Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

дическому нагреву и охлаждению рабочей поверхности, истирающему действию горячего металла. Поэтому стали для таких штампов должны иметь высокие механические свойства, сохраняющиеся и при повышенных температурах, быть стойкими против образования трещин «разгара», образующихся при циклических нагревах поверхности, глубоко прокаливаться (до 200-300 мм). Такими сталями являются стали марок 5ХНМ, 5ХНВ (для молотовых штампов), ЗХ2В8Ф, 4Х5В2ФС (для высадочных штампов, пресс-форм для литья под давлением).

Глава VII ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

1. Алюминий И его сплавы

Алюминий обладает малой плотностью 2700 кг/м (2,7 г/см), низкой температурой плавления (660°С), высокой пластичностью, тепло- и электропроводностью. Алюминий легко поддается прокатке, ковке, волочению и т. д. Обладая высокой теплопроводностью и электропроводностью, он способен заменить медь при изготовлении проводов и других изделий, применяемых в элект-1 ронной промышленности, и для изготовления теплооб-менной аппаратуры. Алюминий в зависимости от содержания примесей выпускается трех видов: особой чистоты (99,999% А1), высокой чистоты (от99,995-99.95% А1) I и технической чистоты (от 99,85-99,5% А1). Основными i примесями в алюминии являются кремний, железо и медь. Железо в алюминии не растворяется и образует AIsFe, тогда как растворимость кремния при эвтектической температуре равна 1,65%, но при низкой темпера- i туре растворимость его очень мала. Присутствие одно- временно в алюминии железа и кремния приводит к об- j разованию химических соединений железа, кремния и i алюминия. Медь растворяется в алюминии и образует химические соединения, например CuAl2.

Чистый алюминий применяется мало, так как он имеет малую прочность [50-80 МН/м (5-8 кгс/мм)] и твердость (НВ 20-30). В основном он идет для получения алюминиевых сплавов. Алюминий со многими элементами образует сплавы, которые подразделяются на дефор-

мйруемые (для полуфабрикатов и изделий обработкой давлением) и литейные (для фасонных отливок).

К деформируемым сплавам алюминия относятся сплавы систем А1-Мп, А1-Mg, А1-Си-Mg-Мп, А1-Си-Si, А1-Си-Mg-Ti и др.

Сплавы системы А1-Мп, А1-Mg обладают низкими пластическими и прочностными свойствами. Они не упрочняются при термической обработке. Из таких сплавов получают изделия штамповкой. Наиболее часто применяются алюминиевые сплавы системы А1-Си-Mg- Мп под названием дуралюмины (Д) (табл. 4).

Таблица 4

Химический состав (%) и механические свойства наиболее распространенных дуралюминов после закалки и старения

* А1 - основа.

Дуралюмины обладают достаточно высокими механическими свойствами, особенно после закалки {~500°С), охлаждения в воде с последующим старением.

Изделия из дуралюмина подвергаются отжигу, закалке и старению. СЗтжиг проводят при 300° С, в результате чего структура сплава состоит из твердого а-раствора и упрочняющих включений (СиАЬ, Mg2Si и др.) и нерастворимых в алюминии фаз. Закалку изделий из дуралюмина проводят в воде от 495-505° С. Структура изделий после закалки состоит пз перенасыщенного а-раствора и включений, нерастворимых в твердом растворе при нагревании фаз. После закалки изделия подвергаются естественному старению, которое заканчивается в течение 5 суток, или искусственному старению (при нагреве).

Старение - процесс распада пересыщенного твердого раствора, образующегося в процессе закалки, Если старение (выдержка) закаленных сплавов происходит в естественных условиях и вызывает опреде-

ленные изменения структуры и свойств, например повышение прочностных характеристик, то такой вид старения называют естественным. Нагрев закаленных сплавов до 100-200° С и выдержка их в печи в течение некоторого времени называется искусственным старением. При старении происходит тонкое измельчение структуры сплавов, что связано с их упрочнением. Из дуралю-минов готовят, например, большое количество деталей, используемых в самолетостроении (детали каркаса, стойки, штангоуты и др.). Дуралюмины широко используются в общем машиностроении, вагоностроении, автомобильной и других отраслях промышленности. Они достаточно жаропрочны, например, изделия из дуралю-мина Д16 могут работать длительное время при 150° С; из Д20 - при 300° С.

Более высокие механические свойства по сравнению с дуралюмином имеет алюминиевый сплав с цинком В95 (1,4-27о Си; 1,8-2,8% Mg; 0,2-0,6% Мп; 5-7% Zn; 0,1-0,25 Сг). После закалки от 465-475°С в воде и искусственного старения при 120-140° С сплав В95 имеет следующие механи.ческие свойства: ав = 600 МН/м (60 кгс/мм2), 6 = 8%.

К деформируемым сплавам относятся и так называемые ковочные сплавы марок АК4, АК4-1, АК6, АК-8 и др., в состав которых кроме указанных в табл. 4 компонентов входят Fe, Si, Ni и др. Эти сплавы обладают высокими пластическими свойствами при нагревании. Из них готовят слитки, поковки, штамповки крупных размеров и сложной формы. Из сплавов этой группы получают лопатки компрессоров, крыльчатки, диски и кольца турбореактивных и турбовинтовых двигателей и другие детали (сплавы АК4-1, АК4), подмоторные рамы, детали самолетов (АК8). Эти изделия могут работать при 200- 250° С.

К литейным алюминиевым сплавам (АЛ) относятся сплавы системы А1-Mg, Al-Si, Al-Си (табл. 5).

Литейные алюминиевые сплавы подвергаются отжигу, закалке и старению. С целью измельчения зерна и повышения свойств изделий в состав этих сплавов вводят модифицирующие добавки: Ti, Zr, V, В и др. Режимы отжига, закалки и старения зависят от химического состава сплава и использования литых изделий.

Наиболее распространенными литейными сплавами с повышенным содержанием кремния (от 4 до 13%) явля-