знижує його густину (табл. 5.5).

54

Порівняно з деформованими, ливарні сплави мають меншу міцність, пластичність і витривалість, але більш дешеві. Складність лиття титанових сплавів обумовлена активною взаємодією титану з газами і формувальними матеріалами. Ливарні сплави ВТ5Л, ВТ14Л і ВТ3-1Л за вмістом схожі з аналогічними деформованими сплавами (сплав ВТ14Л додатково містить залізо і хром).

Таблиця 5.5 Усереднений хімічний склад (%) і механічні властивості деформованих

титанових сплавів

Примітка. Властивості сплавів ВТ5-1, ОТ4 наведені у відпаленому стані, ВТ6, ВТ8 і ВТ14 - після гартування і старіння, ВТ15 - після старіння.

Високими технологічними властивостями володіє сплав ВТ5Л: він пластичний, не схильний до утворення тріщин при литті, добре зварюється. Фасонні виливки зі сплаву ВТ5Л працюють при температурах до 400 ° С. Недоліком сплаву є його невисока міцність (800 МПа). Двофазний ливарний сплав ВТ14Л піддають відпалу при 850 ° С замість зміцнюючої термічної обробки, яка різко знижує пластичність виливок. ВТ14Л за ливарними властивостями поступається ВТ5Л, але перевершує його за міцністю (σв= 950 МПа).

Застосування методів порошкової металургії для виробництва титанових сплавів дозволяє при тих самих експлуатаційних властивостях, що

55

і у литого або деформованого матеріалу, досягти зниження до 50% вартості і часу виготовлення виробів. Титановий порошковий сплав ВТ6, отриманий гарячим ізостатичним пресуванням (ГІП), має такі ж механічні властивості,

що і деформований сплав після відпалу (σв=970 МПа, δ=16%). Загартованому і зістареному деформованому сплаву ВТ6 порошковий сплав поступається в міцності, але перевершує в пластичності.

Латуні Латунь - це сплав міді з цинком. Деформовані латуні позначають

(згідно ГОСТ 15527-70) літерою Л і числом, що вказує масовий вміст міді в сплаві у відсотках, а решта цинк (наприклад, Л96, Л63). Якщо латунь із вмістом цинку легована іншими елементами, то після літери Л ставлять умовне позначення цих елементів: С - свинець; О - олово; Ж - залізо; А - алюміній; К - кремній, Мц - марганець; Н - нікель. Число після літер показує масовий вміст міді та легуючих елементів (згідно літер), крім цинку

(наприклад, ЛАН59-3-2містить 59% Cu, 3% Аl, 2% Ni, Zn - інше).

Маркування ливарних латуней (згідно ГОСТ 17711-93) починається також з літери Л. Після літерного позначення основного легуючого елемента (цинк) і кожного наступного (як у сталях) ставиться число, яке вказує на його усереднений вміст у сплаві. Наприклад, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2 містить

23% Zn, 6% Аl, 3% Fe і 2% Mn.

Бронза Бронза - це сплав міді з оловом (олов'яна бронза) або іншими

елементами, крім цинку (хоча цинк може входити від З - 5 % і в олов'яну бронзу). Остання має назву без олов'яна або спеціальна. Бронзу маркують літерами Бр; після яких літерами послідовно вказують легуючі елементи і в кінці їхній вміст у сплаві. Так позначають деформовану бронзу (згідно ГОСТ

5017-74,18175-78). Наприклад, БрОФ6,5-0,4 містить 6,5% Sn і 0,4% Р, Cu -

56

інше. Позначення елементів бронзи аналогічне позначенню латуней. Крім того, фосфор позначають літерою Ф, цинк - Ц, хром - X, берилій - Б, цирконій - Цр. Маркування ливарної бронзи (згідно ГОСТ 613-79, 493-79) починається також з літер Бр, а далі позначається аналогічно позначенню ливарних латуней. Наприклад, БрО3Ц12С5 містить 3% Sn, 12% Zn та 5%Pb.

Порівняно з латунню бронза міцніша, корозійностійка, має антифрикційні властивості. Берилієва бронза після гартування за твердістю та пружними властивостями перевищує високоякісні сталі, а кадмієва та хромова бронза найбільш теплопровідна та електропровідна. З бронзи виготовляють втулки навантажених підшипників тощо.

Цінними якостями характеризуються берилієві бронзи (БрБ 2, БрБНТ 1,7). Розчинність берилію в міді в твердому стані зменшується при зниженні температури, що забезпечує можливість їх термічного зміцнення. Після гартування з температур, що відповідають області існування α-твердого розчину, структура берилієвої бронзи являє собою пересичений твердий розчин, який має високу пластичність, достатню для холодної обробки тиском. Крім того берилієві бронзи відрізняються невисокою схильністю до холодноламкості і можуть застосовуватися в інтервалі температур від -200 до +250 ° С. Їх використовують для виготовлення деталей відповідального призначення: пружин та пружних елементів електронних приладів, мембран, кабелів, інструменту, що застосовується у вибухово небезпечних умовах, оскільки берилієві бронзи не дають іскру під час удару. Недоліком цієї бронзи є їх висока вартість, дефіцитність і токсичність берилію.

Завдання до виконання контрольної роботи 1. Ознайомитися з теоретичними відомостями.

57

2. Використовуючи дані таблиці 5.6 дати розшифрування хімічного вмісту і властивостей запропонованих сплавів, а також приклади їх застосування згідно варіантів.

58

3. Відповісти на питання.

1.Які домішки практично не розчиняються в міді?

2.Що таке латунь?

3.Які латуні називаються однофазними?

4.Як маркують деформуючі латуні і ливарні латуні?

5.Які латуні відносять до багатокомпонентних, спеціальних?

6.Що таке бронза?

7.Дайте характеристику властивостей олов'яних бронз.

8.Як класифікують бронзи за фазовим складом?

9.Як класифікують бронзи за хімічним складом?

10.Як класифікують бронзи за технологічною ознакою?

11.Де застосовується бронза і латуні?

12.Як маркують алюміній?

13.Як впливають домішки на властивості алюмінію?

14.Як класифікують алюмінієві сплави?

15.Які компоненти зазвичай використовують для легування алюмінієвих сплавів?

16.Що таке старіння?

17.Як маркують ливарні алюмінієві сплави і

деформуючі алюмінієві сплави?

18. Які сплави називають силумінами?

59

Завдання № 6 ВИКОРИСТАННЯ УЗАГАЛЬНЮЮЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ВИБОРІ

КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

Мета роботи – вивчити узагальнюючі характеристики при виборі конструкційних матеріалів, які використовуються для оцінки якості конструкційних матеріалів і характеру їх пошкодження.

Теоретичні відомості Коефіцієнт інтенсивності напруження К1с визначається за формулою:

де σ - напруження у матеріалі зразка, МПа; l-максимальні розміри дефекту (наприклад, максимальна довжина мікротріщини на поверхні зразка).

B

Рисунок 6.1 – Зразки деталей для визначення коефіцієнта К1с: 1 – зразок з центральною тріщиною; 2 – циліндричний зразок з периферійним надрізом; 3 – зразок з поверхневою тріщиною; 4 – зразок з боковим надрізом

60

Розрахунки К1с необхідно виконати для заданого значення тимчасового опору матеріалу σвр і межі плинності його σт (табл. 6.1). Отримані результати розрахунків порівняти.

Завдання до виконання контрольної роботи

1)опис основних показників механічної міцності конструкційних матеріалів;

2)види руйнування матеріалів в залежності від умов експлуатації

деталей;

3)існуючі методи оцінки схильності матеріалів до крихкого руйнування, їх переваги і недоліки;

4)характеристика К1с - найважливішого узагальнюючого показника оцінки експлуатаційних властивостей матеріалів, її значення;

5)способи визначення характеристики К1с;

6)вплив зовнішніх факторів і структури матеріалів на величину характеристики К1с;

7)аналітичне визначення коефіцієнта інтенсивності напруження К1с для конкретного зразка, тріщини і матеріалу деталі (табл. 6.1. та рис. 6.1.).

8)визначення допустимого розміру дефекту l для заданого зусилля Р, форми, і розмірів зразка (табл. 6.1. та рис. 6.1.) і розрахованої величини

коефіцієнта К1с по σвр.

61

Таблиця 6.1

Варіанти індивідуальних завдань

62