Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов

Обновлено: 21.09.2024

При разработке технологии термической обработки меди и ее сплавов приходится учитывать две особенности: высокую теплопроводность и активное взаимодействие меди с газами при нагреве. При нагреве тонких изделий и полуфабрикатов теплопроводность имеет второстепенное значение. При нагреве массивных изделий высокая теплопроводность меди является причиной более быстрого и равномерного их прогрева по всему сечению, по сравнению, например, с титановыми сплавами.

В связи с высокой теплопроводностью при упрочняющей термической обработке медных сплавов не возникает проблемы прокаливаемости. При используемых на практике габаритах полуфабрикатов и изделий они прокаливаются насквозь.

Медь и сплавы на ее основе активно взаимодействуют с кислородом и парами воды при повышенных температурах, по крайней мере, более интенсивно, чем алюминий и его сплавы. В связи с этим, при термической обработке полуфабрикатов и изделий из меди и ее сплавов часто применяют защитные атмосферы, в то время как в технологии термической обработки алюминия защитные атмосферы используют редко.

Отжиг меди и ее сплавов проводят с целью устранения тех отклонений от равновесной структуры, которые возникли в процессе затвердевания или в результате механического воздействия либо предшествующей термической обработки.

Гомогенизациониыи отжиг заключается в нагреве слитков до максимально возможной температуры, не вызывающей оплавления структурных составляющих сплавов. Ликвационные явления в меди и латунях развиваются незначительно, и нагрев слитков под горячую обработку давлением достаточен для их гомогенизации. Основными сплавами меди, нуждающимися в гомогенизашюнном отжиге, являются оловянные бронзы, так как составы жидкой и твердой фаз в системе Cu - Sn сильно отличаются, в связи с чем развивается интенсивная дендритная ликвация.

В результате гомогенизационного отжига повышается однородность структуры и химического состава слитков. Гомогенизашюнный отжиг - одно из условий получения качественного конечного продукта.

Рекристаллизационный отжиг - одна из распространенных технологических стадий производства полуфабрикатов меди и сплавов на ее основе.

Температуру начала рекристаллизации меди интенсивно повышают такие элементы, как Zr , Cd , Sn , Sb , Cr , в то время как Ni , Zn , Fe , Со оказывают слабое влияние.

На температуру рекристаллизации латуней также влияет предшествующая обработка, в первую очередь степень холодной деформации и величина зерна, сформировавшегося при этой обработке. Так, например, время до начала рекристаллизации латуни Л95 при температуре 440 °С составляет 30 мин при степени холодной деформации 30 % и 1 мин при степени деформации 80 %.

Величина исходного зерна действует на процесс рекристаллизации противоположно повышению степени деформации. Например, в сплаве Л95 с исходным зерном 30 и 15 мкм отжиг после 50 % деформации при температуре 440 °С приводит к рекристаллизации через 5 и 1 мин соответственно. В то же время величина исходного зерна не влияет на скорость рекристаллизации, если температура отжига превышает 440 °С.

При одинаковых условиях деформации и отжига с увеличением содержания цинка величина зерна уменьшается, достигает минимума, а затем растет. Так, например, после отжига при 500 °С в течение 30 мин величина зерна составляет: в меди 0,025 мм; в латуни с содержанием 15 % Zn -0,015 мм , а в латуни с 35 % Zn - 0,035 мм. В α -латунях зерно начинает расти при относительно низких температурах и растет вплоть до температур солидуса. В двухфазных (α + β)- и специальных латунях рост зерна, как правило, происходит лишь при температурах, при которых остается одна β -фаза. Например, для латуни Л59 значительное увеличение зерна начинается при отжиге выше температуры 750 °С.

Температуру отжига латуней выбирают примерно на 250-350 °С выше температуры начала рекристаллизации (табл. 2.1).

При отжиге сплавов меди с содержанием 32-39 % Zn при температурах выше α <->(α + р)-перехода выделяется β -фаза, что вызывает неравномерный рост зерна. Отжиг таких сплавов желательно проводить при температурах, не превышающих линию α <->(α + β)-paвнoвecия системы Cu - Zn . В связи с этим латуни, лежащие по составу вблизи точки максимальной растворимости цинка в меди, следует отжигать в печах с высокой точностью регулировки температуры и большой однородностью распределения ее по объему печи.

На рис. 2.1 приведены оптимальные режимы отжига простых латуней по результатам обобщения технологических рекомендаций, накопленных в отечественной и мировой практике. Обнаруживается тенденция к повышению температуры полного отжига латуни с увеличением содержания в них цинка.

При выборе режимов рекристаллизашюнного отжига латуней следует учитывать, что сплавы, лежащие вблизи фазовой границы α / (α + β) (рис. 2.1), из-за переменной растворимости цинка в меди могут термически упрочняться. Закалка латуней, содержащих более 34 % Zn , делает их склонными к старению, причем способность к упрочнению при старении растет с увеличением содержания цинка до 42 %. Практического применения этот вид термического упрочнения латуней не нашел. Тем не менее скорость охлаждения латуней типа Л63 после рекрпсташшзацнонного отжига влияет на их механические свойства. Возможность распада пересыщенных растворов в α -латунях, содержащих более 34 % Ζη, и в (α + р)-латунях следует также учитывать при выборе режимов отжига для уменьшения напряжений. Сильная холодная деформация может ускорять распад пересыщенных а- и β -растворов при отжиге.

Температура начала рекристаллизации латуни Л63 колеблется от 250 до 480 °С. Наиболее мелкозернистая структура в сплаве Л63 образуется после отжига при температурах 300-400 °С. Чем выше степень предшествующей холодной деформации, тем меньше величина рекристаллизованного зерна и больше твердость (при одинаковых условиях отжига).

Качество отожженного материала определяется не только его механическими свойствами, но и величиной рекристаллизованного зерна. Величина зерна в полностью рекристаллизованной структуре довольно однородна. При неправильно установленных режимах рекристаллизационного отжига в структуре четко обнаруживаются две группы зерен различной величины. Эта так называемая двойная структура особенно нежелательна при операциях глубокой вытяжки, гиба или полировки и травления изделий.

С увеличением размеров зерна до определенного предела штампуемость латуней улучшается, но качество поверхности ухудшается. На поверхности изделия при величине зерна более 40 мкм наблюдается характерная шероховатость - «апельсиновая корка».

Этапы эволюции деформированной структуры значительно растянуты во времени, и поэтому представляется возможным получение частично или полностью рекристаллизованной структуры с мелким зерном путем варьирования времени отжига. Полуфабрикаты с не полностью рекристаллизованной структурой с очень малым размером зерна штампуются без образования «апельсиновой корки».

Неполный отжиг, продолжительность которого определяется степенью предварительной деформации, проводят в интервале 250-400 °С. Для соблюдения точного технологического режима такой отжиг следует выполнять в протяжных печах, где строго контролируется рабочая температура и продолжительность выдержки (скорость протяжки).

Неполный отжиг применяют преимущественно с целью уменьшения остаточных напряжений, которые могут приводить к так называемому «сезонному растрескиванию». Этот вид коррозии, присущий латуням с содержанием более 15 % Ζη, заключается в постепенном развитии межкристаллитных трещин при одновременном воздействии напряжений (остаточных и приложенных) и специфических химических реагентов (например- растворы и пары аммиака, растворы ртутных солей, влажный серный ангидрид и т.д.). Считается, что чувствительность латуней к сезонному растрескиванию обусловлена скорее неоднородностью напряжений, чем их абсолютной величиной.

Отжиг для уменьшения остаточных напряжении проводят в температурном интервале ниже температуры начала рекристаллизации с тем, чтобы заметно не снижались механические свойства, полученные нагартовкой. Обычно этот интервал температур лежит между 250 и 330 °С, а продолжительность отжига колеблется от 1 до 2 ч. Такая операция значительно снижает остаточные напряжения и. как правило, выравнивает их по объему изделия. (Режимы отжига латуней для уменьшения остаточных напряжений даны в табл. 2.1.)

Колачев Б.А., Елагнн В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов

Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: «МИСИС», 1999. -416 с.
Изложены основные положения металловедения и термической обработки цветных металлов: алюминия, магния, бериллия, титана, меди, никеля, тугоплавких металлов, интерметаллидов и сплавов на их основе. Описаны свойства чистых металлов, принципы легирования сплавов, промышленные сплавы и их термическая обработка, области применения цветных металлов и сплавов на их основе.
Учебник рассчитан на студентов, специализирующихся по металловедению и термической обработке металлов, а также студентов других металлургических специальностей. Может быть полезен металлургам, технологам, инженерам, имеющим дело с обработкой и применением цветных металлов и сплавов.

Бернштейн М.Л., Займовский М.А. Механические свойства металлов

формат djvu
размер 6.18 МБ
добавлен 18 июня 2011 г.

М.: Металлургия, 1979, 496 стр. Второе издание учебника для студентов металлургических вузов по специальностям "Физика металлов" и "Металловедение и термическая обработка". Изложены представления об упругости, прочности и пластичности металлов и сплавов, о механизмах разрушения в различных условиях нагружения. Рассмотрены основные положения о связи между структурой и механическими свойствами. Описаны разнообразные методы механических испытаний.

Журавлёв Л.Г., Филатов В.И. Физические методы исследования металлов и сплавов

формат pdf
размер 2.55 МБ
добавлен 08 августа 2010 г.

Учебное пособие для студентов металлургических специальностей. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. – 157 с. Учебное пособие по курсу «Физические свойства металлов и сплавов» предназначено для студентов специальности 110500 – «Металловедение и термическая обработка металлов». Оно может быть полезным студентам и других металлургических специальностей. Ил.138, табл. 2, список лит. – 5 назв

Лекции. Металлические материалы и изделия

формат doc
размер 4.42 МБ
добавлен 12 марта 2011 г.

Строение металлов. Атомно-кристаллическое строение металлов и сплавов. Строение железоуглеродистых сплавов. Упрочнение стали Термическая обработка стали. Структурно-механические свойства металлов в процессе их деформации. Углеродистые и легированные стали. Чугуны. Цветные металлы и сплавы. Обработка и сварка металлов. Обработка металлов давлением. Сварка металлов.

Лысенко Н.А., Кудин В.В., Клочихин В.Г. Структура и свойства никелевых жаропрочных сплавов с гафнием

формат djvu
размер 237.08 КБ
добавлен 08 августа 2011 г.

Статья. Опубликована в "Металловедение и термическая обработка металлов". - № 1. - 1999. - С. 29. В настоящей работе исследовали влияние модифицирования гафнием жаропрочных сплавов на их структуру и свойства. Рассмотрено влияние модифицирования гафнием на размеры и количество хрупкой составляющей в изломе, расстояние между осями дендритов второго порядка, а также морфологию карбидов.

Меркулова Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов

формат pdf
размер 6.58 МБ
добавлен 31 января 2012 г.

Учебное пособие / Г. А. Меркулова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. – 312 с. В пособии изложены сведения о технологии термической обработки, структуре, свойствах и применении ряда цветных металлов и их сплавов. Рассмотрены медь, алюминий, магний, титан, вольфрам, молибден, ниобий, тантал, бериллий, никель, благородные металлы, торий, уран, плутоний и их сплавы. Для студентов специальной и магистерской подготовки образовательного на-прав.

Меркулова Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов. Лабораторный практикум

формат pdf
размер 1.59 МБ
добавлен 31 января 2012 г.

Учебное пособие - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. – 77 с. Цветные металлы и сплавы широко применяют в промышленности, сельском хозяйстве, авиации, ракето- и судостроении, атомной энергетике, а также в быту. Для получения изделий высокого качества необходимо уметь, в частности, правильно разрабатывать технологию термической обработки. Поэтому студенты специальности 150105 (МТ) в предпоследнем семестре изучают дисциплину «Металловедение и те.

Методическое пособие по курсу Металловедение и термообработка (углублённый анализ микро- и макроструктуры металлов и сплавов)

формат pdf
размер 9.31 МБ
добавлен 09 марта 2010 г.

Рябикина М. А., Щеглова А. М. -Мариуполь: ПГТУ, 2008. -130с. Методические указания к лабораторным работам по курсу "Металловедение и термическая обработка" для студентов специальностей: "Литейное производство чёрных и цветных металлов" и "Экология и Теплотехника" и других родственных специальностей. Включает многие теоретические сведения, методику выполнения с использованием различных видов оборудования и формул для подсчёта физико-химических св.

Самохоцкий А.И. Лабораторные работы по металловедению и термической обработке металлов

формат doc, djvu
размер 9.69 МБ
добавлен 07 июня 2009 г.

В учебном пособии даны указания по проведению лабораторных работ по предметам «Металловедение» и «Технология термической обработки металлов» для подготовки техников специальностей «Металловедение и термическая обработка металлов», «Литейное производство черных металлов», «Ковочно-штамповочное производство», «Порошковая металлургия и производство твердых сплавов», «Технология сварочного производства». Назначение учебного пособия — привить учащимся.

Самохоцкий А.И., Кунявский А.Н. Металловедение

формат pdf
размер 39.16 МБ
добавлен 27 декабря 2010 г.

Год выпуска: 1967 Автор: Самохоцкий А. И., Кунявский А. Н. Издательство: Металлургия Количество страниц: 457. Учебник предназначен для учащихся вузов и машиностроительных техникумов различных специальностей: "Металловедение и термическая обработка металлов", "Литейное производство", "Обработка металлов давлением" и др. Несмотря на древний год издания, учебник остается актуальным и востребованным до сих пор, так как излагает неизменные основы наук.

Худокормова Р.Н., Пантелеенко Ф.И. Материаловедение.Лабораторный практикум

формат pdf
размер 52.71 МБ
добавлен 24 января 2010 г.

Мн.: "Высшая школа", 1988 г. под ред. Л. С. Ляховича, учебное пособие для ВУЗов, 224с. Содержатся лабораторные работы по курсам "Материаловедение" и "Металловедение и термическая обработка металлов", приведены примеры и задачи по анализу диаграмм состояния сплавов, рациональному выбору материалов и видов упрочняющей обработки для конкретных деталей машин и инструмента. Предназначено для студентов ВУЗов инженерно-педагогических и машиностроитель.

Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов

50-60 гг.
Металловедение и термическая обработка. Болховитинов Н.Ф. 1952, 1961
Металловедение и термическая обработка металлов. Лахтин. 1955, 1983
Металловедение. Штейнберг С.С. 1961
Металловедение и термическая обработка. Блантер. 1963
Введение в физическое металловедение. Юм-Розери. 1965

70-80 гг.
Теоретическое и прикладное материаловедение. Ван Флек Л. 1975
Технология термической обработки металлов. Самохоцкий. 1976
Шпаргалка по материаловедению. Лахтин, Ленонтьева. 1980 и 1990
Металлургия и материаловедение. Циммерман. 1982
Металловедение и термическая обработка стали. Том 2. Бернштейн М.Л., Рахштадт А.Г. 1983
Металловедение и термическая обработка стали. Том 3. Бернштейн М.Л., Рахштадт А.Г. 1983

90-00 гг.
Материаловедение. Мозберг. 1991
Материаловедение. Загуляева. 1996
Материаловедение в схемах-конспектах. Ульянина И.Ю. 1999
Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Колачев Б.А., Елагнн В.И., Ливанов В.А. 1999
Физическое Материаловедение. Трушин. 2000
Материаловедение. Сурогина. 2001
Материаловедение и технология металлов. Фетисов. 2001 и 2005
Материаловедение (металлообработка). Адамаскин, Зуев. 2001
Материаловедение и ТКМ. 2004
Материаловедение. Чумаченко. 2005
Материаловедение. Давыдова, Максина. 2006
Материаловедение. Теплухин. 2006
Материаловедение. Барышев. 2007 и 2011
Материаловедение. Быконя и др. 2008
Материаловедение. Моряков. 2008
Материаловедение (рабочая тетрадь). Соколова. 2008
Материаловедение. Стерин. 2009
Материаловедение. Жевлакова. 2010
Технология металлов и металловедение. Бутыгин В.Б. 2010
Металловедение и термическая обработка. Теплухин. 2011

Неразрушающий контроль т1 (книга 1 и 2). Клюев. 2008
Стереометрическая металлография. Салтыков. 1976
Англо-Русские термины по металловедению и термической обработке металлов. Парцевский. 1984
Механические свойства металлов. Золотаревский. 1998
Физика металлов. Уманский.1978
Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. Лившиц, Хакимов. 1989
Металловедение для сварщиков (сварка сталей). Лившиц. 1979
Металлургия и металловедение чистых металлов. Вып.1. Емельянов
Физическое металловедение прецизионных сплавов. Сплавы с особыми магнитными свойствами. Кекало, Самарин. 1989
Металловедение сварки низко - и среднелегированных сталей. Грабин В.Ф., Денисенко А.В. 1978
Металловедение сварки алюминия и его сплавов. Рабкин Д.М., Лозовская А.В.
Металловедение: Словарь-справочник основных терминов и понятий.
Металловедение для машиностроения: Справочник. Шмитт-Томас К. Г. 1995
Физическое металловедение и разработка сталей. Пикеринг. 1982
Физическое металловедение (в 3-х томах). Кан Р.У., Хаазен П.Т. 1987
Металловедение и обработка цветных сплавов. 1992

Изложены основные положения металловедения и термической обработки цветных металлов: алюминия, магния, бериллия, титана, меди, никеля, тугоплавких металлов, интерметаллидов и сплавов на их основе. Описаны свойства чистых металлов, принципы легирования сплавов, промышленные сплавы и их термическая обработка, области применения цветных металлов и сплавов на их основе.
Учебник рассчитан на студентов, специализирующихся по металловедению и термической обработке металлов, а также студентов других металлургических специальностей. Может быть полезен металлургам, технологам, инженерам, имеющим дело с обработкой и применением цветных металлов и сплавов.

Предисловие
Алюминий и его сплавы
Общие сведения.
Свойства алюминия.
Взаимодействие алюминия с легирующими элементами и примесями.
Строение и свойства алюминиевых сплавов в литом состоянии.
Горячая и холодная обработка давлением алюминиевых сплавов.
Основы термической обработки алюминиевых сплавов.
Термомеханическая обработка.
Классификация алюминиевых сплавов.
Технический алюминий.
Термически неупрочняемые деформируемые сплавы.
Деформируемые сплавы, упрочняемые термообработкой.
Сплавы, легированные легкоплавкими компонентами,не растворимыми в твердом алюминии (автоматные сплавы).
Литейные алюминиевые сплавы.
Специальные алюминиевые сплавы.
Области применения.
Магний и его сплавы
Общие сведения.
Свойства магния.
Взаимодействие магния с легирующими элементами и примесями.
Влияние легирующих элементов на механические свойства магния.
Термическая обработка магниевых сплавов.
Классификация магниевых сплавов.
Технический магний.
Деформируемые магниевые сплавы.
Литейные магниевые сплавы.
Области применения.
Бериллий и его сплавы
Общие сведения.
Физико-химические свойства бериллия.
Механические свойства бериллия.
Сплавы на основе бериллия.
Области применения.
Титан и его сплавы
Общие сведения.
Физические и механические свойства.
Коррозионная стойкость.
Взаимодействие титана с легирующими элементами и примесями.
Фазовые превращения в титане и его сплавах.
Метастабильные фазы в титановых сплавах.
Превращения при старении и изотермической обработке.
Классификация титана и его сплавов.
Зависимость свойств отожженных титановых сплавов от их химического и фазового составов.
Влияние легирующих элементов на жаропрочность титана.
Термическая обработка титана и его сплавов.
Влияние примесей на структуру и механические свойства титана.
Водородная хрупкость титана и его сплавов.
Технический титан.
Принципы легирования титановых сплавов.
Деформируемые а-сплавы.
Деформируемые псевдо-а-сплавы.
Деформируемые (а+Р)-сплавы.
Деформируемые псевдо-Р- и Р-сплавы.
Литейные сплавы.
Области применения титана и его сплавов.
Медь и ее сплавы
Общие сведения.
Свойства меди.
Взаимодействие меди с легирующими элементами и примесями.
Влияние примесей на структуру и свойства меди.
Техническая медь.
Классификация сплавов на основе меди.
Латуни.
Оловянные бронзы.
Алюминиевые бронзы.
Бериллиевые бронзы.
Кремнистые бронзы.
Марганцевые бронзы.
Свинцовые бронзы.
Медноникелевые сплавы.
Специальные медные сплавы.
Области применения меди и ее сплавов.
Никель и его сплавы
Общие сведения.
Свойства никеля.
Взаимодействие никеля с легирующими элементами и примесями.
Технический никель.
Классификация сплавов на основе никеля.
Жаростойкие никелевые сплавы.
Принципы легирования жаропрочных сплавов.
Влияние легирующих элементов на жаропрочность никелевых сплавов.
Электронная теория легирования жаропрочных никелевых сплавов.
Термическая обработка жаропрочных никелевых сплавов.
Жаропрочные деформируемые сплавы.
Жаропрочные литейные сплавы.
Дисперсноупрочненные сплавы на никелевой основе.
Области применения никеля и его сплавов.
Тугоплавкие металлы и их сплавы
Общие сведения.
Физические и механические свойства тугоплавких металлов.
Коррозионная стойкость тугоплавких металлов.
Взаимодействие тугоплавких металлов с легирующими элементами и примесями.
Хладноломкость тугоплавких металлов.
Тугоплавкие металлы технической чистоты.
Принципы легирования тугоплавких металлов.
Термическая обработка тугоплавких металлов и сплавов.
Ниобий и его сплавы.
Молибден и его сплавы.
Вольфрам и его сплавы.
Области применения.
Сплавы на основе интерметаллидов
Общая характеристика интерметаллидов и сплавов на их основе.
Сплавы на основе алюминидов титана.
Сплавы на основе алюминидов никеля.
Сплавы с эффектом запоминания формы.
Области применения сплавов на основе интерметаллидов.
Рекомендательный библиографический список

Учебное пособие / Г. А. Меркулова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. – 312 с.

В пособии изложены сведения о технологии термической обработки, структуре, свойствах и применении ряда цветных металлов и их сплавов. Рассмотрены медь,
алюминий, магний, титан, вольфрам, молибден, ниобий, тантал, бериллий, никель, благородные металлы, торий, уран, плутоний и их сплавы.
Для студентов специальной и магистерской подготовки образовательного на-правления 150100 «Металлургия» специализации 150105 «Металловедение и термиче-ская обработка металлов».

Блантер М.Е. Металловедение и термическая обработка

формат djvu
размер 18.02 МБ
добавлен 07 мая 2011 г.

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования РСФСР в качестве учебника для машиностроительных вузов и факультетов. - М.: Машгиз, 1963. - 416 с. В книге излагаются теоретические основы металловедения и термической обработки. Описаны методы выбора и назначения металлов и сплавов в зависимости от типа конструкций и условий нагружения деталей машин и приборов, а также инструмента. Приведены данные о конструкционных и инструмент.

формат djvu
размер 10.2 МБ
добавлен 08 августа 2010 г.

Меркулова Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов. Конспект лекций

формат pdf
размер 3.63 МБ
добавлен 31 января 2012 г.

Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. – 320 с. Основы технологии термической обработки цветных сплавов Медь и ее сплавы Алюминий и его сплавы Магний и его сплавы Титан и его сплавы Тугоплавкие металлы и сплавы Бериллий и его сплавы Никель и его сплавы Благородные металл и их сплавы Радиоактивные металлы и их сплавы Библиографический список

Презентация - Меркулова Г.А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов

формат pdf
размер 6.4 МБ
добавлен 31 января 2012 г.

Наглядное пособие - Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008. – 153 слайда. Основы технологии термической обработки цветных сплавов Медь и ее сплавы Алюминий и его сплавы Магний и его сплавы Титан и его сплавы Тугоплавкие металлы и сплавы Бериллий и его сплавы Никель и его сплавы Благородные металл и их сплавы Радиоактивные металлы и их сплавы Библиографический список

Читайте также: