Сплавы на медной основе, латуни Л-80 и ЛС-59-1

Чугуны с графитом. Классификация. Области применения.

В зависимости от формы графитовых включений: серый на ферритной, феррито-перлитной и ферритной основах – пластинчатый графит, ковкий на ферритной, феррито-перлитной и ферритной основах – хлопьевидный графит, высокопрочный – шаровидный графит. Лучшие литейные свойства по сравнению со сталью. Более низкая температура плавления и окончание кристаллизации при постоянной температуре (образование эвтектики) обеспечивают не только удобство в работе, но и лучшие жидкотекучесть и заполняемость формы. Описанные преимущества чугуна делают его ценным конструкционным материалом, широко применяемым в деталях машин, когда детали не испытывают значительных растягивающих и ударных нагрузок.

37. Серые чугуны: применение в промышленности.

Название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет. Структуры: П (0,8% C) +Гр, П + Ф (меньше 0,8% C)+Гр, Ф +Гр (весь углерод, имеющийся в сплаве, присутствует в форме графита). Графит пластинчатой формы. Графитовые включения можно считать в первом приближении просто пустотами, трещинами. Чем больше в чугуне графита, тем ниже его механические свойства, чем грубее включения графита, тем больше они разобщают металлическую основу, тем хуже свойства чугуна. При растягивающих нагрузках облегчается образование очагов разрушения по концам графитных включений. Ценный конструкционный материал, широко применяемый в деталях машин, главным образом тогда, когда они не испытывают значительных растягивающих и ударных нагрузок.

38. Высокопрочный чугун.

Включения в виде шаровидного графита. У него более высокая прочность. Маркировка: ВЧ 45-12 (макс. Ф), ВЧ 60-5 (макс. П), 45 и 60 – предел прочности, 12 и 5 – относительное удлинение (до 15). Эти чугуны пластичные. Это литейный сплав. Чугун прочнее стали. Магний (Mg) добавляется в эти чугуны в расплавленном виде, часто Mg возгорается и получение сопровождается взрывами. Mg вводится для образования шариков. Шарики более компактны, концентраторов напряжения мало.

39. Ковкий чугун. Способы получения. Структура и свойства.

Включения графита в виде хлопьев. Получается такой чугун в две стадии: получение белого чугуна (отливка до 10 кг), графитизирующий отжиг (томление). Углерода в ковком чугуне 2,4-2,8%. Графитизированный ковкий чугун плавят в электропечах. Получили ферритовый ковкий чугун, более пластичный. На П+Ф-основе. Если закончился процесс графитизации при 725°, по получаем перлитный ковкий чугун (более прочный).

40. Сплавы на основе меди. Латуни. Структура и свойства.

Медь: t_{плавления} = 1084°C, низкий коэффициент трения, высокая электропроводность, высокая теплопроводность, высокая устойчивость против коррозии, низкая прочность σ_В ≈ 25 кгс/мм², пластичность высокая δ = 40%. Сплавы меди. Создание сплавов приводит к повышению прочности, улучшению коррозионной прочности и снижению температуры плавления. Zn явл. легирующим компонентом. Сплавы Cu с Zn – латуни. Бронзы – сплавы с др. компонентами. Al + Cu – алюминиевые бронзы, Be + Cu – бериллиевые, Sn + Cu, … Особенности влияния компонентов на структуру.

л.к. – легирующий компонент, х.с. – хим. соединение. Если полиморфные превращения, значит перекристаллизация. I Сплавы – твёрдые растворы (однофазные сплавы, высокая прочность + высокая пластичность), II Механические смеси (α + х.с. – двухфазные: более высокая прочность), III Хим. соединения (хрупкие) – редко исп. В промышленности.

Сплав меди с цинком (латуни).

α – тв. р-р Zn в меди, β и β′ - хим. соединения, β′ - более хрупкое. Сплавы, в которых много β и β′, плохо деформируются, поэтому используются как литейные. Для кованных и литых сплавов весной и осенью (влажность высокая) образуются трещины на поверхности. Сезонное растрескивание – коррозия под действием влаги и напряжения (наклёп + влага). Стараются снять наклёп, сделать нагрев выше t_кр, порядка 300°C, тогда сезонного растрескивания не возникнет. Изменение свойств латуни.

Латуни: 1) красные латуни, самые дорогие, цинк – жёлтый, медь красная, красные латуни не подвержены сезонному растрескиванию, Л80 (80% Cu), самовары делают из красной латуни; 2) сплавы, характеризующиеся пластичностью; 3) латуни с высокой прочностью, автоматные (изг. на станках-автоматах), обладают хорошей обрабатываемостью резанием, ЛС-59-1 (латунь свинцовая с 59% Cu и 1% Pb), самые дешёвые; 4) сложные латуни.

42. Бронзы. Строение и свойства. Области применения.

Бронзы – сплавы с др. компонентами. Al + Cu – алюминиевые бронзы, используются в судостроении, авиации, в виде лент, листов, проволоки их применяют для упругих элементов, в частности для токоведущих пружин. Be + Cu – бериллиевые, используются в изделиях небольшого сечения в виде лент, проволоки для пружин, мембран, сильфонов и контактов в электрических машинах, аппаратах и приборах. Sn + Cu – оловянные, применяют для литых деталей сложной формы. Si + Cu – кремнистые, применяют для арматуры и труб.

43. Сплавы на медной основе. Оловянные бронзы.

Оловянные бронзы – сплавы на основе меди + олово.

Влияние олова на сплавы меди. Олово улучшает литейные св-ва, т.к. снижает температуру плавления, образуется эвтектика, которая уменьшает ликвацию. Олово уменьшает коэффициент усадки, можно сделать художественное литьё. Много пор у оловянной бронзы, поэтому плохо работает под давлением пара. Эти сплавы коррозионно-стойкие, используются в судостроении. Оловянная бронза с течением времени темнеет, поэтому из них часто изготавливают украшения. Низкий коэффициент трения. Есть однофазные (5-6% Sn) и двухфазные (>8% Sn). Из однофазной бронзы изготавливают медные монеты, т.к. у них высокая пластичность и хорошая коррозионная стойкость. Чаще используются двухфазные бронзы, их используют для подшипников скольжения. БрОФ-10-1 (бронза оловянно-фосфорная, 10% олова, 1% фосфора), БрОЦС-5-5-5 (с цинком свинцовая).

44. Деформируемые сплавы на основе алюминия.

Алюминий: лёгкий металл, имеет малый удельный вес 2,7 г/см³, обладает высокой электропроводностью, высокой коррозионной стойкостью, температура плавления - 658°C, теплостойкость невысока, дешёвый, добывается из бакситов Al₂O₃, мех. св-ва низкие, σ_В = 6 кгс/мм², δ = 40% (малопрочный металл, но пластичный). Сплавы алюминия делятся на две группы: легко обрабатываемые давлением (дуралюминий) – деформируемые сплавы и силумины – литейные сплавы. Дуралюминий – сплав Al с Cu (Cu ≈ 4%). Al-основа, также вводятся Mg, Si, Fe ≈ 1% каждого. Дуралюминий может быть упрочнён в результате дисперсионного твердения.

Дата добавления: 2014-01-15