Технологические свойства

Способность материалов подвергаться различным видам технологических воздействий для получения изделий представляет их технологические свойства. В зависимости от применяемых технологических методов обработки к технологическим свойствам относят литейные характеристики, ковкость, свариваемость, паяемость, обрабатываемость резанием.

Л и т е й н ы е х а р а к т е р и с т и к и определяют возможность получения из материала высококачественных отливок с использованием технологических процессов общего назначения. В литейные свойства включают жидкотекучесть, склонность материала к усадке, склонность к ликвации.

Жидкотекучесть представляет способность расплавленного материала до конца заполнять все внутренние полости литейной формы. Она показывает, какова возможность заполнения расплавом узких внутренних полостей формы и получения тонкостенных отливок.

Оценка жидкотекучести производится с помощью специальной технологической пробы, по результатам которой устанавливается длина заполнения расплавом спирального канала при стандартных условиях. Величина жидкотекучести зависит от химического состава сплава и еготемпературы, поэтому для увеличения жидкотекучести применяют перегрев расплава перед его заливкой в форму.

Наибольшей жидкотекучестью обладают чугуны и литейные сплавы цветных металлов, у сталей жидкотекучесть понижена.

Склонность к усадке характеризует способность материала уменьшаться в линейных размерах и объеме при затвердевании из жидкого состояния и охлаждении. Процессы усадки вызывают образование в материале внутренних напряжений, которые могут привести к короблению (неравномерной деформации) литых деталей и к появлению трещин.

Оценивается склонность к усадке величиной относительного уменьшения размера либо объема изделия:

где α – линейная усадка материала, %,

l ₀ – длина отливки после остывания, мм,

l ₁– длина модели отливки, мм.

Наименьшую усадку, равную в среднем a = 0,5 %, дают серые чугуны, средняя усадка литейных сплавов цветных металлов составляет 1%, сталей – 2 %. При равномерном характере усадки ее объемная величина в 3 раза превышает линейную.

Склонность к ликвации проявляется как формирование химической неоднородности сплава при его кристаллизации из жидкого состояния и остывании. Из-за этого в отливке возникают структурные неоднородности, чем создается неоднородность свойств, ухудшающая качество изделия.

Ликвация связана с химическим составом сплава, она усиливается с замедлением кристаллизации и остывания. Поэтому в крупных отливках, особенно из высоколегированных сплавов, наблюдается увеличенная степень ликвации, которая может быть устранена с помощью термообработки.

К о в к о с т ь материала определяет его способность подвергаться обработке давлением с получением изделий необходимого качества. Она оценивается предельно допустимым коэффициентом уковки, представляющим степень уменьшения исходной высоты цилиндрической заготовки при ее осадке в холодном состоянии между плоскими плитами без появления видимых внешних повреждений:

,

где К _н – коэффициент уковки,

Н ₀ – исходная высота заготовки, мм,

Н ₁ – конечная высота заготовки, мм.

Наилучшей ковкостью на уровне К _н = 5,0 обладают легированные хромоникелевые стали, высокую ковкость, соответствующую К _н = 2,5...3,0, имеют малоуглеродистые стали, а также латуни, средней ковкостью К _н= 1,5 характеризуются деформируемые сплавы алюминия.

С в а р и в а е м о с т ь указывает на способность материалов формировать прочное сварное соединение за счет применения простых сварочных технологий. Оценка свариваемости производится различными технологическими пробами, среди которых наиболее часто применяют испытания сварных образцов на прочность при изгибе и на ударную вязкость. Если в результате испытаний образца полученные показатели прочности и вязкости соответствуют нижним числовым пределам для данного материала, то его свариваемость оценивается как хорошая. При более низких значениях показателей прочности и вязкости свариваемость материала считается удовлетворительной, ограниченной или плохой.

Хорошая свариваемость характеризует малоуглеродистые и низколегированные стали, с ростом концентрации углерода и легирующих элементов свариваемость сталей снижается. Это объясняется увеличением доли твердых хрупких и тугоплавких карбидных включений в структуре сварного шва. Содержание Ni, Mn, Si в сталях не ухудшает свариваемости и способствует стабилизации качества сварных соединений.

П а я е м о с т ь предсталяет способность материалов к образованию прочных паяных соединений при использовании технорлогических процессов пайки обычного типа. Для оценки паяемости применяются методы испытания паяных образцов на герметичность, прочность, пластичность при последующем сопоставлении получаемых характеристик с имеющимися нормативными требованиями. Хорошей паяемостью обладают углеродистые и низколегированные стали, с ростом содержания легирующих элементов паяемость сталей ухудшается, приближаясь к среднему и низкому уровню. Это связано с образованием поверхностных химически стойких оксидов легирующих элементов в виде пленок. Оксидные пленки ухудшают смачиваемость поверхности сталей припоем и затрудняют процессы их взаимодиффузии.

Пониженную паяемость имеют многие цветные металлы и сплавы, в отличие от которых медь, а также ее основные сплавы – латуни, бронзы, медноникелевые – характеризуются хорошей паяемостью.

О б р а б а т ы в а е м о с т ь р е з а н и е м подразумевает способность материала подвергаться обработке со снятием стружки. Обычно, она характеризуется коэффициентом обрабатываемости К _v, выражающим отношение скорости резания данного материала, при которой износостойкость резца соответствует определенному уровню, к скорости резания эталонного материала с той же износостойкостью резца при одинаковых условиях обработки. За эталон в этом случае принимается качественная углеродистая сталь 45, широко применяемая для изготовления деталей приборов и механизмов.

Высокой обрабатываемостью при значениях К _v = 4… 6 обладают алюминиевые сплавы, хорошую обрабатываемость, соответствующую величинам К _v = 1,5 …2,0, имеют малоуглеродистые и низколегированные стали. С повышением содержания углерода и легирующих элементов обрабатываемость сталей ухудшается, приближаясь к значению К _v = 0,5.

Дата добавления: 2014-10-31