- •Брянский колледж железнодорожного транспорта материаловедение
- •Введение
- •1 Технология металлов
- •1.1 Основы металловедения
- •Механические свойства:
- •Определение механических свойств металлов
- •1 Испытание на прочность при растяжении
- •2 Определение твёрдости
- •3 Испытание на ударную вязкость
- •4 Испытание на усталость
- •Аллотропные формы железа
- •Углеродистые конструкционные обыкновенного качества.
- •Углеродистые инструментальные стали
- •I . Конструкционные низколегированные стали
- •II . Инструментальные стали:
- •III. Специальные стали
- •5) Поверхностная закалка стали токами bч
- •Химико – термическая обработка стали
- •1. 3 Сплавы цветных металлов Сплавы на основе меди
- •Химический состав и типичные механические свойства некоторых деформируемых алюминиевых сплавов после закалки и старения
- •Химический состав и типичные механические свойства сплавов алюминия, не упрочняемые термической обработкой
- •2) Литейные сплавы.
- •Химический состав(%) кальциевых баббитов
- •2 Электротехнические материалы Проводниковые материалы Классификация и назначение
- •Материалы высокой проводимости
- •Сплавы высокого сопротивления
- •Жаростойкие сплавы
- •Металлокерамические и электроугольные изделия
- •Электроизоляционные материалы
- •1) Электрические характеристики:
- •4)Физико- химические характеристики:
- •1) Нефтяные масла
- •2) Синтетические жидкие диэлектрики
- •4) Асбест и асбоматериалы
- •Проводниковые изделия
- •Силовые кабели
- •Полупроводниковые материалы
- •2. 4 Магнитные материалы
- •1 ) Магнитно-мягкие материалы
- •2)Магнитно-твёрдые материалы
- •Способы обработки металлов
- •Обработка металлов давлением
- •Электроконтактная.
- •3 ) Газовая сварка и резка.
- •Специальные виды сварки
- •6) Отделочные операции:
- •7) Электрическая и ультразвуковая обработка:
- •8)Понятие о станках с чпу
5) Поверхностная закалка стали токами bч
Позволяет получить высокую твердость поверхностного слоя (0,8…1,3 мм) при вязкой сердцевине детали.
Деталь помещают в индуктор по которому пропускают ток BЧ, при этом в детали возникают вихревые токи, нагревающие её поверхностный слой. Продолжительность нагрева – от долей секунды до нескольких секунд. Затем деталь помещают в закалочную среду.
Применяют для осей, валов, подшипников.
Химико – термическая обработка стали
а) цементация - заключается в насыщении поверхностного слоя деталей (до 1,5 мм) углеродом с последующей закалкой, применяется для деталей из низкоуглеродистой стали (шестерни, звёздочки и др.) Рабочая температура деталей до 250 0С;
Технология- а) твердая – нагрев в среде древесного угля, соды и BaCO3
б) газовая – нагрев Тн =9500С в атмосфере метана СН3
б) азотирование - заключается в насыщении поверхностного слоя деталей азотом, применяется для деталей из среднеуглеродистых и легированных сталей с целью повышения износостойкости. Рабочая температура деталей до 600 0С;
Технология - нагрев в атмосфере аммиака NH3, Тн =500…6000С
в) цианирование (нитроцементация)- совместное насыщение поверхности стали углеродом и азотом .Рабочая температура деталей до 850 0С;
Технология- изделие нагревают при Тн =820…8600С в расплавленных цианистых солях.
Газовое цианирование (нитроцементация) – нагрев в среде аммиака и метана.
г) диффузионная металлизация
Заключается в насыщении поверхностного слоя деталей хромом (хромирование), бором (бормирование), алюминием (алитирование) и другими компонентами с целью повышения химической стойкости, твердости и износостойкости поверхностного слоя деталей.
1. 3 Сплавы цветных металлов Сплавы на основе меди
Бронзы – это сплав меди с оловом, Al, Si, Be, Pb и др.
Выпускают оловянные и безоловянные (специальные):
а) оловянные - содержат до 12 % олова, различают:
- оловянные деформируемые- содержат до 6% олова, имеют высокую пластичность.
Маркируют: БрОЦС4-4-2 – содержат Sn – 4%, Zn – 4%, Pb – 2%, остальное - медь - антифрикционные детали, пружины ,мембраны.
оловянные литейные – содержат до 12% олова, имеют низкую усадку, дополнительно легируют свинцом, фосфором, цинком
Типичные механические свойства оловянных бронз
Марка бронзы
|
Механические свойства |
Область применения |
|
в, МПа |
,% |
||
Деформируемые бронзы |
|||
БрОФ6,5 – 0,4 |
400 |
65 |
Пружины, барометрические коробки, мембраны, антифрикционные детали |
БрОЦС4 – 4- 2,5 |
350 |
35 |
Антифрикционные детали |
Литейные бронзы |
|||
БрО5Ц5С5 |
180 |
6 |
Антифрикционные детали и арматура |
БрО4Ц4С17 |
150 |
5 |
Антифрикционные детали |
в) безоловянные:
-Алюминиевые содержат от 4 до 12% алюминия, имеют высокие механические и аникоррозийные свойства, хорошо обрабатываются давлением, литейные свойства хуже (большая усадка)
Применяют: фасонное литье, прутки, трубки.
Маркируют: БрАЖН 10 – 4 – 4 - алюминий –10%, железо – 4%, никель 4 %, остальное – медь. Обработка давлением
-Бериллиевые содержат до 2,5% бериллия – имеет наилучший комплекс свойств.
Применяют изготовление полос, прутков, лент, проволоки, изготовление пружин в электроаппаратуре, мембраны и другие детали в электронной технике.
Маркируют БрБ2 – бериллий – 2%, остальное медь – 98%
-Свинцовые (до 30 % свинца) обладают высокими антифрикционными свойствами (устойчивость к износу при истирании)
Применяют: вкладыши подшипников скольжения.
Маркируют: БрC30 – Pb – 30%, Cu – 70%
-Кремниевые (2-3% кремния) обладают высокой устойчивостью против коррозии в пресной и морской воде, высокая пластичность. Изготавливают пружины
Маркируют: БрКМц – 3 – 1 – Si – 3%, Mn – 1%, Cu – 96%.
Марка бронзы |
Механические свойства |
Область применения |
||
в, МПа |
,% |
НВ |
||
Алюминиевые бронзы |
||||
БрАЖН10 – 4 - 4 |
650 |
350 |
150 |
Для обработки давлением |
БрА10Ж3Мц2 |
490 |
12 |
117 |
Фасонное литье |
Кремнистая бронза |
||||
БрКМц3 - 1 |
380 |
35 |
80 |
Прутки, проволока, ленты для пружин |
Бериллиевая бронза |
||||
БрБ2 |
500 |
45 |
100 |
Полосы, прутки, ленты, проволока для пружин |
Обозначение компонентов сплавов: О – олово, Ф – фосфор, Н – никель, Ц – цинк,
А – алюминий, Мц – марганец, С – свинец, Ж – железо, Б – бериллий, К – кремний, Кд – кадмий, Х – хром, Т – титан.
Типичные механические свойства и название безоловянных бронз
2. Латуни - сплав меди с цинком
Различают:
а) деформируемые латуни (4-39 % цинка) – пластичные, легко обрабатываются давлением, хуже – резанием. При холодной обработке давлением приобретают наклеп, снимаемый отжигом при температуре нагрева 600…700 0С;
Маркируют: Л90 – Cu – 90%,Zn – 10%.
ЛЖМц 59-11 – Cu –59%, Fe – 1%, Mn – 1%
б) литейные латуни (39 - 45% цинка) – детали изготавливают отливкой. Хорошо обрабатываются резанием.
Для улучшения свойств, латуни легируют оловом, кремнием, марганцем и другими компонентами, получая сложные (специальные) латуни.
Маркируют: Л60 – Cu – 60%, Zn – 40%.
Сплавы на основе алюминия
Выпускают:
1) Деформируемые сплавы.
Дюралюмины- это сплав Al – Cu - Mg
Сплавы этой группы термоупрочняемые. Их упрочняют закалкой (температура нагрева 5000С, охлаждение в воде) и последующим старением в течении 4 - 7 суток. После старения прочность возрастает в 2-3 раза за счёт постепенного роста дисперсных образований CuAl2.
Маркируют: Д1;Д16 – номер сплава
Высокопрочный алюминиевый сплав – содержат Cu - Mg – Al – Zn=7%.
Высокая механическая прочностью
Маркируют В95, В9