ivi.ru [CPS]

главная страница    словари    ГОСТЫ И ТУ    свойства металлов    производители металлов    о проекте

медь  бронза  латунь  алюминий  титан  никель  кобальт  цинк  магний  олово  свинец  медно-никелевые сплавы  вольфрам   молибден   ниобий   тантал

Основные механические свойства металлов

Единицы измерения 

Паска́ль (обозначение: Па, международное: Pa) — единица измерения давления. Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.

1 Па = 1 Н/м2 =1 кг/(м·с2)

1 МПа – один мегапаскаль=106 Па

Килограмм-сила (кгс) равна силе, сообщающей телу массой один килограмм ускорение 9,80665 м/с² (нормальное ускорение свободного падения).

1 МПа = 9,80665 кгс/мм2

В МПа (или кгс/мм2) измеряются основные механические свойства металлов.

 

Свойства металлов при растяжении опытного образца

 

σ – прикладываемое напряжение

ε - растяжение

 Точка 1 на рисунке. Временное сопротивление (предел прочности), σb – механическое напряжение (давление), прикладываемое к опытному образцу, при котором происходит его рузрушение.

Точка 2 на рисунке Предел текучести, σ0,2 - минимальное механическое напряжение, прикладываемое к опытному образцу, при снятии которого не происходит восстановление опытного образца. При этом этом растяжение образца, как правило, составляет примерно 0,2%

Точка 3 на рисунке  Предел пропорциональности - максимальноее механическое напряжение, прикладываемое к опытному образцу, при котором рост растяжения пропорционален росту напряжения.

Точка 4 на рисунке   Момент разрушения

Относительное удлинение, δ - удлинение опытного образца по отношению к первоначальной длине, выраженное в %.

Твердость по Бринеллю, HB – метод определения твердости материала путем вдавливания под определенной нагрузкой в опытный образец шарика и измерения размера оставшейся вмятины.

АЛЮМИНИЙ И АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ 

Алюминий - серебристо-белый легкий металл плотностью 2,7 г/см3. Прокат алюминия изготавливают из алюминиевых деформируемых сплавов.

 Алюминиевые деформируемые сплавы

Их основные легирующие элементы -  медь, магний, марганец и цинк. В небольших количествах  -  кремний, железо, никель и т.д. Алюминиевые деформируемые сплавы  обычно делят на упрочняемые (их прочность можно повысить термической обработкой) и неупрочняемые. К наиболее распространенным упрочняемым сплавам относят дюралюминии Д1, Д16, Д18, Д19, Д20, сплавы АК4, АК4-1, АК6, АК8, высокопрочные сплавы В93, В94, В95. К неупрочняемым сплавам относят сплавы на основе марганца и магния – АМц, АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, АМг61 (1561).

 Дюралюминии 

Сплавы алюминия с медью (2,2 – 7,0%), содержащие примеси кремния и железа называется дюралюминиями. Дюралюминии могут быть легированы магнием и марганцем. Названия марок дюралюминия состоят из буквы «Д» (она всегда первая) и номера сплава.  С повышением легирования прочность дюралюминия растет, а пластичность падает. 

Кованый алюминий 

Близкими по химическому составу к дюралюминию, но в горячем состоянии  более пластичными,   являются алюминиевые сплавы для поковок и штамповок, маркируемые буквами АК («алюминий кованый») и порядковым номером (АК4, АК4-1, АК6 и АК8).

 Высокопрочные сплавы 

К группе деформируемых упрочняемых сплавов относят также более высокопрочные, чем дюралюминий, сплавы   системы Al-Cu-Mg-Zn. Названия марок   начинаются буквой «В» (высокопрочные) - В93, В94, В95. Характерная  особенность  -  сравнительно небольшое содержании меди (0.8-2.4 %) и магния (1.2-2.8 %) по сравнению с цинком  (5-7 %).  

Неупрочняемые сплавы 

В эту группу входят сплавы на основе магния и марганца. Они повышают прочность и коррозионную стойкость алюминия (при содержании магния не более 3%). Сплавы с магнием более легкие, чем чистый алюминий. Название марок таких сплавов  принято  обозначать буквами АМц («алюминий-марганец») и   АМг («алюминий-магний»), далее   следует цифра, указывающая номер сплава. В сплавах АМг эта цифра соответствует процентному содержанию магния в сплаве.

 Изделия из алюминиевых сплавов (прокат алюминия) 

Листы и плиты 

Листы изготавливают толщиной от 0,5 мм до 10,5 мм. Наиболее распространенная ширина листов – 1200 мм, несколько реже 1500 мм. Востребованы также рифленые листы («квинтет» и др.). Наиболее распространенная длина – 3000 мм, реже 4000 мм. Распространенные марки АМг2АМ, АМг2АТ, Д16АМ, Д16АТ, АМцМ и другие. Последние буквы в названии марки означают: 

по способу изготовление:

неплакированные - без обозначения

плакированные с технологической плакировкой - Б

с нормальной плакировкой - А

с утолщенной плакировкой  - У 

по состоянию материала:

без термической обработки - без обозначения

отоженные - М

полунагартованные - Н2

нагартованные - Н

закаленные и естественно состаренные - Т

закаленные и искусственно состаренные - Т1

нагартованные после закалки и естественного старения – ТН

 

Плакирование (Б, А, У) - это нанесение на листы алюминиевых сплавов тонкого слоя чистого алюминия для улучшения его антикоррозионных свойств.

Нагартовка (наклеп) (Н, Н2) – дополнительное упрочнение металла под механическим воздействием (полунагартованный – значит механическое воздействие более слабое).

Закалка – охлаждение в воде.

Естественное старение (Т) – выдерживание металла после закалки при комнатной температуре, что приводит к увеличению прочности с одновременным уменьшением пластичности.

Искусственное старение (Т1) - то же при температуре 100-150 оС

Толщина плит из алюминиевых сплавов – от 10,5 мм. Наиболее распространенные марки – АМ2, АМг2, АМг3, АМг5, Д16 и другие.

 Кроме того, выпускаются прутки, трубы, профили и проволока из алюминиевых сплавов.

Основные заводы производители проката из алюминиевых сплавов

  • Каменск-Уральский металлургический завод (ОАО КУМЗ)

  • Ступинский металлургический комбинат (СМК) - ОАО Ступинская металлургическая компания

  • Самарский металлургический завод (ЗАО АЛКОА СМЗ)

  • Белокалитвинское металлургическое производственное объединение предприятий - ЗАО АЛКОА МЕТАЛЛУРГ РУС (ЗАО АМР)

  • Красноярский металлургический завод (КрАМЗ)

 

МЕДЬ И МЕДНЫЕ СПЛАВЫ

Обозначения марок меди и медных сплавов в российских и межгосударственных стандартах

В российских (ГОСТ Р) и межгосударственных стандартах  (ГОСТ) обозначения меди и медных сплавов имеют следующее строение.

Обозначения марок меди составляют из прописной буквы «М», за которой следуют цифры от 0 до 3, условно характеризующие массовую долю меди и строчные буквы после цифр, обозначаю­щие способ получения меди:

к — катодная;

р - раскисленная с низким остаточным фосфором;

ф - раскисленная с высоким остаточным фосфором;

б - бескислородная (без использования раскислителей).

Примеры обозначений: М2р, М1б.

Обозначения деформируемых медных сплавов составляют следую­щим образом:

на первом месте помещают прописные буквы, указывающие тир сплава:

Л - латуни;

Бр — бронзы;

МН - медно-никелевые сплавы.

Для простых (двойных) латуней - за буквой «Л» следуют двузначные цифры, характеризующие в массовых долях в % среднее и держание меди.

Для свинцовых и сложнолегированных латуней, бронз и медно никелевых сплавов — за буквой, указывающей тип сплава, следует ряд прописных букв русского алфавита, обозначающих легирующие элементы, входящие в сплав, затем следуют цифры через тире.

Для латуней первая цифра характеризует среднее содержание леди в процентах, в медно-никелевых сплавах — среднее содержание никеля в процентах, а последующие (в бронзах, начиная с первой цифры) — каждого из легирующих элементов в той же последовательности, как и в буквенной части обозначения.

Главный легирующий элемент сплава указывается первым, независимо от его содержания. Порядок букв и цифр устанавливается по содержанию соответствующего элемента: сначала идет  тот элемент, которого больше, а далее — по нисходящей.

При обозначении сплава указывают только важные легирующие элементы, второстепенные составляющие не перечисляют. Если даны верхний и нижний пределы основного и легирующео     элемента, в обозначении используют среднее округленное значение.

Применяют следующие обозначения легирующих элементов:

алюминий — А   марганец — Мц     титан — Т

бериллий — Б    мышьяк — Мш      фосфор — Ф

железо — Ж      никель — Н            хром — X

кадмий — Кд     олово — О            цинк —Ц

кобальт — Ко    свинец — С             цирконий — Цр

кремний — К      серебро — Ср

магний — Мг      сурьма — Су

Содержание цинка в латунях определяется по разности массовых долей, % от 100%.

Примеры расшифровки обозначений медных сплавов:

— Л70: латунь, содержащая 70% меди; цинка в ней 100—70 = 30%;

— ЛАН59-3-2: латунь, в которой содержится 59% меди, 3% алюминия и 2% никеля; цинка в ней 100—(59+3+2) = 36%;

— МНЖМц30-1-1: сплав медно-никелевый, в котором содержится 30% никеля, 1% железа и 1% марганца;

— БрАЖМц 10-3-1,5: бронза, в которой содержится 10% алюминия, 3% железа и 1,5% марганца.

Обозначения литейных медных сплавов, также как и деформируемых сплавов, составляют с помощью букв, обозначающих элемент, и цифр, которые указывают среднее содержание элемента в массовых долях, %. В отличие от деформируемых сплавов цифры ставят сразу после буквы, обозначающей элемент.

Например, сплав ЛЦ23А6ЖЗМц2 расшифровывается так: ла­тунь, в которой содержится 23% цинка, 6% алюминия, 3% железа и 2% марганца.

Сплав БрО6Ц6СЗ расшифровывается так: бронза, в которой содержится 6% олова, 6% цинка и 3% свинца.