Превращения в стали при нагреве

Таким образом при нагреве стали выше А_с1 происходит превращение обратное эвтектоидному:

П®А, или (a+Fe₃C)®g.

В интервале температур А_с1 - А_с3 происходит постепенное превращение (растворение) избыточных фаз феррита или цементита в аустените:

Фе®А или Ц®А, т.е. a®g или Fe₃C ®g и выше температуры А_с3 сталь находится в аустенитном состоянии.

После завершенияП®А превращения вновь образовав-шийся аустенит химически неоднороден. Он будет высокоуглеродистым там, где в исходном перлите была цементитная пластинка и низкоуглеродистым в том месте, где до превращения был феррит. Чтобы выровнять аустенит по составу необходимы перегрев и выдержка при температуре аустенитизации.

Поэтому если термообработка предусматривает аустенитизацию, то температура нагрева выбирается из расчета: Т_н = А_с3 + 30…50 °С.

Превращение П®А происходит путем зарождения зерен аустенита на границах зерен перлита. Затем зерна аустенита растут вначале за счет превращения П®А, а после завершения превращения идет укрупнение зерен путем собирательной рекристаллизации, т.е. зерна растут посредством поглощения более мелких зерен. Собирательная рекристаллизация и рост зерна аустенита идет тем интенсивнее, чем выше температура перегрева над критической точкой А_с3.

Кроме регламентиро-вания температуры перегрева стали над А_с3 применяют специальное легирование, в результате которого получают наследственно мелкозернистые стали, у которых интенсивный рост зерна начинается при более высоких температурах перегрева, тогда как у наследственно крупнозернистых сталей рост зерна начинается при температуре чуть выше А_с3.

Различают следующие виды зерна аустенита:

-начальное зерно, образовавшееся при П®А и еще не претерпевшее рост. Размер его тем меньше, чем мельче зерна исходного перлита, на границах которого зарождается аустенит;

- наследственное зерно,под которым следует понимать склонность образовавшегося зерна к росту;

- действительное зерно – размер зерна аустенита, полученный в данном сплаве и в данных условиях перегрева.

Из мелкозернистого аустенита при последующем резком охлаждении или с умеренной скоростью в результате превращений А®М или А®П получают мелкоигольчатый мартенсит или мелкозернистый перлит, обеспечивающие наилучший комплекс прочностных свойств. Иными словами, именно действительное зерно аустенита определяет свойства стали после термообработки, а начальное и наследственное зерно определяют условия получения мелкого действительного зерна.

21)Эвтектоидное превращение аустенита и его продуктов

эвтектоидное превращение (распад) аустенита, происходящее ниже 727°С (по другим источникам 723°С) и заключающееся в одновременном зарождении и росте внутри аустенита (ɣ-фаза) двух новых фаз: феррита (ɑ-фаза) и цементита (Fe3C) имеющих пластинчатую форму. Схематически процесс описывается формулой:

ɣ→ɑ+Fe3C

Перлитное превращение происходит в сталях, содержащих более 0,025%С (по массе), а также в белых и серых чугунах (за исключением чугунов на ферритной металлической основе). Структура, образующаяся в результате превращения, называется перлит и она состоит из тонких чередующихся пластинок (кристаллов) феррита и цементита. Составы всех трех фаз при медленном охлаждении строго определен: в нелегированной стали или чугуне

аустенит содержит 0,8%С

перлит состоит из:

феррит - 0,025%С

цементит - 6,67%С (по массе).

22)Превращения аустенита при разной степени переохлаждения, С-диаграммы

При охлаждении ниже критической точки А_r3 в интервале А_r3-А_r1 из аустенита начинают выделяться в доэвтектоидных сталях избыточный феррит, а в заэвтектоидных - избыточный цементит:

А ® Фе или А ® Ц, иными словами g®a или Fe₃C ® Fe₃C g.

При охлаждении ниже А_r1 происходит эвтектоидное превращение аустенита в перлит:

А®П или g®a+ Fe₃C.

Критические точки А_r3 и А_r1в значительно большей степени чувствительны к скорости охлаждения, чем критические точки при нагреве.

При малых переохлаждениях t₁, t₂ перлитное превращение идет с малой скоростью из-за малой термодинамической активации превращения, по мере увеличения переохлаждения превращение начинается раньше, поскольку устойчивость аустенита уменьшается, достигая минимальной при переохлаждении t₃. При более глубоких переохлаждениях t₄, t₅ устойчивость аустенита против перлитного превращения вновь возрастает вследствие подавления диффузионных процессов при низкой температуре. Превращения аустенита при различных переохлаждениях в зависимости от времени описывают так называемые С-диаграммы или диаграммы изотермического превращения.

Возрастание переохлаждения вплоть до температуры минимальной устойчивости аустенита t_m увеличивает дисперсность продуктов перлитного превращения. Превращение аустенита при таких переохлаждениях образует перлит, сорбит или троостит, которые представляют собой эвтектоидные феррито-цементитные смеси возрастающей дисперсности и твердости.

При более глубоких переохлаждениях происходит промежуточное или бейнитное превращение аустенита, которое состоит в диффузионном перераспределении углерода (углерод выделяется из аустенита с образованием сверхмелких карбидов) и сдвиговой перестройке кристаллической структуры g- Fe в a-Fe (ГЦК®ОЦК).

23)Превращения аустенита при непрерывном охлаждении, критическая скорость закалки

Критическая скорость закалки – наименьшая скорость охлаждения, при которой образуется мартеситная структура

24)Мартенситное превращение в стали, структура и свойства мартенсита

Кристаллическая структура мартенсита тетрагональна, элементарная ячейка имеет форму прямоугольного параллелепипеда, атомы железа расположены в вершинах и центре ячейки, атомы углерода в объёме ячеек. Структура неравновесна, и в ней есть большие внутренние напряжения, что в значительной степени определяет высокую твёрдость и прочность сталей с мартенситной структурой.

При нагреве сталей с мартенситной структурой происходит диффузионное перераспределение атомов углерода. В стали возникают две фазы — феррит, содержащий очень мало углерода (до 0,02 %) и цементит (6,67 % углерода). Элементарная ячейка феррита имеет форму куба, атомы железа расположены в вершинах и в центре куба (объемноцентрированная структура), цементит имеет ромбическую структуру. Элементарная ячейка цементита имеет форму прямоугольного параллелепипеда.

Кристаллическая решётка мартенсита связана постоянными кристаллографическими соотношениями с решёткой исходной структуры аустенита, то есть плоскости с определёнными кристаллографическими индексами в структуре мартенсита параллельны плоскостям с определёнными индексами в структуре аустенита. Соотношение между кристаллографическими направлениями в решётках мартенсита и аустенита аналогично

25)Прокаливаемость и закаливаемость стали

Под закаливаемостью понимают способность стали приобретать высокую твердость после закалки. Такая способность зависит главным образом от содержания углерода в стали: чем больше углерода, тем выше твердость. Объясняется это тем, что с повышением содержания углерода увеличивается число атомов, насильственно удерживаемых при закалке в атомной решетке железа. Иными словами, увеличивается степень пересыщения твердого раствора углерода в железе. В результате возрастают внутренние напряжения, что, в свою очередь, способствует увеличению числа дислокаций и возникновению блочной структуры.

Под прокаливаемостью понимают глубину проникновения закаленной зоны, т. е. свойство стали закаливаться на определенную глубину от поверхности. Если, например, сверло диаметром 50 мм, изготовленное из инструментальной углеродистой стали, закалить в воде, а затем замерить твердость его в поперечном сечении, то окажется, что во внутренней зоне, расположенной вдоль оси сверла (сердцевине), твердость будет почти такой же, как до закалки, в то время как в наружной зоне, расположенной у поверхности, твердость резко повысится. Проверив затем микроструктуру, можно будет убедиться, что в сердцевине она будет перлитного типа, а у поверхности — мартенситного. Несквозная закалка объясняется неравномерным охлаждением детали при закалке: поверхность всегда охлаждается быстрее, чем сердцевина. Неравномерность охлаждения вызывается различными условиями теплоотвода у поверхности и в сердцевине. При погружении раскаленной детали в закалочную среду поверхность, соприкасаясь с холодной жидкостью, охлаждается с большой скоростью, в то время как отвод теплоты от сердцевины затруднен толщей горячего металла, и потому она охлаждается медленно. В результате скорость охлаждения поверхности оказывается выше критической, и поверхность закаливается, а скорость охлаждения сердцевины получается ниже критической, и последняя не закаливается. Очевидно, можно представить себе, что на некоторой глубине от поверхности Н (рис. 19) скорость охлаждения будет равна критической. Тогда ясно, что слои металла, расположенные на большей глубине, не закалятся, а слои, расположенные на меньшей глубине, т. е. ближе к поверхности, закалятся.

26)Влияние легирующих элементов на прокаливаемость стали

Глубина проникновения закаленной зоны, т. е. прокаливаемость, зависит главным образом от химического состава стали. С повышением содержания углерода до 0,8% прокаливаемость стали повышается. Дальнейшее повышение его содержания несколько снижает прокаливаемость.

За исключением кобальта все легирующие элементы, растворенные в аустените, затрудняют его распад и, следовательно, уменьшают критическую скорость закалки. В результате увеличивается прокаливаемость.

Для улучшения прокаливаемости в сталь вводят марганец, хром, никель, молибден и др. элементы. Особенно эффективно действует комплексное легирование, при котором полезное влияние отдельных элементов на прокаливаемость взаимно усиливается. Например, для стали с 0,4% С и 3,5% Ni критическая скорость закалки равна 150°С/с, а добавка 0,75% Мо снижает эту скорость до 4°С/с.

Те легирующие элементы, которые с углеродом могут давать химические соединения в виде карбидов (вольфрам, ванадий, титан и др.), повышают прокаливаемость только в том случае, если они при температуре закалки оказываются растворенными в аустените. Если же они будут оставаться в составе карбидов, то прокаливаемость снижается. В связи с этим с целью наиболее полного растворения карбидов и повышения благодаря этому прокаливаемости иногда значительно увеличивают температуру нагрева при закалке.

Из всего сказанного о влиянии легирующих элементов на прокаливаемость стали следуют два очень важных вывода:

1) при использовании легированных сталей можно получить сквозную прокаливаемость в деталях большого сечения, которые невозможно закалить насквозь при изготовлении их из углеродистой стали;

2) применение легированной стали вместо углеродистой позволяет снизить скорость охлаждения, необходимую для закалки, и использовать в качестве охладителя взамен воды — масло. В результате снижаются закалочные напряжения, уменьшается коробление и опасность образования трещин.

Наряду с химическим составом на прокаливаемость оказывают влияние и некоторые другие факторы: однородность аустенита, отсутствие в нем карбидов и иных примесей и включений, величина зерна и др. Чем однороднее аустенит и больше размер его зерен, тем выше будет прокаливаемость.

27)Критические точки стали, их определение по диаграмме Fe-Fe₃C

Критическими точками называются такие температуры во время нагревания или остывания стали, при которых совершаются химические изменения и физические превращения, имеющие влияние на свойства стали.

Для установления режимов термической обработки необходимо знать температуры, при которых в стали происходят превращения. Такие температуры называются критическими и обозначаются буквой А с индексами (например, А1, А2 А3 и др.). Если рассматривается процесс нагревания, то к индексу добавляется буква «с», если охлаждение – буква «r». Семейство критических точек, соответствующих линии SE диаграммы Fe-Fe3C и при нагреве и при охлаждении обозначается индексом «ст»

28)Основные виды термической обработки металлов и сплавов

Отжиг, нормализация (первичный); закалка, отпуск (вторичный)

Отжиг – нагрев до температур выше фазовых превращений, выдержка при данной температуре и последующее медленное охлаждение.

Нормализация – нагрев доэвтектоидных сталей выше Ас3, эвтектоидных выше Аст на 30-50 С, непродолжительная выдержка и последующее охлаждение на спокойном воздухе.

Закалка – технологический процесс нагрева до температур выше Ас3 (для доэвтектоидных сталей), выдержка при этих температурах и охлаждение со скоростью не ниже критической (чаще в воде или масле).

Отпуск – это термическая обработка закаленных сплавов (главным образом стали), которая заключается в нагреве ниже нижней критической точки А_с1, выдержка и охлаждение.

29)Виды и назначения отжига металлических сплавов

Отжиг производится с целью понижения твердости, увеличения пластичности и вязкости.

Отжиг по назначению делятся на:

а) диффузионный или гомогенизация – нагрев 1000 – 1100 С; цель – устранение химической ликвации.

б) полный – нагрев выше линии GS Ас3 на 50-60 С; цель – получение ферритно-перлитной структуры с полным измельчением зерна и наименьшей твердостью для углеродистых и легированных сталей.

в) неполный – нагрев вешу линии PS Ас1 на 50-60 С; цель – получение ферритно-перлитной структуры с неполным измельчением зерна.

г) низкий – нагрев ниже линии PSK на 50-60 С; цель – получение структуры зернистого перлита.

д) рекристализационный – нагрев до температур рекристаллизации Т_р = 0,4 Т_пл ^о К

30)Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью в твердом состоянии: закалка и старение.

31)Нагрев и охлаждение стали при закалке

Чаще всего охлаждение осуществляется в воде или масле, но существуют и другие способы охлаждения: в псевдокипящем слое твёрдого теплоносителя, струёй сжатого воздуха, водяным туманом, в жидкую полимерную закалочную среду.

В зависимости от температуры нагрева, закалку подразделяют на полную и неполную. В случае полной закалки материал нагревают на 30 - 50°С выше линии GS для доэвтектоидной стали и эвтектоидной, заэвтектоидная линия PSK (см. диаграмму железоуглеродистых сплавов), в этом случае сталь приобретает структуру аустенит и аустенит + цементит. При неполной закалке производят нагрев выше линии PSK диаграммы, что приводит к образованию избыточных фаз по окончании закалки. Неполная закалка, как правило, применяется для инструментальных сталей

32)Закалочные (охлаждающие) среды. Способы закалки стали

При закалке для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного превращения требуется быстрое охлаждение, но не во всём интервале температур, а только в пределах 650-400 °C, то есть в том интервале температур в котором аустенит менее всего устойчив, быстрее всего превращается в феритно-цементитную смесь. Выше 650 °C скорость превращения аустенита мала, и поэтому смесь при закалке можно охлаждать в этом интервале температур медленно, но, конечно, не настолько, чтобы началось выпадение феррита или превращение аустенита в перлит.Механизм действия закалочных сред (вода, масло, водополимерная закалочная среда(Термат), а также охлаждение деталей в растворах солей) следующий. В момент погружения изделия в закалочную среду вокруг него образуется плёнка перегретого пара, охлаждение происходит через слой этой паровой рубашки, то есть относительно медленно. Когда температура поверхности достигает некоторого значения (определяемого составом закаливающей жидкости), при котором паровая рубашка разрывается, то жидкость начинает кипеть на поверхности детали, и охлаждение происходит быстро.Первый этап относительно медленного кипения называется стадией плёночного кипения, второй этап быстрого охлаждения - стадией пузырькового кипения. Когда температура поверхности металла ниже температуры кипения жидкости, жидкость кипеть уже не может, и охлаждение замедлится. Этот этап носит название конвективного теплообмена.

Для обеспечения качественной закалки деталей сложной формы используют различные способы, различающиеся схемами охлаждения, рис. 36.

2 – прерывистая закалка поочередно в двух средах, например до температуры »300…350°С охлаж-дение в воде, затем - в масле. Такой способ закалки снижает уровень закалочных напряжений и опасность трещинообразования;

3- ступенчатая закалка, при которой деталь помещают в соляную ванну с температурой на 30…50°С, где она быстро охлаждается до температуры ванны во всех точках своего сечения, затем охлаждение в любой среде с низкой интенсивностью теплоотвода, например, на воздухе, во время которого происходит мартенситное превращение переохлажденного аустенита;

4 – изотермическая закалка, нагретая деталь помещается в соляную ванну с температурой 250…350°С, где выдерживается до полного превращения аустенита в верхний или нижний бейнит. Твердость стали после изотермической закалки на бейнит несколько ниже, чем у стали с мартенситной структурой, выше ударная вязкость, что повышает эксплуатационные свойства изделия.

33)Дефекты закалки стали

В процессе нагрева под закалку и при закалке могут появляться следующие дефекты: трещины, деформация и коробление, обезуглероживание, мягкие пятна и низкая твердость.

Закалочные трещины - это неисправимый брак, образующийся в процессе термической обработки. Они являются следствием возникновения больших внутренних напряжений.

Деформация и коробление деталей происходят в результате неравномерных структурных и связанных с ними объемных превращений, обусловливающих возникновение внутренних напряжений в металле при нагреве и охлаждении.

Окисление и обезуглероживание происходит в основном при нагреве под закалку от взаимодействия печных газов или расплавленных солей с поверхностными слоямидетали. Этот дефект особенно опасен нарежущем инструменте, так как он в несколько раз снижает его стойкость.

Мягкие пятна — это участки на поверхности инструмента с пониженной твердостью. Такие дефекты образуются при закалке в процессе охлаждения в закалочной среде, когда на поверхности детали имелась окалина, следы загрязнений и участки с обезуглероженной поверхностью, а также в случае недостаточно быстрого движения детали в закалочной среде и образования на поверхности детали паровой рубашки.

Низкая твердость чаше всего наблюдается при закалке инструмента. Причинами низкой твердости являются недостаточно быстрое охлаждение в закалочной среде, низкая температура закалки, а также недостаточная выдержка при нагреве под закалку. Для исправления этого дефекта деталь следует подвергнуть высокому отпуску и снова закалить.

34)Превращения при отпуске закаленной стали

После закалки сталь имеет структуру тетрагонального мартенсита и остаточного аустенита. Свежезакаленное состояние стали характеризуется крайней нестабильностью структуры и свойств, высокими остаточными напряжениями и хрупкостью. Стальные изделия после закалки использовать в эксплуатации нельзя, более того они могут повреждаться даже от воздействий, получаемых при транспортировке и хранении. Поэтому все закаленные изделия подвергают отпуску.

Докритический интервал температур 20-600°С, можно разделить на четыре интервала, в которых происходят основные процессы, определяющие результаты отпуска, а именно:

- выделение углерода из пересыщенного a-твердого раствора и снижение тетрагональности мартенсита активно протекает в I температурном интервале до 150 °С, затем менее интенсивно идет во II и III интервалах вплоть до 400 °С;

-превращение остаточного аустенита в мартенсит происходит во II интервале температур (150-250 °С);

- снижение внутрикристаллических напряжений, напряжений II рода начинается сразу, но наиболее интенсивно протекает в III интервале от 250 до 400 °С;

- образование карбидных частиц начинается в III интервале при температуре выше 300 °С, а интенсивная их коагуляция (рост) - в IV интервале при температурах 500-600 °С.

Игольчатый характер структуры при отпуске сохраняется до высоких температур отпуска, у некоторых сталей вплоть до 550 °С.

35)Виды отпуска закаленной стали и получаемые свойства

Выбор температуры отпуска диктуется условиями работы детали.

Если деталь работает в условиях изнашивания, противостоять которому может высокая твердость поверхности, назначается низкий отпуск при температурах 150-200 ~С;

Средний отпуск при 300°С применяют для упругих элементов механизмов – пружин, рессор и т.п., поскольку в этом температурном интервале закаленные структуры приобретают структуру сорбита, обладающего высоким пределом упругости s_упр.

Высокий отпуск 500-600°С в сочетании с предварительной закалкой называется улучшением. Структура улучшенной стали – мелкозернистый перлит. Свойства характеризуются наилучшим сочетанием прочности и пластичности. Улучшение стали применяется для большинства ответственных и тяжелонагруженных деталей.

36)Поверхностная закалка стали

Если наряду с работой в условиях сложного напряженного состояния, деталь подвергается интенсивному износу, применяют поверхностное упрочнение: используют поверхностную закалку, чаще всего с нагрева ТВЧ, или применяют химико-термическую обработку. В результате такой обработки изделия имеют высокую твердость поверхности, а основное сечение при этом обладает хорошими пластическими свойствами и ударной вязкостью.

Поверхностный нагрев под закалку токами высокой частоты (ТВЧ) производится в индукторе, повторяющем внешние контуры детали. Электрические параметры процесса и время нагрева позволяет строго регламентировать необходимую толщину слоя, нагреваемого до температуры закалки. После достижения заданной температуры, генератор ТВЧ отключают и производят закалочное, чаще всего спреерное, охлаждение, струями воды, подаваемой под давлением через отверстия в спреере, совмещенном с индуктором. Поверхностные слои, нагретые до температуры выше А_с3+70…100°С закаливаются на мартенситную структуру, а сердцевинные области, не подвергавшиеся нагреву имеют исходную структуру, полученную в результате предварительной нормализации или улучшения

37)Сущность и виды химико-термической обработки стали

Химико-термическая обработка состоит в диффузионном насыщении поверхностного слоя изделия неметаллами (С, N, Si, B и др.) или металлами (Cr, Al и др.) при повышенной температуре в активной газовой или жидкой среде и последующей термической обработке изделия.

Наибольшее применение имеют такие виды ХТО, как: цементация, нитроцементация, азотирование. Производится также насыщение бором - борирование, кремнием - силицирование, алюминием - алитирование, хромом - хромирование.

38)Цементация стали

Цементация насыщение поверхностных слоев изделий из низкоуглеродистой стали углеродом, чаще всего из газовой атмосферы, содержащей большое количество окиси углерода СО и углеводородов. Процесс насыщения протекает при температуре 950-980°С в течение нескольких часов. Оптимальная толщина науглероженного слоя для большинства деталей составляет 0,7-1,2 мм, содержание углерода на поверхности »0,8%. После науглероживания изделия подвергают закалке с объемного повторного нагрева. В результате цементации и закалки поверхностные науглероженные слои приобретают высокую твердость и износостойкость, а малоуглеродистая сердцевина обеспечивает достаточную надежность детали в эксплуатации, поскольку она сохраняет высокую пластичность и ударную вязкость.

39)Влияние постоянных примесей на свойства углеродистых сталей

40)Углеродистые нелегированные стали, их свойства, назначение и маркировка

41)Маркировка легированных сталей

Маркировка легированных сталей обычно производится по химическому составу. На первом месте цифрами указано содержание углерода в сотых или десятых долях процента, аналогично маркировке качественных углеро-дистых сталей. Затем буквами зашифровы-ваются легирующие элементы, концентра-ция которых указана цифрами в % после соответствующей буквы

Специальные стали могут маркироваться с отклонениями от стандартного обозначения.

42)Классификация конструкционных легированных сталей по назначению: улучшаемые, цементуемые, строительные и арматурные, пружинные, шарикоподшипниковые и др. стали

По назначению среди легированных сталей можно выделить следующие группы:

Цементуемые стали.Имеют низкое содержание углерода – 0,07%...0,25% и обычно комплексное легирование, цели которого:

-предотвратить рост зерна аустенита при длительных высокотемпературных (840-980°С) нагревах на этапе диффузионного насыщения поверхности углеродом или углеродом и азотом (Mo, Ti, Nb, РЗМ);

- обеспечить сквозную прокаливаемость (Cr, Si, Mn, Ni, B) при последующей закалке.

Для изделий простой конфигурации, не испытывающих высоких напряжений используют нелегированные или малолегированные стали: 10, 20, 15Х; - для тяжелонагруженных деталей, испытывающих ударные нагрузки, работающих в условиях низких температур: 18ХГТ, 20ХГНР, 20ХН3А, 25ХГНМФР.

Улучшаемые стали.Среднеуглеродистые (0,3-0,4%С) и среднелегированные (3-5% л.э. в сумме) стали. Легирование направлено на обеспечение сквозной прокаливаемости, т.к. улучшение – это объемная закалка, которая должна обеспечить получение мартенситной структуры во всем сечении детали, и высокий отпуск 550-600 °С. Кроме того легирующий комплекс часто содержит около 0,1% элементов, измельчающих зерна (V, Zr, Ti, Nb).

Свойства сталей в термоулучшенном состоянии близки, поэтому при выборе марки стали исходят из необходимой прокаливаемости.

Для деталей большого сечения выбирают комплексно легированные стали. Во избежание развития отпускной хрупкости для деталей большого сечения применяют стали, легированные молибденом, например 40 ХНМ, 30ХМ.

Для деталей, работающих в условиях Севера используют стали, содержащие никель, значительно повышающий ударную вязкость и хладноломкость стали, например сталь 40ХГНР.

Строительная и арматурная стали.Для строительных конструкций, мостов, газо- и нефтепроводов, ферм, котлов и других конструкций, в которых обычно применяют сварные соединения, содержание углерода ограничивается £0,22…0,25%. Используются углеродистые стали обыкновенного качества, например Ст3, или низколегированные, например, 17ГС, 17ГСБ, 08Г2СФБ (Т₅₀= -70°С).

Для армирования железобетонных конструкций используют пластины и прутки из стали марок Ст3, 35ГС, 20ХГ2Ц, 80С, 23Х2Г2Т в термообработанном или необработанном состоянии.

Пружинные стали.При работе пружин и рессор наиболее важными являются упругие свойства стали, поэтому необходимо получить высокий предел текучести s_т. Высокие значения s_т обеспечивает закалка с последующим средним отпуском 300-400°С.

Наибольшее распространение получили кремнистые и кремниймарганцовистые марки пружинных сталей с содержанием углерода 0,5-0,7%, например, 55С2, 60СГ, 60С2ХА.

Шарикоподшипниковая сталь.Элементы подшипников качения должны иметь высокую твердость, которая обеспечивается закалкой стали, с повышенным содержанием углерода (~1,0-1,1%).

Заэвтектоидная сталь подвергается неполной закалке из межкритического интервала температур от температуры А_с1+30…50°С и после закалки имеет структуру мартенсит с включениями избыточных карбидов. Низкий отпуск при 150-160°С практически не изменяет структуру и твердость стали, твердость >62HRC.

Для достижения сквозной прокаливаемости и дополнительного повышения твердости за счет легирования карбидов шарикоподшипниковую сталь легируют хромом в количестве 1,0-1,5%.

Поскольку эта сталь весьма специального назначения – преимущественно для подшипников качения, в маркировке это отражено буквой Ш, содержание углерода не отражено, а концентрация основного легирующего элемента хрома указано в десятых долях процента после буквы Х.

Наиболее распространены марки шарикоподшипниковой стали ШХ15, ШХ15ГС.

Для подшипников, работающих в агрессивных средах используют сталь Х18, состава ~1% С, 18%Cr, ост. Fe и примеси, после закалки от 1050°С в масле, обработки холодом при -70°С и низкого отпуска150-160°С, при твердости 60-61 HRC.

Для подшипников, работающих при повышенных температурах (400-500°С) используют сталь типа быстрорежущей, например Р9, но с пониженным содержанием вольфрама, чтобы избежать карбидной неоднородности.

43)Инструментальные стали

Инструментальная сталь.Инструменты можно условно разделить на измерительные, штамповые и режущие, условия работы этих групп инструментов существенно разнятся, соответственно и требования к материалам для них разные.

Материалы для режущих инструментов должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и теплостойкостью.

Чем интенсивнее режимы резания, т.е. чем выше скорость и усилия резания, чем выше прочность и вязкость обрабатываемого металла, тем сильнее разогревается режущая кромка инструмента. Работоспособность инструмента в этих условиях будет зависеть от теплостойкости инструментальной стали, т.е. от её способности не снижать твердость под действием повышенных температур.

Теплостойкость углеродистых и низколегированных сталей, например, У10А, У13А не более 200°С.

Поэтому углеродистые инструментальные стали заэвтектоидного состава применяют для изготовления:

- измерительного инструмента, для которого важно сохранять неизменные размеры и сопротивляться износу при комнатной температуре;

-небольших штампов холодной высадки или вытяжки, работающих при невысоких нагрузках;

- для мелких инструментов с режущей частью, не превышающей глубину прокаливаемости нелегированной стали. Это могут быть метчики, развертки, напильники, пилы и пр.

Если требуется термическое упрочнение на большую глубину применяют низколегированные Cr, Mn, Si, W стали (не более 5% легирующих элементов в сумме). В состоянии закалки и низкого отпуска со структурой мартенсит и мелкие, равномерно распределенные карбиды, низколегированные стали хорошо сопротивляются деформациям и растрескиванию, но имеют низкую теплостойкость не выше 200-280°С и не могут использоваться при интенсивных режимах резания или для изготовления штампов горячей обработки давлением.

44)Порошковые твердые сплавы и сверхтвердые материалы для инструмента

Порошковые твердые сплавы.Порошковые твердые сплавы состоят из высокотвердых тугоплавких карбидов W, Ti, Ta, соединенных металлической связкой из Со.

Изготавливают твердосплавные инструменты методами порошковой металлургии. Вначале получают порошки карбидов и Со, затем смешивают их в заданной пропорции. Смесь порошков уплотняют в пресс-форме, получая заготовку необходимой конфигурации. Затем прессовку нагревают при 1400-1550 °С, кобальт плавится и растворяет часть карбидов.

Полученный спеченный материал состоит на 80-85% из карбидных частиц. Его твердость достигает 74-76 HRC, а теплостойкость повышается до 800-1000°С.

Получаемые таким способом твердые сплавы принято делить на следующие группы:

- вольфрамовые сплавы, содержащие только карбиды вольфрама, например, ВК3(WC-97%; Co- 3%) 89,5 HRC, ВК10 - 87 HRC;

-титановольфрамовые сплавы, в состав которых входят карбиды вольфрама и карбиды титана, например, Т30К4 (WC-60%, TiC-30%< Co-4%) - 92 HRC;

-титанотанталовольфрамовые сплавы, карбидная фаза которых состоит из карбидов W, Ti и Ta, например, ТТ7К12 с твердостью 90,5 HRC.

Сверхтвердые материалы.Инструменты для чистовой обработки изготавливают из сверхтвердых материалов, таких, например, как алмаз.

Алмаз имеет твердость 10000 HV, что в 6 раз превышает твердость карбида вольфрама (1700 HV). Для изготовления инструмента широко применяются синтетические алмазы - борт, баллас и карбонадо поликристаллического строения. Эти разновидности алмазов относительно недороги, менее хрупкие и более теплостойкие, чем монокристаллы.

Алмаз теплостоек до температуры 800°С, при более высоких температурах он графитизируется. Из-за высокой адгезии к железоуглеродистым сплавам алмазный инструмент ограниченно используется при точении стали и чугуна, но широко применяется для обработки цветных металлов и сплавов, керамики и пластмассы.

Для чистовой обработки труднообрабатываемых сплавов на основе железа применяют такие материалы на основе поликристаллического нитрида бора BN с кубической структурой (боразона), как эльбор, эльбор-Р. По твердости (9000 HV) эти материалы приближаются к алмазу, а теплостойкость их достигает 1200°С. По отношению к железу нитрид бора химически инертен.

45)Жаростойкие стали и сплавы; 46)Жаропрочные стали и сплавы

Жаростойкость (окалиностойкость) это способность металлических сплавов противостоять химическому разрушению поверхности под действием воздуха или другой окислительной газовой среды при высоких температурах (>550°С). Жаростойкие сплавы способны работать при повышенных температурах в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.

Для повышения окалиностойкости сталь легируют хромом, алюминием, кремнием, никелем. Если рабочая температура составляет 900°С, то содержание хрома в стали должно быть не менее 10%, для работы при температуре 1100°С необходимы стали с содержанием хрома >20%. Структура жаростойких сталей должна быть однофазной ферритной (хромистые стали) или аустенитной (хромо-никелевые).

Марки жаростойких сталей и сплавов:

прокат – 12Х17 (t_раб=900°С), 12Х18Н9Т (t_раб=850°С), 12Х25Н16Г7АР (t_раб=1100°С), ХН45Ю (t_раб=1400°С), ХН78Т (t_раб=1150°С);

для литья – 15Х25ТЛ (t_раб=1050°С), 15Х25Н19С2Л (t_раб=1150°С).

Жаропрочность это способность конструкционных материалов (главным образом, металлических сплавов) выдерживать без существенных деформаций механические нагрузки при высоких температурах. Определяется комплексом свойств: сопротивлением ползучести, длительной прочностью и жаростойкостью.

Предельное напряжение, при котором может работать деталь из жаропрочной стали при повышенной температуре, в значительной степени зависит от времени приложения нагрузки, и поэтому называется длительной прочностью, s₁₀₀. Индекс здесь обозначает время приложения нагрузки в часах.

При повышенных рабочих температурах - s₁> s₁₀> s₁₀₀> s₃₀₀, t_раб=20°С, то s₁ = s₁₀ = s₁₀₀ = s₃₀₀.

Увеличение с течением времени деформации при повышенной температуре и постоянном напряжении называется ползучестью. Скорость ползучести интенсивно возрастает при температуре выше температуры рекристаллизации t_рекр.= аT_пл (коэффициент а зависит от чистоты металла, так для чистых металлов а»0,2; для металлов технической чистоты - а»0,4, для твердых растворов – а»0,7…0,8). Поэтому рабочая температура жаростойких сталей и сплавов должна быть ниже t_рекр. Например:

Al и его сплавы Fe Mo

t_пл , °С 657 и ниже 1539 2600

t_раб,°С 250 700 1200-

1400.

Но некоторые металлы и их сплавы могут работать только при более низкой температуре, например медь имеет относительно высокую температуру плавления t_пл = 1083°С, но рабочая температура для меди и её сплавов низкая, не более 250°С.

Сопротивление ползучести жаропрочных сталей и сплавов характеризуется пределом ползучести s_пл – напряжением, которое вызывает при рабочей температуре развитие деформации с заданной скоростью, например 1% за 300 ч.

До температуры 300°С явления ползучести в сплавах на основе железа не проявляются, и поэтому для работы при таких температурах могут быть использованы нелегированные стали. Повышение рабочей температуры до 350…500 °С требует применения малолегированных сталей перлитного и ферритного класса.

При рабочих температурах 500…600°С используют легированные стали аустенитного класса. Повышение рабочих температур до 650…900°С диктует необходимость применения сплавов на никелевой или кобальтовой основе, а при более высоких температурах под нагрузкой могут работать только сплавы на основе Mo, Cr и других тугоплавких металлов.

В разных отраслях техники рабочие температуры могут значительно различаться:- котлостроение – t_раб= 350…550°С;-турбостроение - t_раб= 500…650°С;- газовые турбины и ракетная техника t_раб= >650°С.

Для работы под нагрузкой при повышенных температурах используют следующие стали и сплавы:

- котельные стали с малым содержанием углерода (0,08…0,19%) могут быть перлитного класса, например 12МХ, мартенситного класса (Х5БФ) или мартенситно-ферритного (15Х11МФ).

- сильхромы – жаропрочные и жаростойкие стали, содержащие 5-15%Cr и 1-3%Si, марки Х10С2М, Х13Н17С2 (для клапанов выпуска, элементов теплообменников);

-аустенитные жаропрочные стали марок Х18Н9Т, 1Х25Н16Г7АР(ЭИ835)[1] и дисперсионнотвердеющие стали 0Х14Н28В3Т3Ю (для клапанов двигателей и лопаток турбин, работающих при температурах 600-700°С.

-никелевые и кобальтовые сплавы (для лопаток газовых турбин и реактивных двигателей), например сплав марки ХН77ТЮ(ЭИ437А); нимоник 90, сплав на основе Ni, легированный Cr – 18-21%, Ti – 3% с s₁₀₀₀=340МПа при t_раб=700°С; витталиум или ЛКУ – сплав на основе Со, легированный также Cr – 25-30%, Mo - 4-6% и Ni, t_раб=950-1000°С.

47)Коррозионно-стойкие стали и сплавы

Углеродистые и низколегированные стали под действием воды, воздуха и других сред могут подвергаться поверхностному разрушению – коррозии. В результате коррозии ежегодно теряется около 10% общего количества выплавляемых черных металлов. Ущерб от коррозии может быть уменьшен применением коррозионностойких материалов.

Наибольшей коррозионной стойкостью обладают однофазные ферритные (мартенситные) и аустенитные стали.

Основной легирующий элемент ферритных (мартенситных) сталей хром может присутствовать в количестве 13, 17 или 28%. Содержание углерода составляет 0,08…0,15% в сталях ферритного и до 0,45% в мартенситного классов. Стали типа Х13 имеют бытовое назначение, в технике они могут использоваться для изготовления лопаток газовых турбин. Стали типа 2Х17 обладают более высокой коррозионной стойкостью, могут использоваться и как жаростойкие до 900°С. Сталь типа 15Х28 способна сопротивляться воздействию внешней среды до температуры 1050…1150°С и применяется для изготовления деталей нагревательных печей (муфелей, реторт, чехлов термопар). При длительной работе в области температур »700°С в этих сталях возможно образование интерметаллидной s-фазы, вызывающей повышенную хрупкость материала. Избежать образования s-фазы и охрупчивания стали позволяет снижение содержания углерода <0,005%.

Аутенитные нержавеющие стали являются хромоникелевыми и содержат ³18%Cr и 9…12%Ni, кроме того, используются Cr-Ni-Mo, Cr-Ni-Mn или Cr-Ni-Mo-Cu легирующие комплексы. Наиболее широко известны марки 12Х18Н9Т (тип 18-9); 08Х18Н10Т(тип18-10); 10Х14Г14Н4Т(тип Cr-Ni-Mn).

Содержание углерода в аустенитных нержавеющих сталях не должнл превышать 0,12%. Присутствие углерода может вызывать образование карбидов хрома по границам зерен, что вызывает развитие межкристаллитной коррозии из-за обеднения приграничных зон хромом. Так, например лист аустенитной нержавеющей стали, пораженный межкристаллитной коррозией легко разрушается и может быть превращен в порошок (рассыпаться на отдельные зерна). Для предотвращения развития межкристаллитной коррозии в сталь вводят более сильные карбидообразователи, чем хром, например титан, ниобий, которые связывают углерод в карбиды.

48)Износостойкие стали и наплавки

Механизм износа разнообразен и зависит от условий изнашивания, но в общем виде он заключается в удалении ( вырывании) частиц металла с поверхности под действием внешних сил трения.

К износостойким сталям относятся графитизированные стали, содержащие 1,3…1,75% С и » 1,0% Si. В состоянии литья такая сталь имеет структуру перлит + цементит. В результате графитизирующего отжига (820…840 °С, 5ч и медленное охлаждение с печью до 600°С, затем на воздухе) цементит графитизируется, образуя точечные включения графита. Такая сталь имеет прочность s_в=850МПа и хорошую износостойкость благодаря смазывающему действию графита. В термообработанном состоянии графитизированная сталь может использоваться для изготовления штампов холодной высадки, калибров, траков, других деталей, работающих на износ.

В качестве износостойкой используют также марганцовистую сталь Г13, 110Г13Л, широко известную как сталь Гатфильда. Содержание углерода в стали этого типа 1,1…1,2%, содержание марганца »13%, соотношение Mn/C³10. Однофазное аустенитное состояние сталь приобретает в результате закалки от 1050…1100°С в воду. Несмотря на невысокую твердость 180…220НВ сталь Гатфильда обладает высокой износостойкостью в условиях абразивного изнашивания с высокими удельными давлениями, с ударными нагрузками вследствие развития наклепа в поверхностных нагруженных слоях.

Марганцовистую сталь типа Г13 используют для изготовления черпаков экскаваторов, звеньев гусениц, трамвайных крестовин, деталей камнедробилок и др.

Для повышения сопротивления износу часто используют наплавки изнашиваемых поверхностей порошковой смесью карбидов W₂C+WC или специальными сплавами: сормайтом, а также сталинитом.

Наплавка сормайтом состава 3,0%С, 30%Cr, 5%Ni, 3%Si, остальное Fe имеет твердость 50HRC. У менее легированной и содержащей меньшее количество углерода сормайтовой наплавки 1,7%С, 15%Cr, 2%Ni, 2%Si, остальное Fe твердость (40HRC), а следовательно и износостойкость меньше.

Наплавка сталинитом состава 1,0%С, 20%Cr, 15%Mn, 3%Si, остальное Fe имеет структуру аустенит + карбиды, а твердость ³65HRC.

49)Виды чугунов и их маркировка по ГОСТу

Виды чугуна:

Белый чугун - в белом чугуне весь углерод находится в виде цементита. Структура такого чугуна — перлит, ледебурит и цементит. Такое название этот чугун получил из-за светлого цвета излома. Очень твёрдый, но хрупкий.

Серый чугун - это сплав железа, кремния (от 1,2- 3,5 %) и углерода, содержащий также постоянные примеси Mn, P, S. В структуре таких чугунов большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы. Излом такого чугуна из-за наличия графита имеет серый цвет.

Ковкий чугун - получают длительным отжигом белого чугуна, в результате которого образуется графит хлопьевидной формы. Металлическая основа такого чугуна: феррит и реже перлит. Ковкий чугун получил свое название из-за повышенной пластичности и вязкости (хотя обработке давлением не подвергается). Ковкий чугун обладает повышенной прочностью при растяжении и высоким сопротивлением удару. Из ковкого чугуна изготавливают детали сложной формы: картеры заднего моста автомобилей, тормозные колодки, тройники, угольники и т. д.

Маркируется ковкий чугун двумя буквами и двумя числами, например КЧ 370-12. Буквы КЧ означают ковкий чугун, первое число—предел прочности (в МПа) на разрыв, второе число — относительное удлинение (в процентах), характеризующее пластичность чугуна.

Высокопрочный - имеет в своей структуре шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации. Шаровидный графит ослабляет металлическую основу не так сильно как пластинчатый, и не является концентратором напряжений.

Половинчатый чугун - в половинчатом чугуне часть углерода (более 0,8 %) содержится в виде цементита. Структурные составляющие такого чугуна — перлит, ледебурит и пластинчатый графит.

Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления δв при растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают буквами "СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85).

СЧ10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;

ВЧ70 - высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;

КЧ35 - ковкий чугун с δв растяжением примерно 350 МПа.

Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ - антифрикционный чугун:

С серый, В - высокопрочный, К - ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.

50)Титан и его сплавы. Классификация, свойства, назначение

Титан существует в двух модификациях: ниже 883°C устойчива гексагональная a-модификация, плотность 4,505 кг/дм3; выше 883°C устойчива b-модификация с кубической объемно-центрированной решеткой и плотностью (при 900°C) 4,32кг/дм3. Температура плавления 1671°C.

Титан пластичен, сваривается в инертной атмосфере. При обычной температуре он покрывается защитной пленкой оксида TiO2, благодаря этому коррозионностоек. имеет высокую удельную прочность.

Большая часть производимого Ti используется для изготовления сплавов с алюминием, ванадием, молибденом, марганцем, хромом и другими металлами, коррозионно-стойких покрытий.

Промышленные сплавы титана классифицируют по структуре, полученной при охлаждении на воздухе.

Титановые a-сплавы (со структурой a- твердого раствора) менее пластичны, чем однофазные b- сплавы, но более прочны.

Например, механические свойства a-сплава ВТ4 (~4%Al):

s_в=800…900 МПа, s_т = 700…800 МПа, d = 15-20%, KCU = 35…65 Дж/м².

Двухфазные (a+b)-сплавы титана с алюминием получают введением элементов (V, Mo, Nb, Sn, Fe, Cr, Mn), которые стабилизируют b-твердый раствор. Двухфазные сплавы обладают более высокой прочностью, чем однофазные, хорошо куются, штампуются и поддаются термической обработке.

Например механические свойства двухфазного сплава ВТ6 (6%Al, 5% V):

s_в=1000МПа, s_т=900 МПа, d = 8…13%, модуль нормальной упругости Е = 1150000 МПа, коэффициент Пуассона m=0,3, плотность g=4,5 г/см³.

Титановые сплавы подвергают рекристаллизационному отжигу для устранения наклепа, а также для измельчения зерна, возможно проведение закалки с последующим старением. Хотя упрочняющий эффект от этой термообработки значительно слабее, чем у сталей и алюминиевых сплавов. Для повышения износостойкости титановые сплавы подвергают цементации или азотированию. Твердость поверхности можно повысить при этом до 1000…1200 HV.

Интересны сплавы титана на основе интерметаллидов.

Например, по жаропрочности сплавы на основе интерметаллидов Ti₃Al и TiAl превосходят все жаропрочные стали и приближаются к сплавам на основе никеля.

Сплавы на основе интерметаллида TiNi обладают особым свойством -эффектом памяти формы. Они способны в процессе обратного мартенситного превращения устранять пластическую деформацию, полученную в мартенситном состоянии, т.е. восстанавливать исходную форму, которую деталь имела до деформирования

Это свойство может быть использовано, например:

- в космической технике или медицине для изготовления самораскрывающихся устройств;

- для дистанционного ремонта или монтажа в нефтяных и газовых скважинах и других труднодоступных местах;

- в перспективе можно представить сверхлегкий кузовной ремонт автомобилей после аварий – достаточно нагреть кузов и он приобретет первозданную форму.

51)Алюминий и его сплавы. Классификация, свойства, назначение

По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65,5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. Сплавы алюминия отличаются малой плотностью, g, высокой удельной прочностью, s_в/g, и удельной жесткостью, Е/g. Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов еще выше, чем у чистого алюминия. Сплавы на основе алюминия отличаются высокими технологическими и эксплуатационными свойствами: высокими тепло- и электропроводностью, жаропрочностью, прочностью и пластичностью. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.

Разнообразие свойств алюминиевых сплавов обусловлено введением в алюминий различных добавок, образующих с ним твердые растворы или интерметаллические соединения. Основные легирующие элементы алюминиевых сплавов - Cu, Mg, Si .

Дуралюмины – сплавы алюминия с медью (94% Al, 4% Cu, по 0,5% Mg, Mn, Fe и Si) являются деформируемыми сплавами. Изделия из дуралюмина подвергают термической обработке: закалке и старению образовавшегося твердого раствора естественному (при комнатной температуре или искусственному (при190°С). В процессе старения из твердого раствора выделяются сверхмелкие частицы интерметаллида, и прочность сплава резко возрастает. В закаленном состоянии дуралюмины имеют весьма низкую прочность, но отличаются высокой пластичностью. Дуралюмины широко применяются в авиации. Из сплава Д1, например изготавливают лопатки воздушных винтов, из сплава Д16 – шпангоуты, тяги управления, Д18 – лучший заклепочный материал.

Высокопрочные сплавы Al принадлежат к системе Al-Zn-Mg-Cu, имеют добавки Mn, Cr. и маркируются буквой В, Они характеризуются прочностью s_в=600….700 МПа и близким к этому уровню значением предела текучести.

Литейные сплавы системы Al-Si с различными добавками- силумины (85-90% Al, 10-14% Si, 0,1% Na) обладают хорошей жидкотекучестью, малой усадкой, низкой склонностью к образованию горячих трещин. Для диспергирования эвтектики и повышения прочностных свойств силумины модифицируют хлоридом или фторидом Na. В результате такой обработки расплава возрастают одновременно и прочность и пластичность сплава. Например, модифицированный сплав АК-12 имеет следующие характеристики: s_в=180МПа, d =6%. Термической обработкой (закалкой и старением) можно увеличить прочность, например у сплава АК-9 до s_в=260 МПа.

Некоторые сплавы алюминия, содержащие Cu, Mg< Fe, Ti, Ni, например АК-2 и АК-4, в термообработанном состоянии (закалка + старение) обладают высокой жаропрочностью и работают при температурах 200-300 и даже 350°С. Из таких сплавов изготавливают поршни и головки цилиндров двигателей.

В металлургии алюминий используется не только как основа для сплавов, но и как одна из широко применяемых легирующих добавок в сплавах на основе меди, магния, железа, никеля и др.

Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике. В частности, из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли. Сплав алюминия и циркония — циркалой — широко применяют в ядерном реакторостроении.

Особо следует отметить окрашенные пленки из оксида алюминия на поверхности металлического алюминия, получаемые электрохимическим путем. Покрытый такими пленками металлический алюминий называют анодированным алюминием. Из анодированного алюминия, по внешнему виду напоминающему золото, изготовливают различную бижутерию.

52)Медь и его сплавы: латуни и бронзы. Свойства, назначение

Кристаллическая решетка металлической меди кубическая гранецентрированная, плотность 8,92 г/см3, температура плавления 1083,4°C. Медь среди всех других металлов обладает одной из самых высоких теплопроводностей и одним из самых низких электрических сопротивлений (при 20°C удельное сопротивление 1,68·10-3Ом·м)

Большое значение имеют медные сплавы — латуни (основная добавка цинк, Zn), бронзы (сплавы с разными элементами, главным образом металлами — оловом, алюминием, бериллием, свинцом, кадмием и другими, кроме цинка и никеля) и медно-никелевые сплавы, в том числе мельхиор и нейзильбер. В зависимости от марки (состава) сплавы используются в самых различных областях техники как конструкционные, антифрикционные, стойкие к коррозии материалы, а также как материалы с заданной электро- и теплопроводностью Так называемые монетные сплавы (медь с алюминием и медь с никелем) применяют для чеканки монет — «меди» и «серебра»; но медь входит в состав и настоящих монетного серебра и монетного золота

Латуни являются деформируемыми сплавами. Находят применение однофазные a-латуни и двухфазные (a+b)-латуни. Рднофазные латуни имеют структуру a-твердого раствора цинка в меди, а в структуре двухфазных латуней кроме a-твердого раствора прису