А. Технологические свойства.

Под технологическими свойствами понимают способность металлов и сплавов подвергаться различным видам обработки: резанием, сваркой, ковкой, закалкой. Литьем. 

 

1. Обрабатываемость резанием – характеризуется по: скорости резания, усилию резания, чистоте обработки.

 

2. Свариваемость – это способность металла давать доброкачественное соединение при сварке.

- характеризуется отсутствием дефектов шва (трещин, пор, непроваров).

- хорошей свариваемостью обладают: конструкционные стали.

- плохо свариваются: чугун, алюминий, медь.

3. Ковкость – это способность металлов и сплавов без разрушения изменять свою форму под давлением.

- многие металлы и сплавы хорошо куются только в подогретом состоянии.

- латунь и алюминевые сплавы хорошо куются в холодном состоянии.

- бронза обладает пониженной ковкостью.

 

4. Прокаливаемость – это способность стали воспринимать закалку на определенную глубину.

- зависит от присутствия легирующих элементов, и размеров зерен структуры.

 

5. Литейные свойства – характеризуются жидкотекучестью и усадкой:

 

5.1. Жидкотекучесть – это способность металла и сплава в расплавленном состоянии заполнять литейную форму.

- для повышения жидкотекучести добавляют компоненты: например фосфор в медь и в чугун, а кремний в алюминевые сплавы.

 

5.2. Усадка – уменьшение объема расплавленного металла или сплава при его затвердевании.

- на степень усадки влияет6 химический состав, скорость охлаждения еталла.

 

Б. Эксплуатационные свойства.

1. Износостойкость. 2. Хладостойкость. 3. Жаропрочность и жаростойкость.

4. Антифрикционность (малое трение).

 

 

           У1. Технологические пробы.

1. Проба на изгиб – служит для определения способности металла (листы, прутки, профиль) принимать определенный загиб без надрыва и трещин.

 

2. Проба на перегиб – образец попеременно загибают в правую и левую сторону на 90* (60 перегибов в минуту), до числа, указанного в технологических условиях.

3. Проба на навивание – качество проволоки определяют способностью выдерживать без повреждений навивание плотными витками на стержень и развивание в холодном состоянии.

4. Проба труб на загиб – проверяют способность образцов труб загибаться без повреждений вокруг оправки на 90*.

 

5. Проба труб на бортование – деформация с торцов труб.

 

6. Проба труб на сплющивание – трубы в холодном или горячем состоянии сплющиваются до установленного предела.

- выявляются трещины и разрушения.

 

7. Искровая проба металла (на наждаке).

 

 По свету и снопу искр примерно определяем марку стали (химический состав)

7.1. Плотный и яркий сноп искр – много углерода (высокая твердость).

7.2. Красный свет искр – вольфрам в стали Жаростойкость).

7.3. Оранжевый цвет – наличие хрома (коррозийностойкость).

7.4. Ярко – белые (ослепляющие) искры – наличие титана (легкий, прочный, пластичный материал).

 

 

                         Тема 3. СПЛАВЫ.

              1. Общие сведения о сплавах.

 

1. Чистые сплавы в технике применят редко из за низкого предела прочности.

 

2. Путем сплавления или спекания нескольких металлов или металлов с неметаллами получают сплавы с особыми свойствами:

2.1. Высокая прочность (добавляют хром, кремний, углерод).

2.2.Пластичность (никель, алюминий).

2.3. Свариваемость(марганец. кремний, титан).

 

3. Сплав – это микроскопически однородная система, состоящая из 2х или более компонентов:

3.1.Металлические компоненты: железо, алюминий, никель, медь.

3.2.Неметаллические компоненты: углерод.керамика.

 

4. В зависимости от базового компонента сплавы делят на черные и белые:

4.1. Черные – основа железо (сталь.,чугун).

4.2. Цветные – основа любой метал, кроме железа(алюминий, медь, никель, титан).

 

                              11. Фазы металлических сплавов.

 

1. Растворы – это твердая или жидкая гомогенная система(однородная), состоящая из 2х или более компонентов любого соотношения.

- растворы бывают жидкие и твердые.

 

1.1. Жидкие растворы - атомы дополняемого (растворимого) металла, например 10% никеля равномерно распределяются среди атомов металла растворителя (основного металла) например 90% железа.

 

1.2. Твердый раствор – основной металл сохраняет свою решетку, а дополняемый элемент растворяется в ней в виде отдельных атомов.

- твердые растворы бывают 2х типов: - замещения и внедрения.

 

2. Химические соединения – их кристаллическая решетка отличается от основного и внедряемого компонентов.

- например углерод в белом чугуне находится в виде карбида железа (цементит т.пл.1660*С), его решетка – ромбическая, у железа –кубическая, а у углерода слоистая.

- в остальных чугунах в виде свободного графита.

 

     11. Диаграмма состояния сплава Свинец – Олово.

1. Диаграмма состояния – это графическое изображение фазового состава сплава в зависимости от % содержания компонентов и от температуры.

 

2. Критическая точка – это точка, при которой происходят фазовые превращения металлов и сплавов.

 

3. Чистые металлы имеют одну критическую точку, которая является температурой плавления (при нагреве) или температурой кристаллизации (при охлаждения).

- т.е. металл плавится или затвердевает при одной и той же постоянной температуре

(для свинца 327*С; для олова 232*С).

 

4. Сплавы – в отличие от чистых металлов плавятся и кристаллизуются в интервале температур, т.е. имеют две критические точки:

4.1. Температура начала кристаллизации (полного расплавления), лежит на линии ликвидус. Выше ее жидкий раствор 2х компонентов.

4.2.Температура полного затвердевания (при охлаждении), и начала плавления(при нагревании). Лежит на линии солидус. Ниже ее твердый раствор 2х компонентов.

 

5. Между линиями солидус и ликвидус смесь жидкого раствора 2х компонентов и кристаллов одного компонента(% которого больше).

 

6. Есть эвтектическая точка, где сплав плавится при постоянной (критической) температуре 183*С при содержании 60% свинца и 40% олова (ПОС60).

 

7. Левее точки сплавы доэвтектические, правее заэвтектические.

 

                                      Тема 4. ЧУГУНЫ.

 

                                  1. Общие сведения.

 

1. ЧУГУН Это - сплав железа с углеродом, содержащий углерода от 2,14 до 6,67%. Эвтектика 4,3%.

 

2. Наряду с углеродом в чугуне содержится кремний (Si), марганец (Mn), сера (S) и фосфор (Р). Содержание серы (S) и фосфора (Р) в чугуне больше, чем в стали.

 

3. В специальные (легированные) чугуны вводят легирующие добавки - никель (Ni), молибден (Mo), ванадий (V), хром (Сr) и др.

 

4.Получают в доменных печах объемом 2000м3.

- Для выплавки 1т. чугуна необходимо: - 2 – 2,5т. железной руды; - 1,0т. кокса(коксового газа); - 0,5т. флюса(известняк); - 5т. воздуха.

- побочные продукты: - 0.5т. шлака; - 6т. доменного газа.

 

5. Чугуны бывают:

5.1. Передельные: белый чугун (его переплавляют в сталь или отжигают в ковкий чугун).

5.2. Литейные: - серый чугун. Идет для литья заготовок (отливок).

5.3. Специальные: ковкие, высокопрочные, легированные.

              11. КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУГУНОВ.

Чугун делят:

А. По состоянию углерода: