Металл материалдары
Магний және оның қорытпалары
жүктеу/скачать 6.13 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 15.3 Мыс және оның қорытпалары
| 15.2 Магний және оның қорытпалары
Магний өте жеңіл металл. Кристалдық торы гексагональды тығыз орналасқан. Магний ауада өздігінен тұтанарлықтай химиялық активті. Техникалық таза магнийдің (Мг1) механикалық қасиеті: σв=1900МПа, σ0,2 = 90МПа, δ = 18%, серпімділік модулі Е = 45 · 10² МПа. Негізгі магний қорытпаларына Mg және Al, Zn, Mn, Zr жатады. Магнийлі қорытпалар деформацияланатын және құйылмалы болып ажыратылады. Диаграммасы Al-Cu диаграмасына ұқсас болғандықтан шынықтыру және жасанды ескіртілгеннен кейін беріктігінің нығаюы шамалы. Құйылған қорытпаны шынықтыру температурасы 380...420ºС, ескірту температурасы 200...300ºС. Магний негізді қорытпаларды термиялық өңдеудегі бір ерекшелігі, ондағы диффузиялық процестің өте баяу жүруі. Сондықтан шынықтыру уақыты 4...24 сағат, жасанды ескірту 16...24 сағатта жүреді. Деформацияланған қорытпаның ескіртілгеннен кейінгі беріктік шегі σв=10...13% көтеріледі, ал құйылмалы қорытпада – 30...60% көтеріледі. 15.2.1 Деформацияланатын магний негізді қорытпалар Жай температурада магнийді деформациялау оңай емес. Қорытпаның созымталдығы ыстықтай (360...520º)С қысыммен өңдеу кезінде көтеріледі. Деформацияланатын магний қорытпаларының маркасы: МА1, МА8, МА9, МА5, ВМ5-1. Деформацияланатын магний қорытпаларынан автокөлігі, әуекөліктері, станок бөлшектері дайындалынады. Қорытпалар пісіріп өңдеуге қолайлы. Құйылмалы қорытпаларға МЛ3, МЛ5, ВМЛ-1 маркалары жатады. МЛ5, ВМЛ-1 қорытпалары қызуға төзімді, 250...300ºС-та пайдалануға болады. Құйылмалы қорытпалардан двигательдер, аспаптар, теледидар, іс тігетін машина бөлшектері жасалады. 15.3 Мыс және оның қорытпалары Мыс – қызыл түсті металл, балқу температурасы 1083ºС. Кристалдық торы – беттік центрленген куб. Тығыздығы 8,93г/см³. Мыстың ерекшелік қасиеті - жоғары электрөткізгіштігі (ρ=0,01780 Ом∙см²/м), сондықтан электротехникада қолданылуы кеңінен тараған. Техникалық мыс М00 (99,99% Сu), М0 (99,95% Сu) , М2, М3, М4 (99% Cu) маркаларымен белгіленеді. Мыстың механикалық қасиеті төмен. Мыс құймасының беріктік шегі σв= 150- 200 МПа, созымталдығы δ = 15-25%. Сондықтан конструкциялық материал ретінде таза мыс емес, оның қорытпалары қолданылады. 15.3.1 Мыс негізді қорытпалар Мыс негізді қорытпалар жез, қола болып екі топқа бөлінеді. Жез – мыс пен мырыштың қорытпасы. Cu – Zn диаграммасы 61,а-суретте көрсетілген. Жездің құрамындағы Zn- 45% дейін болуы мүмкін. 45% дейін енгізілген мырыш жездің беріктік қасиетін көтереді, σв ≤ 450МПа. 37% дейін енгізілген мырыш жездің созымталдығын көтереді, оны 61,б- суреттен көруге болады. Мыс пен мырыштың қорытпасында ά, β, γ, ε қатты ерітінділері түзіледі. Мұнда α - 39% мырыш ерігенде түзілетін мырыштың мыстағы қатты ерітіндісі β, γ, ε- фазалар: β- Cu- Zn; E-Cu Zn7 электронды қосылыстардан туындаған қатты ерітінділер. Cu-Zn диаграммасында α-қатты ерітіндісінен тұратын бір фазалы жез және екі фазалы (α+β) жез құрамына қарай түзілген. Жезді Л (латунь) әрпімен белгілеп, соңынан мыстың мөлшерін көрсететін сан қойылады. Мысалы, Л62 маркасында 62% Cu және 38% Zn бар. Егер мыс пен мырыштан басқа элементтер жездің құрамына кірсе , онда осы элементтерге сәйкес әріптер көрсетіледі: О-олово, С-свинец, Ж-железо, Ф-фосфор, Ц-цинк, Мц- марганец. Бұл элементтердің мөлшері мыстың жездегі мөлшерін көрсететін саннан кейін қойылады: ЛАЖ 60-1-1: 60%Cu, 1%Al, 1%Fe, 38%Zn. 19- кесте. Жездің кейбір маркасы, механикалық қасиеті, қолданылуы.
Бір фазалы α – жезден суықтай деформациялау арқылы бөлшектер (таспалар, патронның гильзасы, радиатор құбыршасы, жұмыр сымдар) жасалады. Ыстықтай (500ºС-дан жоғары) деформациялаумен бөлшектер жасауда екі фазалы (α+β) жез қолданылады. Екі фазалы жезден табақшалар, шыбықтар, басқа дайындамалар шығарылып, соңынан осы дайындамалардан механикалық өңдеу арқылы бөлшектер жасалады. Механикалық өңделуін жеңілдетуді көздеп жездің құрамына қосымша легірлеуші элементтер енгізіледі. Мысалы, кесіп өңдеуде қорғасын енгізілген ЛС59-1 маркалы жез қолданылады. 61- сурет. Cu-Zn диаграммасы (a) мен мырыштың мөлшеріне қарай қорытпаның механикалық қасиетінің өзгеруі (б). Құрамына енгізілген қалайы жездің коррозияға төзімділігін арттырады, никель - жездің беріктігін арттырады ( в<550 МПа. Жезді конструкция материалдары ретінде төменгі температурада пайдалануға болады. Мысалы, ЛС59-1 температурасы -780С-тағы в = 493МПа, ал 2560С температурада в =680 МПа, созымдылығы δ = 30%. 15.3.2 Қалайылы қола (мыс пен қалайының қорытпасы) Қола –мыстың мырыштан басқа элементтермен қорытпасы. Құрамына енгізілген элементтерге қарай қалайылы, алюминийлі, бериллийлі, кремнийлі, қорғасынды қола болып ажыратылады. Қалайылы қола. Суретте көрсетілген Cu-Sn күй диаграммасы бойынша қалайы мыста - қатты ерітінді және келесі электронды қосылыстар түзеді: -фаза (Cu5Sn); - фаза (Cu31Sn8); -фаза (Cu3Sn) және химиялық қосылыс негізінде -қатты ерітінді. Cu-Sn қорытпасында келесі түрленулер өтеді: суыту температурасы 7980С-та ;5860С-та ; өте баяу суытса, 3500С-та -фаза ыдырап, -қатты ерітінді және -фазасы түзіледі. 62 –сурет. Cu-Sn диаграммасы (а) мен қоланың механикалық қасиетіне қалайының көрсетер әсері (б). Cu-Sn қорытпасының кристалдануы үлкен температура аралығында жүреді. Сол себепті құрылымы біртекті қалыптасады. Мұндай құбылыс ликвация деп аталады. Ликвация қалайылы қола құйылымдарының шөгу дәрежесін төмендетеді (0,8%). Сондықтан мұндай қорытпалар көбінесе құйма бұйымдарын жасауда кеңінен пайдаланылады. Ликвацияның әсерінен құрылымда 5% астам қалайы бар қорытпаның құрылымы эвтектоидтан, тұрады. Мұндағы - қатты ерітінді жұмсақ орта құрып, бұйымның жылжу, сырғанау қабілетін қамтамасыз етсе, (Cu31 Sn8 ) – фаза қатты кристалдар ретінде майлаушы заттарға тіреуіш тежеуші болады. Қалайылы қоланы пайдалану саласы осы қасиеттеріне негізделген. Қалайылы қола мырышпен, темірмен, фосформен, қорғасынмен, никельмен т.б. легірленеді. Мырыш қоланың технологиялық қасиетін көтереді, арзандатады. Фосфор құйылу қабілетін көтереді. Никель механикалық қасиетін, коррозияға төзімділігін көтеріп, ликвацияны төмендетеді. Темір қоланың технологиялық қасиетін, коррозияға төзімділігін түсіреді, құрылымдағы түйіршігін ұсатады. Қорғасынмен легірлеу кесіп өңделуін, жеңілдетеді және көтереді. Қалайылы қола деформацияланатын және құймалы болып ажыратылады. Деформацияланатын қола созымтал болу үшін құрамындағы қалайының мөлшері 6% аспағаны жөн. Мұндай қоладан шыбық, труба, жұмыр, сым жасалынады. Құймалы қоладан үйкеліске төзімді құймалы бөлшек ( төлке, бұрандалы доңғалақ тәжі, подшипник ішпегі ) дайындалады. Қоланы маркалау реті: марканың басында Бр (бронза) әріптері, қатарына легірлеуші элементтердің бас әріптері ( мыстан басқа) қойылып, олардың мөлшері санмен көрсетіледі. Мысалы, БрОФ10-1: Бр-бронза, О-олово, Ф-фосфор, 10% қалайы, 1% фосфор, қалғаны мыс. Алюминийлі қола ( мыс пен алюминий қорытпасы). Cu-Al диаграммасында көрсетілгендей құрамында 9,4% Al бар қола бір фазалы - қатты ерітіндіден құралады. Алюминийдің мөлшері 9,4...15,6% аралығында Cu-Al қарытпасы екі фазалы: және -фазалары эвтектоидқа өзгереді. -фаза созымтал, бірақ беріктігі төмен - фазасы беріктігі жоғары болғанмен созымталдығы төмен (58,б-сурет). Суретте көрсетілгендей құрамында 5...8 % Al бар қорытпаның қасиеті оңтайлы. Алюминийлі қоланың қалайылы қоламен салыстырғанда ұтымды жағы және кемшілігі бар: Ұтымды жағы: кристалл құрылымының ликвацияға бейімділілінің төмендігі; құйма тығыздығының жоғарылығы; беріктігі мен қызуға төзімділігі; суыққа сынғыштық қаупінің төмендігі. Алюминийлі қоланың негізгі кемшіліктері: қарқынды шөгу; кристалдану үстіндегі құрылым құрылысының морттық қаупі; сұйық күйінде газды жұту қабілеті; баяу суытуда өздігінін босап кетуі; коррозияға төзімділігі. 20 – кесте. Қоланың түрлері, механикалық қасиеті, қолданылуы
Аталған кемшіліктерге жол бермеу мақсатымен Cu-Al қорытпасы қосымша марганецпен, темірмен, никельмен, қорғасынмен легірленеді. 63 – сурет. Cu-Al диаграммасы (а) мен қорытпаның механикалық қасиетіне алюминийдің көрсетер әсері (б). Алюминийлі қоладан бөлшектер құйылу немесе қысып өңдеу арқылы жасалады. Жасайтын бөлшектер ұсақ болғанымен тістегеріш, төлке, ернемек сияқты жауапты. Бр А5 қоладан штамптау арқылы медальдар, ұсақ тиын ақшалар жасалады. Механикалық қасиеті 20 - кестеде көрсетілген. Кремнийлі қола (БрК4) қалайылы қоланың орнына жүреді. Оның қалайылы қоладан коррозияға төзімділігі, серіппелі және басқа механикалық қасиеті жоғары. Қорғасынды қола (БрС30) жоғары сапалы үйкеліске төзімді материал ретінде кеңінен қолданылады. Механикалық қасиеті төмендеу. Бериллийлі қола жоғары серпімді материал (БрБ2). Бериллийлі қолаға термиялық өңдеу қолданылады (шыңдау + жасанды ескірту). Шыңдау температурасы 8800С, ескірту температурасы 300...3500С. Ескіртілген қоланың беріктік шегі В =1100 ... 1200 МПа. жүктеу/скачать 6.13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||