Назначение поверхностного наклепа (стр. 3 из 3)
При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение атомов и широкую область гомогенности (см. рис. 4, а). В этом со стоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454 — 468°С расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β′. Фаза β′ в отличие от β-фазы является более твердой и хрупкой; γ -фаза представляет собой электронное соединение Cu5Zn8 (21/13). Зависимость механических свойств меди от содержания цинка показана на рис. 4, б. В области α -твердого раствора прочность и пластичность растут. При появлении в структуре β′-кристаллов пластичность падает, а прочность продолжает возрастать примерно до 45% Zn. При большем содержании цинка структура сплава состоит из β′-фазы, и прочность сильно уменьшается из-за высокой хрупкости.
Технические латуни содержат до 40 — 45% Zn. В зависимости от содержания цинка различают α -латуни (рис. 5, а) и α + β′-латуни (рис. 5,б): α -латуни хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. Двухфазные α + β′-латуни малопластичны в холодном состоянии. Эти латуни обычно подвергают горячей обработкедавлением при температурах, соответствующих области β - или α + β-фаз; α + β′-латунипо сравнению с α -латунью имеют большую прочность и износостойкость, но меньшую пластичность.
Двойные латуни нередко легируют Al, Fe, Ni, Sn, Mn, Pb и другими элементами. Такие латуни называют специальными или многокомпонентными. Введение легирующих элементов (кроме никеля) уменьшает растворимость цинка в меди и способствует образованию β -фазы, поэтому специальные латуни чаще двухфазные α + β. Никель увеличивает растворимость цинка в меди. При добавлении его к α + β′-латуни количество β′-фазы уменьшается, и при достаточном его содержании латунь из двухфазной становится однофазной (α-латунь). Легирующие элементы увеличивают прочность (твердость), но уменьшают пластичность латуни.
 |
Рис. 5. Микроструктура α (а) к α + β′-латуни (х250)
Свинец облегчает обрабатываемость резанием и улучшает антифрикционные свойства. Свинец вводят в α + β′-латуии или в α-латуни, испытывающие при нагреве и охлаждении α ↔ β- превращение. В результате этого превращения свинец располагается не по границам зерен, как в чистой меди или α-латуни, не имеющей превращений в твердом состоянии (что особенно затрудняет горячую обработку давлением, вызывая брак продукции), а внутри зерен, что не мешает обработке давлением, но способствует лучшему отделению стружки при резании. Сопротивление коррозии повышают AI, Zn, Si, MnHNi.
Латуни в наклепанном состоянии или с высокими остаточными напряжениями и содержащие свыше 20% Zn склонны к коррозионному («сезонному») растрескиванию в присутствии влаги, кислорода, аммиака. Для предотвращения растрескивания полуфабрикаты из латуни указанных составов отжигают при 250-650'С, аизделия из латуни - при 250-270°С.
Для уменьшения твердости перед обработкой .давлением и получения в полуфабрикатах требуемых свойств их подвергают рекристаллизационному отжигу, чаще при 600 — 700сС, с охлаждением на воздухе или в воде (для отделения слоя окалины). Для получения мелкого зерна перед глубокой вытяжкой полосы и ленты отжигают при более низкой температуре(450-550°C).
При отжиге α + β′-латуней помимо рекристаллизации протекает фазовая перекристаллизация. Структура и свойства α + β′′-латуней зависят от скорости охлаждения. При быстром охлаждении возрастает количество β′′-фазы, что повышает твердость латуни и в некоторых случаях улучшает обработку резанием. Когда нужна высокая: пластичность, например для холодной обработки давлением, охлаждение должно быть медленным, чтобы получить возможно большее количество α-фазы.
Латуни, предназначенные для фасонного литья, от которых требуется повышенная прочность, содержат большое количество специальных присадок, улучшающих их литейные свойства. Эти латуни отличаются и лучшей коррозионной стойкостью.
Литейные латуни обладают хорошей жидкотекучестью, мало склонны к ликвации и обладают антифрикционными свойствами.
Все латуни по технологическому признаку подразделяют на две группы: деформированные, из которых изготовляют листы, ленты, трубы, проволоку и другие полуфабрикаты, и литейные - для фасонного литья (табл. 1.).
Таблица 1. Типичные свойства Деформируемых двойных латуней
| Марка | σв кгс/мм2 | δ, | % | Марка | σв кгс/мм2 | δ, | % | ||
| латуни | после наклепа | после отжига | посленаклепа | послеотжига | латуни | посленаклепа | послеотжига | посленаклепа | послеотжига |
| Л96JI90JI80 | 454864 | 242632 | 243 | 504552 | JI70Л 63JI60 | 667070 | 334238 | 533 | 554545 |
Примечание. В марке цифра означает содержание меди, остальное цинк. В твердом состоянии степень деформации 50%, отжиг при 600"С,
Когда требуется высокая пластичность, повышенная теплопроводность и важно отсутствие, склонности к коррозионному растрескиванию, применяют α -латуни с высоким содержанием меди (Л96 и Л90)[1] Латуни Л70 (α -латуни) и Л62 и Л60 (α + β′-латуни) с большим содержанием цинка обладают более высокой прочностью, лучше обрабатываются резанием, дешевле, но хуже сопротивляются коррозии. Наибольшей пластичностью обладает α-латунь (Л70), которую чаще используют для изготовления деталей штамповкой.
В табл. 2 приведены механические свойства и назначение некоторых специальных латуней. Деформируемые латуни ЛАЖ60 –1 –1 и ЛЖМц59 – 1—1 обладают высокими коррозионными свойствами в атмосферных условиях, пресной и морской воде и применяются для деталей в судостроении. Более высокой: устойчивостью в морской воде обладают латуни, легированные оловом, например ЛО70 —1 и ЛО62 —1, получившие название морских латуней. Латунь ЛС59 — 1 (автоматная латунь) поставляется в прутках и предназначается для изделий, изготовляемых резанием на станках-автоматах.
Таблица 2 Типичные механические свойства и назначение некоторых специальных латуней
| Марка латуни | σв кгс/мм2 | δ, % | Область применения |
| Деформируемые | α + β -латупи * | ||
| ЛАЖ60-1-1 | 45/75 | 45/8 | Трубы и прутки |
| ЛЖМц59-1-1 | 45/70 | 50/7 | Полосы, прутки, трубы, проволока |
| JIC59 - 1 | 40/65 | 45/5 | Листы, лепты, прутки, трубы, проволока |
| Литейные | латуни ** | ||
| ЛЦ16К4 | 25/30 | 10/15 | Арматура, детали приборов в судостроении и в общем машиностроении |
| ЛЦ23А6Ж3Мц2 | 60/65 | 7/7 | Гайки нажимных винтов, работающих в тяжелых условиях, червячные винты |
| ЛЦ14КЗСЗ | 25/30 | 7/15 | Подшипники, втулки, вкладыши |
| ЛЦ40Мц3Ж | -/50 | -/15 | Арматура, детали ответственного назначения, подшипники |
* Числитель - механические свойства мягкой латуни, знаменатель — твердой латуни. В твердом состоянии (после наклепа) степень деформации' 50%, в мягком — после отжига при 600°C.
** Числитель — механические свойства при литье в песчаную форму, знаменатель — при литье в кокиль.
Латуни обозначают начальной буквой Л — латунь, после чего следуют первые буквы основных элементов, образующих сплав. Например, О - олово, Ц - цинк, Мц - марганец, Ж - железо, Ф - фосфор, Б - бериллий, X - хром и С - свинец и т. д.
Для деформируемых латуней (по ГОСТ 15527-2004) цифры, следующие за буквами, указывают количество легирующего элемента. Например, ЛЖМц 59 - 1 - 1 — латунь, содержащая 59% меди (Сu), 1% железа (Fe), 1% марганца (Мп) и остальное цинк (т. е. 39 %).
Для литейных латуней (по ГОСТ 17711-93) после буквы Л идет буквенное обозначение основного легирующего элемента Ц (цинка), среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Если среднее содержание компонент не обозначено, то считается, что его там в среднем 1 %/. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5 содержит 40 % цинка (Zn) и 1,5 % марганца (Мn), остальное 45 % медь (Cu). ЛЦ40Мц3А содержит 40 % цинка (Zn), 3 % марганца (Мn), 1 % алюминия (Al) и остальное 56 % медь (Cu).
В заключений отметим, что представление о том, как читается и расшифровывается марки стали и латуней являются основой специфических знаний из сферы производственной деятельности.
А вот поверхностный наклеп, нормализация процессы которые в том или ином виде встречаются по жизни и в быту (т. е. не в крупных масштабах), поэтому теоретические знания о этих процессах нужно иметь. Более глубокие знания носят специфический характер и применяемые на практике в производстве.
Это же касается знаний о составах, механических свойствах стали и латуни – примерные теоретические знания нужно обязательно иметь, но если эти знания уже входят в область применения в производстве, то их нужно расширять.
В целом работа минусов не имеет, поэтому данную контрольную работу можно оценить как удовлетворительную.
1. Межгосударственный стандарт ГОСТ 17711-93 «Сплавы медно-цинковые (латуни), литейные. Марки».
2. Межгосударственный стандарт ГОСТ 15527-2004 «Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки».
3. ГОСТ 17711-72. Многокомпонентные латуни. «Марки латуней и их применение».
4. Аникина А. Д., Брюховец Д. Ф., Иванова В. П. Основные сведения об изготовлении машин. Учебного пособия для экономических специальностей техникумов – М.: «Машиностроение», 1966.
5. Гольчевская Н.Ю., Гольчевский В.Ф. Материаловедение. Учебник. - Иркутск: ИрГТУ, 2008.
6. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов — 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение. 1980.
7. Лахтин Ю. M., Леонтьева В. П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. — 3-е изд., перераб. и доп. —М.: Машиностроение, 1990.
8. Мозберг Р. К. Материаловедение: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб.-M.: Высш. шк., 1991.
9. Третьякова Н.В. Ивановский государственный энергетический университет Материаловедение: Курс лекций. – Интернет. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://elib.ispu.ru/library/lessons/tretjakova/ – заголовок с экрана.
[1] Латуни, содержащие до 10% Zn, называют томпаком, а от 10 до 20% Zn - полутомпаком