Вопрос 26. Легированные чугуны.

Элементы специально вводимые в сплав с целью изменения его строения и свойств называют легирующими, а сплав легированным. Легированные чугуны обладают хорошими литейными свойствами. Влияние легирующих элементов на свойство чугунов проявляются в основном в их графитизации, которые определяют структуру и свойство чугуна. Легируются следующими элементами: 1) Кремний – в чугуне присутствует 0,3%-5% и усиливает графитизацию чугуна; 2) Марганец – 0,5%- 0,8% повышает механические свойства и препятствует графитизации; 3) Фосфор – обычно не более 0,3% находится в чугуне в ратстворенном состоянии, повышает: жидкотекучесть, износостойкость и хрупкость; 4) Сера – ухудшает свойство чугунов, содержание определено 0,12%, ВЧ – 0,03%. Бывают: Хромистые чугуны – содержат 26% – 36% Cr. Структура – твердый раствор хромистого феррита и эвтектические карбиды. Такие чугуны имеют высокую твердость (НВ 325-400), хорошо сопротивляются износу, но плохо обрабатываются резанием. Окалиностойкость сохраняется до 1000–1100 градусов. Хим-ий состав Х28: 0,5-1,0% С; 0,5-0,8% Si; 0,5-0,8% Mn; 26-30% Cr. Изготавливают детали и аппаратуру для азотной промышленности, фильеры и т. д. Используют и как жаростойкие материалы – для изготовления печного оборудования, гребков и лопастей в печах, предназначенных для обжига. Кремнистые чугуны – кремний расширяет область существования феррита и сплавы, содержащие до 14,5% Si, имеют структуру однородного твердого раствора. Содержание углерода в кремнистых чугунах всего лишь 0,3-0,8%, при большом содержании возможно выделение углерода в виде графита. Чугуны выплавляют с содержанием кремния до 18%, так как при более высоком его содержании эти сплавы становятся хрупкими и их невозможно использовать. Изделия изготавливают только литьем, без последующей мех. обработки. Хим-ий состав: 0,5-0,8% С; 14,5-18% Si; 0,3-0,8% Mn. Изготавливают центробежные насосы, распылители кислот, краны, котлы и т.д. Никелевые чугуны – содержат около 1% Ni. Эти чугуны стойки в расплавах солей и в концентрированных растворах щелочей. С увел-ем содержания Ni коррозионная стойкость увеличивается. Состав никелевых чугунов может быть и более сложным: никельмедистый 2-2,8 С; 3-4 Cr; 5-8 Сu; 1,5-1 Si и 12-5 Ni.

Вопрос 27. Деформируемые алюминиевые сплавы.

Они подразделяются на две группы: сплавы, не упрочняемые термической обработкой и сплавы, упрочняемые термической обработкой. Упрочняющая термообработка таких сплавов заключается в закалке и последующем старении пересыщенного α-твердого раствора. Деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой: прочность алюминия можно повысить легированием. В эти сплавы вводят марганец или магний. Входя в кристаллическую решетку алюминия, атомы этих элементов существенно повышают его прочность, снижая при этом пластичность. Сплав алюминия с марганцем обозначают АМц, сплав алюминия с магнием – Амг. Среднее содержание в сплаве магния в процентах дополнительно обозначают цифрами (АМг3, АМг6). Прочность сплавов АМц и АМг можно повысить только в результате пластической деформации в холодном состоянии. В зависимости от степени упрочнения различают сплавы полунагартованные и нагартованные, что дополнительно отмечают в обозначении марки буквой П и Н соответственно (АМгЗП, АМг3Н), отожженное состояние обозначают буквой М (АИг3М).

Эти сплавы применяют для изготовления различных сварных ёмкостей для горючего, азотной и других кислот, трубопроводов, а также мало- и средненагруженных деталей конструкций.

Деформируемые алюминиевые сплавы, упрочняемые термической обработкой: Содержание легирующих элементов в сплавах, должно быть больше, чем предел их растворимости в алюминии при нормальной температуре. В то же время оно не должно превышать предела их растворимости в твердом алюминии при нагреве. К таким сплавам относятся дюралюмины ( сложные сплавы систем алюминий – медь –магний или алюминий – медь – магний – цинк). Они имеют пониженную коррозионную стойкость, для повышения которой вводится марганец. Дюралюмины обычно подвергаются закалке с температуры 500^oС и естественному старению, которому предшествует двух-, трехчасовой инкубационный период. Максимальная прочность достигается через 4…5 суток. Широкое применение дюралюмины находят в авиастроении, автомобилестроении, строительстве. Высокопрочными стареющими сплавами являются сплавы, которые кроме меди и магния содержат цинк. Сплавы В95, В96 имеют предел прочности около 650 МПа. Основной потребитель – авиастроение (обшивка, стрингеры, лонжероны). Ковочные алюминиевые сплавы АК:, АК8 применяются для изготовления поковок. Поковки изготавливаются при температуре 380…450^oС, подвергаются закалке от температуры 500…560^oС и старению при 150…165^oС в течение 6…15 часов. В состав алюминиевых сплавов дополнительно вводят никель, железо, титан, которые повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность до 300^oС. Изготавливают поршни, лопатки и диски осевых компрессоров, турбореактивных двигателей.