3 задание по химии для 108гр.

Формат документа: docx
Размер документа: 0.03 Мб





Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.


Тема Сплавы черные и цветные
Под металлами в технике подразумевают как химические элементами, так и их соединения (сплавы), которые характеризуются специфическими свойствами: металлическим блеском, высокими электро- и теплопроводностью, непрозрачностью, способностью подвергаться обработке в холодном и горячем состоянии (обработке резанием, ковке, прокатке, волочению и т.п.).
В основе структуры металлов лежит кристаллическая решетка
Сплавы – это твердые вещества, образованные сплавлением двух и более компонентов. Сплавы на основе железа называются черными, на основе других металлов – цветными.
К основным свойствамметаллов и сплавов относятся механические, физические, технологические и эксплуатационные.
К механическим свойствам материала относятся прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость (см. практическую работу №2).
Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным методам горячей и холодной обработке. К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся литейные свойства, деформируемость, свариваемость и обрабатываемость режущим инструментом.
Литейные свойства (жидкотекучесть, усадка, склонность к ликвации) определяются способностью расплавленного металла или сплава к заполнению литейной формы, степенью химической неоднородности по сечению полученной отливки, а также величиной усадки – сокращением размеров при кристаллизации и дальнейшем охлаждении.
Деформируемость – способность принимать необходимую форму под влиянием внешней нагрузки без разрушения и при наименьшем сопротивлении нагрузке. Свариваемость – это способность металлов и сплавов образовывать неразъемные соединения требуемого качества. Обрабатываемостью называют свойства металла поддаваться обработке резанием. Критериями обрабатываемости являются режимы резания и качество поверхностного слоя.
Эксплуатационныминазываются свойства материалов, непосредственно влияющие на показатели, характеризующие служебное назначение машины.
К эксплуатационным свойствам в зависимости от условия работы машины или конструкции относят износостойкость, коррозионную стойкость, хладостойкость, жаропрочность, жаростойкость, антифрикционность материала и др.
Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения. Коррозионная стойкость – сопротивление материала воздействию агрессивных сред (кислотных и щелочных). Хладостойкость – способность материала сохранять требуемые пластические свойства при низких рабочих температурах (ниже 0°С). Жаропрочность – способность материала сохранять требуемые механические свойства при высоких рабочих температурах. Жаростойкость – способность материала сопротивляться окислению в газовой среде при высоких температурах. Антифрикционность – способность материала прирабатываться по трущимся поверхностям к другому материалу.
Чугуны– сплав железа с углеродом (2,14…4,5%) и некоторым количеством кремния, марганца и др.
Различают серый, высокопрочный, ковкий и легированные чугуны. Серый чугун (ГОСТ 1412-85) маркируют буквами «С» – серый «Ч» – чугун и группой цифр, характеризующими величину временного сопротивления (предел прочности при растяжении)  в МПа  . Например, марка СЧ 15 показывает, что чугун имеет  =150 МПа. Для изготовления деталей чаще применяют серый чугун марок СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 30 твердостью в пределах НВ 163…255 и реже СЧ 35. Твердость серых чугунов изменяется в пределах НВ 190…275.
Модифицированный чугун отличается от серого добавкой графитизирующих элементов (ферросилиция, силикокальция или силикоалюминия), повышающих литейные и механические свойства. Путем модифицирования повышают прочностные характеристики серых чугунов за счет образования мелких графитных включений. Высокопрочный чугун получают введением перед разливкой в жидкий чугун в качестве модификатора магний. Маркируют высокопрочный чугун буквами ВЧ и группой цифр, характеризующих величину временного сопротивления в МПа  , например ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45. Твердость высокопрочных чугунов изменяется в пределах НВ 140…360. Маркируется ковкий чугун буквами КЧ и группой цифр, обозначающих временное сопротивление в МПа  и относительное удлинение в процентах, например марки КЧ 47-7, КЧ 50-5. Твердость ковких чугунов не превышает НВ 320. Название «ковкий чугун» условно, изделия из него получают литьем, пластической деформации они не подвергаются. Легированные чугуны получают введением легирующих элементов (хрома, кремния, алюминия, марганца и др.). Маркируют буквами и цифрами, например ЧХ 1, ЧХ9Н5, ЧС5Ш, где буква Ч обозначает чугун, Х, Н, С – легирующие элементы, а цифры – их содержание в %; буква Ш указывает на шаровидную форму графита.
Большое влияние на обрабатываемость резанием литых заготовок из серых чугунно оказывает поверхностный слой металла (литейная корка) толщиной 0,15…0,50 мм и твердостью НВ 285…321. По мере удаления от поверхности твердость снижается до НВ 187…229. Высокотемпературный отжиг чугунных отливок позволяет увеличить скорость резания в 1,5…2 раза.
Чугуны широко применяются для изготовления отливок корпусных деталей. Отливки из высокопрочного чугуна используют для изготовления коленчатых валов, деталей прокатных станов, корпусов насосов, зубчатых колес. Ковкий чугун отличается высокой вязкостью, применяют для деталей машиностроения, получаемых отливкой, на которые во время работы могут действовать ударные нагрузки, для изготовления тонкостенных деталей, редукторов, фланцев, муфт.
Стали являются основным конструкционным материалом машиностроения. По назначению различают конструкционную, инструментальную, специальную. Инструментальные стали служат для изготовления различного инструмента (режущего, кузнечного, штамповочного, измерительного). В группу специальных сталей входят стали с особыми свойствами: коррозионно-устойчивые (нержавеющие), жаропрочные, кислостойкие, предназначенные для производства военной техники и др.
По качеству стали подразделяют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные, особо качественные.
Классификационным признаком служит содержание в стали вредных примесей (фосфора, серы), растворенных газов и присутствующих неметаллических включений. Например, в стали обыкновенного качества содержание фосфора допускается в пределах 0,05…0,07% и серы 0,055…0,06%; в качественных – не более 0,035% каждого из этих элементов; в высококачественных и особокачественных – не более 0,025%.
По химическому составу стали различают как углеродистые и леги-рованные.
По содержанию углерода углеродистые стали подразделяются на низкоуглеродистые с содержанием углерода до 0,25%, среднеуглеродистые – с содержанием углерода 0,25…0,6% и высокоуглеродистые – с содержанием углерода 0,6…2%.
Конструкционные углеродистые стали. В эту группу сталей включаются стали обыкновенного качества и качественные стали. Они имеют удовлетворительные механические свойства в сочетании с хорошей обрабатываемостью резанием и давлением.
Стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-94). Стали с нормированным содержанием углерода могут подвергаться термической и химико-термической обработке. Стали этой подгруппы применяются в основном для изготовления элементов несущих сварных и несварных конструкций и неответственных деталей – болтов, гаек, ручек, втулок, цапф, фланцев, осей, а также деталей, изготавливаемых глубокой вытяжкой.
Углеродистые стали обыкновенного качества обозначают буквами Ст и цифрами от 0 до 6, обозначающие процентное содержание углерода в сотых долях процента (например, Ст 3, содержит 0,3% углерода).
Стали качественные углеродистые (ГОСТ 1050-88). Эти стали подразделяются на:
• низкоуглеродистые (до 0,2% С) малопрочные и высокопластичные стали. В основном применяются для деталей, изготавливаемых холодной штамповкой и высадкой. Без термической обработки в горячекатном состоянии из них изготавливаются шайбы, прокладки, патрубки, вкладыши, муфты, крюки, болты и другие детали;
• низкоуглеродистые (до 0,3% С) цементируемые стали. Из этих сталей изготавливаются детали с высокой поверхностной твердостью (с применением ХТО); это в основном малонагруженные шестерни, червяки, вилки, кулачки, толкатели. В горячекатаном и нормализованном состояниях применяются также для изготовления деталей невысокой прочности – крепежных деталей, втулок, осей, валов, муфт, туцеров и многочисленных деталей котлотурбостроения (труб, змеевиков);
• среднеуглеродистые (0,35…0,60% С). В улучшенном состоянии или с поверхностным упрочением ТВЧ из них изготавливают коленчатые валы малооборотных двигателей, шатуны, ходовые винты, зубчатые колеса, маховики, оси, штоки, кулачки, бандажи, шпиндели, замочные шайбы и другие детали.
• стали высокоуглеродистые до 0,85% С, в том числе с повышенным содержанием марганца) применяют преимущественно в качестве рессорно-пружинных.
Качественные углеродистые стали обозначают числами, например марки 08; 10; 15; 20; 25. Цифры указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 15 содержит углерода около 0,15%.
Стали низколегированные конструкционные. Это низкоуглеродистые стали (до 0,2 % С) с небольшим (2…3 %) содержанием легирующих элементов (ГОСТ 19281-89); применяются без термообработки (упрочняются за счет легирования феррита) и с термической обработкой, в том числе с карбонитридным упрочнением. Применительно к строительным конструкциям для этих сталей применяется специальная маркировка: обозначение начинается с буквы «С», далее указывается предел текучести (три цифры), наличие термоупрочнения и повышенной коррозионной стойкости (буквы Т и К).
Стали легированные конструкционные. Стали этой группы различаются по прочности: нормальной и повышенной прочности, высокопрочные (ГОСТ 4543-71).
Легированные конструкционные стали различают по содержанию легирующих элементов – хромистые, хромоникелевые и другие; по качеству – качественная и высококачественная. Кроме того, легированные стали делятся на низколегированную(легирующих элементов менее 3%), среднелегированную(легирующих элементов 3...5,5%) и высоколегированнуюс содержанием легирующих элементов свыше 5,5% .
Эти стали могут быть низкоуглеродистыми (0,1…0,3% С) и среднеуглеродистыми (0,3…0,5% С).
В качестве легирующих элементов, придающих стали повышенную прочность и специальные свойства, используют хром, никель, молибден, ванадий и др. Легированные стали обозначают цифрами и буквами, например марки 20Х, 40ХС, 30ХГН, 20ХН3А. Первые цифры показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а буквы – наличие легирующих элементов. Цифрами после букв отмечено процентное содержание легирующих элементов. Предел прочности сталей возрастает от  = 700МПа (сталь 15Х) до  =1300 МПа (сталь 20Х2Н4А). Повышение содержания некоторых легирующих элементов, таких, как хром (X), молибден (М), ванадий (Ф), вольфрам (В), никель (Н), увеличивает прочность сталей и снижает теплопроводность, что ведет к ухудшению их обрабатываемости. Кремний (С) ухудшает обрабатываемость стали из-за образования в ней силикатных абразивных включений. Заготовки из крупнозернистой стали обрабатываются лучше, чем из мелкозернистой.
К сплавам цветных металлов относятся легкие сплавы на основе алюминия и магния и сплавы меди с добавками (бронзы и латуни).
Алюминиевые сплавы. Алюминиевые сплавы, не упрочняемые термической обработкой, считаются сплавами с нормальной прочностью (  150…400 МПа), к сплавам же повышенной и высокой прочности относятся термически упрочняемые сплавы (  400…500 МПа и > 500 МПа соответственно).
Сплавы нормальной и повышенной прочности. Сплавами с нормальной прочностью являются сплавы твердорастворного упрочнения (ГОСТ 4784-97), легированные в основном марганцем (АМц) и магнием (типа АМг). Они отличаются высокой пластичностью, хорошей свариваемостью; используются в отожженном и нагартованном состояниях для изготовления деталей (изделий), формируемых глубокой вытяжкой и сваркой.
К сплавам повышенной прочности относятся сплавы типа дюралюминий (ГОСТ 4784-97), легированные в основном медью, магнием и марганцем (типа Д и АК); они упрочняются термической обработкой на старение. Сплавы типа Д широко применяются в авиации. Ковочные сплавы типа АК используют при изготовлении деталей сложной формы.
К высокопрочным относятся сплавы алюминия с цинком, медью и магнием (типа В). Они упрочняются термической обработкой на старение; по характеристикам прочности превосходят сплавы типа дюралюминий, однако обладают пониженной пластичностью и вязкостью разрушения. Высокопрочные сплавы применяют для высоконагруженных элементов конструкций, работающих в основном на сжатие; из них изготавливают корпуса и детали обшивки.
Магниевые сплавы обладают меньшей плотностью (1,8…1,9 т/м3), во многом аналогичны алюминиевым. Разделяются на сплавы нормальной, повышенной прочности и высокопрочные.
Сплавы медные деформируемые. По прочности медные сплавы уступают сталям (300…500 МПа), и только бериллиевая бронза сопоставима по прочности с улучшенной среднеуглеродистой легированной сталью (1100…1200 МПа). Отличительная особенность большинства медных сплавов – высокая пластичность (по этому признаку они могут относиться и к сплавам высокой технологичности). В машиностроении применяются в основном латуни и бронзы.
Латунь – сплав меди с цинком; обозначают буквой Л и двузначным числом, показывающим среднее содержание меди (остальное – цинк). Например, латунь Л62 содержит 62% меди и 38 % цинка. Для улучшения обрабатываемости в латунь вводят 1…2% свинца (С), а для повышения прочности – алюминий (А), никель (Н) и другие элементы. Например, латунь ЛЖМц59-1-1 содержит 59% меди, 1%железа (Ж), 1%марганца (М), остальное – цинк.
Бронзойназывают сплавы меди с оловом, алюминием, марганцем, кремнием и другими элементами, кроме цинка или никеля (ГОСТ 5017-79).
Бронзы обозначают буквами Бр, начальными буквами основных элементов, вошедших в сплав (А – алюминий, Н – никель, О – олово, Ц – цинк, Ф – фосфор), и цифрами, указывающими среднее содержание этих элементов в процентах. Для лучшей обрабатываемости бронз и улучшения их антифрикционных свойств в состав бронз вводят свинец. Например, сплав БрОЗЦ12С5 содержит в среднем 3% олова (О), 12% цинка (Ц), 5% свинца (С) и остальное – медь.
Задание
Заполните таблицу
Название сплава Состав сплава Свойства Применение
Опишите в таблице не менее 10 сплавов