Белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида, и чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита, что определяет прочностные свойства сплава, чугуны подразделяют на:

1) серые - пластинчатая или червеобразная форма графита;

2) высокопрочные - шаровидный графит;

3) ковкие - хлопьевидный графит. Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами,

соответствующими минимальному значению временного сопротивления δ_в 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 δ_в 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВАРИАНТ № 7 

Таблица 1 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПРАКТИЧЕСКАЯ  РАБОТА № 2 
 

ЦВЕТНЫЕ СПЛАВЫ, ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ, 
КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ. 
 

Вариант № 7 
 

1. Классификация и  маркировка цветных  сплавов  

а) Медь и её сплавы. 
 

     Технически  чистая медь обладает высокими пластичностью  и коррозийной стойкостью,   малым   удельным   электросопротивлением  и   высокой теплопроводностью. По чистоте медь подразделяют на марки (ГОСТ 859-78): 

     Таблица№2 

 
 

      После обозначения марки указывают  способ изготовления меди: к - катодная, б – бес кислородная,  р - раскисленная. Медь огневого рафинирования не обозначается.

      МООк - технически чистая катодная медь, содержащая не менее 99,99% меди и серебра.

      МЗ - технически чистая медь огневого рафинирования, содержит не менее 99,5%меди и серебра.

      Медные  сплавы разделяют на бронзы и латуни. Бронзы- это сплавы меди с оловом (4 - 33% Sn хотя бывают без оловянные бронзы), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором (ГОСТ 493-79 , ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78).

     Латуни - сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Медные сплавы предназначены для изготовления деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием - сплавами, обрабатываемыми давлением.

     Медные  сплавы обозначают начальными буквами  их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие кол-во элемента в процентах. Приняты следующие обозначения компонентов сплавов: 

      А – алюминий  Мц - марганец  С - свинец Б - бериллий

      Мг  – магний  Ср – серебро  Ж - железо Мш - мышьяк

      Су  – сурьма  К – кремний  Н – никель Т – титан

      Кд  – кадмий  О – олово  Ф – фосфор Х – хром

      Ц - цинк

Примеры:

      БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu ("Л"' указывает, что сплав литейный);

      ЛЦ40Мц3Ж - латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, остальное Cu;

      Бр0Ф8,0-0,3 - бронза на ряду с медью содержащая 8% олова и 0,3% фосфора;                                        

      ЛАМш77-2-0,05 - латунь содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055 мышьяка, остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первое число указывает на содержание меди).

      В несложных по составу латунях указывают только содержание в сплаве меди:

      Л96 - латунь содержащая 96% Cu и ~4% Zn (томпак);

      Лб3 - латунь содержащая 63% Cu и -37% Zn. 
 

  б) Алюминий и  его сплавы 

     Алюминий   -   легкий   металл,   обладающий   высокими   тепло-   и электропроводностью, стойкий к коррозии. В зависимости от степени частоты первичный алюминий согласно ГОСТ 11069-74 бывает особой (А999), высокой (А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, АО и др.). Алюминий маркируют буквой А и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0% Al; буква "Е" обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния.

А999 - алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999% Al;

А5 - алюминий технической чистоты в котором 99,5% алюминия. Алюминиевые сплавы разделяют  на деформируемые и литейные. Те и другие могут быть не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой. 

     Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой, штамповкой. Их марки  приведены в ГОСТ4784-74. К деформируемым  алюминиевым сплавам не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы Al-Mn и AL-Mg:Aмц; АмцС; Амг1; АМг4,5; Амг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы, входящие в состав сплава компонентов и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах. К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюны, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного хим.состава. Дуралюмины маркируются буквой "Д" и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8.

Чистый  деформируемый алюминий обозначается буквами "АД" и условным обозначением степени его чистоты: АДоч (>=99,98% Al), АД000(>=99,80% Аl), АД0(99,5% Аl), АД1 (99,30% Al), АД(>=98,80% Аl).

     Литейные  алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладает хорошей жидко-текучестью, имеет  сравнительно не большую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются буквами "АЛ" с последующим порядковым номером: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛЗО.

     Иногда  маркируют по составу: АК7М2; АК21М2, 5Н2,5; АК4МЦ6. В этом случае "М" обозначает медь. "К" - кремний, "Ц" - цинк, "Н" - никель; цифра - среднее % содержание элемента.

      Из  алюминиевых антифрикционных сплавов (ГОСТ 14113-78) изготовляют подшипники и вкладыши как литьем так и  обработкой давлением. Такие сплавы маркируют буквой "А" и начальными буквами входящих в них элементов: А09-2, А06-1, АН-2,5, АСМТ. В первые два сплава входят в указанное количество олова и меди (первая цифра-олово, вторая-медь в %), в третий 2,7-3,3% Ni и в четвертый медь сурьма и теллур. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

в) Титан и его  сплавы 
 

      Титан - тугоплавкий металл с невысокой плотностью. Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40%. Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить сложные отливки, но обработка резанием затруднительна. Для получения сплавов с улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом. Титан и его сплавы маркируют буквами "ВТ" и порядковым номером:

      ВТ1-00, ВТЗ-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14.

      Пять  титановых сплавов обозначены иначе:

      0Т4-0, 0Т4, 0Т4-1, ПТ-7М, ПТ-3В. 
 
 
 
 

г) Магний и его сплавы 
 

      Среди промышленных металлов магний обладает наименьшей плотностью(1700 кг/м³). Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры магний интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. Он обладает малой прочностью и пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется. Для повышения химико-механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий, цинк, марганец и другие легирующие добавки.

      Магниевые сплавы подразделяют на деформируемые (ГОСТ 14957-76) и литейные (ГОСТ 2856-79). Первые маркируются буквами "МА", вторые "МЛ". После букв указывается порядковый номер сплава в соответствующем ГОСТе.

Например: 

      МА1-деформируемый  магниевый сплав №1; МЛ19-литейный магниевый сплав №19 
 
 
 
 
 
 

КОМПОЗИЦИОННЫЕ  МАТЕРИАЛЫ 

а) Композиционные материалы  с металлической  матрицей 

      Композиционные материалы состоят  из металлической матрицы (чаще Al, Mg, Ni и их сплавы), упрочненной высокопрочными волокнами (волокнистые материалы) тонкодисперсными тугоплавкими частицами, не растворяющимися в основном металле (дисперсно-упрочненные материалы).

     Волокнистые композиционные  материалы. Композиционные материалы отличаются от обычных сплавов высокими значениями временного сопротивления и предела выносливости (на 50-100%), модуля упругости, коэффициента жесткости (Е/g) и пониженной склонностью к трещинообразованию. Применение этих материалов повышает жесткость конструкций при одновременном снижении ее металлоемкости.

Композиционный  материал бор-алюминий (ВКА-1А) - s_в=1300МПа, s_-1=60МПа, Е=220Гпа, s_в/g=500, Е/g=84.6.

    Дисперсно-упрочненные  композиционные материалы. В отличие от волокнистых композиционных материалов в дисперсно-упрочненных композиционных материалах матрица является основным элементом, несущим нагрузку, а дисперсные частицы тормозят движение в ней дислокаций.

     Композиционные материалы применяются  в авиации, в космической технике, в горной промышленности, в гражданском строительстве и в других областях народного хозяйства. 
 

б) Композиционные материалы  с неметаллической  матрицей 

Карбоволокниты 

    Карбоволокниты представляют собой  композиции, состоящие из полимерного  связующего (матрицы) и упрочнителей в виде углеродных волокон (карбоволокон). Они сохраняют прочность при очень высоких температурах, а также при низких температурах.