Расшифровать состав сплава ал2. Указать способ изготовления деталей из данного сплава и описать способ его упрочнения.

Алюминиевый литейный сплав-силумин. Кремний – 10-13%, Магний – до 0,5%, Алюминий – 85-90%. Если содержат только алюминий и кремний,относятся к термически неупрочныемым. Введение в силумины магния делает их термически упрочныемыми-они подвергаются закалке и искусственному старению. Благодаря эвтектической структуре имеет отличные литейные свойства при невысоких механических. Имеется опыт изготовления литых пресс-форм из сплава АЛ2 на машине литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования, При этом используют обычные блок-формы с цилиндрическими и прямоугольными вкладышами, дополнительно изготовляют только вкладыши в блок-формы для закрепления эталонов-моделей.

1. На складе имеются стали 20Х2Н4ВА, У12, 65СГ, 5ХНМ. Расшифровать состав сталей и указать их типовую термическую обработку, получаемые структуру и свойства.

 

У12

1,2% С

Отжиг на зернистый перлит, закалка + низкий отпуск, структура: М_отп+Ц_II

твердость62…63 HRC.

20Х2Н4ВА

0,2%С, 2%Cr, 4%Ni, ~1%W, А – высококачественная.

Структура сердцевины – низкоуглеродистый мартенсит.

Высокая прокаливаемость, низкий порог хладноломкости.

Обработка холодом

5ХНМ

Закалка в масле+высокий отпуск, троостосорбит; твердость 40-45, рабочая температура нагрева- 500-550С.

0,5% хрома, до 1,5% никеля, до 0,15% молибдена

65СГ

0,65% С, Кремния,марганца до 1%

Высокая прочность и твердость

Закалка в масле+низкий отпуск, Мотп+Ц втор

 

Билет №16

Испытания на растяжение. Кривая растяжения и механические характеристики: предел прочности, предел текучести для пластичных и малопластичных материалов. Относительное удлинение и относительное сужение. Единицы измерения данных характеристик.

Статические испытания-медленное и плавное увеличение нагрузки (растягивающие, сжимающие, крутящие, срезывающие). Испытания на растяжение проводят на специальных машинах с использованием стандартных образцов. После испытания записывают диаграмму условных напряжений в координатах «напряжение σ – относительное удлинение δ». σ = P/F0 (МПа)

 

Характеристики прочности:

Предел пропорциональности σпц – максимальное напряжение, соответствующее линейному участку кривой растяжения.

Предел текучести σт – напряжение, при котором материал деформируется без заметного увеличения нагрузки.

Предел прочности(временное сопротивление) σв – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, предшествующей разрушению образца

Характеристики пластичности:

Относительное удлинение – это отношение удлинения образца под действием растягивающей нагрузки к его первоначальной длине-

δ=(l-l0)/ l0 * 100%

Относительное сужение – это отношение уменьшения площади поперечного сечения образца в месте разрыва под действием растягивающ. нагрузки к начальной площади поперечного сечения

Ψ=(F0 – F)/ F0 * 100%

На диаграмму изотермического распада переохлажденного аустенита нанести режимы охлаждения при отжиге, нормализации и закалке. Назначение и виды этих процессов для до- и заэвтектоидных сталей. Получаемые структуры и свойства.

Отжиг закл-сяв нагреве стали до определенной тем-ры,выдержке и послед-ем медленном охлаждении.Охлаждение происходит вместе с печью. Цель- получение равновесной структуры.

-Ф+П- в доэвтектоидных сталях(Ф+П)

-П- в эвтектоидных сталях(П)

-П+Ц2 – в заэвтектоидных сталях

Виды отжига 1-го рода:

Рекристаллизационный отжиг применяется для снятия наклепа и зак-ся в нагреве холоднодеформированной стали выше тем-ры рекристаллизации на 150-250С, выдержке и послед охлаждении. Снижение твердости и повышение пластичности. Отжиг для снятия напряжений примен-ся для отливок, деталей, сварных изделий после обработки резанием.

Диф-ный отжиг прим-ся для легир сталей с целью выравнивания хим.состава и уменьшения внутрикристаллической ликвации, кот повышает слонность стали к хрупкому разрушению, понижает пластичность и вязкость. Т нагрева до 1100-1200С. В рез-те получется структура Ф+П с крупным зерном.

Виды отжига 2-го рода:

Поный отжиг- нагрев доэв-ных сталей на 30-50 С выше тем-ры Ас3,выдержка и охлаждение вместе с печью.Цели- измельчение зерна, повышение ударной вязкости; улучшение обрабатываемости резанием за счет снижения твердости и повышения пластичности; снятие внутренних напряжений. Полный отжиг для заэвтектоидных сталей не применяется.

Неполный отжиг – нагрев до – и заэвтек-ных сталей выше тем-ры Ас1, выдержка, охлаждение в печи. Неполный отжиг доэв-ных сталей применяют вместо полного, если не требуется измельчение зерна. Заэв-ные стали подвергают только неполному отжигу, нагрев вызывает практически полную перекристаллизацию, проводится для получения структуры зернистого перлита. Сталь с зернистым перлитом имеет более низкие значения твердости и прочности, более высокую пластичность.

Изотермический отжиг – проводится для легир сталей и состоит в нагреве выше линии Ас3,быстром охлажд-и, изотремической выдержке в теч-е 3-6ч, послед охл-е на воздухе. Сокращает длительность процесса, получается более однородная ф-п структура.

Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали до тем-ры на 40-50С выше Ас3, заэвтек-ной – на 40-50С выше Асm, выдержке и охлаждении на воздухе. Нормализация вызывает полную перекристаллизацию стали, устраняет крупнозернистую структуру. Быстрое охлаждение на воздухе приводит к распаду А при более низких тем-рах, что повышает дисперсность ф-ц смеси.После нормализации получаются структуры: С+Ф – в доэв-ных сталях; С- в эвтектоидных; С+Ц2 – в заэвт-ных.. Назначение нормализации различно в зависимости от состава стали: для низкоуглеродистых(до 0,3%)- нормализ-ю применяют вмсто отжига, она явл-ся более экономичной,т.к. меньше времени затрачивается на охлаждение стали. Для среднеуглеродистых(0,3-0,5%)- нормализ-ю применяют вместо закалки и высокго отпуска(улучшения), снижается ударная вязкость. Для высокоуглеродистых(заэв-ных) – нормализ-ю применяют перед последующей термообработкой для устранения цементитной сетки. Для высоколегированных – нормализ-я может применяться вместо закалки, т.к. охл-е таких сталей на воздухе обеспечивает получение структуры М.

Закалка заключается в нагреве доэвт-ных сталей на 30-50С выше Ас3, заэв-ных на 20-30С выше Ас1,выдерже и послед охл-и со скоростью выше критической. Цель: получение структуры мартенстита. Закалка не явл-ся окончательной операцией, чтобы уменьшить хрупкость и напряжение, получить требуемые мех-кие сво-ва, сталь после закалки подвергают отпуску