Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Литейные алюминиевые сплавы. Их состав, структура, маркировка. Цель модифицирования.Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Типичными литейными алюминиевыми сплавами являются силумины – сплавы алюминия с кремнием (АК12, АК9, АК7). Диаграмма состояния системы Al–Si приведена на рис.50.
Рис. 50. Диаграмма состояния сплавов системы Al – Si Распространенный силумин АК12 содержит 11…13% Si. В равновесном (литом) состоянии сплав является заэвтектическим и состоит из эвтектики (α+Si) крупноигольчатого строения и включений хрупких первичных кристаллов кремния (рис. 51а).
Для повышения механических свойств силуминов проводят модифицирование. В расплав вводят соли натрия – 67% NaF и 33% NaCl. Натрий - поверхностно-активный элемент, способствует измельчению первичных кристаллов кремния и эвтектики.Кроме того, в присутствии натрия точка эвтектики смещается в сторону больших концентраций кремния (пунктирные линии на рис. 50), так что сплав АК12 становится доэвтектическим. Структура модифицированного сплава состоит из кристаллов α-раствора и мелкозернистой эвтектики (рис. 51б). Доэвтектические сплавы АК9 (8…10%Si) и АК7 (6…8%Si) дополнительно содержат магний (до 0,3…0,4%Mg) и могут упрочняться закалкой с последующим старением за счет выделения частиц упрочняющей фазы Mg2Si. Применяют силумины для изготовления мелких (АК12), а также средних и крупных (АК9, АК7) литых деталей (корпусов компрессоров, картеров двигателей внутреннего сгорания, блоков цилиндров автомобильных двигателей).
4. На стали 40 получить структуры: а) мартенсит, б) мартенсит+троостит, в) нижний бейнит, г) нижний бейнит+мартенсит. Кривые охлаждения для получения этих структур нанести на С-кривую 1)нагрев значительно выше Ас3 (перегрев). Образовался М крупноигол.(при нагреве образ А с крупным зерном, который при охлаждении переходит в Мкрупноигол и низкой ударной вязкостью. Это дефект ТО 2)М+Т.при опр скорости охл,часть А превращ в Т,но превращение не заканчивается,так как вектор скорости не пересекает линию конца распада А.Оставшаяся часть А переохл до точки Мн и превращается в М. 3) нижний бейнит получается при изотермической выдержке 4) нижний бейнит+мартенсит. Получается при изменинии скорости охлаждения.
№29
Сплавы железа с углеродом в диапазоне концетраций от 0 до 6,67% подразделяют на три группы: -технич железо (C<0,02%, структура Ф+ЦIII) -стали 0,02<C%<2,14 1) доэвтектоид стали(0,02<C%<0,8, П+Ф) 2) эвтектоидн(С=0,8%, П) 3) заэвтектоидн(0,08<C%<2,14, П+ЦII) -чугуны 2,14<C%<6,67 1) доэвтектич(2,14<C%<4,3, Л+П+ЦII)(ж) 2) эвтектич(С=4,3%, Л) 3) заэвтектич (4,3<C%<6,67, Л+ЦI) Фазы в системе железо-углерод. Фазы: -Ж -Ф(феррит) = FeαC (Cmax – 0,02%) -А(аустенит) = FeγC (Cmax – 2,14%) -Ц(цементит) – Fe3C (Cmax – 6,67%) -Г(графит) Феррит – твёрдый раствор углерода в α-железе. ОЦК Аустенит – твёрдый раствор углерода в γ-железе.ГЦК Цементит – химическое соединение железа с углеродом – карбид железа Fe3C Графит образуется в высокоуглеродистых сплавах при метастабильном равновесии, если охлаждение(нагрев) происходит медленно, но с реальными скоростями.
К α стабилизаторам относят элементы с ОЦК реш.(Cr,Mo,W,V). Эти элементы повышают t А3 и понижают А4.Значит сужается об-ть γ-тв. р-ра и расширяется об-ть α -тв.р-ра. Когда концентрация α-стаб. больше Х, сплавы Fe-ЛЭ во всем темпер. интервале до линии солидус будет иметь стр-ру легиров.феррита. К γ стаб. Относятся элементы с ГЦК решёткой (Ni,Mn,Cu).Они снижают t А3 и увеличивают А4, расширяя об-ть γ тв. р-ра. Сплавы Fe-ЛЭ с концентрацией γ -стаб. больше У приобретают стр-ру А легир.
Нормализация. Заключается в нагреве доэвтектоид. стали до тем-ры на 40-50С выше Ас3, заэвтектоид. – на 40-50С выше Асm, выдержке и охлаждении на спокойном 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 эвтектоид; С+ЦII – в заэвт-ных..Назначение нормализации различно в зависимости от состава стали: -Для низкоуглеродистых(до 0,3%)- норм-ю применяют вместо отжига, она явл-ся более экономичной, т.к. меньше времени затрачивается на охлаждение стали. -Для среднеуглеродистых(0,3-0,5%)- норм-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 – норм-я может применяться вместо закалки, т.к. охл-е таких сталей на воздухе обеспечивает получение структуры М. Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением. Такая термообработка создает наилучшее сочетание прочности и вязкости стали и применяется для деталей машин из среднеуглеродистых сталей, испытывающих статистические и особенно динамические или цилиндрические нагрузки(валы, шатуны, оси, крепежные детали).В рез-те получается С отп-высокая ударная вязкость. Для среднеуглеродистых сталей нормализацию применяют вместо улучшения. Мех св-ва, особенно ударная вязкость будут ниже,но изделия будут подвержены меньшей деформации по сравнению с получаемой при закалке,и вероятность получения трещин практически исключается Латуни – сплавы меди с цинком, основной элемент цинк. Cu+Zn
Маркируются буквой Л и числом, показывающим содержание меди (например, Л68 содержит 68%меди Cu и 48% цинка Zn). В марках многокомпонентных латуней содержаться буквенные обозначения элементов, числа последовательно показывают содержание меди и каждого легирующего элемента. Например, ЛАН59-3-2 59%Сu,3%Al,2%Ni(остальное Zn). В системе Cu – Zn образуются фазы: - α – твердый раствор цинка в меди, предельная растворимость 39%Zn - β’ – упорядоченный твердый раствор меди на основе электронного соединения CuZn, существует при температуре ниже 454 0С - β – неупорядоченный твердый раствор меди на основе CuZn, существует при температуре выше 454 0С Практическое применение имеют латуни, содержащие 45% цинка, сплавы с большей концентрацией цинка обладают пониженной прочностью и пластичностью. Латуни по структуре делят на две группы: - однофазные (α-латуни) со структурой α-твердого раствора, содержат меньше 39%Zn - двухфазные со структурой α+β, содержат от 39% до 45%Zn Однофазные α-латуни (Л96,Л80) обладают пластичностью, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии, упрочняются холодной пластической деформацией. Применяются в виде полос, лент, проволоки, а также в качестве деталей (шайбы, втулки и т.д.) Двухфазные α+β – латуни (Л59,Л60) имеют большую, чем у однофазных прочность и износостойкость; их используют для изготовления втулок, гаек, токопроводящих деталей. Специальные латуни дополнительно легированы элементами: 1)Pb (свинец) Улучшает обрабатываемость резанием на станках-автоматах, такие латуни называют автоматными (ЛС59-1). 2)Sn (олово) Коррозионная стойкость к морской воде, применяют в судостроении (ЛО62-1) 3)Si, Fe, Mn, Al Кремний повышает коррозионную стойкость и технологические свойства латуней. Кремнистые латуни обладают высокой прочностью, пластичностью, вязкостью (ЛК80-3) Железо задерживает процесс рекристаллизации латуней, измельчает зерно и повышает твердость (ЛЖМц59-1-1) Алюминий повышает прочность твердость и коррозионную стойкость латуней (ЛАЖ60-1-1)
инструмента для холодного деформирования: У12 => закалка + низкий отпуск => М отпуска + Ц вторичный инструмента для горячего деформирования: 5ХНМ, 65Г => Закалка в масле + высокий отпуск => троостит
№30 Пластическая деформация – это деформация, которая сопровождается изменением формы и размеров образца. При этом изменяется структура и свойства. Величину пластической деформации определяют степенью пластической деформации ε = (Н0 – Н)/ Н0; где Н0 и Н размер образца до и после деформации. С увеличением степени пл. деф. прочность, твердость повышаются, а пластичность, ударная вязкость понижаются Наклеп (нагартовка) – упрочнение металла при пластической деформации. оно вызвано: -увеличением плотности дислокаций -искажением кристаллической решетки -дроблением зерен перемещение дислокаций в плоскости скольжения через весь кристалл приводит к смещению соответствующей части кристалла на одно межатомное расстояние.(при скольжении) Рекристаллизац. 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.
Закаливаемость- способность стали повышать твердость в рез-те закалки. Главным фактором, определяющим закаливаемость, явл. содержание в стали углерода: чем больше в М углерода, тем выше его твердость. Прокаливаемость – способность стали получать закаленный слой на определенную глубину. Под закаленным слоем понимают слой со структурой М или Т-М, обладающий высокой твердостью. Критический диаметр - наибольшей диаметр заготовки, в центре которой образуется полумартенситная структура в рез-те закалки в данной охлаждающей среде. Сквозная прокаливаемость необходима для получения однородной отпускной структуры одинаковых свойств по всему сечению детали. Влияние различных факторов на прокаливаемость и закаливаемость. Прокаливаемость тем выше,чем меньше критическая скорость закалки, т.е. чем выше устойчивость переохлажденного А. 1.Влияние углерода. С до 0,8% - устойчивость А увеличивается, закалка ум, прокаливаемость ув. С>0,8%- устойчивость А ум,Vкрит ув,прокаливаемость ум. 2.ВлияниеЛЭ.ЛЭ растворенные в А повышают устойчивость Апереохл и ув прокаливаемость. ЛЭ полностью нерастворенные в А, ум прокаливаемость. 3.Влияние размера зерна А. чем крупнее зерно, тем больше прокаливаемость.
В зависимости от вида окончательной термообработки конструкционные стали общего назначения делят на три класса. -Цементуемые стали- низкоуглеродистые,содержат 0,1…0,3%С. Применяются для деталей, от которых требуется высокая твердость и износостойкость поверхности при вязкой сердцевине. Они подвергаются цементации, нитроцементации, закалке и низкому отпуску для повышения твердости и износостойкости за счет увеличения содержания углерода(до 0,8…1.1 %С) в поверхностном слое. Высокая ударная вязкость сердцевины обеспечивается путем сохранения в ней исходного низкого содержания углерода.15, 18Х2Н4ВА -Улучшаемые стали-среднеуглеродистые, содержат 0,3…0,5%С. Используются для изготовления деталей, работающих при динамических и циклических нагрузках. Их основная термообработка-улучшение, то есть закалка с последующим высоким отпуском. Получаемая структура зернистого сорбита обеспечивает высокую ударную вязкость.40ХФА, 50 -Рессорно-пружинные стали-содержат 0,5…0,85%С.Они применяются для изготовления деталей, требующих повышенной упругости. Для них применяется термообработка, состоящая из закалки и среднего отпуска. Высокий предел упругости обеспечивается за счет получения структуры Т отп. по всему сечению изделия. 75, 60С2А
Д1 (дуралюмин; алюминий – основа, 3,8-4,8 Медь, 1% Магний, 1% Марганец) Т.О: Закалка + Старение Закалка: нагрев до 500°С, при которой избыточная θ-фаза полностью растворяется в α-твёрдом растворе, выдержка при этой температуре и быстрое охлаждение до комнатной температуры для получения пересыщенного твёрдого раствора ↑пластичность, ↓ прочность Старение: 1) естественное (выдержка при комнатной температуре 5-7 суток) 2)искусственное (выдержка при температуре 100-200°С 10-24ч) ↑пластичность и ↓твёрдость (инкубационный период) – проводят клёпку Возврат (выдержка при 230-250°С 2-3 мин)обработка состаренных сплавов (восстанавливается пластичность и вновь упрочняется сплав)
М-упорядоченный пересыщенный углеродом тв. р-р внедрения углерода в α железо. М- решётка тетрагональная. Механизм: бездиффузионный. Смещение атомов на расстояния,не превышающие межатомные. М имеет больший удельный объём по сравнению с А, поэтому в процессе роста мартенситного кристалла увеличиваются упругие напряжения, что приводит к пластической деформации. Первые иглы М имеют длину, соответственную поперечному размеру исходного зерна А. Иглы под углом 60 или 120. Мартенситное превращение при непрерывном охлаждении А и ниже температуры Мн. Окончание при Мк. Остаточный А.- М превращение не идёт до конца. Между иглами М зажат А (1..3%). Кол-во его влияет на положение Мн и Мк. При сод. С более 0,6 Мк смещается ниже 0. Чем больше в стали С и ЛЭ, тем ниже Мк, значит больше Аост. М-высокая твёрдость и хрупкость.
Отжиг закл-ся в нагреве стали до определенной тем-ры, выдержке и послед. медленном охлаждении. Охл-е 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 прим-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. Цель- 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 охл-и, изотерм выдержке в теч-е 3-6ч,послед охл-е на воздухе. Сокращает длительность процесса, получается более однородная Ф-П структура.
для d=5 70 для d=20 60С2А (кремний повышает предел упругости и прокаливаемость) ТО: зак+СО. стр-ра: Тотп(пластинч) св-ва: высокий предел упругости и выносливость
Компоненты: А, В. Фазы: L, α. Если два компонента неограниченно растворяются в жидком и твердом состояниях, то возможно существование только двух фаз — жидкого раствора L и твердого раствора α. Следовательно, трех фаз быть не может, кристаллизация при постоянной температуре не наблюдается и горизонтальной линии на диаграмме нет. Диаграмма, изображенная на рис. 1, состоит из трех областей: жидкость, жидкость + твердый раствор и твердый раствор. Линия АmВ является линией ликвидус, а линия АnВ — линией солидус. Процесс кристаллизации изображается кривой охлаждения сплава (рис. 2). Точка 1 соответствует началу кристаллизации, точка 2 — концу. Между точками 1 и 2 (т. е. между линиями ликвидус и солидус) сплав находится в двухфазном состоянии. При двух компонентах и двух фазах система моновариантна (с = k—f+1 = 2 — 2 + 1 = 1), т. е. если изменяется температура, то изменяется и концентрация компонентов в фазах; каждой температуре соответствуют строго определенные составы фаз. концентрация и количество фаз у сплава, лежащего между линиями солидус и ликвидус, определяются правилом отрезков. Так, сплав К в точке а состоит из жидкой и твердой фаз. Состав жидкой фазы определится проекцией точки b, лежащей на линии ликвидус, а Состав твердой фазы — проекцией точки с, лежащей на линии солидус. Количество жидкой и твердой фаз определяется из следующих соотношений: количество жидкой фазы ac/bc, количество твердой фазы ba/bc. Во всем интервале кристаллизации (от точки 1до точки 2) из жидкого сплава, имеющего исходную концентрацию К, выделяются кристаллы, более богатые тугоплавким компонентом. Состав первых кристаллов определится проекцией s. Закончиться кристаллизация сплава К должна в точке 2, когда последняя капля жидкости, имеющая Состав l, затвердеет. Отрезок, показывающий количество твердой фазы, равнялся нулю в точке /, когда только началась кристаллизация, и количеству всего сплава в точке 2, когда кристаллизация закончилась. Состав жидкости изменяется по кривой 1 — l, а Состав кристаллов — по кривой s — 2, и в момент окончания кристаллизации Состав кристаллов такой же, как и Состав исходной жидкости.
№32
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-16; просмотров: 1072; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.152.49 (0.009 с.) |