Лекция: Лабораторная работа №1. Основы программирования в среде Турбо Паскаля. Оператор присваивания, процедуры ввода - вывода.
Из латуней производятся практически все виды проката. Прутки латунные (круглые, шестигранные и квадратные) выпускаются по ГОСТ 2060-2006. Номиналы и состояния прутков различных марок приведены в таблице.
| Состояние прутка | Марка латуни и диаметры прутков в мм | |||||||
| Л63 | Л63-3 | ЛС59-1 ЛС58-3 | ЛЖС 58-1-1 | ЛО62-1 | ЛМц 58-2 | ЛЖМц 59-1-1 | ЛАЖ 60-1-1 | |
| Твердое | 3 — 12 | 3 — 20 | 3 — 12 | — | — | — | — | — |
| Полутв. | 3 — 40 | 10 — 20 | 3 — 40 | 3 — 50 | — | |||
| Мягкое | 3 — 50 | — | 3 — 50 | — | — | — | — | — |
| Прессован. | 10 -180 | — | 10 — 180 |
На рисунке приведены значения основных параметров механических свойств для прутков из нескольких марок латуней и, для сравнения, из меди (правая часть рисунка).
Из рисунка хорошо видно насколько латуни тверже и прочнее меди.
Коррозионные свойства латуней Латуни в целом имеют лучшую коррозионную стойкость по сравнению с медью. Однако, полуфабрикаты в холоднодеформированном состоянии (в том числе после обработки резанием) из простых и многих специальных латуней подвержены коррозионному растрескиванию. Наиболее чувствительны к коррозионному растрескиванию Л68 и Л63. Скорость коррозии резко возрастает с ростом температуры. Наиболее губительно этот вид коррозии проявляется в тонкостенных изделиях. Основной причиной коррозионного растрескивания являются остаточные растягивающие напряжения в металле, а провоцирующие факторы — наличие влаги, следов аммиака и сернистого газа в атмосфере. Это явление называют сезонным, т.к. оно зависит от влажности и его интенсивность неодинакова в разные времена года. Для предотвращения этого явления полуфабрикаты и изделия после обработки подвергают низкотемпературному отжигу при, который снимает внутренние напряжения.
Естественно, что разные латуни имеют различную степень коррозионной стойкости в одинаковых средах. Особая стойкость отдельных латуней к конкретным средам и условиям эксплуатации (спокойное состояние или течение, аэрация, ударное воздействие среды) определяет сферу их применения.
Общая характеристика коррозионной устойчивости латуней следующая: Латуни устойчивы в следующих средах (при нормальных температурах):- воздух, т.ч. морской — сухой пар при малых скоростях (кислород, углекислота и аммиак ускоряют коррозию)- пресная вода (аммиак, сероводород, хлориды, кислоты ускоряют коррозию)- в морской воде при небольших скоростях движения воды- сухие газы-галогены- антифризы, спирты, фреоны Относительно устойчивы:
— щелочи без перемешивания Латуни неустойчивы в следующих средах:- влажный насыщенный пар при высоких скоростях- рудничные воды
— окислительные растворы, хлориды- минеральные кислоты- сероводород- жирные кислоты. Контактная коррозия: латунь не следует применять в контакте с железом, алюминием, цинком, т.к. она будет ускоренно разрушаться.
Литейные и деформируемые алюминиевые сплавы. Состав, структура, термообработка, маркировка: Сплавы на основе алюминияВследствие большого разнообразия свойств алюминиевые сплавы получили весьма широкое распространение, особенно в авиастроении. Все алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые, литейные, спеченные порошковые.Деформируемые алюминиевые сплавы обладают хорошей пластичностью. Из них изготавливают прутки, трубы, листы, профили различных сечений, проволоку, поковки, штамповки. Для изготовления деталей и полуфабрикатов применяют различные методы обработки давлением: прессование, ковку, горячую штамповку, гибку, прокатку, волочение. Пластическую деформацию используют также для упрочнения алюминиевых сплавов, поскольку при этом возникает анизотропия свойств.Все алюминиевые сплавы можно сваривать различными способами. При этом в местах сварки устраняется анизотропия свойств, чтo необходимо учитывать. Все деформируемые алюминиевые сплавы разделяют на упрочняемые и неупрочняемые термической обраоткой (старением).По химическому составу деформируемые алюминиевые сплавы разделяют на группы, которые строят по наличию основных элементов, входящих в химический состав сплавов. Наиболее употребительна группа сплавов AI — Си — Mg(дуралюмины). Высокопрочные сплавы имеют в основе Аl — Zn — Mg — Си. Сплавы для ковки, штамповки содержат Аl — Mg -Si — Си. Широко применяют сплавы Al — Мп и Al — Mg. Деформируемые алюминиевые сплавы маркируют буквой Д, высокопрочные — буквой В, ковочные — АК.Литейные алюминиевые сплавы выделены в отдельный класс сплавов, поскольку их объединяет наличие основных свойств: жидко- текучесть, объемная и литейная усадка, склонность к образованию усадочных трещин и ликвации.Среди литейных алюминиевых сплавов наиболее широко распространены силумины системы Аl — Si. Для литья деталей сложной формы, кроме силуминов, применяют сплавы на основе Аl — Си — Mg, Al — Си и др. Эти сплавы отличаются от соответствующих по составу деформируемых сплавов более высоким содержанием меди и магния, а также тугоплавких добавок: титана, никеля, железа, хрома и др.Такие сплавы могут быть использованы как жаропрочные. Как правило, отливки из этих сплавов подвергают термической обработке. Маркируют литейные алюминиевые сплавы буквами AЛ.Имеются два класса алюминиевых сплавов, разделяемых по признаку влияния термообработки на неупрочняемые и упрочняемые термообработкой. Эти сплавы широко применяются в авиастроении.Неупрочняемые термообработкой алюминиевые сплавы создают на основе систем Аl — Mg и Аl — Мn. В структуре этих сплавов растворимость компонентов в алюминии не изменяется и фазовые превращения при нагревании и выдержке не происходят.Упрочняемые термообработкой алюминиевые сплавы — наиболее широко распространенный класс сплавов.Термообработка алюминиевых сплавовОна позволяет получить большое разнообразие структур. В этом случае можно добиться значительного упрочнения, что и обеспечило самое широкое применение термообработки алюминиевых сплавов. Физический смысл термообработки сплавов алюминия состоит в том, что при этом изменяется и концентрация твердого раствора легирующих элементов валюминии, При этом меняется фазовый состав, что повышает прочность сплайн при сохранении достаточной пластичности. Рассмотрим это положение на конкретном примере. В сплаве системы Аl — Си образуется интерметаллическое соединениеCuAI2. Если этот сплав нагреть до 500 — 540°С, то частицы СuАl2 растворятся в алюминии. При быстром охлаждении фаза СuАl2 не успевает выделиться из твердого раствора и остается в нем, в результате чего получается упрочнение сплава(закалка). Фазовые изменения в алюминиевых сплавах могут происходить не только при нагреве, но и при комнатной температуре. Для алюминиевых сплавов наиболее широкое распространение получили следующие виды термообработки: отжиг, закалка и старение.Отжиг применяют для улучшения пластичности. При этом получается более равновесное фазовое состояние. Взависимости от поставленной цели отжиг разделяют на три вида: гомогенизирующий, рекристаллизационный, а также для разупрочнения.Гомогенизирующий отжиг проводят, как правило, для устранения неоднородностей структуры сплава. Температура нагрева при этом 450 — 520°С. Время выдержки при этой температуре 4 — 40 ч. После этого сплав охлаждают.Рекристаллизационный отжиг выполняют для обеспечения высокой пластичности и снижения прочности деталей после пластической деформации. Алюминиевые сплавы нагревают до 300 — 500°С, соответствующих температуре окончания первичной рекристаллизации. Длительность такого отжига 0,5 — 2 ч.Отжиг для разупрочнения применяют для снижения прочности перед последующей обработкой давлением, например штамповкой.Закалка может быть применена только для тех сплавов, которые в твердом состоянии могут претерпевать фазовые превращения. Цель закалки — получить в сплаве предельно неравномерную структуру — пресыщенный твердый раствор с максимальным содержанием легирующих элементов. Такая структура обеспечивает возможность дальнейшего упрочнения старением. Сразу после закалки алюминиевые сплавы не становятся более прочными. Они приобретаютзаданные характеристики прочности после завершения процесса старения, т.е. после окончания фазовых превращений в твердом состоянии.Таким образом, если в сплаве находятся только компоненты, не растворимые в твердом алюминии, его закалка невозможна.Закалка алюминиевых сплавов заключается в нагреве их до температуры, при которой легирующие элементы частично или полностью растворяются в алюминии. При этой температуре сплав выдерживают, а затем быстро охлаждают до весьма низкой температуры (10 — 20 °С). Выдержка нужна для прохождения процесса растворения. Кик правило, охлаждение алюминиевых сплавов производят в воде.Алюминиевые сплавы могут подвергаться процессам старения при нагреве (обычно 100 — 200 °С) или при комнатной температуре. Старение с нагревом называют искусственным старением. Старение при комнатной температуре называют естественным старением.Состояние алюминиевых сплавов сразу после закалки называют свежезакаленным. Поскольку при этом существенное повышение прочности еще не началось, деталь или заготовку можно легко обрабатывать (например, гнуть) в течение нескольких часов. Затем твердость и прочность возрастают. В самолетостроительном производстве это свойство используется очень широко. Сплавы алюминия, применяемые в авиастроении В авиастроении наиболее широко применяют деформируемые алюминиевые сплавы — дуралюмины Д1, Д16, Д18. Цифры после буквы Д обозначают номер I марки и никакой другой информации не содержат. Эти сплавы относятся к системе Аl — Си — Mg. Из этих сплавов изготавливают прессованные прутки, листы, профили, плиты и поставляют в промышленные предприятия.Дуралюмин Д1 — наиболее старый сплав, предложенный еще в 1906 г. немецким исследователем А. Вильмом — относится к сплавам повышенной прочности. Дуралюмин Д16 относится к сплавам повышенной прочности. Он отличается от Д1 более высоким содержанием магния. Дуралюмины повышенной жаропрочности — Д19, ВАД-1, ВД-17. В них больший процент содержания Mg, Мп. Кроме того, в сплав ВАД-1 введены Ti и Zг.Дуралюмины повышенной пластичности (Д18 и В65) отличаются пониженным содержанием Си и Mg, Это и придает им большую пластичность. Вот почему заклепки для авиационных конструкций изготавливают часто из дуралюмина В65 или Д18.Изделия из дуралюмина обычно подвергают закалке и последующему естественному старению. При этом необходимо жестко соблюдать рекомендованную температуру нагрева дуралюминов под закалку. Например, нагрев под закалку должен соответствовать температуре 505 'С (Д1, Д19, ВАД-1) или 500 °С (Д16, ВД17, Д18) с допуском всего 5 °С. Если осуществить нагрев до более высоких температур, то произойдет оплавление легкоплавких структурных составляющих, которые при охлаждении дадут усадку, что приведет к растрескиванию. Брак при этом получается неисправимым. При закалке дуралюминов необходимо обеспечить высокую скорость охлаждения, так как могут произойти фазовые изменения за период переноса детали из печи в охлаждающую ванну, наполненную холодной водой.Все дуралюмины интенсивно упрочняются при естественном старении. Для сплавов Д1 и Д16 максимальная прочность достигается через 4 суток, а для сплава ВАД1 через 10 суток. Алюминиевые сплавы подвергают различным видам термической обработки.Приведем некоторые буквенные обозначения, которые ставятся после обозначения марки сплава. Буква А, поставленная сразу после марки, обозначает, что полуфабрикат плакирован. Плакирование представляет собой покрытие с помощью прокатки фольгой из технического алюминия. За очень короткое время он покрывается пленкой окисла Аl2O3 и предотвращает проникновение веществ окружающей среды к основному металлу.Далее, как правило, ставят вид термообработки: Т — твердый, закаленный и естественно состаренный; Т1 — закаленный иискусственно состаренный; М — мягкий; МО — мягкий, отожженный; Н — нагартованный, т.е. пластически деформированный для упрочнения после закалки и естественного старения. Режимы закалки и старения обозначаются после буквы Т: Т1, Т2,..., Т7, например лист Д16АТ. Этот лист плакирован, закален и естественно состарен.Все дуралюмины отличаются пониженной коррозионной стойкостью. Вот почему их всегда защищают либо плакировкой, либо анодированием.Промышленностью выпускаются высокопрочные алюминиевые сплавы.Наиболее широко применяют сплавы В95 и В96. Прочность у сплава В95 δb = 550 МПа, В-96 имеет δb = 630 МПа, Д16 — δb = 440 МПа. Сплавы В95 и В96 относятся к системе Аl — Си — Mg. Кроме указанных компонентов, в сплав В95 добавленZn, а в сплав В96 — еще Сг.Алюминиевые сплавы, применяющиеся для ковки и штамповки и отличающиеся высокой пластичностью при температурах обработки 450 — 475°С, подвергают закалке и старению. Наиболее характерными представителями этой группы являются сплавы АК6 и АК8 (алюминий ковкий № 6 или 8). Они относятся к системе Аl — Mg — Si — Си. В сплаве АК8содержится значительно больше меди, чем в АК6. Вот почему для АК8 δb = 440 МПа, в то время как для АК6 δb = 380 МПа.Сплав АК4-1, получающий в настоящее время широкое распространение, относится к деформируемым алюминиевым сплавам. Однако он обладает еще и свойством жаропрочности, т.е. способностью работать при температурах до 300 °С без существенных изменений механических свойств. Жаропрочность этого сплава достигается за счет добавки в сплав Fe,Ni, Ti.Широко применяют деформируемые алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой. К ним относятся сплавы систем Аl — Mg (АМг) и Аl — Мn (АМц). В сплавах АМц содержится 1 — 1,6% марганца. В сплавах АМгсодержится 2 — 6 % магния. Содержание Mg обозначено в марке сплава, например АМгб (6 % Mg). Эта группа сплавов обладает прекрасными технологическими свойствами. Они хорошо деформируются и свариваются.Деформируемые алюминиевые сплавы — основа самолето- и вертолетостроения. Из них изготавливают каркас самолета, вертолета, многие элементы управления, большое число агрегатов, отдельные узлы авиадвигателей. Эти сплавы применяют также в космической технике.Литейные алюминиевые сплавы обладают тем преимуществом, что Вез дорогостоящей, с большими отходами механической обработки можно получить детали самой сложной пространственной формы.В авиастроении широко применяют сплавы А л-9 системы Al-Si-Mg N Л л-19 системы Al-Cu-Mn-Ti. Временное сопротивление сплава Ал-19 достигает 360 МПа. Он обладает устойчивостью против коррозии, Юрошими показателями выносливости.В настоящее время производят группу сложнолегированных литейных алюминиевых сплавов (Ал-20, Ал-21 и др.) системы Al-Cu-Mg с небольшими добавками Ni, Сг, Fe, Ti. Их используют как жароропрочные сплавы для работы при температурах 300 — 350 °С.Широкое распространение получили спеченные алюминиевые сплавы (САС) и спеченные алюминиевые пудры (САП).САС — сплавы, спеченные из легированного алюминиевого порошка. Такой порошок может быть изготовлен из легированных алюминиевых сплавов. Порошковые сплавы САС-1 и САС-2 применяют В приборостроении и других отраслях промышленности.CAП — пудры, представляющие собой спеченный алюминий с равномерно распределенными в нем частицами окиси алюминия AI2O3. САП имеет более высокие показатели прочности, жаропрочности и жаростойкости, чем чистый алюминий. Изделия из САП применяют в некоторых узлах самолетов и энергетических атомных установках.
Бронзы: состав, свойства, маркировка и область применения: Бронза — это сплав меди с оловом, содержащий легирующих компонентов: алюминий, цинк, бериллий, свинец, кадмий, хром и др.). По химсоставу бронзы делятся на две группы: безоловянные — не содержащие олова и оловянные, в которых главным легирующим компонентом является оловоОсновные свойства бронзы:высокая прочность; высокая коррозионная стойкость; высокая электро- и теплопроводность; хорошее сопротивление износу; низкий коэффициент трения; стойкость к агрессивным средам; хорошо поддаются пайке твердыми и мягкими припоями и сварке; допустимые рабочие температуры: 280 — 287°С.Бронзами называются сплавы на основе меди, в которых основными легирующими элемен-тами являются олово, алюминий, железо и другие элементы (кроме цинка, сплавы с которым относятся к латуням). Маркировка бронз состоит из сочетания «Бр», букв, обозначающих основ-ные легирующие элементы и цифр, указывающих на их содержание. По химическому составу бронзы классифицируются по названию основного легирующего элемента. При этом бронзы условно делят на два класса: оловянные (с обязательным присут-ствием олова) и безоловянные. По применению бронзы делят на деформируемые, технологические свойства которых допускают производство проката и поковок, и литейные, используемые для литья. В то же время многие бронзы, из которых производится прокат, используются и для литья.Химический состав и марки бронзовых сплавов определены в следующих ГОСТах: Литейные: оловянные в ГОСТ 613-79, безоловянные в ГОСТ 493-79.Деформируемые: оловянные в ГОСТ 5017-2006, безоловянные в ГОСТ 18175-78Многообразие бронз отражает приведенная ниже таблица. В ней представлены практически все деформируемые и часть литейных бронз. Бронзы, используемые исключительно как литейные, помечены «звездочкой». В дальнейшем будут рассматриваться преимущественно деформируемые бронзы. Структура бронзовых сплавов кратко рассмотрена в — Структура и свойства сплавов.
| ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ | ||||
| БрО5* | БрОФ4-0.25 | БрОЦ4-3 | БрОС8-12* | БрОЦС4-4-2.5 |
| БрО10* | БрОФ6.5-0.15 | БрОЦ8-4* | БрОС5-25* | БрОЦС4-4-17* |
| БрО19* | БрОФ7-0.2 | БрОЦ10-2* | БрОС10-10* | БрОЦС5-5-5* |
| БрОФ10-1* | БрОС6-15* | БрОЦС6-6-3* | ||
| АЛЮМИНИЕВЫЕ БРОНЗЫ | ||||
| БрА5 | БрАМц9-2 | БрАЖ9-4 | БрАЖМц10-3-1.5 | БрАЖН10-4-4 |
| БрА7 | БрАМц10-2* | БрАЖНМц10-4-4-1 | БрАЖН11-6-6* | |
| КРЕМНИСТЫЕ | БЕРИЛЛИЕВЫЕ | КАДМИЕВЫЕ | МАГНИЕВЫЕ | ХРОМОВЫЕ |
| БрКМц3-1 | БрБ2 | БрКд1 | БрМг0.3 (0.5 и 0.8) | БрХ0.8 |
| БрКН1-3 | БрБ2.5 | БрКдХ0.5-0.15 | БрХ1 | |
| БрКН0.5-2 | БрБНТ-1.9 | БрХ1Цр | ||
| СЕРЕБРЯНЫЕ | ЦИРКОНИЕВЫЕ | СВИНЦОВЫЕ | МАРГАНЦЕВЫЕ | |
| БрСр0.1 | БрЦр0.2 | БрС30* | БрМц5 |
Физические свойства бронзовых сплавов Модуль упругости Е разных марок меняется в широких пределах: от 10000 (БрОФ, БрОЦ) до 14000 (БрКН1-3, БрЦр). Модуль сдвига G меняется в пределах 3900-4500. Эти величины сильно зависят от состояния бронзы (литье, прокат, до и после облагораживания). Для нагартованных лент наблюдается анизотропия по отношению к направлению прокатки. Обрабатываемость резанием практически всех бронз составляет 20% (по отношению к ЛС63-3). Исключение составляют оловянно-свинцовые бронзы БрОЦС с очень хорошей обраба-тываемостью ( 90% для БрОЦС5-5-5).Ударная вязкость меняется в широких пределах, в основном она меньше, чем для меди (для сопоставимости результатов все значения приведены для литья в кокиль):
| БрОФ 10-1 | БрОФ 6.5-0.4 | БрАЖ 9-4 | БрА5 | Медь | БрМц5 |
| БрОЦС 6-6-3 | БрОЦС 4-4-2.5 | БрАЖМц | БрА7 | ||
| БрОС 5-25 | БрОЦ4-3 | БрАМц 9-2 | БрКМц3-1 | ||
| Значение ударной вязкости >> увеличение >> | |||||
| 1 – 3 | 4 – 6 | 6 – 8 | 15 – 16 | 16 – 18 |
Электропроводность большинства бронзовых сплавов существенно ниже, чем у чистой меди и многих латуней (значения удельного сопротивления приведены в мкОм*м):
| БрКд | ||||||
| Медь | БрМг | Л63 | БрОЦ4-3 | БрАМц | БрКМц | БрОФ7-0.2 |
| БрСр | БрЦр | ЛС59-1 | БрОЦС5-5-5 | БрА7 | БрАЖМц | |
| БрХ | БрАЖ9-4 | БрАЖН | ||||
| Значения удельного электросопротивления >> ухудшение электропроводности>> | ||||||
| 0.02 | 0.02 — 0.04 | 0.065 | 0.09-0.1 | 0.1-0.13 | 0.15 | 0.19 |
Сопротивление серебряной бронзы (медь легированная серебром до 0.25%) такое же как у чистой меди, но такой сплав имеет большую температуру рекристаллизации и малую ползучесть при высоких температурах.
Низкое удельное сопротивление имеют низколегированные бронзовые сплавы БрКд, БрМг, БрЦр, БрХ… Величина электропроводности имеет существенное значение для бронз, используемых для изготовления коллекторных полос, электродов сварочных машин, для пружинящих электрических контактов. Приведенные значения являются ориентировочными, т.к. на величину сопротивления оказывает влияние состояние материала. Особенно сильно оно может измениться под влиянием облагораживания (в сторону уменьшения, это касается БрХ, БрЦр, БрКН, БрБ2 и др.). Например электросопротивление БрБ2 до и после облагораживания составляют 0.1 и 0.07 мкОм*м.
Теплопроводность большинства бронз существенно ниже теплопроводности меди и ниже теплопроводности латуней (значения приведены в кал/cм*с*С):
| Медь | БрКд | БрКН1-3 | Л63 | БрАЖН | БрАМц | БрОФ10-1 | БрКМц |
| БрСр | БрМг | БрА5 | ЛС59-1 | БрБ2 | БрАЖ | БрМц5 | |
| БрХ | БрОЦ4-3 | БрАЖМц | |||||
| Значения теплопроводности >> ухудшение >> | |||||||
| 0.9 | 0.8-0.6 | 0.25 | 0.25 | 0.25-0.18 | 0.17-0.14 | 0.13-0.12 | 0.1-0.09 |
Высокую теплопроводность имеют низколегированные бронзы. Облагораживание улучшает теплопроводность. Высокая теплопроводность особенно важна для обеспечения отвода тепла в узлах трения и в электродах сварочных машин. Низкая теплопроводность облегчает процесс сварки бронзовых деталей. Механические свойства бронзового проката
Если из всего разнообразия латуней массово производится прокат только двух марок (ЛС59-1 и Л63), то для массового производства полуфабрикатов из бронзы используется значительно большее количество марок. Бронзовый прокат включает в себя круги, трубы, проволоку, ленты, полосы и плиты. Особенности свойств различных бронзовых сплавов Выбор бронзы для использования в конкретных целях не определяется только величинами σв и НВ, которые отражают лишь часть механических свойств. Выбор той или иной марки производится с учетом всего комплекса физических, механических, технологических и антифрикционных свойств, коррозионной стойкости, поведения при высоких или низких температурах и т.д. Ниже в таблице сопоставлены свойства и марки бронзовых сплавов.
| Свойства | Марка бронзы |
| Наибольшая электро- и теплопроводность | БрСр, БрКд, БрМг, БрЦр, БрХЦр, БрХ |
| Жаропрочность | БрМц, БрАЖ, БрАЖМц, БрАЖН, БрАЖНМц |
| Жаропрочность в сочетании с высокой электропроводностью | БрХЦр, БрХ, БрКН |
| Износостойкость | БрОФ6.5-0.4, БрА5, БрА7, БрБ2 |
| Износостойкость в сочетании с высокой электропроводностью | БрКд, БрМг |
| Хорошая свариваемость | БрКМц3-1, оловянные бронзы |
| Эрозионная и кавитационная устойчивость | БрАЖМц, БрАЖН, БрАЖНМц |
| Высокий предел ползучести | БрА7, БрАЖН |
| Сопротивление коррозионной усталости | БрБ2 |
ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗОВЫХ СПЛАВОВ В УЗЛАХ ТРЕНИЯ (Антифрикционные бронзы) Бронзы очень широко используются в качестве антифрикционных материалов. К числу бронз, которые импользуются в качестве антифрикционных материалов относится большинство оловянных (кроме БрОЦ4-3) бронз, а из безоловянных — БрАМц, БрАЖ, БрАЖМц, БрАЖН. Эти бронзы применяются главным образом для изготовления 1) опор подшипников скольжения, 2) колес (венцов) червячных передач и 3) гаек в передачах «винт-гайка». Анти-фрикционные свойства составляют отдельную группу свойств и не связаны напрямую с их механическими свойствами. Антифрикционные свойства определяются свойствами поверхностного слоя, тогда как механические свойства определяются объемными свойствами материала.Это неочевидное утверждение можно проиллюстрировать на примере двух бронз — БрС30 и БрАЖ9-4 при их использовании в подшипниках скольжения. БрС30 существенно уступает бронзе БрАЖ9-4 по всем механическим показателям (прочность, твердость, относительное удлиение). Однако, именно она применяется в особо ответственных подшипниках, допускающих высокие скорости и высокие нагрузки ( в т.ч. ударные).Поэтому при выборе бронзы для использования в узлах трения учитывают прежде всего антифрикционные, а затем — механические свойства. Для этих целей массово используются круги и полые заготовки БрАЖ9-4 и БрАЖМц10-3-1.5 БрОЦС5-5-5, БрОФ10-1. Для направляющих используются катаные полосы из БрАМц9-2 и плиты (литые и отфрезерованные) из БрАЖ9-4 и БрОЦС5-5-5. Критерии выбора той или иной марки бронзы зависят от вида узла трения и условий его работы.
Металлокерамические твердые сплавы. Их свойства, способы получения и область применения. Маркировка твердых сплавов:
Металлокерамические твердые сплавы представляют сoбoй композиции, состоящие из особо твердых тугоплавких соединений в сочетании с вязким связующим металлом.Наибольшее практическое применение для производства металлокерамических твердых сплавов имеют карбиды WC, TiC и ТаС. Связующим металлом в спечённых твердых сплавах является кобальт, а иногда никель и железо.В зависимости от состава карбидной фазы твердые сплавы разделяют на три основные группы: однокарбид-пые сплавы WC — Со (типа ВК), дзухкарбидные сплавы WC—Ti С—Со (типа ТК), трехкарбидные сплавы WC—TiC—ТаС—Со (типаТТК). Сплавы первой группы различаются по содержанию кобальта (2...30%) и по зернистости карбидной фазы. С увеличением содержания кобальта растет вязкость сплава, но снижается твердость и износостойкость. Укрупнение зерен карбида вольфрама повышает вязкость сплава, но снижает твердость.
Однокарбидные сплавы применяют для изготовления режущих инструментов, предназначенных для обработки хрупких материалов: чугуна, цветных металлов и сплавов, неметаллических материалов (резины, фибры, пластмасс), а также нержавеющих и жаропрочных сталей, титана и его сплавов. Сплавы с низким содержание кобальта ВК2, ВКЗ, ВКЗМ, ВК4 применяют для чисто вой и получистовой обработки, а сплавы В Кб, ВК6М, ВК8 — Для черновой обработки. Вязкие сплавы с большим содержанием кобальта (более 20%) используют для оснащения штампового инструмента, работающего при значительных ударных нагрузках. Мелкозернистые твердые сплавы (ВКЗМ, ВК6М) применяют при обработке твердых чугуиов по литейной корке. Если в марке стоит буква В (ВК4В), это значит, что сплавы изготовлены из крупнозернистого карбида вольфрама.Сплавы второй группы благодаря высокой твердости и износостойкости применяют преимущественно при высокоскоростной обработке сталей резанием. Свойства сплавов определяются содержанием карбида титана и кобальта. С увеличением содержания TiC повышается износостойкость сплава и уменьшается его прочность, а увеличение содержания кобальта повышает вязкость и снижает твердость.Наивысшей для двухкарбидных сплавов износостойкостью и допустимой скоростью резания при чистовой обработке обладает сплав Т30К4. Сплавы Т15К6, Т5К.Ю предназначены для получистовой и черновой обработки углеродистых и легированных сталей (поковок, штамповок, отливок). Сплав Т5К12В применяют для тяжелой черновой обработки поковок, штамповок и отливок, а также для строгания углеродистых и легированных сталей.Сплавы третьей группы применяют для черновой и чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, в том числе жаропрочных сплавов и сталей. Добавка карбида тантала или ниобия оказывает положительное влияние на прочность и режущие свойства сплавов. К этой группе относятся следующие марки: ТТ7К.12, ТТ7К15, ТТ8К6, ТТ20К9 и др.В связи с дефицитностью твердых сплавов на основе вольфрама применяют сплавы на основе карбидов ванадия, молибдена, хрома. Например, твердый сплав на основе карбида хрома имеет более высокую жаростойкость, чем сплавы ВК и ТК, и обладает хорошей износостойкостью. В последнее время начинают применять безвольфрамовые твердые сплавы группы TiC—Ni—Mo (монитикар), по своим свойствам превосходящие тита-новольфрамовые сплавы. Сплавы группы монитикар предназначены для обработки в условиях безударных нагрузок углеродистых сталей и сплавов. Выпускаются следующие марки сплавов: A3, Б2, БЗ, Б4, Б5, ВЗ, ГЗ и ДЗ (44,3% TiC, 37,4% Ni, 18,3% Mo), имеющие низкий коэффициент трения и высокую износостойкость.Твердые сплавы получают прессованием порошков карбидов и кобальта в изделия необходимой формы и последующим спеканием при 1250...1450 СС в атмосфере водорода или в вакууме. Твердые сплавы чаще изготовляют в виде стандартных пластин различной формы для оснащения ими резцов, фрез, сверл и других режущих инструментов, а также различных матриц для прессования полуфабрикатов и волочения проволоки. Пластины в режущем инструменте крепят либо медным припоем, либо механическим способом.Минералокерамические твердые сплавы изготовляют из дешевого и недефицитного материала — окиси алюминия. Минералокерамические твердые сплавы термокорунд и микролит (ЦМ-332) выпускают в виде пластинок. Минералокерамика обладает большой твердостью и красностойкостью, что позволяет использовать ее при высоких скоростях резания для чистовой и получистовой обработки чугуна, стали и других материалов. Однако минералокаремика имеет высокую хрупкость и низкие показатели механической прочности, что ограничивает область ее применения.
Баббиты: антифрикционный сплав на основе олова или свинца, предназначенный для использования в виде слоя, залитого или напыленного по корпусу вкладыша подшипника.Наиболее распространённые варианты сплава:90 % олова, 10 % меди;89 % олова, 7 % сурьмы, 4 % меди;80 % свинца, 15 % сурьмы, 5 % олова; В качестве присадок могут быть использованы: сурьма, медь, никель, мышьяк, кадмий, теллур, кальций, натрий, магний.Температура плавления — 300—440 °C.Первый подшипниковый сплав[1] разработан американцем Исааком Бэббитом[2] в 1839 году.Баббит, основу которого составляет олово (Б88, Б83, Б83С, SAE11, SAE12, ASTM2), используют, когда от антифрикционного материала требуются повышенная вязкость и минимальный коэффициент трения. Оловянный баббит по сравнению со свинцовым обладает более высокой коррозионной стойкостью, износостойкостью и теплопроводностью.Баббиты на основе свинца (Б16, БН, БСб, БКА, БК2, БК2Ш, SAE13, SAE14, ASTM7, SAE15, ASTM15) обладают более высокой рабочей температурой, чем на основе олова. Применяется для подшипников дизельных двигателей, прокатных станов.Свинцовокальциевый баббит используют в подшипниках подвижного состава железнодорожного транспорта.Все баббиты имеют существенный недостаток — низкое сопротивление усталости, что ухудшает работоспособность подшипника. Из-за небольшой прочности баббиты могут успешно эксплуатироваться только в подшипниках, имеющих прочный стальной (чугунный) или бронзовый корпус. Обычно тонкостенные подшипниковые вкладыши автомобильных двигателей изготовляют штамповкой из биметаллической ленты, полученной на линии непрерывной заливки. Продолжительность работы подшипников зависит от толщины баббитового слоя, залитого на стальной вкладыш. Уменьшение толщины слоя увеличивает срок службы подшипника.Марки: Баббит (Б-83) — сплав, состоящий из следующих элементов: Sn (83 %); Sb (11 %); Cu (6 %) — для подшипников, работающих при средних нагрузках. Допустимое рабочее давление [Pm]: 10-15 МПа.Баббит (СОС6) — сплав, состоящий из следующих элементов: Zn (5,5-6,5 %); Sb (5,5-6,5 %); Pb (остальное) — подшипники, работающие при высоких нагрузках (более 20 МПа) и температуре более 300 градусов, подшипники автомобильных дизельных двигателей.Допускаемые режимы работы:[Pm] = 5-12 МПа.[V] = 10 м/с.[Тм] = 80 по цельсию.Твёрдость, HB, МПа: 2700-3000.
Обработка стали холодом: Высокоуглеродистые и многие легированные стали имеют температуру конца мартенситного превращения (Мк) ниже 0oС. Поэтому в структуре стали после закалки наблюдается значительное количество остаточного аустенита, который снижает твердость изделия, а также ухудшает магнитные характеристики. Для устранения аустенита остаточного проводят дополнительное охлаждение детали в области отрицательных температур, до температуры ниже т. Мк (- 80oС). Обычно для этого используют сухой лед.Такая обработка называется обработкой стали холодом.Обработку холодом необходимо проводить сразу после закалки, чтобы не допустить стабилизации аустенита. Увеличение твердости после обработки холодом обычно составляет 1…4 HRC.После обработки холодом сталь подвергают низкому отпуску, так как обработка холодом не снижает внутренних напряжений.Обработке холодом подвергают детали шарикоподшипников, точных механизмов, измерительные инструменты.
Лабораторная работа №1. Основы программирования в среде Турбо Паскаля. Оператор присваивания, процедуры ввода — вывода.
Вычислить значение zпри x1 = 1, x2 = 2 по формуле