Тег «свинец»

Первый сплав

Первый сплав (кривая 2) начинает кристаллизоваться при 300° С с выделением избыточных кристаллов свинца. Оставшаяся часть сплава бедна свинцом, значит, концентрация сурьмы в ней возрастает, и. когда она достигает 13%, при 246° С происходит окончательная кристаллизация (см. горизонтальный участок кривой). Второй сплав (кривая 3) кристаллизуется аналогично первому, но точка начала кристаллизации у него ниже, а кончается кристаллизация также при 246° С, Рис. 8. Диаграмма состояния сплавов свинец—сурьма когда концентрация сурьмы достигает 13%. Третий сплав (кривая 4) кристаллизуется полностью при одной температуре (246° С) с одновременным выпадением кристаллов свинца и сурьмы. Четвертый сплав (кривая 5) начинает кристаллизоваться при 400° С с выделением избыточных кристаллов сурьмы В жидком сплаве сурьмы становится все меньше, и, когда ее содержание снизится до 13%, при 246° С произойдет окончательная кристаллизация, Все точки начала и конца кристаллизации свинца, сурьмы и указанных четырех сплавов перенесем на основную диаграмму. Соединив все точки начала кристаллизации, получают линию ЛЕВ. Эта линия называется ликвидусом. Все сплавы, лежащие выше ликвидуса, находятся в жидком состоянии. Линия МЕМ называется солидусом. Ниже этой линии все сплавы находятся в твердом состоянии. В интервале между лик- видусом и солидусом имеются две фазы: жидкий сплав (ж. с.) и кристаллы одного из компонентов. В области МАЕ — жидкий сплав и кристаллы свинца, а в области ЕВЫ — жидкий сплав и кристаллы сурьмы. Сплав, содержащий 13% сурьмы, кристаллизующийся при одной температуре, называется эвтектическим. Он имеет самую низкую температуру кристаллизации и отличается равномерной структурой. Сплавы, содержащие менее 13% сурьмы, лежащие влево от эвтектики, называются доэвтектическими, а более 13% сурьмы — заэвтектическими. Структуры эвтектического, доэвтектического и заэвтектического сплавов сильно различаются между собой. Эвтектика — структура с равномерно распределенными компонентами. В доэвтектических сплавах наряду с эвтектикой имеются кристаллы свинца, в заэвтектических — наряду с эвтектикой кристаллы сурьмы Различие структур определяет различие свойств, сп:;авов. Для определения состояния сплава при любой температуре и нахождения точек кристаллизации с помощью диаграммы нужно из точки концентрации данного сплава восставить перпендикуляр до пересечения с линиями ликвидуса и солидуса. Точки пересечения перпендикуляра укажут начало и конец кристаллизации. Практическое применение диаграммы свинец— сурьма находят, например, при выборе подшипникового сплава. Пользуясь этой диаграммой, установили, что наиболее пригодными для подшипниковых сплавов являются заэвтектические сплавы, состоящие из мягкой эвтектики и твердых вкраплений сурьмы Мягкая основа несколько изнашивается, а твердые кристаллы сурьмы сохраняются, и поэтому в микроуглублениях мягкой основы хорошо удерживается смазка Наиболее подходящими сплавами для подшипников из всех заэвтектических оказались сплавы с содержанием 15—20% 5Ь, так как температуры кристаллизации (плавления) этих сплавов (340—360° С) соответствуют температурам, при которых происходит заливка подшипников. Диаграмма 2-го рода соответствует сплавам, у которых компоненты ив жидком и в твердом состоянии образуют раствор. К ним относятся сплавы медь—никель, железо—никель и др. Диаграмма состояния сплавов медь—никель приведена на рис. 9. Кривая / относится к чистой меди, точка кристаллизации которой 1083° С, а кривая 5 — к никелю, точка кристаллизации которого 1452° С. Кривая 2 характеризует кристаллизацию 20%-ного сплава никеля (или 80%-ного сплава меди). Началу кристаллизации этого сплава соответствует точка а, когда кристаллизуется Рис. 9. Диаграмма состояния сплавов медь—никель решетка меди, в которой имеется 20% никеля. В точке Ъ кристаллизация заканчивается. Аналогично кристаллизуется 40%-ный (кривая 3) и 80%-ный (кривая 4) сплавы никеля, однако точки начала (ш и аг) и конца и Ы) кристаллизации у первого сплава ниже, чем у второго. Перенеся все точки начала и конца кристаллизации меди и никеля и указанных выше сплавов на основную диаграмму (рис. 9 справа) и соединив эти точки, получим линию ликвидуса АаВ и линию солидуса АЬВ. Выше линии АаВ сплавы меди с никелем находятся в жидком состоянии, а ниже линии АЬВ — в твердом. В зоне между АаВ и АЬВ имеются две фазы: жидкий сплав и кристаллы твердого раствора
никеля в меди. Диаграмма 2-го рода отличается от диаграммы 1-го рода тем, что здесь образуется одна кристаллическая решетка, а значит, нет и эвтектического сплава, как это наблюдается у сплавов, образующих механическую смесь. Диаграмма 3-го рода, соответствующая сплавам, которые в результате затвердевания образуют химические соединения, в данном учебнике не рассматривается. В некоторых сплавах могут одновременно находиться механическая смесь, твердый раствор и химическое соединение. Примером служат железоуглеродистые сплавы — сталь и чугун, подробно рассматриваемые в главе 3.

Теги: , , , , , , , ,

ЧЕРНЫЕ И ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Металлами называют химические элементы, характерными признаками которых являются непрозрачность, блеск, хорошая электро- и теплопроводность, пластичность, а для многих металлов также ковкость и способность свариваться. Все металлы и их сплавы в зависимости от основного компонента делят на две большие группы: черные и цветные. К черным металлам относят железо и сплавы на его основе, содержащие углерод и другие элементы. Эти сплавы носят название чугунов и сталей. К этой же группе обычно относят ферросплавы. Вся современная индустрия базируется в основном на применении черных металлов. Из цветных металлов важное промышленное значение имеют: медь, алюминий, магний, свинец, цинк, олово, титан, никель, молибден, кобальт, вольфрам, тантал и др. Цветные металлы и сплавы отличаются ог черных металлов рядом таких физико-химических свойств, которые делают их необходимыми в технике. Например, медь и алюминий обладают высокой электропроводностью и теплопроводностью и применяются в электротехнической промышленности. Олово обладает высокой коррозионной стойкостью против многих органических кислот. Олово применяют для получения белой жести, лужения пищевых котлов, а в сплавах со свинцом с добавками меди и других примесей используют как антифрикционный, или подшипниковый сплав, называемый баббитом. Современная передовая техника использует металлы, которые раньше не находили практического применения: галлий, бериллий, цирконий, индий и ряд других. Металлы в технике чаще применяются не в чистом виде, а в соединении с другими металлами и неметаллами, т. е. в виде сплавов, обладающих более ценными свойствами, чем составляющие их металлы.

Теги: , , , , , , , ,

ПОНЯТИЕ О ДИАГРАММАХ СОСТОЯНИЯ СПЛАВОВ

Диаграммы состояния сплавов дают возможность правильно выбрать сплав, характеризуют его поведение при обработке, физические и механические свойства. Существуют различные типы диаграмм состояния в зависимости от числа компонентов и строения сплава. Здесь рассматриваются диаграммы состояния сплавов из двух компонентов: свинец—сурьма, алюминий— кремний, медь—никель и другие. Диаграмма состояния 1-го рода характеризует сплавы (например, свинца с сурьмой), у которых компоненты в жидком виде полностью растворимы, а в твердом образуют механическую смесь. Для построения этой диаграммы выбирают три-четыре сплава различной концентрации, перенасыщенных либо свинцом, либо сурьмой, и на вспомогательной диаграмме температура-время (рис. 8 слева) наносят, пользуясь данными наблюдений температуры кристаллизации чистого свинца и чистой сурьмы, а также нижеперечисленных сплавов: 1) 95% Рв; 5% 5Ь; 2) 90% Рв; 10% 5Ь; 3) 87% РЬ; 13% 5Ь; 4) 60% РЬ; 40% 5Ь. Вначале вычерчивают кривые кристаллизации РЬ и 5Ь (/ и 6). Свинец кристал* лизуется при 327° С, сурьма — при 631° С. Их кристаллизация отмечена горизонтальным участком кривой.

Теги: , , , , ,

Латуни

Латунями называют сплавы меди с цинком, содержащие от 4 до 45% цинка. Максимальную пластичность имеет латунь, содержащая около 32% цинка (б =55%), а максимальную прочность —латунь, содержащая около 45% цинка (ав 350 МПа). Латуни, содержащие никель, свинец, олово, кремний и др. (обычно от 2 до 8%), называются специальными. Они имеют повышенную коррозионную стойкость, лучшие технологические и механические свойства. Латуни принято разделять на литейные и обрабатываемые давлением. Для маркировки латуней приняты следующие обозначения: буква Л указывает название сплава (латунь), следующие за ней цифры обозначают содержание меди в сплаве; например, маркой Л63 обозначена латунь, содержащая 63% меди. У специальных латуней принято следующее обозначение легирующих элементов: А — алюминий, Мц — марганец, К — кремний, С — свинец, О—олово, Н — никель. Первые лве цифры, стоящие за буквенными обозначениями,указывают среднее содержание меди в процентах, последующие цифры — содержание других элементов; остальное (до 100%) составляет цинк. Например, марка ЛМцЖ52-4-1 обозначает марганцевожелезистую латунь, содержащую около 52% меди, 4% марганца и 1% железа; остальное — цинк. Латуни хорошо обрабатываются в холодном и горячем состоянии. Для снятия внутренних напряжений латунные изделия, полученные холодной обработкой давлением, необходимо подвергнуть отжигу при температуре 400° С.

Теги: , , ,