Учебное пособие: Металлургическое производство
Сплав меди с цинком называют латунью. Применяют латуни с содержанием цинка до 45%. По сравнению с медью латуни дешевле, прочнее и устойчивее против коррозии. В технике применяют деформируемые и литейные латуни. Деформируемые латуни (обрабатываются давлением) предназначены для изготовления листов, прутков, труб. Литейные латуни применяют для получения изделий путем литья — втулок, деталей санитарно-технической арматуры.
В машиностроении и строительстве широко используют сплавы алюминия. Они делятся на деформируемые и литейные.
Деформируемые алюминиевые сплавы идут для получения листов, проволоки, ленты, фасонных профилей и различных деталей. Наиболее известный сплав — дюралюминий. Дюралюминий хорошо деформируется как в горячем, так и в холодном состоянии. Упрочняющей обработкой для него служит закалка,
В качестве литейных наибольшее применение нашли сплавы алюминия с кремнием — силумины.
Силумины отличаются повышенными по сравнению с алюминием механическими свойствами, хорошей обрабатываемостью резаньем и высокими литейными качествами. Силумины применяют, например, для отливки блока цилиндров автомобильных двигателей, поршней и т. п.
4. Основы металловедения
Металловедение — наука, изучающая зависимость свойств металлов от их строения и состава. Металловедение является базой для разработки оптимальных технологических процессов обработки металлов.
4.1 Свойства металлов
Металлами называются вещества, обладающие рядом специфических свойств: характерным цветом, высокой электро и теплопроводностью, прочностью, пластичностью, магнитными и другими свойствами. Знание свойств металлов предопределяет области их применения.
Свойства металлов делятся на физические, химические, механические и технологические.
К физическим свойствам относятся: цвет, плотность, электропроводность, магнитные свойства, теплопроводность, теплоемкость, расширяемость при нагревании.
К химическим — окисляемость, растворимость и коррозионная стойкость.
К механическим — прочность, твердость, упругость, вязкость, пластичность.
К технологическим — жидкотекучесть, ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием и ряд других.
Качественные характеристики свойств металлов устанавливаются испытаниями. Основными видами испытаний являются: механические испытания, химический, спектральный, металлографический и рентгенографический анализы, технологические пробы, дефектоскопия и др.
Детали машин, механизмов, режущие и другие инструменты работают под различными нагрузками. Поэтому они должны, прежде всего, обладать хорошими механическими свойствами. Дадим краткие определения механических свойств металлов.
Прочностью металла называется его способность сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь,
'Твердость — это способность металла противостоять проникновению в его поверхность другого, более твердого тела.
Упругость — свойство металла восстанавливать свою форму после прекращения действия на него внешних сил.
Вязкость — способность металла оказывать сопротивление ударным нагрузкам.
Пластичность — свойство металла изменять свою форму под действием внешних сил без разрушения и сохранять измененную форму после прекращения действия этих сил.
Механические свойства металлов определяют испытаниями на статистическое растяжение, ударную нагрузку и на твердость.
Испытания на растяжение проводят на разрывных машинах (рис. 9). Стандартный образец I закрепляют в захватах 2 машины и подвергают растяжению до разрушения. О разрушающей величине нагрузки судят по показаниям прибора. Появление на образце суженного места - шейки — свидетельствует о потере металлом прочности и предшествует разрыву образца.
Рис. 9. Испытание металла на растяжение
Прочность металла оценивается условной величиной — пределом прочности. Предел прочности при растяжении обозначают буквой ив. Предел прочности (или временное сопротивление разрыву) в МПа равен величине нагрузки, приложенной к образцу в момент появления шейки (Рв), деленной на первоначальную площадь поперечного сечения образца (Fo):
oв = Рв / Fo
Например, 0в для стали марки 08кп равна 295 МПа, для алюминия oв — 90—180 МПа.
Аналогичным образом оценивают упругость металла. "Упругость металла характеризуется пределом упругости. Пределом упругости является условное напряжение, соответствующее появлению первых признаков остающейся при разгрузке образца пластической деформации,
Пластичность металла оценивают по величине удлинения и сужения образца при его растяжении — эти величины называют соответственно относительное удлинение и относительное сужение.
Некоторые детали машин, инструменты типа штампов, кувалды, молотки и т. п. подвергаются действию ударных нагрузок. Испытания на способность металла выдерживать ударную нагрузку выполняют с помощью маятникового устройства — копра.