Частина іі: мікроструктура сплавів алюмінію, магнію, титану, олова, свинцю

Фрагмент диаграммы состояния Al – Сu (до 10 %Сu) (рис.7):

Схема микроструктуры образцов дуралюмина после(рис.5):

закалки в воде	закалки и искусственного старения

Схема микроструктур четырех образцов силуминов(рис.9):

доэвтектический	эвтектический
заэвтектический	модифицированный

Марки сплавов, их состав и применение:

АК12	Сплав на основе системы алюминий - кремний - магний (силумин). Из сплава получают плотные герметичные отливки сложной формы, не испытывающие в процессе эксплуатации значительных нагрузок, сплав отличается высокой герметичностью
Fe	Si	Mn	Ti	Al	Cu	Zr	Mg	Zn	Примесей Fe
до 1.5	10 - 13	до 0.5	до 0.1	84.3 - 90	до 0.6	до 0.1	до 0.1	до 0.3	всего 2.7

 

АК7ч	для изготовления фасонных отливок; сплав отличается высокой герметичностью
Fe	Si	Mn	Al	Cu	Pb	Be	Mg	Zn	Sn	Примесей
до 1.5	6 - 8	до 0.5	89.6 - 93.8	до 0.2	до 0.05	до 0.1	0.2 - 0.4	до 0.3	до 0.01	всего 2

 

АК5М	для изготовления фасонных отливок; сплав высокопрочный жаропрочный
Fe	Si	Mn	Al	Cu	Be	Mg	Zn	Sn	Примесей	-
до 1.5	4.5 - 5.5	до 0.5	90.7 - 94.15	1 - 1.5	до 0.1	0.35 - 0.6	до 0.3	до 0.01	всего 1.7	Ti+Zr<0.15

 

Д1	для лопастей винтов, узлов креплений, строительных конструкций и т.д
Fe	Si	Mn	Cr	Ti	Al	Cu	Mg	Zn	Примесей	-
до 0.7	0.2 - 0.8	0.4 - 1	до 0.1	до 0.15	91.7 - 95.5	3.5 - 4.5	0.4 - 0.8	до 0.25	всего 0.15	Ti+Zr < 0.2

М2р	для изготовления высоконагруженных конструкций, работающих в основном на сжатие
Fe	Si	Mn	Ni	Cr	Ti	Al	Cu	Mg	Zn	Примесей
до 0.5	до 0.5	0.2 - 0.6	до 0.1	0.1 - 0.25	до 0.05	86.3 - 91.5	1.4 - 2	1.8 - 2.8	5 - 7	всего 0.1

 

Определить по маркам фазовые превращения при охлаждении медных сплавов:

АМг2 – α+β; АМг4 – α+β; АМг6 – α+β; АМг10 – α+β; АМц – α; АК12 – α+β+Si

ПО ВАРИАНТУ 8:

Дать расшифровку химического состава сплава ЛАЖ60-1-1:

Латунь, обрабатываемая давлением	Латунь сложнолегированная. Применяется для изделий высокой прочности и износостойкости; нечувствительных к коррозии; горячедеформируемых
Fe	Mn	P	Al	Cu	Pb	Zn	Sb	Bi	Примесей
0.75 - 1.5	0.1 - 0.6	до 0.01	0.7 - 1.5	58 - 61	до 0.4	34.7 - 40.4	до 0.005	до 0.002	всего 0.7

Дать расшифровку химического состава сплава БрКН1-3:

Бронза безоловянная, обрабатываемая давлением	Кремниевая бронза. Высокие механические и технологические свойства, хорошие антифрикционные свойства, коррозионно-стойкая. Применяется для изготовления ответственных деталей в моторостроении, направляющих втулок
Fe	Si	Mn	Ni	Al	Cu	Pb	Zn	Sn	Примесей
до 0.1	0.6 - 1.1	0.1 - 0.4	2.4 - 3.4	до 0.02	94.7 - 96.9	до 0.15	до 0.1	до 0.1	всего 0.4

ВЫВОДЫ: Алюминий отличается от других металлов малой плотностью, высокими пластическими и коррозионностойкими свойствами, высокими тепло- и электропроводимостью, а также отражательной способностью. Титан является химически активным металлом, но на воздухе быстро покрывается защитной пленкой плотных окислов, благодаря чему имеет высокую стойкость в атмосфере, в воде, в органических и неорганических кислотах.

Какими свойствами обладает алюминий?

Алюминий отличается от других металлов малой плотностью, высокими пластическими и коррозионностойкими свойствами, высокими тепло- и электропроводимостью, а также отражательной способностью.

Как маркируют алюминий?

АМг; АМц; Д1; Д6; АК6; АК8; В95; В96; САП; САС; АЛ2; Амг5П…

Какие постоянные примеси содержит алюминий?

Постоянные примеси алюминия – Fe, Si, Cu, Zn, Ti.

Как влияют примеси на свойства алюминия?

Они ухудшают все его свойства.

Где применяется алюминий технической чистоты?

Крупные стальные детали завешивают на проволочных, елочных или рамочных подвесках из алюминия технической чистоты.

Как классифицируют алюминиевые сплавы?

Ø Спеченные;

Ø Литейные;

Ø Деформируемые.

Какие компоненты обычно используют для легирования алюминиевых сплавов?

Алюминиевые сплавы обычно легируют Сu, Mg, Si, Мn, Zn, реже Li, Ni, Ti

Какова структура сплава АМц?

Структура сплава АМц состоит из α -твердого раствора марганца в алюминии и вторичных выделений фазы MnAl₆. В присутствии железа вместо MnAl₆ образуется сложная фаза (MnFe)Al6, практически нерастворимая в алюминии, поэтому сплав АМц и не упрочняется термической обработкой.

9. Приведите примеры деформируемых, термически неупрочняемых сплавов

Д1; Д16; АК8; В95…

Какой упрочняющей термообработке подвергают дуралюмины?

Закалке.

Что такое старение?

Старение заключается в выдержке при температуре 150 – 180 °С

Как маркируют литейные алюминиевые сплавы?

АМг5к; АМг10; АК7Ц9; АЦ4Мг…

Как маркируют деформируемые алюминиевые сплавы?

Д1; Д16; АК8; В95…

Что такое модифицирование?

Вмешательство в формирование структуры сплава.

Какие сплавы называют силуминами?

Силумины – это сплавы алюминия с кремнием, обычно содержащие 10 – 13 % Si (AK12)

Чем модифицируют силумины?

Силумины легируют магнием, медью и подвергают термической обработке.

С какой целью модифицируют силумины?

Для повышения механических и литейных свойств.

Какова структура модифицированного силумина?

Микроструктура сплава эвтектического состава состоит из эвтектики α + Si.

Какие алюминиевые сплавы широко используются в криогенной технике?

АМц.

Какими компонентами легируют силумины?

Si

Титан, его свойства и применение

Титан - серебристо-белый легкий металл с удельной плотностью 4,5 Мг/м³ и температурой плавления 1668°С. Чистый титан находит применение в авиации и ракетостроении, а также в химической промышленности. Металлургической промышленностью изготавливается в виде листов, труб, прутков, проволоки и других полуфабрикатов.

Влияние легирующих элементов на полиморфизм титана?

Легирующие элементы оказывают большое влияние на температуру полиморфного превращения. Такие элементы, как Al, O, N повышают температуру полиморфного превращения и расширяют область α, их называют α-стабилизаторами.

Классификация титановых сплавов по структуре

Ø α-сплавы со структурой твердого раствора легирующих элементов в α-титане;

Ø α+β-сплавы, состоящие из α и β-твердых растворов;

Ø β-сплавы, имеющие структуру твердого раствора легирующих элементов в β-титане.

Фазовые превращения в титановых сплавах

α; β; α+β.

Термическая обработка титановых сплавов

Наличие у сплавов титана высокотемпературной модификации β-твердого раствора, способной к значительному переохлаждению, обусловливает получение разнообразных структур в зависимости от peжимов термической обработки.

Применение титановых сплавов

Ø авиация и ракетостроение

Ø химическая промышленность

Ø оборудование для обработки ядерного топлива;

Ø морское и речное судостроение

Ø криогенная техника (при отрицательных температурах до -250°С).

Назовите основные свойства магния

Магний — металл серебристо-белого цвета с гексагональной решёткой, обладает металлическим блеском.

Назовите основные легирующие элементы магниевых сплавов

Магний для улучшения свойств легируют Al, Zn, Mn, Zr, Nd, La, Ce, Li.

Какие элементы магниевых сплавов обеспечивают жаропрочность?

Mg–РЗМ–Zr.

Какие элементы обеспечивают коррозионную стойкость магниевых сплавов?

Марганец.

31. Приведите примеры марок литейных и деформированных магниевых сплавов

МЛ3; МЛ4; МЛ5; МЛ5пч; МЛ6 – литейные;

Чем определяются литейные свойства магниевых сплавов?

Высокими механическими свойствами.

Объясните структуру и фазовый состав сплава МЛ5

Магниевый литейный сплав	нагруженные детали; предельная рабочая температура: 150°C -длительная, 250°C -кратковременнаясжатие
Fe	Si	Mn	Ni	Al	Cu	Zr	Be	Mg	Zn	Примесей
до 0.06	до 0.25	0.15 - 0.5	до 0.01	7.5 - 9	до 0.1	до 0.002	до 0.002	89.1 - 92.15	0.2 - 0.8	прочие 0.1; всего 0.5

Объясните структуру и фазовый состав сплава МА8

Магниевый деформируемый сплав	для листов, плит, штамповок сложной конфигурации; для сварных конструкций; предельная рабочая температура: 200°C -длительная, 250°C -кратковременная
Fe	Si	Mn	Ni	Ce	Al	Cu	Be	Mg	Zn	Примесей
до 0.05	до 0.1	1.3 - 2.2	до 0.007	0.15 - 0.35	до 0.1	до 0.05	до 0.002	96.84 - 98.55	до 0.3	всего 0.3