Первый сплав

Первый сплав (кривая 2) начинает кристаллизоваться при 300° С с выделением избыточных кристаллов свинца. Оставшаяся часть сплава бедна свинцом, значит, концентрация сурьмы в ней возрастает, и. когда она достигает 13%, при 246° С происходит окончательная кристаллизация (см. горизонтальный участок кривой). Второй сплав (кривая 3) кристаллизуется аналогично первому, но точка начала кристаллизации у него ниже, а кончается кристаллизация также при 246° С, Рис. 8. Диаграмма состояния сплавов свинец—сурьма когда концентрация сурьмы достигает 13%. Третий сплав (кривая 4) кристаллизуется полностью при одной температуре (246° С) с одновременным выпадением кристаллов свинца и сурьмы. Четвертый сплав (кривая 5) начинает кристаллизоваться при 400° С с выделением избыточных кристаллов сурьмы В жидком сплаве сурьмы становится все меньше, и, когда ее содержание снизится до 13%, при 246° С произойдет окончательная кристаллизация, Все точки начала и конца кристаллизации свинца, сурьмы и указанных четырех сплавов перенесем на основную диаграмму. Соединив все точки начала кристаллизации, получают линию ЛЕВ. Эта линия называется ликвидусом. Все сплавы, лежащие выше ликвидуса, находятся в жидком состоянии. Линия МЕМ называется солидусом. Ниже этой линии все сплавы находятся в твердом состоянии. В интервале между лик- видусом и солидусом имеются две фазы: жидкий сплав (ж. с.) и кристаллы одного из компонентов. В области МАЕ — жидкий сплав и кристаллы свинца, а в области ЕВЫ — жидкий сплав и кристаллы сурьмы. Сплав, содержащий 13% сурьмы, кристаллизующийся при одной температуре, называется эвтектическим. Он имеет самую низкую температуру кристаллизации и отличается равномерной структурой. Сплавы, содержащие менее 13% сурьмы, лежащие влево от эвтектики, называются доэвтектическими, а более 13% сурьмы — заэвтектическими. Структуры эвтектического, доэвтектического и заэвтектического сплавов сильно различаются между собой. Эвтектика — структура с равномерно распределенными компонентами. В доэвтектических сплавах наряду с эвтектикой имеются кристаллы свинца, в заэвтектических — наряду с эвтектикой кристаллы сурьмы Различие структур определяет различие свойств, сп:;авов. Для определения состояния сплава при любой температуре и нахождения точек кристаллизации с помощью диаграммы нужно из точки концентрации данного сплава восставить перпендикуляр до пересечения с линиями ликвидуса и солидуса. Точки пересечения перпендикуляра укажут начало и конец кристаллизации. Практическое применение диаграммы свинец— сурьма находят, например, при выборе подшипникового сплава. Пользуясь этой диаграммой, установили, что наиболее пригодными для подшипниковых сплавов являются заэвтектические сплавы, состоящие из мягкой эвтектики и твердых вкраплений сурьмы Мягкая основа несколько изнашивается, а твердые кристаллы сурьмы сохраняются, и поэтому в микроуглублениях мягкой основы хорошо удерживается смазка Наиболее подходящими сплавами для подшипников из всех заэвтектических оказались сплавы с содержанием 15—20% 5Ь, так как температуры кристаллизации (плавления) этих сплавов (340—360° С) соответствуют температурам, при которых происходит заливка подшипников. Диаграмма 2-го рода соответствует сплавам, у которых компоненты ив жидком и в твердом состоянии образуют раствор. К ним относятся сплавы медь—никель, железо—никель и др. Диаграмма состояния сплавов медь—никель приведена на рис. 9. Кривая / относится к чистой меди, точка кристаллизации которой 1083° С, а кривая 5 — к никелю, точка кристаллизации которого 1452° С. Кривая 2 характеризует кристаллизацию 20%-ного сплава никеля (или 80%-ного сплава меди). Началу кристаллизации этого сплава соответствует точка а, когда кристаллизуется Рис. 9. Диаграмма состояния сплавов медь—никель решетка меди, в которой имеется 20% никеля. В точке Ъ кристаллизация заканчивается. Аналогично кристаллизуется 40%-ный (кривая 3) и 80%-ный (кривая 4) сплавы никеля, однако точки начала (ш и аг) и конца и Ы) кристаллизации у первого сплава ниже, чем у второго. Перенеся все точки начала и конца кристаллизации меди и никеля и указанных выше сплавов на основную диаграмму (рис. 9 справа) и соединив эти точки, получим линию ликвидуса АаВ и линию солидуса АЬВ. Выше линии АаВ сплавы меди с никелем находятся в жидком состоянии, а ниже линии АЬВ — в твердом. В зоне между АаВ и АЬВ имеются две фазы: жидкий сплав и кристаллы твердого раствора
никеля в меди. Диаграмма 2-го рода отличается от диаграммы 1-го рода тем, что здесь образуется одна кристаллическая решетка, а значит, нет и эвтектического сплава, как это наблюдается у сплавов, образующих механическую смесь. Диаграмма 3-го рода, соответствующая сплавам, которые в результате затвердевания образуют химические соединения, в данном учебнике не рассматривается. В некоторых сплавах могут одновременно находиться механическая смесь, твердый раствор и химическое соединение. Примером служат железоуглеродистые сплавы — сталь и чугун, подробно рассматриваемые в главе 3.

Теги: , , , , , , , ,

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ СПЛАВОВ Отзывы 0 01 марта 2009

Конденсаторная сварка

Для этой сварки используют энергию, накапливаемую в конденсаторах при их зарядке от источника постоянного напряжения (генератора или выпрямителя). Энергия преобразуется в процессе разрядки в теплоту, используемую при сварке заготовок. Существует два вида конденсаторной сварки: бестрансформаторная — с разрядкой конденсаторов на свариваемые детали в момент их соприкосновения и трансформаторная — с разрядкой конденсаторов на первичную обмотку сварочного трансформатора, во вторичной цепи которого находятся предварительно сжатые свариваемые заготовки. Применяется главным образом при сварке деталей малых толщин (до 1 мм) — часовых механизмов, фотоаппаратов ит, п.

Теги:

СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ Отзывы 0 27 Фев 2009

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Рис. 40. Электрохимическая обработка деталей: а — травление; б — полирование лот или щелочей. Для повышения эффективности процесса электролит подогревают до 70—80° С. При соответствующей плотности тока образовавшаяся пленка не может удержаться на анодной поверхности и непрерывно удаляется под действием электрического поля. Пленки удаляются вместе с окалиной, ржавчиной и другими загрязнениями, анодная поверхность не требует дополнительной очистки. При электрохимическом полировании струя электролита 4 (рис. 40, б) протекает с большой скоростью в зазоре между катодом 5 и обрабатываемой поверхностью — анодом 6 и при прохождении тока большой плотности интенсивно растворяет выступы (гребешки) на поверхности заготовки. Электрохимическое полирование и глянцевание используют как окончательную чистовую обработку при изготовлении режущих инструментов (сверл, фрез, калибров и др.) зубьев, шестерен, клапанов и других деталей сложной конфигурации. Химико-механическая обработка выполняется с помощью паст или суспензий. Разрушение и удаление частиц металла происходит без подвода электрической энергии, за счет химических реакций в зоне обработки и сопутствующего им механического воздействия с целью удаления продуктов разрушения. Химико-механическую обработку восполняют по одному из трех вариантов: 1) с применением поверхностно-активных веществ — для притирки, чистовой доводки и шлифования любых металлов и сплавов; 2) с применением электролитов для разрезки сплавов любой твердости, доводки изделий, шлифования; 3) с применением химически активных сред —для притирки, шлифования черных металлов и сплавов. ПРИЛОЖЕНИЕ Соотношение чисел твердости металлов и сплавов, определенных различными методами

Диаметр отпечатка й, мм По Бри-неллю НВ По Роквеллу   По Вик-керсу НУ Диаметр отпечатка (1, мм По Бри-неллю НВ По ^оквеллу   По Вик-керсу НУ
ИКС НЦА няв ИКС НЦА няв
2,00 946 _ _ _ _ 3,85 248 25 63 _ 250
2,05 898 — — — — 3,90 241 24 63 — 240
2,10 875 — — — — 3,95 235 23 62 — 235
2,15 817 — — — — 4,00 229 — — — 226
2,20 782 72 89 — 1220 4,05 223 — — — 221
2,25 744 69 87 — 1114 4,10 217 — — — 217
2,30 713 67 85 — 1021 4,15 212 — — — 213
2,35 683 65 84 — 940 4,20 . 207 — — — 209
2,40 652 63 83 — 967 4,25 201 — — - 201
2,45 627 61 82 — 803 4,30 197 — — — 197
2,50 600 59 81 — 746 4,35 192 — — — 190
2,55 578 58 80 — 694 4,40 187 — — — 186
2,60 555 56 79 — 649 4,45 183 — — — 183
2,65 532 54 78 — 606 3,85 248 25 63 — 250
2,70 512 52 77 — 587 3,90 241 24 63 100 240
2,75 495 51 76 — 551 3,95 235 23 62 99 235
                       
2,80 477 49 76 — 534 4,00 229 — — 98 226
2,85 460 48 75 — 502 4,05 223 — — 97 221
2,90 444 47 74 — 474 4,10 217 — — 97 217
2,95 429 45 73 — 460 4,15 212 — — 96 213
3,00 415 44 73 — 435 4,20 207 — — 95 209
3,05 401 43 72 — 423 4,25 201 — — 94 201
3,10 388 41 71 — 401 4,30 197 —   93 197
3,15 375 40 71 — 390 4,35 192 — — 92 190
3,20 363 39 70 — 380 4,40 187 — — 91 186
3,25 352 38 69 — 361 4,45 183 — — 89 183
3,30 341 37 69 — 344 4,50 179 — — 88 177
3,35 331 36 68 — 335 4,55 174 — — 87 174
3,40 321 35 68 — 320 4,60 170 — — 86 170
3,45 311 34 67 — 312 4,65 167 — — 85 166
3,50 302 33 67 — 305 . 4,70 163 — — 84 163
3,55 293 31 66 — 291 4,75 159 — — 83 159
3,60 286 30 66 — 285 4,80 ‘ 156 — — 82 156
3,65 277 29 65 — 278 4,85 152 — — 81 153
3,70 269 28 65 — 272 4,90 149 — — 80 149
3,75 262 27 64 — 261 4,95 146 — — 79 146
.3,80 255 26 64 — 255 [5,00 143 — — 78 143

Химический состав и механические свойства углеродистых качественных конструкционных сталей _(по ГОСТ 1050—74)_ _

Марка стали Содержание элементов, % Свойства после нормализации НВ после отжига или высокого отпуска не более МДж/м" не менее
С Мп   Сг не более МПа о0 „ МПа не р 6, % 1енее % НВ не более
08 0,05—0,12 0,35—0,65 0,17—0,37 0,10 320 200 33 60 131 _ _
10 0,07—0,14 0,35—0,65 0,17—0,37 0,15 340 210 31 55 143 — —
15 0,12—0,19 0,35—0,65 0,17—0,37 0,25 380 230 27 55 149 — —
20 0,17—0,24 0,35—0,65 0,17—0,37 0,25 420 250 25 55 163 — —
25 0,22—0,30 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 460 280 23 50 170 — 0.9
30 0,27—0,35 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 500 300 21 50 179 — 0,8
35 0,32—0,40 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 540 320 20 45 207 — 0,7
40 0,37—0,45 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 580 340 19 45 217 187 0,6
45 0,42—0,50 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 610 360 16 40 229 197 0,5
50 0,47—0,55 0,50—0,80′ 0,17—0,37 0,25 640 380 14 40 241 207 0,4
55 0,52—0,60 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 660 390 13 35 255 217 —
60 0,57—0,65 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 690 410 12 35 255 217 —
65 0,62—0,70 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 710 420 10 30 255 224 —
70 0,67—0,75 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 730 430 9 30 269 224 -
75 0,72—0,80 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 1100 900 7 30 285 241 —
80 0,77—0,85 0,50—0,80 3,17—0,37 0,25 1100 950 6 30 285 241 —
85 0,82—0,90 0,50—0,80 0,17—0,37 0,25 1150 1100 6 30 302 255 —
60Г 0,57—0,65 0,70—1,00 0,17—0,37 0,25 710 420 11 35 269 229 —
65Г 0,62—0,70 0,90—1,20 0,17—0,37 0,25 750 440 9 — 285 229 —
• 70Г 0,67—0,75 0,90—1,20 0,17—0,37 0,25 800 460 5 — 285 229 —

Теги: , ,

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Отзывы 0 25 Фев 2009

Испытания на растяжение

Для испытания на растяжение из испытуемого материала изготовляют круглые (рис. 5, а) или плоские ‘рис. 5, б) образцы, форма и размеры которых установлены ГОСТ 1497—73. Образцы подразделяются на нормальные и пропорциональные. Цилиндрические образцы диаметром 10 мм, у которых расчетная длина о равна десятикратному диаметру, именуются длинными, а образцы, у которых /0 = 5й, — короткими. При испытаниях на растяжение образец растягивается под действием плавно возрастающей нагрузки до разрушения. Из числа испытательных (разрывных) машин с механическим приводом и рычажно-маятниковым силоиз-мерительным механизмом наиболее употребительна машина ИМ-4Р. Типичная рабочая диаграмма для пластичных материалов и сплавов, дающих площадку текучести, показана на рис. 5, в; на кривых растяжения многих сплавов площадки текучести отсутствуют. Диаграмма отражает характерные участки и точки, позволяющие определить ряд ценных качеств испытуемых металлов и сплавов. На участке 0—Р1ЛХ удлинение образца А/ увеличивается прямо пропорционально нагрузке. Нагрузку РПц. Д° которой сохраняется закон пропорциональности между нагрузкой и деформацией, называют пределом пропорциональности. Его определяют по формуле опц = Рт/Р0МПа, где Р0 — начальная площадь поперечного сечения образца. На участке от Р1Щ до Ру] диаграммы появляется остаточное удлинение образца. Для практических целей напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,005—0,05% от начальной расчетной длины образца, условились называть условным пределом упругости. В обозначении условного предела упругости указывают остаточную деформацию, например о00ъ. Выше точки Рул кривая диаграммы растяжения плавно переходит в горизонтальный участок при постоянной нагрузке Рт. Нагрузку Р1г при которой начинается течение металла или сплава, называют пределом текучести, а участок ТТ1 — площадкой текучести. Напряжение, соответствующее максимальной нагрузке Рр, которую выдерживает образец в процессе испытания до разрушения, называют пределом прочности — временным сопротивлением разрыву (в МПа): До точки В диаграммы (рис. 5, в) образец удлиняется равномерно по всей длине с одновременным уменьшением толщины. В точке В начинается образование шейки. Образец в одном месте становится все тоньше — продолжает удлиняться и, наконец, разрывается. С образованием шейки рвутся только пластичные металлы. Поэтому участок кривой ВК характеризует показатель пластичности металла. В качестве характеристики пластичности используют относительное удлинение образца. Относительным удлинением б после разрыва называют отношение приращения длины /к образца после разрыва к его первоначальной расчетной длине /0, выраженное в %. Показателем пластичности является также относительное сужение 1|’ металла, которое определяется как отношение уменьшения площади Рк поперечного сечения образца после разрыва к первоначальной площади Р0 его поперечного сечения, выраженное в %. Относительное удлинение и относительное сужение определяют так называемую статическую вязкость металлов и сплавов. Методы измерения твердости. Твердость — это свойство металла сопротивляться при вдавливании в него более твердого тела. Испытания твердости металлов получили широкое распространение в условиях производства как наиболее простой и быстрый способ определения механического свойства. Существует три (статических) метода испытания на твердость, называемых по имени их изобретателей: метод Бринелля (ГОСТ 9012—59); метод Роквелла (ГОСТ 9013—59); метод Виккерса (ГОСТ 2999—75). Измерение твердости вдавливанием стального шарика по методу Бринелля заключается в том, что с помощью твердомера ТШ в поверхность испытуемого металла вдавливается стальной закаленный шарик диаметром 2,5; 5 или 10 мм под действием статической нагрузки (рис. 6, а). Отношение нагрузки Р к площади поверхности полученного отпечатка (лунки) дает значение твердости, обозначаемое НВ.

Теги: ,

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ Отзывы 0 23 Фев 2009

« Раньше