ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Зависимость между составом и свойствами сплавов из "Металловедение и термическая обработка Издание 2 " Впервые зависимость свойствсплавов—химических, механических, физических и технологических от их состава и связанного с ним типа их диаграмм состояния изучалась русским ученым Н. С. Курнаковым, который особенно подробно исследовал твердость и электрические свойства. Его работы в настоящее время продолжены и развиты акад. А. А. Бочваром, который доказал, что новые сплавы следует создавать не по правилу опробования многочисленных случайных рецептов, а на основании глубокого научного анализа диаграмм состояния сплавов и всесторон.чего исследования их свойств, о позволило ему, так же как и другим советским исследователям, создать ряд весьма ценных для производства новых сплавов и внедрить новый метод литья легких сплавов при повышенном давлении. [c.68] Анализ диаграмм состояния сплавов предопределяет не только их структуру, но и важнейшие свойства твердость, прочность, электропроводность, литейные качества (жидкотекучесть, усадку, ликвацию, пористость), обрабатываемость режущим инструментол , пластичность и способность поддаваться горячей механической и термической обработке. [c.68] В сплавах, образующих твердые растворы, твердость бывает больше чем у чистых металлов, причем даже небольшие добавки другого компонента в чистый металл резко ее увеличивают, пластичность сплава не всегда снижается, а наоборот, даже увеличивается, например у сплавов меди с небольшим количеством цинка. [c.69] Поэтому сплавы, представляющие собой как механические смеси с измельченной структурой, так и твердые растворы, вследствие высокой прочности и достаточной пластичности являются ценным материалом для деталей машин. Электропроводность при образовании твердых растворов резко снижается. Однако это справедливо только при нормальной температуре при высокой же температуре электропроводность чистых металлов сильно падает, в то время как у твердых растворов она почти не зависит от температуры. Поэтому при достаточно высоких температурах электропроводность твердого раствора может сравняться с электропроводностью чистого металла. [c.69] Таким образом, наибольшей электропроводностью при нормальной температуре отличаются чистые металлы, например медь и алюминий, которые и рекомендуются для проводов. Наоборот, твердые растворы, отличающиеся высоким электросопротивлением и малым температурным коэфициентом, применяются для нагревательных приборов и реостатов. [c.69] Образование химического соединения в сплаве обычно дает скачок в изменении свойств твердость очень резко повышается, хрупкость такл е, а электропроводность падает. Даже мягкие металлы — алюминий и медь — образуют твердое и хрупкое соединение СиА1,. Еще больше повышается твердость после образования карбидов — соединений металлов с углеродом, поэтому последними пользуются при обработке металлов резанием и т. д. Однако в сплавах, особенно при высоких температурах, химические соединения могут растворять оба компонента, и тогда резкое изменение свойств при образовании химического соединения лимитируется. [c.69] Литейные качества сплавов зависят от температуры затвердевания сплава, а также от разницы между температурой начала и конца затвердевания. Чем больше эти разница, тем хуже жидкотекучесть, а чем она меньше и чем ниже температура затвердевания, тем лучше жидкотекучесть. [c.69] Горячей и холодной обработке давлением лучше поддаются однофазные сплавы, — чистые металлы или однородные твердые растворы двухфазные сплавы в случае расположения одной из фаз на границах зерен другой фазы могут обнаружить или красноломкость или хладно-.томкость. [c.70] Обрабатывае юсть сплавов режушим инструментом тесно связана с их структурой. Лучше и легче обрабатываются режущим инструаментом структурно неоднородные сплавы. Особенно большое значение имеет диаграмма состояния для определения, может ли сплав изменять свои свойства в результате термической обработки. Эта зависимость рассматривается в разделе Термическая обработка . [c.70] Ликвация бывает трех типов 1) по удельному весу, 2) дендритная или внутрикристаллическая, 3) зональная. [c.70] Ликвация по удельному весу происходит в сплавах, компоненты которых обладают полной или частичной нерастворимостью в твердом состоянии и имеют значительную разницу в удельном весе, например, в сплавах сурьмы со свинцом более легкая сурьма всплывает вверх, а свинец опускается на дно. Такая ликвация в производстве сплавов является вредной и с ней борются быстрым охлаждением сплава. Часто прибегают и к другому способу в сплав свинца с сурьмой добавляют медь. Медь образует скелет (сетку) из кристаллов химического соединения uoSb, которое при охлаждении, ввиду высокой температуры затвердевания, образуется первым и препятствует всплыванию кристалликов сурьмы, выделяющихся при более низкой температуре. Этот метод широко применяется в производстве антифрикционных сплавов — баббитов. [c.70] Дендритная ликвация происходит у сплавов, образующих твердые растворы, в промежутке между началом и концом затвердевания (см. область между линиями AB и AD , на фиг. 27). Чем шире этот промежуток на диаграммах, тем больше возможностей для осуществления дендритной ликвации, так как с увеличением интервала разница в составе первых и последних кристаллов твердого раствора будет больше. Например, сплавы меди с цинком, у которых этот промежуток мал, не дают резко выраженной дендритной ликвации. Наоборот, у сплавов меди с оловом, характеризующихся большим промежутком между линиями начала и конца затвердевания, дендритная ликвация очень сильно выражена. [c.70] В силу затруднительности диффузии в твердых растворах, в особенности при пониженных температурах, например, в сталях, дендритная ликвация с трудом уничтожается последующей горячей механической и термической обработкой. Прокатка и ковка вытягивают дендритные кристаллы в волокна. [c.71] Дендритная ликвация, происходящая внутри кристаллического зерна сплава, называется внутрикристаллической. [c.71] Кроме описанной нормальной или прямой ликвации, наблюдается еще обратная ликвация, вызываемая побочными причинами. [c.71] При обратной ликвации, наоборот, у стенок изложницы располагается наиболее легкоплавкая часть сплава. Это объясняется выдавливанием изнутри остатков жидкости в сплавах, затвердевающих с расширением, или в сплавах, выделяющих при затвердевании газы. Обратная ликвация может произойти также вследствие переохлаждения, если система не находится в состоянии равновесия. На поверхности слитка, где переохлаждение больше, может затвердевать не только тугоплавкая, но и легкоплавкая часть сплава. При медленном охлаждении обратная ликвация не обнаруживается. Обратной ликвации особенно подвержены сплавы алюлшния с Л1едью и магнием. [c.71] Зональная ликвация наблюдается в слитках кипящей стали, когда в первую очередь затвердевает более чистый металл, а сердце-вина, загрязненная примесями, особенно фосфором и углеродом, затвердевает последней. Даже после прокатки такого слитка с зональной ликвацией на тонкие листы или прутки на поверхности последних сохраняется оболочка Срубашка) чистого металла, а сердцевина остается загрязненной. [c.71] Бочвар А. А., Исследование механизма и кинетики кристаллизаи и сплавов эвтектического типа, ОНТИ, 1935. [c.71] Бочвар А. А., Металловедение, Металлургиздат, 1945. [c.71] Воловик Б. Е., Захаров М. В., Тройные и четверные систе ы, Металлургиздат, 1948. [c.71] Вернуться к основной статье