Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение (методы анализа, лабораторные работы и задачи)

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 272. Микроструктура алюминиевой бронзы (8,1% А1) после холодной деформации

нагрева. X 130 (В. В. Жолобов, Н. И. Зедин):

а —

700»

С; б —

900*

•Я Ш"

Рис. 273. Микроструктура алюминиевой бронзы с 10,2% А1 после прессования и термической

обработки (В. В. Жолобов, Н. И. Зедин):

а «- после прессования. X 150; б — после закалки, х 150; в — после отпуска. X 520

341

№

301. На рис. 273, а, б, в показана микроструктура алюминие-

вой бронзы с 10,2% А1 после прессования и после прессования и тер-

мической обработки.

Описать приведенные структуры и механизм превращения в бронзе

с 10,2% А1 при ее закалке.

Описать процессы, происходящие в закаленной алюминиевой

бронзе при отпуске до

500°

С.

Указать, как изменяются свойства алюминиевой бронзы при

закалке и отпуске.

Рис. 274. Микроструктура алюминиевой бронзы с 10% А1:

а *- после литья. Х100; б — после прессования.

Х200;

в — после закалки. X 200

№302. На рис. 274 приведены микроструктуры алюминиевой

бронзы с 10% А1 в литом состоянии (а), после прессования и отжига (б)

после закалки (в).

Описать приведенные структуры и по диаграмме Си—А1 указать

фазовый и структурный состав сплава.

Объяснить, почему алюминиевые бронзы с 10% А1 принимают

закалку, и указать происходящие при закалке изменения структуры

свойств.

№

303. Оловянные бронзы при содержании около 5—6% Sn

имеют после отливки

структуру,

показанную на рис. 275, т. е. со-

держащую участки эвтектоида. Эта же бронза в условиях, близких

равновесным (например, длительным отжигом), имеет микрострук-

туру,

показанную на рис. 275, б.

Объяснить по диаграмме Си—Sn (см. рис. 128) возможность полу-

чения

эвтектоида в

структуре

литой бронзы и указать ее фазовый

или структурный состав в неравновесном и равновесном состояниях.

Указать обработку, позволяющую получить равновесное состоя-

ние

бронзы, и показать, как изменяются ее

структура

и свойства

результате

такой обработки.

№

304. На рис, 276 показана микроструктура свинцовистой

бронзы с 30% РЬ.

342

Рассмотрев диаграмму состояния

Си—РЬ,

описать

структуру

этой бронзы (см. рис. 129).

Учитывая различие в плотности меди и свинца, определить склон-

ность приведенного сплава к ликвации и указать мероприятия, умень-

шающие ликвацию по плотности в свинцовистой бронзе.

I»

Рис. 275. Микроструктура оловянной бронзы с 5—6% Sn.

X200;

а — после литья; б — в состоянии, близком к равновесию

Исходя из полученного в приведенном сплаве характера распре-

деления свинца в меди и поведения меди и свинца при работе на исти-

рание,

указать область примене-

ния

свинцовистой бронзы в про-

мышленности.

№

305. На рис. 277 показан

внешний

вид

двух

образцов

лату-

ни,

содержащих соответственно

57% Си (остальное

цинк);

57% Си

3% РЬ (остальное

цинк),

после

деформации на 15% и вылежива- If*

ния

на

воздухе

в течение 75 дней, в

Образец а имеет трещины; его

микроструктура дана на рис. 278.

Объяснить причины возникно-

вения

трещин в латуни при выле-

живании.

№

306. Макростроение многих

сплавов в слитке зависит от тем-

пературы выпуска и разливки

жидкого металла. На рис. 279 представлено макростроение

трех

слитков алюминия, отлитых в различных условиях.

Описать макростроение каждого из слитков и указать различие

в условиях их отливки.

Рис. 276. Микроструктура свинцовой брон-

зы с 30% РЬ. X 130

343

Рис. 277. Внешний вид образцов латуни после

наклепа

вылеживания на

воздухе

в течение

75 дней (В. В. Жолобов, Н. И. Зедин):

а — 57% Си (остальное

цинк);

— 57% Си,

3% РЬ, остальное

цинк

Ы'-

{

''';.?.У

•

"'-

;

У§т

•у:Л

'Шт

:.. : - • •

lil:;:*;';:^:-

.•

•. ...

'••••• :::•

•

... • ' •

•:• .• .

ЩУУУУ

ill

:•: ...••.:

Рис. 278. Микроструктура латуни,

показанной

на рис.

268Х

130 (В

Жолббов, Н. И. Зедин)

Рис. 279. Макростроение

трех

слитков алюминия (продольный разрез), отлитых при различ»

ных температурах жидкого металла (Данилов, Неймарк)

344

№

307. Химический состав алюминиевых сплавов выбирают в за-

висимости от способа изготовления деталей (обработка давлением

или

литье).

л*

Рис. 280. Микроструктура широко применяемых алюминиевых сплавов,-

один из них — деформированный,

другой

— литой:

а — X 500; б — X 200

Га

Рис.

2«/. Силумин.

Х200:

а — после литья без применения сдедиальных добавок в жидкий металл; б — после литья

с применением специальных добавок

Описать показанные на рис. 280, а, б

структуры

алюминиевых

сплавов, широко используемых в технике, и указать, какой из этих

сплавов деформированный и какой литой.

Л* 308. Для повышения механических свойств литых алюминие-

вых сплавов (силуминов), применяемых в виде отливок, проводят

345

специальную обработку жидкого металла. На рис. 281, а, б пока-

зана

микроструктура силумина, содержащего 12% Si, выплавлявше-

гося без упомянутой обработки (рис. 281,

а)

и с обработкой (рис. 281,6).

Описать различие в

структуре

и способе обработки жидкого

металла и объяснить, как изменяются при этом свойства силумина.

Рис. 282. Дуралюмин после закалки:

= Х100; б —

Х200

•им

•

Рис.

283. Микроструктура алюминиевых сплавов разного состава.

Х200

№

309. Сплавы типа дуралюмин приобретают высокие механи-

ческие свойства в

результате

закалки и старения. При закалке осо-

бое значение имеет точное соблюдение температур нагрева.

На

рис. 282 показана микроструктура дуралюмина, закаленного

с нормальной и с повышенной температуры.

Описать эти структуры и указать, какой из образцов был перегрет

при

закалке.

346

№

310. На рис. 283 показаны

структуры

алюминиевых сплавов,

на

основе системы алюминий—медь.

Указать, какой из сплавов является деформируемым (и подвер-

гался обработке давлением) и какой литейным. Описать

структуру

. .* v -_,..

Рис.

2«4. Микроструктура сплавов алюминия с магнием. X 200:

а — сплав алюминия о 10% Mg; б — сплав магния с 8% А)

Рис. 285. Микроструктура подшипниковых сплавов (баббитов); на

одной из фотографии

структура

сплава на оловянистой основе; на дру-

гой—на свинцовистой основе. X 150 (В. Д. Туркин, М. В. Румянцев)

примерные составы сплавов обоих типов и области применения их

в технике.

№

311. Сплавы системы

Al—Mg

на основе алюминия, а также на

основе магния широко применяют в технике.

На

рис. 284, а показана микроструктура сплавов с 10% Mg

на 284, б с 8% А1.

347

Указать по диаграмме

Al—Mg

(см. рис. 137) фазовый состав и струк-

туру

этих сплавов и область их применения в технике.

№

312. На рис. 285, а, б показаны микроструктуры

двух

под-

шипниковых

сплавов (баббитов), один из которых на основе свинец—

сурьма, а

другой

на основе олово—сурьма.

J <"

•s

.^ $ -Щ

••<•

,.;:.5к|:;:;й.

' ••

••:.;,;

' *

Рос.

285. Микроструктура оловянистого подшипникового сплава

(баббита); условия отливки образцов а и б были различными. Х130

:.,«

Рис.

2S7. Микроструктура сплава ВТЗ-1 после деформации в (а + ?)• и Р-области и изотер-

мического отжига, нагрев при

870°

С, 1 ч и выдержка при

650°

С, 2 ч, охлаждение на

воздухе.

Х500

(Н. А. Воробьев, А. Г. Пронин)

Описать по диаграмме Pb—Sb и Sn—Sb (см. рис. 65 и 138) при-

веденные структуры и определить, к какой из них относится каждый

из

приведенных сплавов.

№

313. На рис. 286, а, б показана микроструктура оловянистого

подшипникового

сплава (баббита) с 11 % Sb и 6% Си; образцы отлиты

различных условиях охлаждения.

348

В чем заключается различие в микроструктуре на приведенных

фотографиях и в каком

случае

охлаждение происходило с большей

скоростью?

Указать, как влияют выделения химического соединения меди

с сурьмой (на микрофотографии они имеют игольчатую форму) на

условия ликвации по удельному

весу

в этих сплавах.

№

314. На рис. 287 показана

структура

сплава ВТЗ-1 после де-

формации

в двухфазной (а + Р)-области и в однофазной (а)-области

медленного охлаждения.

Сопоставить эти структуры и обосновать, в каком

случае

свой-

ства сплава

будут

выше и, следовательно, какой тепловой режим

деформации предпочтителен.

ЧАСТЬ

ШЕСТАЯ

ЗАДАЧИ

ПО

ВЫБОРУ

СПЛАВОВ

И РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ

УСЛОВИЙ

РАБОТЫ

ДЕТАЛЕЙ

КОНСТРУКЦИЙ

ГЛАВА

XXII

МЕТОДИЧЕСКИЕ

УКАЗАНИЯ

РЕШЕНИЮ

ЗАДАЧ

Решение

приводимых задач ниже предусматривает обоснованный

выбор сплава и его обработки, при использовании которых

наиболь-

шей

степени обеспечиваются надежность

стойкость деталей

усло-

виях эксплуатации, указанных

каждой отдельной задаче.

Как

правило,

задачах приведены более типичные условия использова-

ния

изделий, имеющие место

разных отраслях промышленности.

Кроме

того,

задачах сформулированы характерные свойства,

которые должен иметь сплав

соответствующем изделии.

Для решения задачи надо прежде всего определить группу спла-

вов (например, конструкционных сталей общего назначения,

чугу-

нов,

жаропрочных сталей

сплавов, инструментальных сталей,

полимерных материалов

т.п.), обладающих свойствами, близкими

требуемым.

Для

этой цели рекомендуется ознакомиться

класси-

фикацией,

составом

назначением основных материалов, исполь-

зуемых

технике

приведенных

конце книги

(гл.

XXVII).

Затем

для

окончательного определения наиболее пригодного

сплава

из

числа приведенных

выбранной группе

рекомендации

режима

его

обработки необходимо

качестве общего правила

рас-

смотреть возможность использования более дешевого материала,

например

для

деталей машин

—

углеродистой стали обыкновенного

качества

или

серого

чугуна.

Свойства основных материалов приве-

дены

учебниках

и в

указываемой ниже справочной литературе.

Если

при

рассмотрении свойств намечаемых сплавов окажется,

что они

не

удовлетворяют требованиям задачи, например,

по

проч-

ности

или

по

вязкости,

то

следует

рассмотреть возможность

их

улуч-

шения

выбором термической

или

химико-термической обработки.

Дорогие легированные стали, содержащие никель, вольфрам,

мо-

либден

или

цветные сплавы,

следует

рекомендовать

в тех

случаях,

когда выбор более дешевых материалов

не

может обеспечить требо-

ваний,

указанных

задаче. Сделанный выбор сплава надо обосно-

вать.

Если

для

улучшения свойств выбранного материала нужны

тер-

мическая

или

химико-термическая обработки,

то

необходимо

ука-

зать

их

режимы, получаемую

структуру

свойства. При рекоменда-

ции

режимов обработки необходимо также указывать наиболее эко-

350