Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Еволюція обчислювальних систем

Вступ.

Матеріалознавство

Частина 2

КУРС

МІНКОВ Олександр Миколайович

Бронзи

Латунь

 

Мідь з цинком утворює a- твердий розчин з граничною концентрацією цинку 39% (рис. 22). При більшому змісті цинку утворюється електронне з'єднання CuZn (β-фаза) з ОЦК гратами. При 454…468°С (штрихова лінія на діаграмі) наступає впорядкування β-фази, а впорядкований β-твердий розчин позначається як β'- фаза.

 

 

Рисунок 22 - Діаграма стану Cu-Zn

За наявності в структурі латуні тільки α-твердого розчину збільшення змісту цинку викликає підвищення її міцності і пластичності. Поява β'-фази супроводжується різким зниженням пластичності, підвищенням твердості і крихкості. Міцність продовжує підвищуватися при збільшенні змісту цинку до 45 %, поки латунь знаходиться в двофазному стані. При подальшому підвищенні процентного змісту цинку відбувається перехід латуні в однофазний стан із структурою β'- фази, що викликає різке зниження міцності. Практичне значення мають латунь, що містить до 45% Zn. Сплави з великим змістом цинку відрізняються високою крихкістю.

Подвійна латунь (що містять тільки мідь і цинк) підрозділяється на однофазні (із структурою б-твердого розчину) і двофазні (із структурою α і β-фаз).

Однофазна латунь володіє високою пластичністю і добре піддається холодній пластичній деформації, яка значно підвищує їх міцність і твердість. Для підвищення пластичності проводять відпал рекристалізації при 600…700°С.

Деталі, які виготовлені з латуні, що деформується, при вмісті більше 20% цинку, можуть піддаватися "сезонному " розтріскуванню у вологому повітрі за наявності в атмосфері сірчаних газів. Для запобігання розтріскуванню деталі відпалюють при температурах, нижчі температури рекристалізації (в більшості випадків при 250…270оС).

Підвищення змісту цинку здешевлює латунь, покращує їх оброблювану різанням, здатність протистояти зносу, але при цьому зменшуються теплопровідність і електрична провідність.

Домішки підвищують твердість і знижують пластичність латуні. Особливо несприятливо діють свинець і вісмут, які в однофазній латуні викликають червоноламкість. Тому однофазну латунь не піддають гарячій деформації, а випускають у вигляді холоднокатаних смуг, стрічок, дроту, листів. З прокату виготовляють деталі методом глибокої витяжки (радіаторні трубки, снарядні гільзи, сильфони, трубопроводи), а також деталі, що вимагають за умов експлуатації низьку твердість (шайби, втулки, кільця ущільнювачів й ін.).

Унаслідок невеликого температурного інтервалу кристалізації подвійна латунь володіє низькою схильністю до дендритної ліквації, високої рідиноплинністю, малою розсіяною усадковою пористістю і хорошою герметичністю. Але, не дивлячись на це, вони практично не застосовуються для фасонних відливок, оскільки мають досить велику концентровану усадкову раковину.

Для підвищення оброблюваності в латунь вводять свинець. Латунь ЛС59-1 («автоматна») поставляється в прутках і призначається для виготовлення деталей на верстатах-автоматах.

Для легування латуней застосовують Al, Fe, Ni, Sn, Si. Ці елементи підвищують міцність і корозійну стійкість латуней. Тому леговані латуні широко застосовуються в річному та морському суднобудівництві (ЛАЖ60-1-1). Латуні, леговані оловом (ЛО70-1, ЛО62-1), мають високу корозійну стійкість в морській воді і тому називаються „морські латуні”.

Практичне застосування знаходять латуні з вмістом алюмінію до 4% (ЛА77-2), котрі мають однофазну структуру і тому добре обробляються тиском.

Алюмінієві латуні додатково легують нікелем, залізом, марганцем, кремнієм, які володіють перемінною розчинністю в α-твердому розчині, що дає можливість зміцнювати ці латуні гартуванням і наступним старінням.

Латунь ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 є єдиним сплавом на основі системи Cu-Zn, котрий зміцнюється дисперсійним твердінням. Температура гартування складає 800оС, після чого латунь має високу пластичність, а після старіння набуває і високої міцності (sв = 700 МПа, d = 25%). Хороша пластичність в загартованому стані дозволяє додатково зміцнювати сплави пластичним деформуванням перед старінням, що забезпечує підвищення sв до 1000 МПа.

Кремнисті латуні характеризуються високою міцністю, пластичністю, в'язкістю як при звичайних, так і при низьких температурах (до -183°С). При легуванні латуней для отримання однофазної структури застосовують невеликі домішки кремнію (ЛК80-3). Такі латуні застосовують для виготовлення арматури, деталей приладів, в судно - і машинобудуванні.

 

4.5.3.1 Олов'янисті бронзи

Гранична розчинність олова в міді становить 15,8%, проте при вмісту олова більш 10% в структурі бронз утворюється δ-фаза, яка в значній мірі знижує в'язкість і пластичність. Тому практичне значення мають бронзи з вмістом до 10% олова.

Серед мідних сплавів олов'янисті бронзи мають саму низьку лінійну усадку, що дозволяє отримувати фасонні відливки. Подвійні і низьколеговані ливарні бронзи вміщують 10% Sn. Олов'янисті бронзи легують Zn, Pb, P (БрО3Ц12С5, БрО4Ц4С17, БрО10Ц2 и др.). Цинк повністю розчиняється в α-твердому розчині при легуванні до 15% і зменшує інтервал кристалізації олов'янистих бронз, що підвищує їх рідиноплинність і щільність відливок. Свинець підвищує антифрикційні властивості і поліпшує оброблюваність різанням олов'янистих бронз. Фосфор, будучи розкислювачем олов'янистих бронз, підвищує їх рідиноплинність, а зносостійкість підвищується, завдяки появі твердих включень фосфіду міді Сu3Р.

Висока корозійна стійкість в атмосферних умовах, прісної і морської води сприяє широкому застосуванню ливарних бронз для пароводяної арматури, яка працює під тиском.

Бронзи, що деформуються, вміщують до 6…8%Sn (БрОФ 4-2,5, БрОЦ4-3 та ін.). Для усунення дендритної ліквації і вирівнювання хімічного складу, а також поліпшення обробки тиском застосовують дифузійний відпал, який проводять при 700…750°С. При холодній пластичній деформації бронзи піддають проміжним відпалам при 550…700°С. Бронзи, що деформуються, характеризуються хорошою пластичністю та більш високою міцністю, ніж ливарні.

Бронзи, що деформуються, володіють високими пружними властивостями і опором втомі. Їх застосовують для виготовлення круглих і плоских пружин в точній механіці, електротехніці, хімічному машинобудуванні та інших галузях промисловості.

 

4.5.3.2 Алюмінієві бронзи

Алюмінієві бронзи відрізняються високими механічними, антикорозійними й антифрикційними властивостями. Їхньої переваги перед олов'яними бронзами полягають у меншій вартості й більше високих механічних і технологічних властивостях. Зокрема, невеликий інтервал кристалізації забезпечує алюмінієвим бронзам високу рідиноплинність, концентровану усадку й гарну герметичність виливків, малу схильність до дендритної ліквації.

Мідь із алюмінієм утворить α-твердий розчин. Зі збільшенням змісту алюмінію до 4,5 % поряд з міцністю й твердістю підвищується пластичність, що потім різко падає, а міцність продовжує зростати при збільшенні змісту алюмінію до 10...11 %. З появою при цих концентраціях евтектоїда, що містить тверду і тендітну фази, підвищується зносостійкість і проявляються антифрикційні властивості.

Бронзи, що деформуються, є однофазні бронзи (БрА5, БрА7). Вони мають найкраще сполучення міцності (σв = 400...450 МПа) і пластичності (φ = 60%).

Двофазні бронзи відрізняються високою міцністю (σв = 600 Мпа) і твердістю (> 100 НВ). Їх можна піддавати зміцнюючій термічній обробці.

Алюмінієві бронзи легують залізом, нікелем, марганцем. В α-фазі алюмінієвої бронзи розчиняється до 4 % заліза, при більшому змісті утворяться включення Al3Fe. Додаткове легування сплавів нікелем і марганцем сприяє появі цих включень при меншому змісті заліза. Залізо робить дія, що модифікує, на структуру алюмінієвих бронз, підвищує їхню міцність, твердість і антифрикційні властивості, зменшує схильність до окрихчування двофазних бронз.

Найкращою пластичністю алюмінієво-залізні бронзи (наприклад, БрАЖ9-4) володіють після нормалізації при 600...700°С або гартування від 950°С с наступним відпуском при 250...300°С.

Нікель сприяє додатковому зміцненню бронз, легованих залізом і нікелем, внаслідок старіння. Наприклад, у відпаленому (м'якому) стані БрАЖН10-4-4 твердість становить 160 НВ. Після гартування від 980°С і старіння при 400°С тривалістю 2 год. твердість збільшується до 400 НВ.

З алюмінієво-залізо-нікелевих бронз виготовляють деталі, що працюють у тяжких умовах зношування при підвищених температурах (400...500°С): сідла клапанів, що направляють втулки випускних клапанів, частини насосів і турбін, шестерні та ін.

Високими механічними, антикорозійними й технологічними властивостями володіють алюмінієво-залізні бронзи, леговані замість нікелю більше дешевим марганцем (БрАЖМц 10-3-1,5).

 

4.5.3.3 Кремнисті бронзи

 

Кремнисті бронзи містять до 3% Sі й мають однофазну структуру α-твердого розчину. Однофазна структура твердого розчину забезпечує кремнистим бронзам високу пластичність і гарну оброблюваність тиском. При збільшенні змісту кремнію більше 3% у структурі сплавів з'являється тверда і тендітна γ-фаза, що знижує їхню пластичність.

Домішки марганцю й нікелю підвищують міцність і твердість кременистих бронз. Нікель, маючи змінну розчинність в α-фазі, створює можливість для зміцнення нікель-кременистих бронз проведенням загартування й старіння. Після загартування від 800°С і старіння при 500°С БрКН-1-3 і БрКН-0,5-2 мають σв > 700 МПа, δ≈8 %.

Кременисті бронзи випускають у вигляді стрічок, смуг, прутків, дроту. Для фасонних виливків вони застосовуються рідко. Їх використають замість більше дорогих олов'яних бронз при виготовленні антифрикційних деталей (БрКН1-3), (БрКМц 3-1), а також для заміни берилієвих бронз при виробництві пружин, мембран й інших деталей приладів, що працюють у прісній і морській воді.

Ливарні властивості кременистих бронз нижче, ніж олов'яних, алюмінієвих бронз і латуней. Легування цинком сприяє поліпшенню ливарних властивостей цих бронз

 

4.5.3.4 Берилієві бронзи

 

Берилієві бронзи характеризуються високими межами міцності й пружності, твердістю й корозійною стійкістю в сполученні з підвищеними опорами утоми. Подвійні берилієві бронзи містять у середньому 2,0...2,5% Be (БрБ2, БрБ2,5), оскільки при більшому вмісті берилію пластичність стає дуже низькою.

Берилій має змінну розчинність у міді, що зменшується при зниженні температури, що дає можливість проводити зміцнення, що полягає в загартуванні від 780...800оС і наступному старінні при 325оС. Найпоширеніша берилієва бронза БрБ2 після гартування з 780°С і старіння при 300...350 °С протягом 2 годин має наступні механічні властивості: σв = 1250 МПа, σ0,2 = 1000 МПа, δ = 2,5 %, твердість 700 НВ, Е = 133 ГПа. Пластична деформація загартованої бронзи й наступне старіння дозволяють збільшити тимчасовий опір до 1400 МПа.

Берилієві бронзи є теплостійкими матеріалами, що стійко працюють при температурах до 310...340°С. При 500°С вони мають приблизно такий же тимчасовий опір, як олов'яно-фосфористі й алюмінієві бронзи при кімнатній температурі.

Берилієві бронзи мають високу теплопровідність й електричну провідність. Вони добре обробляються різанням, зварюються точковим і роликовим зварюванням, однак широкий температурний інтервал кристалізації утрудняє їхнє дугове зварювання.

Берилієві бронзи випускають переважно у вигляді смуг, стрічок, дроту та інших деформованих напівфабрикатів. Разом з тим з них можна одержати якісні фасонні виливки. З берилієвих бронз виготовляють деталі відповідального призначення: пружні елементи точних приладів (плоскі пружини, пружинні контакти, мембрани); деталі, що працюють на зношування (кулачки, шестірні, черв'ячні передачі); підшипники, що працюють при високих швидкостях, більших тисках і підвищених температурах.

Берилієву бронзу застосовують для виготовлення інструменту, який не утворює іскру при ударі об метал або камінь, що дозволяє використати його при вибухонебезпечних гірських роботах.

Основним недоліком берилієвих бронз є їхня висока вартість. Легування Mg, Nі, Tі, Co дозволяє зменшити вміст берилію до 1,7...1,9% без помітного зниження механічних властивостей (БрБНТ1,7 та ін.).

 

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1 Арзамасов Б.Н. Материаловедение: учебник для вузов / Б. Н. Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и др.; Под общ. ред. Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. -648 с. ISBN 5-7038-1860-5.

2 Бялік О. М Металознавство: підручник / О. М. Бялік, В.С. Черненко, В. М. Пісаренко, Ю. Н. Москаленко– К.: ІВЦ „Видавництво „Політехніка”, 2002. – 384 с. ISBN 966-622-090-3.

3 Кузін О. А. Металознавство та термічна обробка металів: підручник / О. А. Кузін, Р. А. Яцюк. – Львів: Афіша, 2002. – 304 с. ISBN 966-7760-36-7.

4 Лахтин Ю. М. Материаловедение: учебник для высших технических заведений / Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с. ISBN 5-217-00858-Х.

5 Новиков И.И. Теория термической обработки металлов: учебник для вузов / Новиков И.И. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с.

6 Термическая обработка в машиностроении: справочник / Под ред. Ю. М. Лахтина, А. Г. Рахштадта. – М.: Машиностроение, 1980. – 783 с.

7 Гуляєв А. П. Металловедение: учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1978. – 647 с.

Навчальне видання

 

 

лекцій з дисципліни

ТЕХНОЛОГІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

І МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО»

для студентів механічних спеціальностей

 

Редактор І.І. Дьякова

 

Комп’ютерна верстка О.П.Ордіна

 

 

108/2007. Підп. до друку Формат 60х84/16.

Папір офсетний. Ум. друк. арк. Обл.-вид. арк.

Тираж прим. Зам. №

 

Видавець і виготівник

«Донбаська державна машинобудівна академія»

84313, м. Краматорськ, вул. Шкадінова, 72

Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до державного реєстру

серія ДК № 1633 від 24.12.2003

Концепція обчислювальних систем є логічним результатом еволюції комп’ютерних технологій. Перші комп’ютери 50-х рр. були призначені для невеликої кількості користувачів, а також були громіздкими та дорогими. Вони не були призначені для інтерактивної роботи користувача, а використовувалися у режимі пакетної обробки.

Системи пакетної обробки як правило будувалися на базі мейнфрейма – потужного та надійного комп’ютера універсального призначення. Користувачі могли отримати результати розрахунків лише на наступний день після видачі завдання на перфокартах. На той час інтерактивною взаємодією, під час якої користувач міг коригувати результати розрахунків доводилося пожертвувати, оскільки пакетний режим дозволяв найефективніше використати обчислювальні потужності машини.

По мірі здешевіння процесорів на початку 60-х рр. почали з’являтися нові способи організації обчислювального процесу, зокрема багатотермінальні системи розподілення часу. Кожен з кількох користувачів отримував у своє розпорядження термінал, з допомогою якого він міг спілкуватися із комп’ютером; до того ж, час реакції обчислювальної системи був достатньо малий для того, щоб не помітити паралельної роботи кількох користувачів. Користувач міг отримати доступ до спільних файлів та периферійних пристроїв, при цьому у нього підтримувалася ілюзія повного одноосібного володіння комп’ютером. Такі багатотермінальні системи стали першим кроком на шляху до створення локальних комп’ютерних мереж. Основним їх недоліком було те, що вони все ще зберігали централізованих характер обробки даних.

Перші мережі виникли як результат вирішення досить простого завдання – організації доступу до комп’ютера з терміналу, віддаленого на сотні і тисячі кілометрів. Термінали під’єднувалися до комп’ютерів через телефонні мережі з допомогою модемів. Потім з’явилися системи, у яких поряд із віддаленими з’єднаннями типу “термінал-комп’ютер” було реалізовано і віддалені зв’язки типу “комп’ютер-комп’ютер”. Комп’ютери отримали можливість обмінюватися даними у автоматичному режимі, що і є базовим механізмом обчислювальної мережі. Саме при побудові перших глобальних мереж було запропоновано та відпрацьовано більшість основних ідей та концепцій сучасних обчислювальних мереж.

На початку 70-х рр. завдяки появі великих інтегральних схем стало можливим створення міні-комп’ютерів, які стали реальними конкурентами мейнфреймів. Навіть невеликі підрозділи підприємств отримали можливість купувати комп’ютери, що призвели до появи концепції розподілу комп’ютерних ресурсів по всьому підприємству. Для об’єднання таких комп’ютерів у мережу спочатку використовувалися різноманітні нестандартні пристрої спряження із своїми власними способами представлення даних на лініях зв’язку, своїми типами кабелів і т.д.

У середині 80-х рр. було затверджено перші стандартні технології об’єднання комп’ютерів у мережу – Ethernet, Token Ring. Значним стимулом для їх створення послужила появи ПК. Ці масові продукти стали ідеальним матеріалом для побудови мереж – вони є достатньо потужними для роботи мережевого програмного забезпечення, а з іншого боку, вони потребують об’єднання своїх обчислювальних потужностей для розв’язування складних задач.

На даний момент мережі продовжують розвиватися. З’являються все більш високошвидкісні канали зв’язку, високоінтелектуальне комутуюче обладнання дозволяє будувати великі розподілені корпоративні мережі. У мережах обробляється невластива їм раніше інформація – голос, відеозображення.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Загальна характеристика міді і її сплавів | Основні поняття та визначення. Обчислювальні мережі як частковий випадок розподілених систем (систем телеобробки)
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 498; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.057 сек.