Контрольная работа по Материаловедению
 Скачать 303 Kb.
|
|
классификация и маркировка ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОв Цель работы: приобретение знаний, умений и навыков классификации и маркировки цветных металлов и сплавов. Краткие теоретические положения Специалистам в сфере техники и технологий необходимо знать классификацию и маркировку материалов, предназначенных для изготовления деталей машин и конструкций. К таким материалам относятся металлы и их сплавы, металлические и металлокерамические порошки, пластмассы, резина, стекло, керамика, древесные и другие неметаллические вещества. Наиболее широкое распространение в качестве конструкционных материалов получили металлы и их сплавы, поэтому в настоящей работе приведена информация о цветных металлах (медь, алюминий, титан, магний и др.) и сплавах на их основе. Медь и ее сплавы Медь – металл красного, в изломе розового цвета, с гранецентрированной кристаллической решеткой. Плотность меди 8940 кг/м3, температура плавления 1083 °С. Обладает высокими пластичностью, коррозионной стойкостью, теплопроводностью и малым удельным электросопротивлением. Технически чистая медь - применяется для изготовления катодов, литых и деформированных полуфабрикатов. Согласно ГОСТ 859-2001 по чистоте медь подразделяют на марки:
После обозначения марки указывают способ изготовления меди: к – катодная, б – бескислородная, р – раскисленная, ф – раскисленная фосфором. Медь огневого рафинирования не обозначается. В обозначении марок меди, предназначенной для электротехнической промышленности и подлежащей испытаниям на электропроводность, добавляется буква Е. Пример расшифровки: М00к – технически чистая медь, содержит Cu не менее 99,99 %. М3 – технически чистая медь огневого рафинирования, содержит Cu и примеси Ag не менее 99,5 %. Медные сплавы Медные сплавы подразделяют на латуни и бронзы. Сплавы, предназначенные для изготовления деталей методами литья, относятся к литейным. Сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием – к обрабатываемым давлением. Приняты следующие обозначения компонентов медных сплавов: А – алюминий Мг – магний Ср – серебро Б – бериллий Мш – мышьяк Су – сурьма Ж – железо Н – никель Т – титан К – кремний О – олово Ф – фосфор Кд – кадмий С – свинец Х – хром Мц – марганец Ц – цинк Бронзы литейные и обрабатываемые давлением Бронзы – сплавы меди с оловом (4-33 % Sn, хотя бывают безоловянные бронзы), свинцом (до 30 % Pb), алюминием (5-11 % Al), кремнием (4-5 % Si), сурьмой и фосфором. В соответствии с ГОСТ 493-79, ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-2006 и ГОСТ 18175-78, бронзы обозначаются в начале марки буквами Бр. В литейных бронзах после начального обозначения Бр следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество элементов в процентах. В конце марки может ставиться буква Л (литейный сплав). В обрабатываемых давлением бронзах после начального обозначения Бр следуют все буквы названий основных элементов, образующих сплав, затем все цифры через тире, указывающие количество соответствующих элементов в процентах. Пример расшифровки: БрА9Мц2Л – бронза, содержит Al 9 %, Мn 2 %, остальное Сu, литейная. БрОФ8-0,3 – бронза, содержит Sn 8 %, P 0,3 %, остальное Cu, обрабатываемая давлением. БрКМц3-1 – бронза безоловянная, содержит Si 3 %, Mn 1 %, остальное Cu, обрабатываемая давлением. Латуни литейные и обрабатываемые давлением Латуни – сплавы меди с цинком (до 50 % Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца. В соответствии с ГОСТ 15527-2004 и ГОСТ 17711-93 латуни обозначаются в начале марки буквой Л. В литейных латунях после начального обозначения Л следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество элементов в процентах. В обрабатываемых давлением латунях после начального обозначения Л следуют все буквы названий основных элементов, образующих сплав, затем все цифры через тире, указывающие количество соответствующих элементов в процентах. Первая цифра указывает содержание меди. В несложных по составу обрабатываемых давлением латунях указывается только содержание в сплаве меди. Пример расшифровки: ЛЦ40Мц3Ж – латунь, содержит Zn 40 %, Мn 3 %, Fe до 1,5 %, остальное Cu, литейная. ЛАМш77-2-0,05 – латунь, содержит Cu 77 %, Al 2 %, As 0,05 %, остальное Zn, обрабатываемая давлением. Л96 – латунь, содержит Cu 96 % и Zn 4 % (томпак), обрабатываемая давлением. Алюминий и его сплавы Алюминий – металл серебристо-белого цвета с гексагональной кристаллической решеткой, температура плавления 600 °С. Наиболее важной особенностью алюминия является низкая плотность – 2700 кг/м3. Обладает высокими тепло- и электропроводностью, стойкий к коррозии. Алюминий первичный Выпускается в жидком виде, в виде чушек, слитков, катанки, ленты и др. В соответствии с ГОСТ 11069-2001 в зависимости от химического состава (степени чистоты) первичный алюминий подразделяется на алюминий высокой и технической чистоты. Обозначается в начале марки буквой А и цифрами, указывающими доли процента свыше 99,0 % Al. Буква Е обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния, Э – пониженное содержание кремния и магния. Пример расшифровки: А99 – алюминий первичный высокой чистоты, содержание Al не менее 99,99 %. А5Е – алюминий первичный технической чистоты, содержание Al не менее 99,5 %, с повышенным содержанием железа и пониженным содержанием кремния. Алюминий чистый деформируемый В соответствии с ГОСТ 4784-97 чистый деформируемый алюминий обозначается в начале марки буквами АД и цифрами, указывающими условную степень чистоты: АД000 (99,80 % Аl), АД00 (99,7 % Al), АД0 (99,5 % Al), АД1 (99,30 % Al), АД (99,0 % Al). Буква Е в конце марки обозначает чистый деформируемый алюминий с гарантированными электрическими характеристиками. Пример расшифровки: АД0Е – чистый деформируемый алюминий, упрочняемый термообработкой, содержит Al 99,5 %, с гарантированными электрическими характеристиками. Алюминиевые литейные сплавы Применяются для изготовления чушек (металлошихты) и фасонных отливок. Обладают хорошей жидкотекучестью и имеют сравнительно небольшую усадку. В соответствии с ГОСТ 1583-93 обозначаются в начале марки буквами АЛ и цифрами, указывающими порядковый номер сплава в зависимости от химического состава. Некоторые литейные алюминиевые сплавы маркируются по химическому составу (АК7М2, АК21М2 и др.). В этом случае буквы обозначают: К – кремний, М – медь, Мг – магний, Мц – марганец, Н – никель, Су – сурьма, Ц – цинк, цифра – среднее процентное содержание элемента. Для обоих видов обозначений в конце марки могут добавляться буквы: ч – чистый, пч – повышенной чистоты, оч – особой чистоты, л – литейный, с – селективный, р – рафинированный, П – для изготовления изделий пищевого назначения. Пример расшифровки: АЛ27 – алюминиевый литейный сплав, номер марки 27. АК8М3ч – алюминиевый литейный сплав, содержит Si 8 %, Cu 3 %, остальное Al, чистый. АК9Ц6р – алюминиевый литейный сплав, содержит Si 9 %, Zn 6 %, остальное Al, рафинированный. Алюминиевые деформируемые сплавы Применяются для изготовления полуфабрикатов (лент в рулонах, листов, кругов-дисков, плит, полос, прутков, профилей, шин, труб, проволоки, поковок и штампованных поковок) методом горячей или холодной деформации (прокатка, ковка, штамповка), а также слябов и слитков. Не упрочняемые термообработкой В соответствии с ГОСТ 4784-97 к деформируемым алюминиевым сплавам, не упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы Al-Mn и Al-Mg. Обозначаются начальными буквами входящих в состав сплава компонентов и цифрами, указывающими процентное содержание легирующего элемента. При отсутствии цифр содержание легирующего элемента составляет до 1,5 %. Пример расшифровки: АМц – деформируемый алюминиевый сплав, не упрочняемый термообработкой, содержит Mn до 1,5 %, остальное Al. АМг6 – деформируемый алюминиевый сплав, не упрочняемый термообработкой, содержит Mg 6 %, остальное Al. Упрочняемые термообработкой В соответствии с ГОСТ 4784-97 к деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюмины, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного химического состава. Дуралюмины обозначаются буквой Д и цифрой, указывающей порядковый номер сплава в зависимости от химического состава. Ковочные алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой, обозначаются в начале марки буквами АК и цифрами, указывающими порядковый номер сплава в зависимости от химического состава. Пример расшифровки: Д16 – дуралюминий, упрочняемый термообработкой, номер марки 16. АК8 – алюминиевый ковочный сплав, упрочняемый термообработкой, номер 8. Алюминиевые антифрикционные сплавы Применяются для изготовления монометаллических и биметаллических подшипников методом литья и монометаллической и биметаллической ленты и полосы методом прокатки или сварки взрывом с последующей штамповкой из них вкладышей. В соответствии с ГОСТ 14113-78 обозначаются в начале марки буквой А, начальными буквами входящих в состав легирующих элементов и цифрами, указывающими процентное содержание элемента: АО9-2, АО3-7, АО6-1, АО9-1, АО12-1, АО20-1, АН-2,5, АСМ, АСМТ, АМК. В первых шести сплавах присутствуют указанное количество олова и меди (первая цифра – олово, вторая – медь в %), в седьмом – 2,7-3,3 % Ni и в последних трех – сурьма (С), медь (М), теллур (Т) или кремний (К). Титан и его сплавы Титан – тугоплавкий металл серого цвета с невысокой плотностью (4500 кг/м3), температура плавления 1670 °С. Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40 %. Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить сложные отливки, но обработка резанием затруднительна. Для получения сплавов с улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом, ванадием и другими элементами. По технологии изготовления титановые сплавы подразделяются на деформируемые и литейные; по уровню механических свойств – на сплавы невысокой прочности и повышенной пластичности, средней прочности, высокопрочные; по условиям применения – на хладостойкие, жаропрочные, коррозионностойкие. По способности упрочняться термообработкой – на упрочняемые и неупрочняемые. Титан губчатый Применяется в качестве исходного материала для производства полуфабрикатов из титана и его сплавов, полученных магниетермическим способом с вакуумтермической очисткой. В соответствии с ГОСТ 17746-96 обозначается буквами ТГ и цифрами через тире, указывающими значение твердости по Бринеллю (НВ), определяемое при вдавливании стального шарика диаметром 10 мм с усилием 14715 Н (1500 кгс) в течение 30 с. В обозначении титана губчатого твердого добавляются буквы Тв. Пример расшифровки: ТГ-100 – титан губчатый с твердостью по Бринеллю не более НВ 100 МПа. ТГ-Тв – титан губчатый твердый. Литейные и деформируемые титан и его сплавы Применяются для изготовления полуфабрикатов (листов, лент, фольги, полос, плит, прутков, профилей, труб, поковок и штампованных заготовок) методом деформации и слитков. В соответствии с ГОСТ 19807-91 обозначаются буквами ВТ, ОТ, ПТ (В, О, П – идентификатор организации-разработчика или производителя, Т – титан) и цифрами, указывающими порядковый номер сплава в зависимости от химического состава: В – ВИАМ титан – Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ, г. Москва); О – Опытный титан – совместная разработка ВИАМ и Верхнесалдинского металлургического производственного объединения (ВСМПО, г. Верхняя Салда, Свердловская область); П – Прометей титан – Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" (ЦНИИ КМ "Прометей", г. Санкт-Петербург). В некоторых случаях после порядкового номера сплава ставится дополнительная буква: У – улучшенный, М – модифицированный, И – специального назначения, Л – литейный, В – с преобладанием ванадия в качестве легирующего элемента. Пример расшифровки: ВТ8 – ВИАМ титановый сплав, номер марки 8. ПТ-7М – Прометей титановый сплав, номер марки 7, модифицированный. Магний и его сплавы Магний – металл светло-серого цвета с гексагональной кристаллической решеткой, температура плавления 650 °С. Среди промышленных металлов магний обладает наименьшей плотностью (1740 кг/м3). Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры магний интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. В чистом виде используется в пиротехнике и химической промышленности. Обладает малой прочностью и пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется. Для повышения химико-механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий, цинк, марганец и другие легирующие добавки, придающие высокую удельную прочность и способствующие хорошему поглощению вибрации, что позволяет широко использовать магниевые сплавы в авиационной и ракетной технике. Магний первичный в чушках Применяется для производства сплавов, магниетермических процессов, десульфурации чугуна в качестве химического реагента и других целей. В соответствии с ГОСТ 804-93 обозначается буквами Мг и цифрами, указывающими содержание магния после запятой в процентах. Пример расшифровки: Мг80 – магний первичный в чушках с содержанием магния 99,80 %. Магниевые литейные сплавы Применяются для изготовления фасонных отливок. В соответствии с ГОСТ 2856-79 обозначаются буквами МЛ и цифрами, указывающими порядковый номер сплава в зависимости от химического состава. В конце марки могут добавляться буквы: пч – повышенной чистоты, он – общего назначения. Пример расшифровки: МЛ3 – магниевый литейный сплав, номер марки 3. МЛ5пч – магниевый литейный сплав, номер марки 5, повышенной чистоты. Магниевые деформируемые сплавы Применяются для изготовления полуфабрикатов (листов, плит, прутков, профилей, полос, труб, проволоки, штамповок и поковок) методом горячей деформации, а также слитков и слябов. В соответствии с ГОСТ 14957-76 обозначаются буквами МА и цифрами, указывающими порядковый номер сплава в зависимости от химического состава. В конце марки могут добавляться буквы: пч – повышенной чистоты. Пример расшифровки: МА1 – магниевый деформируемый сплав, номер марки 1. МА8пч – магниевый деформируемый сплав, номер марки 8, повышенной чистоты. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||