Реферат: Лекции по материаловедению

Включения графита в виде хлопьев. Получается такой чугун в две стадии: получение белого чугуна (отливка до 10 кг), графитизирующий отжиг (томление). Углерода в ковком чугуне 2,4-2,8%. Графитизированный ковкий чугун плавят в электропечах. Получили ферритовый ковкий чугун, более пластичный. На П+Ф-основе. Если закончился процесс графитизации при 725°, по получаем перлитный ковкий чугун (более прочный).

40. Сплавы на основе меди. Латуни. Структура и свойства.

Медь: t_{плавления} = 1084°C, низкий коэффициент трения, высокая электропроводность, высокая теплопроводность, высокая устойчивость против коррозии, низкая прочность σ_В ≈ 25 кгс/мм² , пластичность высокая δ = 40%. Сплавы меди. Создание сплавов приводит к повышению прочности, улучшению коррозионной прочности и снижению температуры плавления. Zn явл. легирующим компонентом. Сплавы Cu с Zn – латуни. Бронзы – сплавы с др. компонентами. Al + Cu – алюминиевые бронзы, Be + Cu – бериллиевые, Sn + Cu, … Особенности влияния компонентов на структуру.

л.к. – легирующий компонент, х.с. – хим. соединение. Если полиморфные превращения, значит перекристаллизация. I Сплавы – твёрдые растворы (однофазные сплавы, высокая прочность + высокая пластичность), II Механические смеси (α + х.с. – двухфазные: более высокая прочность), III Хим. соединения (хрупкие) – редко исп. В промышленности.

41. Сплавы на медной основе, латуни Л-80 и ЛС-59-1.

Сплав меди с цинком (латуни).

α – тв. р-р Zn в меди, β и β′ - хим. соединения, β′ - более хрупкое. Сплавы, в которых много β и β′, плохо деформируются, поэтому используются как литейные. Для кованных и литых сплавов весной и осенью (влажность высокая) образуются трещины на поверхности. Сезонное растрескивание – коррозия под действием влаги и напряжения (наклёп + влага). Стараются снять наклёп, сделать нагрев выше t_кр , порядка 300°C, тогда сезонного растрескивания не возникнет. Изменение свойств латуни.

Латуни: 1) красные латуни, самые дорогие, цинк – жёлтый, медь красная, красные латуни не подвержены сезонному растрескиванию, Л80 (80% Cu), самовары делают из красной латуни; 2) сплавы, характеризующиеся пластичностью; 3) латуни с высокой прочностью, автоматные (изг. на станках-автоматах), обладают хорошей обрабатываемостью резанием, ЛС-59-1 (латунь свинцовая с 59% Cu и 1% Pb), самые дешёвые; 4) сложные латуни.

42. Бронзы. Строение и свойства. Области применения.

Бронзы – сплавы с др. компонентами. Al + Cu – алюминиевые бронзы, используются в судостроении, авиации, в виде лент, листов, проволоки их применяют для упругих элементов, в частности для токоведущих пружин. Be + Cu – бериллиевые, используются в изделиях небольшого сечения в виде лент, проволоки для пружин, мембран, сильфонов и контактов в электрических машинах, аппаратах и приборах. Sn + Cu – оловянные, применяют для литых деталей сложной формы. Si + Cu – кремнистые, применяют для арматуры и труб.

43. Сплавы на медной основе. Оловянные бронзы.

Оловянные бронзы – сплавы на основе меди + олово.

Влияние олова на сплавы меди. Олово улучшает литейные св-ва, т.к. снижает температуру плавления, образуется эвтектика, которая уменьшает ликвацию. Олово уменьшает коэффициент усадки, можно сделать художественное литьё. Много пор у оловянной бронзы, поэтому плохо работает под давлением пара. Эти сплавы коррозионно-стойкие, используются в судостроении. Оловянная бронза с течением времени темнеет, поэтому из них часто изготавливают украшения. Низкий коэффициент трения. Есть однофазные (5-6% Sn) и двухфазные (>8% Sn). Из однофазной бронзы изготавливают медные монеты, т.к. у них высокая пластичность и хорошая коррозионная стойкость. Чаще используются двухфазные бронзы, их используют для подшипников скольжения. БрОФ-10-1 (бронза оловянно-фосфорная, 10% олова, 1% фосфора), БрОЦС-5-5-5 (с цинком свинцовая).

44. Деформируемые сплавы на основе алюминия.

Алюминий: лёгкий металл, имеет малый удельный вес 2,7 г/см³ , обладает высокой электропроводностью, высокой коррозионной стойкостью, температура плавления - 658°C, теплостойкость невысока, дешёвый, добывается из бакситов Al₂ O₃ , мех. св-ва низкие, σ_В = 6 кгс/мм² , δ = 40% (малопрочный металл, но пластичный). Сплавы алюминия делятся на две группы: легко обрабатываемые давлением (дуралюминий) – деформируемые сплавы и силумины – литейные сплавы. Дуралюминий – сплав Al с Cu (Cu ≈ 4%). Al-основа, также вводятся Mg, Si, Fe ≈ 1% каждого. Дуралюминий может быть упрочнён в результате дисперсионного твердения.

45. Сплавы на основе алюминия. Литейные алюминиевые сплавы. Структура, свойства и назначение в промышленности.

К литейным сплавам относятся силумины – это сплавы Al и кремния. Их основу составляют эвтектические сплавы.

Обычно в литейных сплавах силуминах содержится 12-13% Si. Структура этих сталей при охлаждении состоит из грубой эвтектики [Al+Si] и хрупких зёрен Si. Для устранения данного явления эти сплавы модифицируют натрием или смесью [⅔NaF+⅓NaCl]. Модификаторы замедляют кристаллизацию хрупкого кремния и понижают температуру образования эвтектики, делая её мелкозернистой. В результате этого сплавы с 12-13% Si становятся доэвтектическими. Структура таких сплавов состоит из Al+э, эвтектика будет мелкозернистой. В результате такого модифицирования повышаются механические свойства. До модифицирования σ_В = 130 МПа, δ = 3%, после – σ_В = 180 МПа, δ = 8%. Низкая жидкотекучесть. Из этих сплавов возможно получение отливок сложной формы. Обозначение: АЛ2 (самый распространённый, алюминиевый литейный, 2 – номер по ГОСТу), АЛ3, АЛ4(+Mg+Mn), АЛ6, АЛ9 (+Mg+Mn).

46. Полимеры. Типы межатомных связей. Структура термопластичных и термореактивных полимеров. Реакции образования полимеров.

Полимеры – это сложные высокомолекулярные соединения. У полимеров нет определённой температуры плавления. Отличие в степени насыщения. Предела насыщения не существует. Полимеры обладают очень высокой вязкостью, высокой молекулярной массой. Полимеры – это макромолекулы, которые состоят из большого числа небольших молекул, которые называются мономерами. Бутадиен – мономер. Бутадиен + … + бутадиен (4000 раз) → полибутадиен (искусственный каучук) [–CH₂ –CH=CH–(–n)CH² –], n – степень полимеризации. Полимеры получают либо полимеризацией, либо поликонденсацией. Процесс, при котором полимер получается вследствие соединения мономеров друг с другом, наз. полимеризацией. Поликонденсация - это процесс образования полимера в результате хим. реакции исходных веществ с получением нового в-ва, структура которого отличается от исходной. Термопласты, при повышении темп