Реферат: Металловедение

Введение

Металловедение – наука,. Изучающая строение исвойства металлов и устанавливающая связь между их составом, строением исвойствами.

В данном реферате приведены общие и теоретическиесведения по деформируемым алюминиевым сплавам и дополнены конкретными даннымисправочного характера о составе и свойствах.

Все алюминиевые сплавы делятся на две группы,применяемые в деформированном виде (прессованном, катаном, кованом ) и наприменяемые в литом виде. Границу между этими двумя группами сплавов определяетпредел насыщения твердого раствора при эвтектической температуре.

Классификация деформируемых алюминиевыхсплавов

По физико-химическим итехнологическим свойствам все деформируемые алюминиевые сплавы можно разделитьна следующие группы:

1) малолегированные и термически неупрочненные сплавы;

2) Сплавы, разработанные на базе систем:Al-Mg-Si,: Al-Mg-Si-Cu-Mn (АВ, АК6, АК8);

3) Сплавы типа дуралюмин (Д1, Д6, Д16 идр);

4) Сплавы, разработанные на базесистемы: Al-Mg-Ni-Cu-Fe (АК2, АК4, АК4-1);

5) Сплавы типа В95, обладающиенаибольшей прочностью при комнатной температуре.

Малолегированные и термически не упрочненныесплавы

Наиболее типичными сплавами,отнесенными к этой группе, являются сплавы группы магналий и АМц.

Эти сплавы отличаютсянаиболее высокой коррозионной стойкостью и пластичностью.

Упрочнение этих сплавовдостигается нагартовкой. Они нашли наиболее широкое применение в виде листовогоматериала, используемого для изготовления сложных по конфигурации изделий,получаемых путем горячей штамповки, глубокой вытяжке и прокатки.

Из этих же сплавов путемпрессования изготовляются трубы. Листовые материалы типа магналия обычноподвергаются точечной электросварке, тогда как для марганцовистых материаловможно применять любой вид сварки.

Эти сплавыхарактеризуются сравнительно невысокой прочностью ( не намного превосходящейпрочность алюминия.

Марганец, в отличие отостальных элементов не только не ухудшает коррозионной стойкости алюминиевогосплава, но даже несколько повышает ее. Магний является полезным легирующимэлементом. Не считая повышения коррозионного сопротивления, магний уменьшает удельныйвес алюминиевого сплава ( так как он легче алюминия), повышает прочность, неснижая пластичности. Поэтому алюминиевые сплавы получили рспространение каболее прочные и легкие, чем чистый алюминий.

Сплавы, разработанные на базе систем:Al-Mg-Si,: Al-Mg-Si-Cu-Mn

Приведенные ниже таблицыпоказывают, что группа сплавов АВ, АК6, АК8 по химическому составу значительноотличается как от сплавов типа дуралюмин,, так и сплавов типа АК2 иАК4.

Сплавы АВ относятся кмалолегированным сплавам, но применяются в термообработанном состоянии.Основным упрочнителем их является фаза Mg2Si, а также фаза CuAl2.

Добавка марганца и хромаспособствует измельчению структуры и некоторому повышению температурырекристаллизации.

По прочности сплавы АВнесколько уступают сплавам типа дуралюмин и сплавам АК6, АК8, а попластичности превосходят последние.

Сплавы типа авиаль нашлинаиболее широкое применение для изготовления различных весьма сложных по формеполуфабрикатов, получаемых путем горячей штамповки, ковки, глубокой вытяжки ипрокатки.

Сплавы типа дуралюмин

Наиболее типичным представителемсплавов типа дуралюмин является сплав Д1.

К этой же группеотносятся сплавы Д6, Д16 и др. Следует отметить, что сплавы Д6 и Д16 обладаютболее высокой прочностью, чем сплав Д1. Большинство сплавов типа дуралюминприменяется в закаленном и естественно состаренном состоянии. Все эти сплавыимеют наибольшее распространение для изготовления труб, прутков, профилей илистов.

По своей природе сплавыДЗП и Д18П также относятся к числу сплавов типа дуралюмин, но они менеелегированы и отличаются весьма высокой пластичностью. Поэтому сплавы Д3П и Д18Пнашли широкое применение в основном, для изготовления заклепок.

Сплавы, разработанные на базесистемы: Al-Mg-Ni-Cu-Fe

К этой группе относятся прежде всего сплавы АК3,АК4, АК4-1, которые по фазовому составу, следовательно и по свойствам, резкоотличаются от сплавов типа дуралюмина.

Эти сплавы нашли наиболееширокое применение для ковки штамповки поршней, картеров и др. деталей,работающих при повышенных температурах.

Из сплавов АК4, АК4-1изготавливают детали колес компрессоров, воздухозаборников, крыльчатки мощныхвентиляторов, лопасти и другие детали, работающие при повышенных температурах.

Сплавы типа В95, обладающие наибольшей прочностью прикомнатной температуре.

Из всех деформируемыхсплавов наибольшую плотность имеют сплавы В95, хотя этим сплавам присущиследующие недостатки:

1. Пониженная пластичность;

2. Повышенная чувствительность ккоррозии под напряжением;

3. Большая чувствительность к повторнымнагрузкам и действию острых надрезов, чем у сплава типа дуралюмин;

4. Склонность к резкому снижениюпрочностных характеристик с повышением температуры выше 1400С.

Сплав В95 применяется в видепрессованных профилей, прутков, различных штамповок. Все эти полуфабрикатыпоставляются как в отожженном, так и в закаленном и искусственно состаренномсостояниях.

Сплавы типа В95 путемтермической обработки получают упрочнение в большей мере, чем другиеалюминиевые сплавы.

Время выдержки как притемпературе закалки, так и при искусственном старении может резко изменяться взависимости от толщины и структуры сплава.

Эти сплавы после закалкиполучают значительное упрочнение, но еще сохраняют достаточно высокуюпластичность, благодаря чему поддаются хорошей деформации. Поэтому способомштамповки или выколотки из полуфабрикатов свежезакаленного состояния можнополучать детали за одну операцию.

Необходимо учитывать, чтодеформирование, выполненное в процессе естественного старения, у многих сплавоввызывает снижение предела прочности на 2 кГ/мм2 по сравнению с пределом прочности, получаемымпри старении сплавов после деформирования. Поэтому рекомендуется производитьдеформирование сплавов Д1 только в свежезакаленном состоянии в течение 2 час.После закалки, а сплавов Д6 и Д16 в течение 30 мин.

Таблица 1.

Типичный химический состав и области примененияалюминиевых деформируемых сплавов

Марка сплава Номинальный химический состав в % (алюминий – остальное) Состояние поставки Типичные полуфабрикаты и области применения Cu Mg Mn Ni Fe Si Ti АМц - - 1,4 - - - - Отожженные и полу-нагартованные Листы, трубы, прутки и другие полуфабрикаты, применяемые в сварных конструкциях АМг - 2,5

0,25

или

- - - - Отожженные и полу-нагартованные, нагартованные То же АМг3 - 3,5 0,45 - - 0,65 - То же - Амг5 - 5,0 0,45 - - - - Отожженные и полу-нагартованные, нагартованные, горячепрессованные Листы, трубы, прутки, профили Д1 4,3 0,6 0,6 - - - - Отожженные, закаленные и естественно состаренные То же Д6 4,9 0,8 0,8 - - - - То же - Д16 4,4 1,5 0,6 - - - - - - В95 1,7 2,2 0,4

6,0

0,2

- - Отожженные, закаленные и естественно состаренные Листы, трубы, прутки, профили и шпамповки АК8 4,4 0,6 0,6 - - 0,9 - Закаленные и искусственно состаренные Штамповки и поковки В94 2,2 1,4 -

6,4

- - 0,05 Закаленные Заклепки Д3П 3,1 0,5 0,5 - - - - - - Д18П 2,6 0,35 - - - - - Закаленные и состаренные - В65 4,2 0,22 0,4 - - - - То же - ВД17 2,9 2,2 0,55 - - - - Закаленные и искусственно состаренные Полосы, прутки Д20 6,5 - 0,4 - - - 0,15 То же Листы, трубы, прутки и другие полуфабрикаты, применяемые в сварных конструкциях АК2 4,0 0,6 - 2,0 0,75 0,75 - - Поковки и шпамповки АК4 2,2 1,6 - 1,2 1,3 0,9 0,1 - Крыльчатки, лопасти и другие детали, работающие при повышенных температурах АК4-1 2,2 1,6 - 1,2 1,3 0,35 0,1 АВ 0,4 0,7

0,25

или

- - 0,9 - - Листы, профили АК6 2,2 0,6 0,6 - - 0,9 - - Штамповки и поковки

Таблица 2.

Механические свойства листов из алюминиевыхсплавовМарка сплава Химический состав в % (алюминий-остальное) Состояние поставки листов Толщина листов в мм Механические свойства (не менее)

Предел прочности при растяжении sВР в кГ/мм2

Предел текучести sт в кГ/мм2

Относительное удлинение d в% АД Примесей не более 0,5 Fe: 0,55 Si;0,1 Сu :0,1 Mg:,0,1 Mn: (Fe+Si); сумма прочих примесей 0,1; сумма примесей 1,2 Отожженные

До 0,5

> 0,5-0,9

> 0,9-10

£11

Нагартованные

До 4,0

> 4-10

АД1 Примесей не более 0,3 Fe: 0,35 Si;0,05 Сu: 0,6 (Fe+Si); сумма прочих примесей 0,1; сумма примесей 0,7 Отожженные

До 0,5

> 0,5-0,9

> 0,9-10

£11

Нагартованные

До 4,0

> 4-10

Амц 1,0-1,6 Mn. Примесей не более 0,7 Fe: 0,6 Si;0,2 Сu :0,05 Mg:,0,1 Zn: сумма прочих примесей 0,1; Отожженные

0,3-3,0

> 3-6

11-15

Полунагартованные 0,3-3,0 15-22 - 6 Нагартованные

0,3-0,5

> 0,5-0,8

> 0,8-1,2

1,2-4

Амг 2-2.8 Mg; 0,15-0,4.Mn(лил Cr) Примесей не более 0,4 Fe: 0,4 Si;0,1 Сu :0,05 0,6 (Fe+Si); сумма прочих примесей 0,1 Отожженные 0,3-3,0 Не более 23 - 16 Полунагартованные 0,3-3,0 24 - 4 Нагартованные

0,3-0,8

> 0,8-4,0

Амг3 3,2-3,8 Mg; 0,3-0,6; 0,5-0,8Mn(или Cr) 0,5-0,8 Si. Примесей не более 0,5 Fe:;0,05 Сu :0,2 Zn сумма прочих примесей 0,1

Отожженные

Горячекатаные

0,3-10,0

0,5-4,5*

5-10

Амг5 4-5,5 Mg; 0,3‑0,6 Mn. Примесей не более: 0,5 Fe; 0,5 Si; 0,05 Cu; 0,2 Zn

Отожженные

Полунагартованные

До 6,0