Часть II – Цветные металлы и их сплавы

КЛАССИФИКАЦИЯ И

МАРКИРОВКА

КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

 

Методические указания

 к практической работе

по дисциплине

«Материаловедение и технология

Конструкционных материалов»

для студентов факультета ТАМПТ и МТС

 заочной и дневной формы обучения

Часть II – Цветные металлы и их сплавы

 

Севастополь

2008

УДК 669.584 (046)

 

Методические указания к практической работе на тему «Классификация и маркировка конструкционных материалов. Часть 2 «Цветные металлы и их сплавы» по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» для студентов факультета ТАМПТ и МТС дневной и заочной формы обучения. / Сост.: Л.Б.Шрон, В.Б.Богуцкий, Г.П.Резинкина, Э.С. Гордеева. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2008.- 24 с.

 

Целью издания методических указаний является помощь студентам в изучении классификации, маркировки и области применения цветных металлов и сплавов

Методические указания обсуждены и утверждены на заседании кафедры «Технология машиностроения», протокол № 10 от 29.02 2008 г.

 

Допущены учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

 

 

Рецензент: докт. техн. наук проф. Ю.К.Новоселов

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель работы	4
2. Теоретический раздел	4
2.1. Медь и ее сплавы	4
2.1.1. Латуни	5
2.1.2. Бронзы	6
2.2. Алюминий и его сплавы	7
2.2.1. Деформируемые алюминиевые сплавы	7
2.2.2. Литейные алюминиевые сплавы	9
2.2.3. Порошковые алюминиевые сплавы	9
2.3. Магний и его сплавы	10
2.3.1. Деформируемые магниевые сплавы	11
2.3.2. Литейные магниевые сплавы	11
2.4. Титан и его сплавы	12
2.5. Баббиты	13
2.6. Припои	14
3. Порядок выполнения работы	15
4.Содержание отчета	16
Библиографический список	16
Приложение	17

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ЧАСТЬ II «ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомится с маркировкой конструкционных материалов, их составом, назначением и свойствами. Получить навыки обоснованного выбора материала для изготовления различных деталей.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Наибольшее применение в промышленности в качестве конструкционных материалов из цветных сплавов нашли: медь, алюминий, магний, титан и сплавы на их основе.

Классификацию цветных металлов и их сплавов, как правило, производят по:

1. Способу изготовления из них заготовок и деталей

1.1. Деформируемые, предназначенные для получения полуфабрикатов (листов, плит, прутков, труб, профилей и т.д.), а также поковок и штамповок путем прокатки, прессования, ковки и штамповки.

1.2. Литейные, предназначенные для фасонного литья.

1.3. Порошковые, получаемые методом порошковой металлургии.

2. Способности упрочняться термической обработкой.

2.1. Упрочняемые термической обработкой.

2.2. Не упрочняемые термической обработкой.

 

МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ

Медь (ГОСТ 859-2001) электропроводна, теплопроводна, коррозионно-стойкая (кроме сернистых газов и аммиачных сред), пластична. Имеет: плотность r = 8,95 г/см³; t_пл = 1083 ⁰С; предел прочности s_В =160 … 450 МПа; относительное удлинение d = 25…45%.

Марки: М4, М3, М2, М1, М0, М00, М000 (содержание составляет более 99% и по мере уменьшения номера чистота меди возрастает). Применение чистой меди приведено в таблице А1 приложения А

 

М4 ≥ 99,0% Cu

М3 ≥ 99,5% Cu

М2 ≥ 99,7% Cu

М1 ≥ 99,9% Cu

М0 ≥ 99,95% Cu

М00 ≥ 99,99% Cu

2.1.1. Латуни - сплавы меди с цинком (до 45% Zn), а также с другими элементами: кремнием, свинцом, марганцем, железом, никелем и др.

Классификация латуней

По химическому составу: простые и сложные

Латуни, состоящие только из меди и цинка называются простыми.

По структуре: однофазные и двухфазные

Однофазные содержат в структуре одну фазу α – твердый раствор цинка в меди. Двухфазные содержат две фазы: α – твердый раствор цинка в меди и β – твердый раствор на основе соединения СuZn. Все сложные латуни являются двухфазными.

По технологическим свойствам: деформируемые (ГОСТ 15527-93) и литейные (ГОСТ 17711-93), которые, как правило, содержат большее количество цинка и легирующих элементов.

Маркировка латуней

Простые латуни маркируются буквой Л, далее стоит цифра, указывающая содержание меди.

Например: Л90 (латунь, содержащая 90% Cu, остальное Zn)

              Л68 (латунь, содержащая 68% Cu, остальное Zn).

Сложные латуни маркируются буквой Л, далее стоят буквы, обозначающие легирующие элементы. Эти элементы обозначаются в марках начальными буквами русского алфавита, с которого начинается название легирующего элемента. Идентификаторы легирующих элементов приведены в таблице 1. Первая двузначная цифра, стоящая после букв, указывает на содержание меди, следующие цифры после тире указывают на содержание легирующих элементов в той же последовательности, в которой стоят буквы, обозначающие этот элемент.

Например: ЛАЖ60-2-1 (латунь, содержащая 60% Cu, 2% Al, 1% Fe, остальное Zn)

В маркировке литейных латуней, содержащих повышенное содержание цинка и легирующих элементов количество цинка и легирующих элементов указано сразу после буквы, обозначающей легирующий элемент.

Например: ЛЦ25С2 – латунь, содержащая 25% цинка, 2% свинца, остальное медь.

Таблица 1 – Идентификаторы легирующих элементов в медных сплавах

Элемент	Al	Fe	Mn	Si	Pb	Sn	Ni	Ti
Обозначение	А	Ж	Мц	К	С	О	Н	Т
Элемент	Sb	Ag	Cd	Mg	Zr	Be	P
Обозначение	Су	Ср	Кд	Мг	Цр	Б	Ф

Применение латуней приведено в таблице А2 приложения А

2.1.2. Бронзы – сплавы меди с различными химическими элементами, цинк может входит в их состав, но не как основной легирующий элемент (в небольшом количестве).

Классификация бронз

По химическому составу: оловянные, безоловянные.

По структуре: однофазные, многофазные.

По технологическим признакам: деформируемые (ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78) и литейные (ГОСТ 613-79, ГОСТ 614-73).

Маркировка бронз

Маркируются буквами Бр, далее идут буквы, указывающие на легирующие элементы в порядке убывания их численного количества. После букв стоят цифры, показывающие на содержание легирующих элементов в том же порядке, в котором они указаны в маркировке.

Например: БрАЖН 10-4-4 (бронза алюминиевая содержит 10% Al, 4% Fe, 4% Ni, остальное –Cu)

В маркировке литейных бронз количество легирующих элементов может быть указано сразу после буквы, обозначающей легирующий элемент.

Например: БрО3Ц12С5 – бронза, содержащая 3% олова, 12% цинка, 5% свинца, остальное медь; БрА10Ж4Н4Л – бронза литейная, содержащая 10% алюминия, 4% железа, 4% никеля, остальное медь.

Применение бронз приведено в таблице А3 приложения А.

АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ

Алюминий – металл серебристого цвета, легкий, ρ = 2,7 г/см³, t_пл = 660 ⁰С, с низкой прочностью, с высокой пластичностью – δ = 70%, хорошо обрабатывается давлением, обладает высокой тепло и электропроводностью, коррозионной стойкостью в атмосфере и морской воде, относительно хорошо сваривается, обработка резанием затруднена.

Маркируется: Буквой А в начале маркировки, цифра, стоящая после буквы показывает процент алюминия сверх 99%.

Например:

Технически чистый: А0 – 99,0% Al

                        А6 – 99,6% Al

                        А7 – 99,7% Al

Высокой чистоты: А95 – 99,95% Al

                        А96 – 99,96% Al

                        А97 – 99,97% Al

Химически чистый: А99 – 99,99% Al

Применение чистого алюминия приведено в таблице А4 приложения А

 

МАГНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ

Магний – металл серебристо-серого цвета, очень легкий, имеет самую низкую плотность ρ = 1,74 г/см³, легкоплавок (t_пл = 651 ⁰С), низкая прочность s_В = 115 МПа, пластичность δ = 8%, легко окисляется и восстанавливается на воздухе, с выделением большого количества тепла.

Маркируется буквами Мг, цифра, стоящая далее указывает на процентное содержание магния (сверх 99%)

Например: Мг90 – 99,90% Mg

            Мг95 – 99,95% Mg

Мг96 – 99,96% Mg

Как конструкционный материал чистый магний не используется, а используются сплавы на его основе.

Сплавы на основе магния

В состав магниевых сплавов чаще вводят алюминий, цинк, марганец, цирконий, редкоземельные элементы.

Алюминий и цинк в количестве 5 – 7% повышает механические свойства магния. Марганец улучшает коррозионную стойкость. Цирконий измельчает зерно и повышает прочность и пластичность. Редкоземельные металлы, торий и кальций увеличивают жаропрочность магниевых сплавов.

Магниевые сплавы, как и алюминиевые, могут быть упрочнены закалкой без полиморфных превращений и старением.

Магниевые сплавы хорошо поглощают вибрации, что важно для авиации, транспорта и машиностроения. Эти сплавы обладают хорошей обрабатываемостью резанием. Магниевые сплавы немагнитны и не дают искры при ударах и трении. Они в горячем состоянии хорошо прессуются, куются и прокатываются. Применяются в виде поковок, штамповок, листов, профилей, прутков, труб и т.д.

ТИТАН И ЕГО СПЛАВЫ

Титан – металл серебристо-белого цвета, малой плотности - ρ = 4,5 г/см³, прочность - s_В = 200…380 МПа, пластичный - δ = 20…30%, температура плавления t_пл = 1668 ⁰С, немагнитен, коррозионностойкий в пресной и морской воде, во многих кислотах. По своим антикоррозионным свойствам превосходит другие цветные металлы и легированные стали, удовлетворительно обрабатывается давлением, трудно обрабатывается резанием, обладает низкой электропроводностью, малочувствителен к хрупким разрушениям, сохраняет свои свойства при нагреве до температуры 400 ⁰С.

Технический титан маркируется: ВТ1-0 (99,48% Ti), ВТ1-00 (99,53% Ti), ВТ1-1 (99,44% Ti).

ВТ – «ВИАМ титан» (Всероссийский НИИ авиационных материалов). Цифры, стоящие после букв, указывают на порядковый номер в ГОСТе.

Чем больше нулей, тем выше чистота титана. Чем больше примесей, тем выше прочность и ниже пластичность.

Сплавы на основе титана

Титановые сплавы обычно легируют:Fe, Al, Mn, Cr, Sn, V, Si – все эти элементы повышают прочность сплавов, но одновременно снижают пластичность и вязкость. Жаропрочность повышают Al, Zr, Mo, а коррозионную стойкость в растворах кислот - Zr, Mo, Nb, Ta.

Промышленные титановые сплавы по сравнению с техническим титаном имеют при достаточно хорошей пластичности, высокой коррозионной стойкости и малой плотности более высокую прочность при комнатной и повышенной температурах.

БАББИТЫ

Баббиты – это антифрикционные сплавы, которые применяют для заливки вкладышей подшипников скольжения. Эти сплавы должны иметь достаточную твердость, сравнительно легко деформироваться под влиянием местных напряжений, удерживать смазочный материал на поверхности, иметь малый коэффициент трения между валом и подшипником. Кроме того, температура плавления этих сплавов не должна быть высокой, и сплавы должны обладать хорошей теплопроводностью и устойчивостью к коррозии.

Для обеспечения данных свойств, структура этих сплавов должна состоять из мягкой и пластичной основы и включений более твердых частиц.

Наиболее широко применяют сплавы на оловянной и свинцовой основе (ГОСТ 1320-74)

Оловянные баббиты обладают хорошей прирабатываемостью к валу и износостойкостью. Они маркируются буквой Б. Далее стоят цифры, указывающие на среднее процентное содержание в сплаве олова. Например: Б88 и Б83.

Свинцовые баббиты имеют более низкую износостойкость (при повышенных давлениях), более хрупкие, чем оловянные.

Свинцовые баббиты также, как и оловянные маркируются буквой Б. Далее могут стоять буквы Н и С, обозначающие легирующие элементы никель (0,1 – 0,5%) и сурьму соответственно. Например: БН, БС6, Б16. Цифры в маркировке этих баббитов обозначают среднее процентное содержание олова.

Свинцово-кальциевые баббиты (ГОСТ 1209-78) в своем составе имеют небольшое количество кальция (0,3 – 1%), который повышает антифрикционные свойства. Они маркируются буквами БК. Далее могут стоять цифры, которые указывают на среднее процентное содержание олова. Например БК, БК2.

Если в маркировке этих баббитов дополнительно стоят буквы А и Ш, это означает, что в сплавы введены алюминий и мышьяк, повышающие антифрикционные и механические свойства сплавов. Например: БКА, БК2Ш.

Применение баббитов приведено в таблице А11 приложения А.

 

ПРИПОИ

Припои –это сплавы, используемые при пайке металлов высокой проводимости. Различают припои двух типов: для низкотемпературной пайки, имеющие температуру плавления до 400⁰ С и для высокотемпературной пайки с более высокой температурой плавления. Для получения хорошего соединения припой должен иметь более низкую температуру плавления, чем металл, подвергающийся пайке. В расплавленном состоянии припой должен хорошо смачивать поверхности. Температурные коэффициенты линейного расширения металла и припоя должны быть близки.

Для этих целей используют припои на основе Sn (олово), Pb (свинец), Zn (цинк), Ag (серебро), имеющих хорошую электрическую проводимость.

Для низкотемпературной пайки применяют оловянно-свинцовые и оловянно-цинковые припои (ГОСТ 21931-76).

Для высокотемпературной пайки используют медь, медно-цинковые припои (ГОСТ 21737-78), медно-фосфорные припои и, содержащие серебро.

Маркировка припоев начинается с русской буквы П, затем следуют буквы русского алфавита, показывающие основные компоненты припоя. Цифра, стоящая после букв, показывает среднее количественное содержание основного компонента в процентах.

Например: ПОС-50 – припой оловянно-свинцовый, содержащий 50% олова, остальное - свинец;

ПОЦ-70 – припой оловянно-цинковый, содержащий 70% олова, остальное – цинк

ПСр-61 – припой на основе серебра, содержащий 61% серебра, остальное - медь или медь с цинком.

В медно-цинковых и медно-фосфористых припоях цифры указывают на среднее процентное содержание меди и фосфора.

Например: ПМЦ-48 – припой медно-цинковый, содержащий 48% меди, остальное - цинк;

ПМФ7 – припой медно-фосфористый, содержащий 7% фосфора, остальное – медь.

Применение припоев приведено в таблице А12 приложения А.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1. Получить индивидуальное задание.

3.2. Для заданной детали предложить различные виды конструкционных материалов (не менее трех)

3.3. Описать механические и эксплуатационные свойства.

3.4. Расшифровать таблицу с предложенными марками материалов (раздаточный материал).

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

4.1. Наименование работы

4.2. Цель работы

4.3. Эскиз детали с предложенными вариантами марок материала, их механические и эксплуатационные характеристики.

4.4. Таблица с расшифрованными марками материалов.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Пахолюк А.П. Основи матеріалознавства i конструкцiйнi матерiали /А.П. Пахолюк, О.А. Пахолюк. – Львiв: видавництво “Свiт”, 2005. – 172с.

2. Лахтин Ю М. Материаловедение / Ю.М.Лахтин, В.И.Леонтьева. – М.: Машиностроение, 1990. – 685с.

3. Гуляев А.П. Металловедение / А.П.Гуляев. – М.: Металлургия, 1986. – 851с.

4. Материаловедение / Под ред. Б.Н.Арзамасова. – М.: Машиностроение, 1986. – 611с.

5. Геллер Ю.А. Инструментальные стали.- М.: Металлургия, 1995. – 584с.

6. Маслов А.Р. Справочник инструментальщика./ А.Р. Маслов, Г.В. Боровский, С.Н. Григорьев. – М.: Машиностроение, 2005. – 464с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А1 – Применение чистой меди

Марка	Применение
М00, М0	Для проводников электрического тока, электрокабелей, шин, контактных и токопроводящих деталей
М1, М2, М3, М4	Для медных труб судовых систем, эксплуатирующихся при давлении до 25 МПа и температуре до 2500 С

 

Таблица А2 – Применение латуней

Марки	Применение
1	2
Деформируемые (обрабатываемые давлением (ГОСТ 15527-93))
Л96	Для токопроводящих деталей: кабельных наконечников, ножей рубильников. Для радиаторных трубок
Л90	Для фланцев, бобышек, деталей штуцерных медных и медно-никелевых трубопроводов
Л68	Для деталей, работающих в пресной воде или паре при температуре до 2500 С: диафрагмы турбин, трубы теплообменных аппаратов и др.
Л63	Для деталей, не соприкасающихся с водой или паром и работающие при температуре до 2000 С: кожухи, предохранительные щитки, кронштейны, переговорные трубы, леерные ограждения
ЛО62-1	Для деталей, работающих в морской воде, теплообменных аппаратов
ЛС59-1	Для изделий массового производства: болты, гайки, винты, Для деталей систем воздуха, пресной воды, масла, топлива, пара, работающих при температуре до 2500 С
Литейные (ГОСТ 17711-93)
ЛмцОС58-2-2-2	Для шестерен зубчатых колес
ЛК80-3Л	Для изделий, работающих при отрицательных температурах, для судовых колоколов, судовой арматуры

Окончание таблицы А2

1	2
ЛМцЖ55-3-1	Для гребных винтов, их гаек и обтекателей, для крыльчаток пропеллерных насосов для морской воды, для корпусов масляных насосов
ЛМцЖ52-4-1	Для арматуры, деталей ответственного назначения, подшипники
ЛКС80-3-3	Для подшипников, втулок, вкладышей
ЛАЖМц66-6-3-2	Для гаек нажимных винтов, работающих в тяжелых условиях, для червячных винтов

 

Таблица А3 – Применение бронз

Марки	Применение
1	2
БрОФ6,5-0,4	Для пружин, мембран, антифрикционных деталей
БрОЦ10-2	Для деталей судовой арматуры, работающих в пресной и морской воде
БрАЖ9-4	Для шестерен, червяков, втулок, гаек наживных винтов
БрС30	Для вкладышей подшипников скольжения
БрКМц3-1	Для пружин, мембран различных приборов, работающих при повышенных температурах до 2500 С в пресной и морской воде
БрАЖН9-4-4	Для деталей, работающих в морской воде: гребных винтов и их деталей (лопастей, гаек, обтекателей)
БрБ2	Для деталей особого назначения: упругие элементы особо точных приборов, для деталей, работающих на износ, для подшипников, работающих при высокой температуре и давлении, для инструментов во взрывоопасных зонах

Таблица А4 – Применение чистого алюминия

Марки	Применение
А95, А97, А99, А995, А999	Для шин, кабелей, проводов в электротехнической промышленности, для конденсаторов химической аппаратуры, фольги
А85, А8, А7, А6, А5, А0, А	Для изделий широкого применения: посуды, труб, фольги, служащей для теплоизоляции

Таблица А5 – Применение деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термообработкой

Марки	Применение
Д1, Д16, Д20	Для деталей конструкций, не соприкасающихся с морской водой, работающих при обычных температурах и испытывающих средние механические нагрузки (рифленный настил полов, топливные и масляные цистерны, трапы, переборки, двери, мебель)
В95, В96	Для силовых каркасов различных сооружений, обшивки самолетов, лопастей, шпангоутов, заклепок для ответственных прочных конструкций и т.д.
АК6, АК8	Для изготовления толстостенных изделий, полученных ковкой и штамповкой
АК2, АК4	Ответственные детали, работающие при нагреве до 300 0С, испытывающие ударные нагрузки (поршни двигателей внутреннего сгорания, диски и кольца, лопатки компрессоров)

 

Таблица А6 – Применение деформируемых алюминиевых сплавов, не упрочняемых термообработкой

Марки	Применение
1	2
АМц	Для изготовления слабонагруженных изделий (резервуары для хранения масла и топлива, межкаютные легкие перегородки, дымовые трубы, трубопроводы, заклепки и т.д.
АМг1, АМг2.	Для изготовления электропроводов, радиаторов парового отопления, трубопроводов топлива и масла
АМг3	Для сварных деталей морских судов, работающих при температуре до 1500 С. Для легких переборок и выгородок, подогревателей, радиаторов, трубопроводов пресной воды, масла, топлива
АМг5, АМГ6	Для изготовления надстроек, мачт, спасательных шлюпок, заклепок для соединения алюминиево-магниевых сплавов

 

 

Окончание таблицы А6

1	2
АМг5В	Для прочных сварных конструкций морских судов: обшивка и набор корпуса, надстройки и рубки, мачты, спасательные шлюпки и катера. Для цистерн и трубопроводов пресной воды, топлива, масла и специальных сред. Для сварных корпусов редукторов, фундаменты, шахты, крепежные детали. Конструкции из этого сплава могут работать при температуре до 1000 С

 

Таблица А7 – Применение литейных алюминиевых сплавов

Марки	Применение
АЛ1	Для головок и поршней цилиндров и других деталей ДВС, нагревающихся до 2750 С
АЛ2, АЛ4	Для отливок сложной формы (кронштейны, корпуса электродвигателей, водяных насосов, крышки подшипников, маховики и т.д), не соприкасающиеся с морской водой, не испытывающие ударных нагрузок и работающие при обычных температурах
АЛ8	Для деталей, работающих при температуре до 800 С, допускающих ударные нагрузки, но не имеющих резких переходов: детали арматуры трубопроводов пресной воды, масла и топлива, клинкеты для систем вентиляции, корпусы ручных насосов, кнехты, маховики и др.
АЛ9	Для деталей сложной формы, не испытывающих ударные нагрузки и не соприкасающихся с морской водой: корпусы электродвигателей, водяных насосов
АЛ13	Для деталей, допускающих длительный нагрев до 1300 С, хорошо полирующихся и притирающихся: детали арматуры трубопроводов пресной воды, масла и топлива, головки ДВС с воздушным охлаждением, маховики
АЛ10В, АЛ25	Поршни ДВС в речном судостроении

 

Таблица А8 – Применение порошковых алюминиевых сплавов

Марки	Применение
САС1	Для деталей приборов, работающих в паре со сталью при температуре 20 – 2000 С, которые требуют сочетания низкого коэффициента линейного расширения и малой теплопроводности
САП1, САП2, САП3	Для деталей, работающих при повышенных температурах 300 – 550 0С (лопасти вентиляторов и турбин, лопатки компрессоров, поршни, поршневые штоки и т.д.)

 

Таблица А9 – Применение магниевых сплавов

Марки	Применение
Деформируемые сплавы
МА1	Для сварных резервуаров, бензо- и масло баков, деталей арматуры баков, трубопроводов и т.д.
МА8, МА9	Для изготовления средненагруженных деталей
МА5, ВМ65-1	Для деталей грузоподъемных машин, прицепов грузовых автомобилей, лесопильных рам, в самолетостроении для обшивки, шпангоутов и т.д.
МА11	Для деталей, длительно работающих при температуре 250-3500 С
Литейные сплавы
МЛ10	Для отливки деталей, работающих при температурах до 2500 С
ВМЛ-1	Для высоконагруженных отливок, длительно работающих при температуре 3000 С и кратковременно при температуре 400-4500 С.

 

Таблица А10 – Применение титановых сплавов

Марки	Применение
1	2
ВТ5-1	Для деталей высоконагруженных вертолетных двигателей
ОТ4, ВТ6, ВТ22	Для обшивки самолетов, деталей крепления, шасси, гидроцилиндров. В вертолетах для деталей системы несущего винта и привода, наконечников лопастей

Окончание таблицы А10

1	2
ВТ14	Для тяжелонагруженных деталей, для деталей длительное время работающих при температуре 4000 С и кратковременно при температуре 5000 С.
ПТ7М, ПТ3В	В судостроении для обшивки судов, гребных винтов, теплообменников, судовой аппаратуры В машиностроении для шатунов, впускных и выпускных клапанов, коромысел клапанов и глушителей

 

Таблица А11 – Применение баббитов

Марки	Применение
Б88, Б83	Для тяжелонагруженных подшипников машин, паровых турбин, турбонасосов
БН	Для подшипников средней нагруженности, для подшипников двигателей внутреннего сгорания, прокатных станов редукторов
Б16, БС6	Для автомобильных моторов, подшипников гидротурбин, компрессоров
БКА, БК2, БК2Ш	Для подшипников вагонов, подшипников коленчатого вала тепловозных дизелей

 

Таблица А12 – Применение припоев

Марки	Применение
ПОС-30 ПОС-40 ПОС-50	Для пайки очень тонких проводов из меди и медных сплавов и в случае, когда недопустим высокий нагрев в зоне пайки
ПОЦ-70 ПОЦ60 ПОЦ90	Для пайки алюминия и его сплавов, пищевой посуды и медицинской аппаратуры
ПМФ-7	Для высокотемпературной пайки, для пайки меди без применения флюса
ПСр-61 ПСр-72	Для пайки любых металлов и сплавов, для получения соединения с высокими механическими свойствами

 

Таблица 13 – Соотношение между стандартными обозначениями сплавов различных стран	Франция AFNOR	A-S10G	A-S13	A-S13U	A-S12M	A-S8U3	T-A6V	T-A5E
	Англия BS	LM9	LM6	LM20		LM24	TA10-13/TA2	TA14/17
	Германия DIN	G-AlSi10Mg	G-AlSi12	G-AlSi12(Cu)	GD-AlSi12	GD-AlSi8Cu3	TiA16V4	TiF15Sn2,5
	США AISI/SAE	А360.2	А413.2	А413.1	А413.0	А380.1	AMS R56400	AMS R54520	SAP-930	SAP-895	SAP-865
	СНГ ГОСТ	АЛ4	АЛ2	АЛ25	АЛ2М	АЛ14B	ВТ6	BT10	САП1	САП2	САП3
	№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	8

 

 

Заказ №________________ от «______» 2008г. Тираж _____________________экз.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И

МАРКИРОВКА

КОНСТРУКЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

 

Методические указания

 к практической работе

по дисциплине

«Материаловедение и технология

Конструкционных материалов»

для студентов факультета ТАМПТ и МТС

 заочной и дневной формы обучения

Часть II – Цветные металлы и их сплавы

 

Севастополь

2008

УДК 669.584 (046)

 

Методические указания к практической работе на тему «Классификация и маркировка конструкционных материалов. Часть 2 «Цветные металлы и их сплавы» по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» для студентов факультета ТАМПТ и МТС дневной и заочной формы обучения. / Сост.: Л.Б.Шрон, В.Б.Богуцкий, Г.П.Резинкина, Э.С. Гордеева. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2008.- 24 с.

 

Целью издания методических указаний является помощь студентам в изучении классификации, маркировки и области применения цветных металлов и сплавов

Методические указания обсуждены и утверждены на заседании кафедры «Технология машиностроения», протокол № 10 от 29.02 2008 г.

 

Допущены учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

 

 

Рецензент: докт. техн. наук проф. Ю.К.Новоселов

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель работы	4
2. Теоретический раздел	4
2.1. Медь и ее сплавы	4
2.1.1. Латуни	5
2.1.2. Бронзы	6
2.2. Алюминий и его сплавы	7
2.2.1. Деформируемые алюминиевые сплавы	7
2.2.2. Литейные алюминиевые сплавы	9
2.2.3. Порошковые алюминиевые сплавы	9
2.3. Магний и его сплавы	10
2.3.1. Деформируемые магниевые сплавы	11
2.3.2. Литейные магниевые сплавы	11
2.4. Титан и его сплавы	12
2.5. Баббиты	13
2.6. Припои	14
3. Порядок выполнения работы	15
4.Содержание отчета	16
Библиографический список	16
Приложение	17

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ЧАСТЬ II «ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомится с маркировкой конструкционных материалов, их составом, назначением и свойствами. Получить навыки обоснованного выбора материала для изготовления различных деталей.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Наибольшее применение в промышленности в качестве конструкционных материалов из цветных сплавов нашли: медь, алюминий, магний, титан и сплавы на их основе.

Классификацию цветных металлов и их сплавов, как правило, производят по:

1. Способу изготовления из них заготовок и деталей

1.1. Деформируемые, предназначенные для получения полуфабрикатов (листов, плит, прутков, труб, профилей и т.д.), а также поковок и штамповок путем прокатки, прессования, ковки и штамповки.

1.2. Литейные, предназначенные для фасонного литья.

1.3. Порошковые, получаемые методом порошковой металлургии.

2. Способности упрочняться термической обработкой.

2.1. Упрочняемые термической обработкой.

2.2. Не упрочняемые термической обработкой.

 

МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ

Медь (ГОСТ 859-2001) электропроводна, теплопроводна, коррозионно-стойкая (кроме сернистых газов и аммиачных сред), пластична. Имеет: плотность r = 8,95 г/см³; t_пл = 1083 ⁰С; предел прочности s_В =160 … 450 МПа; относительное удлинение d = 25…45%.

Марки: М4, М3, М2, М1, М0, М00, М000 (содержание составляет более 99% и по мере уменьшения номера чистота меди возрастает). Применение чистой меди приведено в таблице А1 приложения А

 

М4 ≥ 99,0% Cu

М3 ≥ 99,5% Cu

М2 ≥ 99,7% Cu

М1 ≥ 99,9% Cu

М0 ≥ 99,95% Cu

М00 ≥ 99,99% Cu

2.1.1. Латуни - сплавы меди с цинком (до 45% Zn), а также с другими элементами: кремнием, свинцом, марганцем, железом, никелем и др.

Классификация латуней

По химическому составу: простые и сложные

Латуни, состоящие только из меди и цинка называются простыми.

По структуре: однофазные и двухфазные

Однофазные содержат в структуре одну фазу α – твердый раствор цинка в меди. Двухфазные содержат две фазы: α – твердый раствор цинка в меди и β – твердый раствор на основе соединения СuZn. Все сложные латуни являются двухфазными.

По технологическим свойствам: деформируемые (ГОСТ 15527-93) и литейные (ГОСТ 17711-93), которые, как правило, содержат большее количество цинка и легирующих элементов.

Маркировка латуней

Простые латуни маркируются буквой Л, далее стоит цифра, указывающая содержание меди.

Например: Л90 (латунь, содержащая 90% Cu, остальное Zn)

              Л68 (латунь, содержащая 68% Cu, остальное Zn).

Сложные латуни маркируются буквой Л, далее стоят буквы, обозначающие легирующие элементы. Эти элементы обозначаются в марках начальными буквами русского алфавита, с которого начинается название легирующего элемента. Идентификаторы легирующих элементов приведены в таблице 1. Первая двузначная цифра, стоящая после букв, указывает на содержание меди, следующие цифры после тире указывают на содержание легирующих элементов в той же последовательности, в которой стоят буквы, обозначающие этот элемент.

Например: ЛАЖ60-2-1 (латунь, содержащая 60% Cu, 2% Al, 1% Fe, остальное Zn)

В маркировке литейных латуней, содержащих повышенное содержание цинка и легирующих элементов количество цинка и легирующих элементов указано сразу после буквы, обозначающей легирующий элемент.

Например: ЛЦ25С2 – латунь, содержащая 25% цинка, 2% свинца, остальное медь.

Таблица 1 – Идентификаторы легирующих элементов в медных сплавах

Элемент	Al	Fe	Mn	Si	Pb	Sn	Ni	Ti
Обозначение	А	Ж	Мц	К	С	О	Н	Т
Элемент	Sb	Ag	Cd	Mg	Zr	Be	P
Обозначение	Су	Ср	Кд	Мг	Цр	Б	Ф

Применение латуней приведено в таблице А2 приложения А

2.1.2. Бронзы – сплавы меди с различными химическими элементами, цинк может входит в их состав, но не как основной легирующий элемент (в небольшом количестве).

Классификация бронз

По химическому составу: оловянные, безоловянные.

По структуре: однофазные, многофазные.

По технологическим признакам: деформируемые (ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78) и литейные (ГОСТ 613-79, ГОСТ 614-73).

Маркировка бронз

Маркируются буквами Бр, далее идут буквы, указывающие на легирующие элементы в порядке убывания их численного количества. После букв стоят цифры, показывающие на содержание легирующих элементов в том же порядке, в котором они указаны в маркировке.

Например: БрАЖН 10-4-4 (бронза алюминиевая содержит 10% Al, 4% Fe, 4% Ni, остальное –Cu)

В маркировке литейных бронз количество легирующих элементов может быть указано сразу после буквы, обозначающей легирующий элемент.

Например: БрО3Ц12С5 – бронза, содержащая 3% олова, 12% цинка, 5% свинца, остальное медь; БрА10Ж4Н4Л – бронза литейная, содержащая 10% алюминия, 4% железа, 4% никеля, остальное медь.

Применение бронз приведено в таблице А3 приложения А.

АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ

Алюминий – металл серебристого цвета, легкий, ρ = 2,7 г/см³, t_пл = 660 ⁰С, с низкой прочностью, с высокой пластичностью – δ = 70%, хорошо обрабатывается давлением, обладает высокой тепло и электропроводностью, коррозионной стойкостью в атмосфере и морской воде, относительно хорошо сваривается, обработка резанием затруднена.

Маркируется: Буквой А в начале маркировки, цифра, стоящая после буквы показывает процент алюминия сверх 99%.

Например:

Технически чистый: А0 – 99,0% Al

                        А6 – 99,6% Al

                        А7 – 99,7% Al

Высоко