ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
КРАСНОЯРСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА-ФИЛИАЛ
ФГБОУ ВО «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (РАЗРАБОТКА)
Дисциплина: МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Тема: Материалы с особыми технологическими свойствами. Сплавы на основе цветных металлов
Разработчик: преподаватель общепрофессиональных дисциплин
Ванагас Татьяна Валентиновна
Красноярск 2022
ВВЕДЕНИЕ
Материаловедение – наука, изучающая строение и свойства материалов и устанавливает связь между их свойствами, строением и свойствами.
Вся история человечества связана с развитием материалов. Именно материалы дали названия целым эпохам: каменный век, бронзовый век, железный век. На ранней стадии развития человечества использовались природные материалы – дерево, кость, камень. На следующем этапе развития стали использоваться металлы. В четвертом тысячелетии до нашей эры начали применять сплавы. Важнейшим этапом развития стало использование железа и его сплавов. Сплавы на основе железа в настоящее время являются основным конструкционным материалом. Таким образом, материаловедение – одно из важнейших, приоритетных наук, определяющих технический прогресс.
Вашему вниманию представлены учебно-методические материалы для изучения темы: «Материалы с особыми технологическими свойствами. Сплавы на основе цветных металлов», которые содержат подробное изложение теоретического материала, примеры расшифровки марок данных сплавов и задания для закрепления и контроля по теме.
Материалы с особыми технологическими свойствами. Сплавы на основе цветных металлов
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ
Тема1: Медь, алюминий, магний и их сплавы
1.1 Медь (Cu) – металл розово-красного цвета, хорошо проводит электрический ток, тепло, высокая стойкость против коррозии, хорошая обрабатываемость.
М 00; М 0; М 1; М 2; М 3; М 4 М – медь; число – номер марки.
Чем выше число – больше примесей. М 0 – 0,05% примесей; М 4-1% примесей.
Медные сплавы
ЛАТУНИ БРОНЗЫ
МЕДЬ + ЦИНК МЕДЬ + (ОЛОВО + АЛЮМИНИЙ +
ФОСФОР и другие)
Железо – Ж; Марганец – Мц;
Алюминий – А; Свинец – С;
Олово – О; Бериллий-Б;
Кремний-К; Никель-Н;
Цинк-Ц; Фосфор-Ф
1.2 Латуни: литейные и обрабатываемые давлением; высокие литейные свойства, хорошо обрабатываются.
1.3 Бронзы: стойкость против коррозии, хорошие литейные свойства, легко поддаются механической обработке.
1.4 Алюминий (Al) – пластичный и легкий метал белого цвета, хорошо проводит тепло и электрический ток, легко обрабатывается.
А0, А5, А99, А999, А999-99,999% Al
0,001% - примесей
Сплавы Al
Литейные Деформируемые
Силумины Дюралюмины
Al + кремний Al + (медь+марганец+магний)
1.5 Силумины: высокие механические свойства, хорошая обрабатываемость, высокая жидкотекучесть, незначительная усадка.
1.6 Дюралюмины: стойкость против коррозии, повышенная прочность.
Алюминево-марганцевые: АМц
Алюминево-магниевые АМг2
III. Магний (Mg) – самый легкий из технических металлов, быстро окисляется на воздухе, имеет низкие механические свойства, применяется для получения сплавов.
Сплавы магния
Деформируемые Литейные
МА1; МА2 МЛ4; МЛ5
Число – условный номер сплава.
Сплавы магния хорошо обрабатываются резанием; легки, хорошо сопротивляются ударным нагрузкам, но плохо противостоят коррозии.
ПРИМЕРЫ РАСШИФРОВКИ:
Л85- ЛАТУНЬ, 85%-МЕДЬ, ОСТАЛЬНОЕ ЦИНК.
БрБ2- БРОНЗА, БЕРИЛЛИЙ-2%, ОСТАЛЬНОЕ МЕДЬ.
АЛ1-АЛЮМИНИЕВЫЙ ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ,
1-ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР СПЛАВА.
АК6-АЛЮМИНИЕВЫЙ КОВКИЙ СПЛАВ,
6-ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР СПЛАВА,
Д16-ДЮРАЛЮМИНИЙ, 16-ПОРЯДКОВЫЙ НОМЕР СПЛАВА.
Выполнить задание:
Расшифровать марки сплавов:
Л68; ЛЖМц59-1-1; БрОСН11-3-1; АЛ6; Д18П; АМг5; БрКМц3-1;
Бр Б2; ЛКС80-3-3; АК8; Д20; МА5.
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ
Тема2: Износостойкие материалы
2.1 Антифрикционные сплавы
Антифрикционные сплавы применяются для изготовления вкладышей подшипников скольжения и других трущихся деталей (мягкая основа + твердые частицы).
Требования:
Высокая износоустойчивость и малый коэффициент трения между валом и подшипником.
Достаточная пластичность для лучшей прирабатываемости к поверхности вала.
Твердость, достаточная для вкладыша как для опоры вала, но не вызывающего износа самого вала.
Способность удерживать смазку.
Виды антифрикционных сплавов:
Баббиты – сплавы на основе олова, свинца и других металлов. Б83; Б16;
Б – баббит, число – среднее содержание олова в процентах;
Антифрикционные чугуны;
Бронзы оловянные и свинцовые: БрОЦС 5-5-5; БрОЦС 6-6-3; БрС 30;
Металлокерамические сплавы: бронза – графит; железо – графит;
Неметаллы: пластмасса, резина, древесина.
2.2 Материалы, устойчивые к абразивному изнашиванию
Твердые сплавы
Твердые сплавы на основе тугоплавких карбидов, обладающих высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, жаростойкостью при нагреве сплавов до 800-10000С
Виды твердых сплавов:
2.2.1 Литые
Стеллиты – кобальт + карбиды хрома и вольфрама.
Сормайты – железо + карбид хрома.
Применение: для наплавки на рабочую поверхность деталей и инструмента.
2.2.2 Металлокерамические
Вольфрамовые – карбид вольфрама + кобальт ВК3; ВК3М; ВК6; ВК8; ВК8В.
В – карбид вольфрама;
К – кобальт; число – содержание кобальта в процентах;
М – (в конце марки) – мелкозернистая структура;
В (в конце марки) – крупнозернистая структура.
Применение: обработка хрупких металлов, оснащение инструментов.
Титановольфрамовые – карбид вольфрама + карбид титана + кобальт. Т15К6; Т5К10; Т5К12В.
Применение: чистовое, черновое, получистовое точение, нарезание резьбы токарными резцами, рассверливание и т.п.
Титанотанталововольфрамовые – карбид вольфрама + карбид титана + карбид тантала + кобальт. ТТ7К12; ТТ10К8.
Применение: черновая обтачка в тяжелых условиях, черновая и чистовая обработка труднообрабатываемых материалов.
ПРИМЕРЫ РАСШИФРОВКИ:
Т30К4-ТВЕРДЫЙ СПЛАВ, КАРБИД ТИТАНА-30%, КОБАЛЬТ-4%, ОСТАЛЬНОЕ КАРБИД ВОЛЬФРАМА.
ТТ10К12-ТВЕРДЫЙ СПЛАВ, КАРБИД ТИТАНА И ТАНТАЛА-10%, КОБАЛЬТ-12%, ОСТАЛЬНОЕ КАРБИД ВОЛЬФРАМА.
Выполнить задание:
Расшифровать марки сплавов: Б16; ВК2; ВК6М; Т5К10; ТТ7К12
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ:
1. Вставить пропущенные слова:
Латунь – это сплав____________________________ с _______________________________.
Бронза – это сплав на основе_____________________________________________________.
2. Пользуясь учебником ответить на вопросы:
а) Охарактеризовать физические свойства меди: __________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
б) Какое влияние на свойства меди оказывают примеси?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
в) Что такое черновая медь?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
г) Почему из меди марки М4 не изготавливают проводники электрического тока?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
д) Как влияет на свойства латуней процентное содержание цинка?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
е) Какие бронзы называют специальными?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ж) Какова кристаллическая решетка алюминия?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
з) Какую марку имеет алюминий особой чистоты?
___________________________________________________________________________________________________________________________________
и) Назвать группы алюминиевых литейных сплавов:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
к) Классификация алюминиевых деформирующих сплавов:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Пользуясь учебником и интернет материалами заполнить таблицу «Алюминий»:
Таблица 1
Свойства алюминия | Получение алюминия | Маркировка алюминия | Применение алюминия |
4. Пользуясь учебником и интернет материалами заполнить таблицу «Применение и маркировка алюминиевых сплавов»:
Таблица 2
Алюминиевые сплавы | |
Литейные алюминиевые сплавы | Деформируемые алюминиевые сплавы |
5. Расшифровать марки сплавов:
АЛ2______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
АЛ4В____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Д1_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
АК4______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Закончить предложения:
Антифрикционными называются сплавы, применяемые _________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Подшипниковые сплавы должны удовлетворять следующим требованиям: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Баббиты – это_________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Из перечисленных марок выписать марки антифрикционных сплавов: БрС30; АК4; ШХ6; У7; Б83; Р18; БН; БСТ5; БрОЦС5-5-5; АЧС-1; Б16; ШХ15; БК; БСТ6; БТ; Т15К6.
Выписанные марки расшифровать.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Заполнить схему:
9. Расшифровать марки сплавов:
ВК8_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ВК6М______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ВК4В______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Т30К4______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Т15К6_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ТТ7К12______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ТТ10К8В____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ВК25В_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ВК6М________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
ЛИТЕРАТУРА
1. Адаскин А. М. Материаловедение (металлообработка): Учебник для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования/А.М. Адаскин, В. М. Зуев. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 204. – 240 с.
2. Андреев В. В. Материаловедение для судостроителей: Учебное пособие для ПТУ. - Л: Судостроение, 1981-ИСБН-248 с., ил.
3. Кузьмин Б. А. и др. Технология металлов и конструкционные материалы: Учебник для машиностроительных техникумов. – М.: Машиностроение, 1981.-351 с., ил.
4. Никифоров В. М. Технология металлов и конструкционные материалы: Учебник для средних специальных и учебных заведений. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1980.-360 с., ил.