3.3. Маркировка латуней

Марки латуней в зависимости от способа производства изделий из них регламентируют ГОСТ 17711-80 (литейные латуни) ГОСТ 15527-70 (деформируемые латуни).

Примеры маркировки всех латуней представлены в таблице 10.

Таблица 10

№ пп	Наименование сплава		Маркировка латуней
			Литейных по ГОСТ 17711-80		Деформируемых по ГОСТ 15527-70
1. 2.	Латунь-свинцовая Латунь марганцово- свинцовистая	ЛЦ40С2 (40% Zn, 2%Pb) ост. Cu ЛЦ38МцС2 (38% Zn, 2%Si) ост. Cu		ЛС59-1 (59 Cu,1%Pb) ост. Zn. ЛМцС58 - 2 - 2 (59% Cu, 2%Мn, 2%Pb) ост. Zn.

3.4. Бронзы

По химическому составу бронзы делятся на оловянные и безоловян­ные, по назначению - на литейные и деформируемые.

Оловянные бронзы - сплавы меди, содержащие до 12% олова, или многокомпонентные бронзы, содержащие в своем составе, кроме меди и олова, добавки цинка, свинца, фосфора и других элементов.

На диаграмме (рис.26) имеется два типа линий: сплошные - для рав­новесных фазовых превращений; пунктирные - для неравновесных. В произ­водственных условиях обычно равновесные состояния сплавов не дости­гаются.

Рис.26. Диаграмма состояния сплавов медь - олово

В сплавах Си - Sn может образовываться λ - твердый раствор оло­ва в меди и электронные соединения: β – Cu₅Sn, δ – Cu₃,Sn₈ и дру­гие.

Структура бронз, содержащих до 6-7% Sn, состоит после литья из неод­нородного твердого λ - раствора дендритного строения, после отжига - из однородного λ - твердого раствора.

Структура бронз, содержащих более 6-7%,но менее 14% Sn состоит из двух составляющих: λ - твердого раствора и эвтектоида (λ + δ).

Структура, безоловянных бронз определяется соответствующей диаграм­мой состояния. Так, например, структура алюминиевой бронзы, содержащей 10% Al и более (рис.27) состоит из светлых включений λ твердого раствора Al bСu и эвтектоида (λ + γ), полученного в результате распада β фазы. - фаза является твердым раствором на основе элек­тронного соединения Cu₃₂Al₁₉.

Рис.27 Диаграмма состояния сплавов медь - алюминий

3.5. Маркировка бронз

Марки оловянных бронз регламентируют ГОСТ 6ТЗ-79 (литейные брон­зы), ГОСТ 5017-74 (деформируемые бронзы).

Марки безоловянных бронз регламентируют ГОСТ 493-54 (литейные бронзы и деформируемые), ГОСТ 118175-78 (деформируемые бронзы)

Примеры маркировки всех видов представлены в таблице II.

Таблица 11

Наименование бронз	Марки бронз
	Литейных	Деформируемых
Оловянные	БрО10 (10% Sn + 90% Си) БрОЦС 3 - 12 - 5 (3% Sn 12% Zn +5% Рb, ост. Си)	Бр0Ф 7-0,2 (7%Sn, 0,2% Р ) БрОЦС 4-4-4 (4%Sn, 4%Zn, 4%Pb, ост. Си)
Алюминиевые	БpA9Мц2 9-2 (9%Al, 2%Mn) БpA7Ж1,5С1,5 7 – 1,5 – 1,5 (7%Al, 1,5%Fe, 1,5%Pb, ост. Сu)	БрАМц 9-2 (9%Al, 2%Mn, ост. Сu)

Из таблицы II видно, что если бронза используется для изготовле­ния изделий методом литья, в конце марки литейной бронзы проставляет­ся буква "Л" (БрАМц - 9-21)

3.6. Сплавы на основе алюминия

Алюминиевые сплавы делятся на две группы: литейные и деформируе­мые.

3.7. Наиболее распространенными литейными сплавами являются си­лумины, сплавы алюминия с кремнием (8-13%Si). Структура этих сплавов после литья состоит из грубоигольчатой эвтектики, из кристаллов об твердого раствора (Si в Al) и кристаллов Si(β) с избытком раст­вора (светлые включения) в доэвтектических сплавах и кристаллов Si (серые) в заэвтектических (см.рис.28).

Рис.28. Диаграмма состояния сплавов алюминий - кремний

Маркировка, химический состав и термообработка силуминов:

Таблица 12

Марка сплавов	% Si	Термообработка
АЛ2 АЛ4	10 -13 8 -10,5	Закалка – старение

Маркировка означает:

А - алюминиевый сплав

Л - литейный

Цифра - порядковый номер в ГОСТе

3.8. Наиболее распространенные деформируемые сплавы алюминия с медью называются дуралюминами. Структура этих сплавов в отожженном состоянии состоит из светлых кристаллов λ твердого раствора (Си в Al) и вторичных включений интерметаллидов (сероголубого цвета).

Маркировка, состав, термообработка дуралюминов

Таблица 13

Марка сплава	%Си	%Mn	%Mg	%Fe	%Si	Термообра­ботка
Д1 Д16	3,8-4,8 3,8-4,5	0,4-0,8 0,3-0,9	0,4-0,8 1,2-1,8	0,7 0,5	0,7 0,5	Закалка и старение

Маркировка означает:

Д - дуралюмин

Цифра - порядковый номер в ГОСТе ЦАМ

3.9. Легкоплавкие подшипниковые сплавы (баббиты)

Чаще всего для подшипниковых используют сплавы систем

Pb-Sb, Zп-Sb, Pb-Sn-Sb

Структура таких сплавов должна быть гетерогенной: мягкая основа и -твердые включения.

Маркировка, химический состав и структура баббитов:

Таблица 14

Марка сплава	% основных элементов				Структура
	Zп	Sb	Си	Pb	мягкая основа	твердые включения
Б89 Б6 БН	основа 5-6 9-11	10 - 12 14 - 16 13 - 15	5,5 - 6,5 2,5 - 3,0 1,5 - 2,0	- основа основа 0,9%Аs, 1%Ni, 1,5%Cd Ca, Na, Al, Mg	Sn тв. раствор нa основе Pb Э(λ+β)	Sn Sb, Си3 Sn Sn Sb, Си3 Sn Β(Sn Sb), Cd As Pb3Ca

Маркировка означает:

Б - баббит

Цифра - % Sn

Н - никелевый

4. ЗАДАНИЕ ПО РАБОТЕ

4.1. Изучить микроструктуры некоторых цветных сплавов

4.2. Зарисовать схемы структур

4.3. Определить структурные составляющие сплавов, используя диаг­раммы состояния

5. ФОРМА ОТЧЕТА

№ пп	Сплава	Состав сплава	Зарисовка микрострукту­ры (формат Ø40)	Режим (типовой термооб-работки	Свойства сплава	Применение сплава
51	ЛЦ25С2	73% Си 25% Zп 2% Pb		Отжиг Т = 600 -650°С	МПа (кг/мм2) δ = 5-8% HВ = 60кг/мм2	Для изго­товления штуцеров гидросистем автомоби­лей

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Какие металлы относятся к цветным?

6.2. Виды медных сплавов и их маркировка

6.3. Латуни. Виды, маркировка

6.4. Бронзы. Виды, маркировка

6.5. Виды алюминиевых сплавов

6.6. Литейные алюминиевые сплавы. Маркировка

6.7. Деформируемые алюминиевые сплавы.

Состав. Свойства. Маркировка

6.8. Подшипниковые сплавы. Состав. Структура. Маркировка

Лабораторная работа № 12

МИКРОСТУКТУРА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДУРАЛЮМИНА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1. Выбрать и обосновать температуру нагрева, продолжительность выдержки и способ охлаждения сплава Д1 при закалке и старении.

1.2. Изучить структуру и свойства после термообработки

2. ПРИБОРЫ, МАТЕРИАЛЫ, ИНСТРУМЕНТ

2.1. Муфельная печь

2.2. Закалочный бак

2.3. Твердомер ТШ

2.4. Образцы дуралюмина Д1

Рис.29. Диаграмма состояния сплавов алюминий - медь

3. ВВЕДЕНИЕ

3.1. Химический состав сплава Д1 приведен в таблице 13. Структу­ра этих сплавов в отожженном состоянии состоит из твердого раствора легирующих элементов в алюминии и частичек λ - фазы, которые раство­ряются в алюминий с повышением температуры (рис.29).

Термообработка сплавов такого типа заключается в закалке и пос­ледующем старении. Цель закалки - получение структуры пересыщенного твердого раствора, для чего сплав нагревают выше линии ограниченной растворимости, выдерживают при этой температуре и охлаждают в воде. Пересыщенные твердые растворы метастабильны, их распад может происхо­дить при комнатной температуре (естественное старение-зонное) и при нагреве (искусственное старение – фазовое).

Естественное старение протекает при 20°С в течение 5-7 суток и сопровождается образованием зон Гинье-Престона (ГП-1). Эти зоны пред­ставляют собой скопление атомов меди в виде плоских дисков, которые когерентно связаны с решеткой алюминия.

Искусственное старение протекает при 150-180% в течение нескольких часов и распад пересыщенного твердого раствора происходит быстро по следую­щей схеме:

^ГП-1100-150^оС → ^ГП-2150-200°С → 200-250°С → (СиAl₂)

Зоны ГП-2 отличаются от зон ГП-1 большими размерами. Промежуточ­ная фаза не отличается по составу от стабильной фазы , но она ко­герентно связана с λ - твердым раствором. При образовании стабильной фазы 9 когерентность нарушается полностью. В результате естественного и на начальных стадиях искусственного старения наблюдается основное упрочнение дуралюминов, а при образовании -фазы - разупрочнение.

4. ЗАДАНИЕ ПО РАБОТЕ

4.1. Определить твердость образцов в исходном состоянии (после отжига).

4.2. Определить температуру закалки, пользуясь диаграммой алюми­ний - медь (рис.19).

4.3. Определить время нагрева образцов из расчета 2 минуты на 1 мм толщины образца.

4.4. Провести закалку и определить твердость образцов.

4.5. Провести искусственное старение закаленных образцов при тем­пературе 180°С

4.6. Определить твердость после старения

4.7. Заполнить таблицу 15

4.8. Проанализировать результаты

Таблица 15

Вид термооб­работки	Темпера тура нагрева, °С	Время выдержки, мин	Твердость после т.о HRB	Структура
Отжиг Закалка Старение

5. Контрольные вопросы

5.1. Какие сплавы алюминия можно упрочнять термообработкой и почему?

5.2. Каков механизм естественного старения?

5.3. Каков механизм искусственного старения?

5.4. Как образуются зоны Гинье-Престона?