Виды и характеристики сплавов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Что представляют собой твердые растворы замещения и внедрения. Приведите примеры

Твердыми растворами называют фазы, в которых один из компонентов сплава сохраняет свою кристаллическую решетку, а атомы других (или другого) компонентов располагаются в решетке первого компонента (растворителя), изменяя ее размеры (периоды).

Таким образом, твердый раствор, состоящий из двух или нескольких компонентов, имеет один тип решетки и представляет собой одну фазу.

Существуют твердые растворы внедрения и твердые растворы замещения.

При образовании твердых растворов внедрения атомы растворенного компонента B размещаются между атомами растворителя A в его кристаллической решетке. При образовании твердых растворов замещения атомы растворенного компонента B замещают часть атомов растворителя (компонент A) в его кристаллической решетке (рисунок 1).

Рисунок 1 - Твердые растворы: а - замещения, б - внедрения

Поскольку размеры растворенных атомов отличаются от размеров атомов растворителя, то образование твердого раствора сопровождается искажением кристаллической решетки растворителя (рисунок 2).

Рисунок 2 - Искажения кристаллической решетки в твердых растворах замещения:

а - атом растворенного компонента больше атома растворителя

б - атом растворенного компонента меньше атома растворителя

Твердые растворы замещения могут быть с ограниченной и неограниченной растворимостью. В твердых растворах с ограниченной растворимостью концентрация растворенного компонента возможна до определенных пределов.

В твердых растворах с неограниченной растворимостью возможна любая концентрация растворенного компонента (от 0 до 100%). Твердые растворы с неограниченной растворимостью образуются при соблюдении следующих условий:

1) у компонентов должны быть однотипные кристаллические решетки;

2) различие в атомных радиусах компонентов не должно превышать для сплавов на основе железа 9%, а для сплавов на основе меди 15%;

3) компоненты должны обладать близостью физико-химических свойств.

Однако соблюдение этих свойств не всегда приводит к образованию твердых растворов замещения с неограниченной растворимостью. На практике, как правило, образуются твердые растворы с ограниченной растворимостью.

Твердые растворы внедрения могут быть только с ограниченной концентрации, поскольку число пор в решетке ограничено, а атомы основного компонента сохраняются в узлах решетки.

Твердые растворы замещения с неограниченной растворимостью на основе компонентов: Ag и Au, Ni и Cu, W, V и Ti, и т.д.

Твердые растворы замещения с ограниченной растворимостью на основе компонентов: Al и Cu, Cu и Zn, и т.д.

Твердые растворы внедрения: при растворении в металлах неметаллических элементов, как углерод, бор, азот и кислород. Например: Fe и С.

2. Расшифруйте марочный состав сталей, укажите области применения данных материалов: ШХ15СГ, У12А, 3Х2Н2, МВФ, 10Г2БД, Р6М5К5, А30, 9Х2МФ, У8А, 10Х3ГНМЮФТ, Р6М5. Укажите стали легированные хромом, каково влияние хрома на свойства сталей

алюминиевый сплав сталь чугун

ШХ15СГ - конструкционная шарикоподшипниковая сталь с содержанием хрома около 1,5% и повышенным содержанием кремния и марганца. Применение: крупногабаритные кольца шарико- и роликоподшипников со стенками толщиной более 20--30 мм, шарики диаметром более 50 мм; ролики диаметром более 35 мм.

У12А - углеродистая инструментальная высококачественная сталь со средним содержанием углерода 1,2%. Применение: режущие инструменты, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, метчики машинные мелкоразмерные, плашки для круппов, развертки мелкоразмерные, надфили, измерительный инструмент простой формы.

3Х2Н2 - легированная инструментальная сталь с содержанием углерода 3%, хрома 2%, никеля 2%. Применение: для изготовления различного инструмента: ударно-штампового, измерительного, режущего.

МВФ - легированная инструментальная сталь с содержанием углерода до 1,5 %, молибдена до 1,5%, вольфрама до 1,5%, ванадия до 1,5%.

10Г2БД - конструкционная низколегированная сталь с содержанием углерода 0,1%, марганца 2%, ниобия до 1,5%, меди до 1,5%. Применение: для сварных металлических конструкций.

Р6М5К5 - быстрорежущая инструментальная сталь со средним содержанием вольфрама 6%, молибдена 5%, кобальта 5%. Применение: для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки.

А30 - автоматная конструкционная сталь со средним содержанием углерода 0,3%. Применение: детали сложной формы, обрабатываемые на станках-автоматах, и детали, к которым предъявляются повышенные требования к качеству поверхности, работающие при повышенных напряжениях и давлениях.

9Х2МФ - легированная инструментальная сталь с содержанием углерода 9%, хрома 2%, молибдена до 1,5%, ванадия до 1,5%. Применение: дисковые и рамные деревообрабатывающие пилы.

У8А - углеродистая инструментальная высококачественная сталь со средним содержанием углерода 0,8%. Применение: для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев,.

10Х3ГНМЮФТ - легированная конструкционная сталь со средним содержанием углерода 0,1%, хрома 3%, марганца, никеля, молибдена, алюминия, ванадия, титана до 1,5%. Применение: для изготовления различных деталей, механизмов и конструкций в машиностроении и строительстве и обладающая определенными механическими, физическими и химическими свойствами.

Р6М5 - быстрорежущая инструментальная сталь со средним содержанием вольфрама 6%, молибдена 5%. Применение: для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей; предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками.

Стали легированные хромом: 3Х2Н2; 9Х2МФ; 10Х3ГНМЮФТ.

Влияние хрома на свойства сталей: Хром - наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил. Хром повышает способность сталей к термическому упрочнению, их стойкость к коррозии и окислению, обеспечивает повышение прочности при повышенных температурах, а также повышает сопротивление абразивному износу высокоуглеродистых сталей.

3. Расшифруйте марки чугунов и укажите вид графита: СЧ25; ВЧ80; КЧ60-3. Каковы структуры серых чугунов

СЧ25 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 250 МПа.

ВЧ80 - высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении 800 МПа.

КЧ60-3 - ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 600 МПа и относительным удлинением 3%.

Вид графита:

СЧ25 - пластинчатая или червеобразная форма графита

ВЧ80 - шаровидная форма графита

КЧ60-3 - хлопьевидная или розеточная форма графита

По строению металлической основы серые чугуны разделяют на перлитные, феррито - перлитные, ферритные (рисунок 3).

Для обозначения компонентов структуры серого чугуна применяют условные обозначения по ГОСТ 3443-87. Формы включений графита в структуре серого чугуна могут быть:

- пластичная прямолинейная (ПГф1);

- пластичная завихренная (ПГф2);

- игольчатая (ПГф3);

- гнездообразная (ПГф4).

4. Расшифруйте марочный состав цветных сплавов АМг4,5; АК5М2; Д19; Л60; ЛЦ40Мц1,5; БрАЖ9-4; БрО3Ц12С5; Б83С. Укажите деформируемые алюминиевые сплавы

АМг4,5 - алюминиевый деформируемый сплав с содержанием магния 2%.

АК5М2 - литейный сплав с содержанием кремния 6%, меди 2%.

Д19 - дюралюмин №19.

Л60 - деформируемая латунь с содержанием меди 60%, цинка 40%.

ЛЦ40Мц1,5 - литейная латунь с содержанием цинка 40%,марганца 1,5%

БрАЖ9-4 - деформируемая бронза с содержанием алюминия 9%, железа 4%, меди 87%.

БрО3Ц12С5 - литейная бронза с содержанием олова 3%, цинка 12%, свинца 5%, меди 80%.

Б83С - оловянный баббит с содержанием олова 83%, свинца до 1,5%.

Деформируемые алюминиевые сплавы: АМг4,5; АК5М2; Д19

Размещено на Allbest.ru