- •Методические указания к лабораторным работам
- •Часть I
- •Содержание
- •Лабораторная работа №1. Классификация, маркировка и применение конструкционных материалов
- •1.1. Цель и задачи работы
- •1.2. Указания к самостоятельной работе
- •1.3. Классификация материалов
- •1.4. Способы маркировки металлических материалов
- •1.5. Углеродистые стали
- •1.5.1. Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества общего назначения
- •1.5.2. Качественные конструкционные углеродистые стали для деталей машин
- •1.5.3. Инструментальные углеродистые стали
- •1.6. Маркировка легированных сталей
- •1.7. Особые способы маркировки сталей
- •1.7.1. Маркировка сталей для отливок
- •1.7.2. Маркировка автоматных сталей
- •1.7.3. Стали для подшипников
- •1.7.4. Маркировка быстрорежущих сталей
- •1.7.5. Маркировка строительных сталей
- •1.7.6. Магнитные стали
- •1.7.7. Стали специальных способов выплавки
- •1.7.8. Нестандартные легированные стали
- •1.8. Чугуны
- •1.9. Порошковые материалы
- •1.10. Медь и сплавы на основе меди
- •1.10.1. Латуни
- •1.10.2. Бронзы
- •1.11. Алюминий и сплавы на основе алюминия
- •1.12. Магний и сплавы на основе магния
- •1.13. Титан и сплавы на основе титана
- •1.14. Содержание отчета
- •1.15. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2. Определение плотности дислокаций методом электронной микроскопии
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Приборы, материалы, учебные пособия
- •2.3. Краткие теоретические сведения
- •2.3.1. Оптическая схема электронного микроскопа.
- •2.3.2. Способы исследования металлографических объектов на электронном микроскопе
- •2.3.3. Приготовление угольно-серебряных реплик.
- •2.3.4. Определение плотности дислокаций по электронно-микроскопическим фотографиям
- •2.3.5. Определение плотности дислокаций методом ямок травления
- •2.4. Порядок выполнения работы
- •2.5. Содержание отчета
- •2.6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3. Механические свойства конструкционных материалов
- •3.1. Цель и задачи работы
- •3.2. Условия работы и методы испытания материалов
- •3.3. Механические свойства конструкционных материалов
- •3.4. Определение количественных характеристик механических свойств
- •3.4.1. Испытания на статическое растяжение
- •3.4.2. Испытания на твердость
- •3.4.2.1. Твердость по Бринелю
- •3.4.2.2. Твердость по Роквеллу
- •3.4.2.3. Твердость по Виккерсу и микротвердость
- •3.4.3. Связь между твердостью и прочностью материалов
- •3.5. Программа и порядок выполнения работы
- •3.6. Содержание отчета
- •3.7. Контрольные вопросы
- •3.8. Варианты заданий
- •3.9. Рекомендуемая литература
- •4.3.2. Влияние температуры рекристаллизации на структуру и свойства холоднодеформированных металлов
- •4.4. Порядок выполнения работы
- •4.5. Содержание отчета
- •4.6. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5. Термический анализ сплавов
- •5.3.2. Построение диаграмм состояния
- •5.3. Анализ диаграмм состояния
- •5.4. Порядок выполнения работы
- •5.5. Содержание отчета
- •5.6. Контрольные вопросы
1.10. Медь и сплавы на основе меди
Чистая медь по своим свойствам близка к серебру и золоту. Последние не окисляются на воздухе и называются благородными металлами. Медь окисляется слабо и считается полублагородным металлом. Поэтому медь (в виде сплавов) широко используется в ювелирном деле и при отливке скульптур.
Но особо ценными являются ее технические свойства - электропроводность и теплопроводность. Высокая электропроводность обуславливает ее преимущественное применение в электротехнике как проводникового металла. После серебра медь стоит на втором месте по электропроводности. Все примеси и наклеп уменьшают электропроводность. Поэтому, если провода не должны быть особо прочными, применяют отожженную медь. Для подвесных проводов, где требуется прочность, применяют нагартованую медь или медь с добавками упрочнителей. Высокие теплопроводные свойства меди используются при изготовлении нагревательных индукторов, кристаллизаторов и т.д.
Медь поставляется по ГОСТ 859-78 и маркируется буквой М с цифровым индексом, который показывает степень чистоты меди. Поскольку степень очистки от примесей зависит от технологии получения меди, после цифрового индекса могут стоять буквы, обозначающие: к - катодная, б - безкислородная, р - раскисленная, вч - высокая чистота.
Медь может содержать в своем составе до 12 примесей.
МВЧк |
99,993% Сu, |
остальное |
0,007% |
примеси |
МООк, МООб |
99,99% Сu, |
" |
0,01% |
" |
МОк, МОб |
99,95% Cu |
" |
0,05% |
" |
М1, М1к, М1р |
99,90% Cu |
" |
0,10% |
" |
М2, М2р |
99,70% Cu |
" |
0,30% |
" |
М3, М3р |
99,50% Cu |
" |
0,50% |
" |
Следующим положительным качеством меди является ее способность сплавляться со многими элементами, приобретая положительные свойства. Поэтому медь является основой многих распространенных сплавов: латуней, бронз и медно-никелевых сплавов (мельхиор, монель, нейзильбер, константан и др.).
1.10.1. Латуни
Латуни - сплавы меди с цинком. Обозначаются латуни буквой Л и цифрами, указывающими процент меди в сплаве. Согласно ГОСТ15527-70 нормировано 8 марок простых латуней Л96, Л90, Л85, Л80, Л70, Л68, Л63 и Л60. До ста процентов в сплаве содержится цинк.
Если латуни содержат третий, четвертый компонент и более, то такие латуни именуются сложными или специальными. Все добавляемые в латуни элементы обозначаются начальными буквами от названия химического элемента:
О - олово |
С - свинец |
А - алюминий |
Ж – железо |
Н - никель |
К - кремний |
Мц - марганец |
Мш - мышьяк |
|
Обозначаются сложные латуни следующим образом: после "Л" стоят индексы легирующих элементов, первая после букв двузначная цифра - содержание меди, последующие цифры - содержание компонентов в той последовательности, в какой приведены в буквенной части. Например, ЛМцОС 58-2-2-2 содержит 58% - Сu, и по 2% марганца, олова и свинца, 36% - Zn (остальное).
Таблица 10.1 Марки, состав и назначение латуней, ГОСТ 15527-70
Латунь |
Марка |
Состав, % |
Примерное назначение латуни | |
Медь |
Легирующие |
| ||
Алюминиевая |
ЛА 77-2 |
76-79 |
1,75-2,5 АI |
Детали, работающие в морской воде |
Кремнистая |
ЛК 80-3 |
78-81 |
3,0-4,5 Si |
`` |
Свинцовая |
ЛС 59-1 |
57-61 |
0,8-2,0 Рb |
Сепараторы для подшипников, втулки. |
Марганцевая |
ЛМц 58-2 |
57-60 |
1,0-2,0 Мn |
Детали упорных и опорных подшипников |
Марганцево-оловяно-свинцовая |
ЛМцОС58-2-2-2 |
57-60 |
1,5-2,5 Мn 1,5-2,5 Sn 1,5-2,5 Рb |
Зубчатые колеса |
Алюминиево-железисто- марганцовистые |
ЛАЖМц 66-6-3-2 |
64-68 |
5-7 АI 2-4 Fе 1,5-2,5 Мn |
Гайки, винты, червячные винты |
Марганцево-никеле-железо-алюминиевая |
ЛМцНЖА60-2-1-1-1 |
58-62 |
0,5-1,0 Ni 0,5-1,0 АI 0,5-1,1 Fе 1,5-2,5 Мn |
Арматура, работающая на воздухе, в воде, масле, жидком топливе |
Латуни подразделяются на деформируемые и литейные. Литейные латуни имеют последней букву "Л": ЛК-80-3Л, ЛАЖ60-1-1-Л, ЛС59-1Л и поставляются в виде чушек по ГОСТ 1020-77.