Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ



Отчёт

По лабораторной работе №6

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ

ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

 

Преподаватель: Диордица И. М.Выполнила: студентка II-го курса,

Гр. ЗПБ – 11 Колесник Н. В.

Киев 2013

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение микроструктуры и свойств, маркировку и область

применения цветных металлов и сплавов, и установление связи между

структурой сплава и соответствующей диаграммой состояния.

 

 

График изменения механических свойств латуней

 

 

Схемы микроструктуры заданных латуней. Их химический

Схемы микроструктуры заданных бронз в литом состоянии. Их

Марки сплавов, их

Химический состав, свойства и применение.

М00

Марка: М00
Классификация: Медь
Применение: для проводников тока и сплавов высокой чистоты

 

Химический состав в % материала М00

ГОСТ 859 - 2001

Fe Ni S P Cu As Pb Zn Ag O Sb Bi Sn
до 0.001 до 0.001 до 0.002 до 0.0005 min 99.96 до 0.001 до 0.001 до 0.001 до 0.002 до 0.03 до 0.001 до 0.0005 до 0.001

 

Литейно-технологические свойства материала М00.

Температура плавления: 1083 °C
Температура литья: 1150 - 1250 °C
Линейная усадка: 2.1 %

 

Механические свойства при Т=20oС материала М00.

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Сплав мягкий     200-250 90-150      
Сплав твердый     400-490 300-450      

 

Твердость М00, Сплав мягкий HB 10 -1 = 45 МПа
Твердость М00, Сплав твердый HB 10 -1 = 110 МПа

 

Физические свойства материала М00.

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
1.32   17.8
1.28 16.7        

М0б

Марка: М0б
Классификация: Медь
Применение: для проводников тока и сплавов высокой чистоты

 

Химический состав в % материала М0б

ГОСТ 859 - 2001

Fe Ni S P As Pb Zn O Sb Bi Sn -
до 0.004 до 0.002 до 0.003 до 0.002 до 0.002 до 0.003 до 0.003 до 0.001 до 0.002 до 0.001 до 0.002 Cu + Ag min 99.97

 

Примечание: Также хим. состав указан в ГОСТ Р 53803 - 2010



Литейно-технологические свойства материала М0б.

Температура плавления: 1083 °C
Температура литья: 1150 - 1250 °C
Линейная усадка: 2.1 %



Механические свойства при Т=20oС материала М0б.

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Проволока холоднодеформир., ГОСТ 4752 - 79     320-360          
Катанка, ГОСТ Р 53803-2010            

 

Твердость М0б, Сплав мягкий HB 10 -1 = 45 МПа
Твердость М0б, Сплав твердый HB 10 -1 = 110 МПа



Физические свойства материала М0б.

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
1.28   17.8
1.32 16.7        


М2р

Марка: М2р
Классификация: Медь
Применение: Для высококачественных полуфабрикатов и сплавов на медной основе, обрабатываемых давлением; для изготовления прутков для газовой сварки конструкций общего назначения из меди

 

Химический состав в % материала М2р

ГОСТ 859 - 2001

Fe Ni S P As Pb O Sb Bi Sn -
до 0.05 до 0.2 до 0.01 0.005 - 0.06 до 0.01 до 0.01 до 0.01 до 0.005 до 0.002 до 0.05 Cu+Ag min 99.7

 

Примечание: Также хим. состав указан в ГОСТ 1535-2006, ГОСТ 1173-2006, ГОСТ 617-2006

 

Литейно-технологические свойства материала М2р.

Температура плавления: 1083 °C
Температура литья: 1150 - 1250 °C
Линейная усадка: 2.1 %

 

Механические свойства при Т=20oС материала М2р.

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Трубы прессован., ГОСТ 617-2006     180-190        
Трубы мягк., ГОСТ 21646-2003            
Трубы тверд., ГОСТ 21646-2003            
Проволока, ГОСТ 16130-90              
Сплав мягкий холоднокатан., ГОСТ 1173-2006     200-260        
Сплав твердый холоднокатан., ГОСТ 1173-2006            

 

Твердость М2р, Сплав мягкий ГОСТ 1173-2006 HB 10 -1 = 55 МПа
Твердость М2р, Сплав твердый ГОСТ 1173-2006 HB 10 -1 = 95 МПа

 

Физические свойства материала М2р.

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
1.32   17.8
1.28 16.7        

 

Коэффициент трения материала М2р.

Коэффициент трения со смазкой: 0.011
Коэффициент трения без смазки: 0.43

 

М3

Марка: М3
Классификация: Медь
Применение: для проката, сплавов на медной основе и прочих литейных сплавов; для изготовления изделий криогенной техники

 

Химический состав в % материала М3

ГОСТ 859 - 2001

Fe Ni S As Pb O Sb Bi Sn -
до 0.05 до 0.2 до 0.01 до 0.01 до 0.05 до 0.08 до 0.05 до 0.003 до 0.05 Cu+Ag min 99.5

 

Примечание: Также хим. состав указан в ГОСТ 1535-2006, ГОСТ 1173-2006

 

Механические свойства при Т=20oС материала М3.

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Трубы прессован., ГОСТ 617-2006     180-190        
Сплав мягкий холоднокатан., ГОСТ 1173-2006     200-260        
Сплав твердый холоднокатан., ГОСТ 1173-2006            

 

Твердость М3, Сплав мягкий ГОСТ 1173-2006 HB 10 -1 = 55 МПа
Твердость М3, Сплав твердый ГОСТ 1173-2006 HB 10 -1 = 95 МПа

 

Физические свойства материала М3.

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
1.32   17.8
1.28 16.7        



Коэффициент трения материала М3.

Коэффициент трения со смазкой: 0.011
Коэффициент трения без смазки: 0.43

 

МНЖМц30-1-1

 

Марка: МНЖМц30-1-1
Классификация: Медно-никелевый сплав
Дополнение: Тип сплава - мельхиор
Применение: конденсаторные трубы маслоохладителя, трубные доски кондиционеров, в приборостроении; сплав хорошо сваривается, коррозионно-стойкий, эрозионно-стойкий.

 

Химический состав в % материала МНЖМц30-1-1

ГОСТ 492 - 2006

Ni+Co Fe C Si Mn S P Cu Pb Zn Примесей
29 - 33 0.5 - 1 до 0.05 до 0.15 0.5 - 1 до 0.01 до 0.01 64.4 - 70 до 0.05 до 0.5 всего 0.6

Примечание: Cu - основа; процентное содержание Cu дано приблизительно

Примечание: Также хим. состав указан в ГОСТ 10092 - 2006

 

Литейно-технологические свойства материала МНЖМц30-1-1.

Температура плавления: 1230 °C
Температура горячей обработки: 860 - 950 °C
Температура отжига: 750 - 810 °C

 

Механические свойства при Т=20oС материала МНЖМц30-1-1.

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Трубы мягк., ГОСТ 10092-2006            
Сплав мягкий     350-450   40-50      
Сплав твердый     550-650   3-5      

 

Твердость МНЖМц30-1-1, Сплав мягкий HB 10 -1 = 58.8 - 68.9 МПа
Твердость МНЖМц30-1-1, Сплав твердый HB 10 -1 = 98 МПа

 

Физические свойства материала МНЖМц30-1-1.

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
1.45    
         

 

МН19

Марка: МН19
Классификация: Медно-никелевый сплав
Дополнение: Тип сплава - мельхиор
Применение: плакировочный материал для медицинских инструментов, точная механика; сплав плохо деформируется в холодном состоянии, хорошо сваривается, коррозионно-стойкий.

 

Химический состав в % материала МН19

ГОСТ 492 - 2006

Ni+Co Fe C Si Mn S P Cu As Pb Mg Zn Sb Bi Примесей
18 - 20 до 0.5 до 0.05 до 0.15 до 0.3 до 0.01 до 0.01 78.5 - 82 до 0.01 до 0.005 до 0.05 до 0.3 до 0.005 до 0.002 всего 1.5

Примечание: Cu - основа; процентное содержание Cu дано приблизительно

 

Физические свойства материала МН19.

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
1.4 38.5  

 

ЛА77-2

Марка: ЛА77-2
Классификация: Латунь, обрабатываемая давлением
Дополнение: Латунь сложнолегированная. Применяется для изделий средней прочности, хорошей коррозионной стойкости
Применение: Трубные доски для конденсаторов и теплообменников; стойкие к морской воде детали машин; высоконагруженнная арматура

 

Химический состав в % материала ЛА77-2

ГОСТ 15527 - 2004

Fe P Al Cu Pb Zn Sb Bi Примесей
до 0.07 до 0.01 1.7 - 2.5 76 - 79 до 0.07 18.2 - 22.25 до 0.005 до 0.002 всего 0.3

Примечание: Zn - основа; процентное содержание Zn дано приблизительно

 

ЛОМш70-1-0.05

Марка: ЛОМш70-1-0.05
Классификация: Латунь, обрабатываемая давлением
Дополнение: Латунь сложнолегированная
Применение: Для конденсаторных труб

 

Химический состав в % материала ЛОМш70-1-0.05

ГОСТ 15527 - 2004

Fe P Cu As Pb Zn Sb Bi Sn Примесей
до 0.1 до 0.01 69 - 71 0.02 - 0.06 до 0.07 27.44 - 29.97 до 0.005 до 0.002 1 - 1.5 всего 0.3

Примечание: Zn - основа; процентное содержание Zn дано приблизительно

 

ЛС59-1

Марка: ЛС59-1
Классификация: Латунь, обрабатываемая давлением
Дополнение: Латунь свинцовая
Применение: Для изготовления полуфабрикатов (лент, листов, полос, труб, прутков, проволоки, профилей); поковок; крепежных изделий (гаек, болтов); шестеренок, зубчатых колес, втулок.

 

Химический состав в % материала ЛС59-1

ГОСТ 15527 - 2004

Fe P Cu Pb Zn Sb Bi Sn Примесей -
до 0.5 до 0.02 57 - 60 0.8 - 1.9 37.05 - 42.2 до 0.01 до 0.003 до 0.3 всего 0.75 Si + Sn < 0.5 %

Примечание: Zn - основа; процентное содержание Zn дано приблизительно

Примечание: Также хим. состав указан в ГОСТ 2208-2007, ГОСТ 2060-2006, ГОСТ 31366-2008, ГОСТ Р 52597-2006

 

ЛЖМц59-1-1

Марка: ЛЖМц59-1-1
Классификация: Латунь, обрабатываемая давлением
Дополнение: Латунь сложнолегированная
Применение: Полосы, трубы, прутки. проволока для деталей морских судов, самолетов; проволока и прутки для газовой сварки латуни и наплавки на углеродистую сталь

 

Химический состав в % материала ЛЖМц59-1-1

ГОСТ 15527 - 2004

Fe Mn P Al Cu Pb Zn Sb Bi Sn Примесей
0.6 - 1.2 0.5 - 0.8 до 0.01 0.1 - 0.4 57 - 60 до 0.2 37.05 - 41.5 до 0.01 до 0.003 0.3 - 0.7 всего 0.3

Примечание: Zn - основа; процентное содержание Zn дано приблизительно

Примечание: Также хим. состав указан в ГОСТ 2208-2007, ГОСТ 2060-2006

 

ЛЦ38Мц2С2

Марка: ЛЦ38Мц2С2
Классификация: Латунь литейная
Дополнение: Латунь марганцово-свинцовая
Применение: Для изготовления конструкционных деталей и аппаратуры для судов; антифрикционных деталей несложной конфигурации (втулки, вкладыши, ползуны, арматура вагонных подшипников)

 

Химический состав в % материала ЛЦ38Мц2С2

ГОСТ 17711 - 93

Fe Si Mn Ni P Al Cu Pb Zn Sb Sn Примесей
до 0.8 до 0.4 1.5 - 2.5 до 1 до 0.05 до 0.8 57 - 60 1.5 - 2.5 32.8 - 40 до 0.1 до 0.5 всего 2.2

Примечание: Zn - основа; процентное содержание Zn дано приблизительно

 

ЛЦ16К4

Марка: ЛЦ16К4 ( другое обозначение ЛК80-Л )
Классификация: Латунь литейная
Дополнение: Латунь кремнистая
Применение: Для изготовления сложных по конфигурации деталей приборов и арматуры, работающих при температурах до 250°C и подвергающихся гидровоздушным испытаниям; деталей, работающих в морской воде при обеспечении протекторной защиты (шестерни, детали узлов трения и др.)

 

Химический состав в % материала ЛЦ16К4

ГОСТ 17711 - 93

Fe Si Mn Ni P Al Cu Pb Zn Sb Sn Примесей
до 0.6 3 - 4.5 до 0.8 до 0.2 до 0.1 до 0.04 78 - 81 до 0.5 12 - 19 до 0.1 до 0.3 всего 2.5

Примечание: Zn - основа; процентное содержание Zn дано приблизительно

 

БрА9ЖЗЛ

Марка: БрА9Ж3Л ( другое обозначение БрАЖ9-4Л )
Классификация: Бронза безоловянная литейная
Применение: антифрикционные детали, детали арматуры

 

Химический состав в % материала БрА9Ж3Л

ГОСТ 493 - 79

Fe Si Mn Ni P Al Cu As Pb Zn Sb Sn Примесей
2 - 4 до 0.2 до 0.5 до 1 до 0.1 8 - 10.5 82.8 - 90 до 0.05 до 0.1 до 1 до 0.05 до 0.2 всего 2.7

Примечание: Cu - основа; процентное содержание Cu дано приблизительно

 

Механические свойства при Т=20oС материала БрА9Ж3Л.

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
литье в кокиль, ГОСТ 493-79            
литье в песчаную форму, ГОСТ 493-79            

 

Твердость БрА9Ж3Л, литье в кокиль ГОСТ 493 HB 10 -1 = 100 МПа
Твердость БрА9Ж3Л, литье в песчаную форму ГОСТ 493 HB 10 -1 = 100 МПа

 

БрСЗ0

Марка: БрС30
Классификация: Бронза безоловянная литейная
Применение: антифрикционные детали

 

Химический состав в % материала БрС30

ГОСТ 493 - 79

Fe Si Ni P Cu As Pb Zn Sb Sn Примесей
до 0.25 до 0.02 до 0.5 до 0.1 68.1 - 73 до 0.1 27 - 31 до 0.1 до 0.3 до 0.1 всего 0.9

Примечание: Cu - основа; процентное содержание Cu дано приблизительно

 

БрМц5

Марка: БрМц5
Классификация: Бронза безоловянная, обрабатываемая давлением
Дополнение: Марганцевая бронза. Высокие механические свойства, хорошая деформируемость в горячем и холодном состояниях, коррозионная стойкость, повышенная жаропрочность
Применение: Детали и изделия, работающие при повышенных температурах;

 

Химический состав в % материала БрМц5

ГОСТ 18175 - 78

Fe Si Mn P Cu Pb Zn Sn Примесей
до 0.35 до 0.1 4.5 - 5.5 до 0.01 93.6 - 95.5 до 0.03 до 0.4 до 0.1 всего 0.9

Примечание: Cu - основа; процентное содержание Cu дано приблизительно

 

Медных сплавов

Сразу отметим, что диаграммы состояния отражают изменения, которые происходят только при медленном понижении температуры. Однако они позволяют рассматривать и быстропротекающие процессы. Покажем это на примере рассмотренной диаграммы.

1. Сплавы типа (1). Концентрация В < Bmin .

После завершения кристаллизации сплав состоит из одной фазы (твердый раствор В в А ) при любых температурах. Фаза А(В) называется α -фазой или α -раствором. В таких сплавах фазовый состав не меняется с температурой и не зависит от скорости охлаждения.

2. Сплавы типа (2). Концентрация Bmin< В< Bmax.

Сразу после кристаллизации сплав состоит из зерён α -раствора, т.е. является однофазным. Но после охлаждения до Т2, соответствующей пределу растворимости для данной концентрации, кристаллы твердого раствора уже не могут содержать столько компоненты В, сколько её содержится в сплаве. Поэтому после охлаждения твердый раствор будет иметь состав, соответствующий минимальной растворимости компоненты В, а её избыточная часть выделится из α -раствора в виде вторичных кристаллов В2. Такой процесс называется распадом твердого раствора (вторичная кристаллизация). Насыщенный раствор обозначается как α s.

Следовательно, ниже температуры Т2 сплав становится двухфазным (α s+B2 ). Количество вторичных кристаллов в сплавах тем больше, чем ближе концентрация к Bmax.

Процесс выделения вторичных кристаллов является диффузионным, для его осуществления требуется время. Поэтому описанный процесс происходит только при медленном охлаждении.

При большой скорости охлаждения (закалке) получается однофазный сплав: вторичные кристаллы не успевают выделиться, и получается пересыщенный твердый раствор. Это второй вариант существования сплава с такой концентрацией.

Если сплав с фазой пересыщенного твердого раствора нагреть выше Т2, выдержать при этой температуре (старение), а затем медленно охладить, то получится двухфазный сплав. Характер выделения вторичных кристаллов из пересыщенного раствора имеет свои особенности, которые приводят к увеличению пределов текучести и прочности. Это третий вариант существования сплава той же концентрации.

3. Сплавы типа (3). Концентрация Bmax< В< B ЭВТ – «доэвтектические» сплавы.

Кристаллизация с образованием α -раствора начинается при температуре ликвидуса. Однако «обычный» ход кристаллизации прерывается при Т ЭВТ, при которой жидкая часть кристаллизуется в виде смеси кристаллов α -раствора и кристаллов В. Это и есть эвтектика. В процессе охлаждения происходит распад твердого раствора с образованием вторичных кристаллов В2.

После полного охлаждения сплав состоит из трех фаз: α s, В2 и Эвт.(α s +В+В2 ). Кристаллы твердого раствора α s успели сформироваться в ходе «обычной» кристаллизации, а эвтектика образовалась из «недокристаллизовавшейся» части жидкого раствора.

4. Сплавы типа (4). Концентрация В> B ЭВТ– «заэвтектические» сплавы.

Кристаллизация с образованием первичных кристаллов В начинается при температуре ликвидуса. «Обычная» кристаллизация прерывается при Т ЭВТ и жидкая часть кристаллизуется в виде эвтектики. После полного охлаждения образуется двухфазный сплав: В и Эвт.( α S+В+В2 ).

5. Сплав (5). Концентрация В=BС – эвтектический сплав.

Для сплава с таким составом кристаллизация происходит не в интервале температур, а при эвтектической температуре с образованием одной лишь эвтектики, состоящей из смеси мелких кристаллов обеих компонент: Эвт( А+В ). При больших скоростях кристаллизации чисто эвтектическую структуру будут иметь даже сплавы, отличающиеся по составу от эвтектического.

Даже из рассмотренного частного случая можно сделать важные выводы:

1) небольшие количественные изменения химического состава могут качественно изменить фазовый состав и микроструктуру сплава.

2) для многих сплавов фазовый состав и микроструктура зависят от скорости охлаждения после кристаллизации или последующей термообработки.

 

Простые латуни Л90, Л85, Л80, Л75, Л70, Л68 – это однофазные сплавы, состоящие из кристаллов α -твердого раствора цинка в меди (их называют α -латуни). Чем больше цинка вошло в α -раствор, тем латунь прочнее. Все α -латуни пластичны, хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.

Предельная растворимость цинка в меди примерно 35% - это граница существования α -фазы. В сплавах с большим содержанием цинка его избыточная часть образует с медью химическое соединение CuZn. Часть меди растворяется в CuZn, образуя кристаллы β -твердого раствора. Т.е. присутствуют кристаллы двух видов твердогораствора. Так образуются двухфазные ( α + β ) латуни Л60 и Л59.

Выше 460оС β -фаза является неупорядоченным раствором с хорошей пластичностью. Ниже 460оС β -твердый раствор упорядочивается и становится хрупким. Поэтому двухфазные ( α + β ) латуни хорошо обрабатываются давлением в горячем состоянии (когда пластичны обе фазы) и хуже при обычных температурах (когда пластична только α -фаза).

Латунь Л63 имеет небольшое количество β –фазы и формально должна считаться двойной ( α + β ) латунью. Но малое количество β - фазы практически не проявляется на большинстве свойств, поэтому её чаще рассматривают как однофазный сплав. Тем не менее, при быстром охлаждении после отжига содержание β – фазы может оказаться значительным и пластичность снизится.

Алюминиевые бронзы.

Твердый α - раствор на основе меди может содержать до 8% Al.

При его большем количестве алюминий при кристаллизации образуется β -фаза (раствор на основе Сu3Al), которая при 565оС распадается на эвтектоид (α +γ 2 ). Фаза γ 2 - это раствор на основе Cu9Al4. Высоко-температурная β -фаза пластичная, фаза γ 2 - твердая и хрупкая.

Алюминиевые бронзы дополнительно легируются Fe, Mn, Ni. Марганец входит в α - и β - растворы. Железо частично входит вα –раствор, кроме этого на его основе образуется твердый растворγ Fe. Приведем структуру этих бронх при комнатной температуре:

БрА5 и БрА7: однофазные со структурой α –раствора. Деформируемые (в холодном и горячем состоянии).

БрАМц9-2: кристаллы α –раствора и эвт-ид (α +γ 2 ). Бронза деформируемая (в горячем и холодном состоянии).

БрАЖ9-4: кристаллы α –раствора, кристаллы γ Fe и эвт-ид (α +γ 2 ). Бронза деформируемая (в горячем состоянии).

 

Вывод

Мы изучили микроструктуры и свойств, маркировку и область

применения цветных металлов и сплавов, и установили связи между

структурой сплава и соответствующей диаграммой состояния.

Получили практический навык микроанализа основных групп медных

сплавов – латуней и бронз.

Отчёт

По лабораторной работе №6

МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ

ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

 

Преподаватель: Диордица И. М.Выполнила: студентка II-го курса,

Гр. ЗПБ – 11 Колесник Н. В.

Киев 2013

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение микроструктуры и свойств, маркировку и область

применения цветных металлов и сплавов, и установление связи между

структурой сплава и соответствующей диаграммой состояния.

 

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-05-03; Просмотров: 618; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.113 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь