Сплавы с особыми свойствами

 

Цинковые сплавы. Для производства отливок применяются сплавы цинка с алюминием, медью и магнием. В частности, для литья под давлением используют сплав марки ЦАМ 4-1, в составе которого алюминия 3,5 – 4,3 %, меди  0,75 – 1,75 %, магния 0,02 – 0, 06 %; сумма примесей до 0, 38 %; цинк – остальное, и имеющий  следующие  механические  свойства:  σ_в = 196 МПа, δ = 1 %. Этот сплав имеет хорошую жидкотекучесть, поэтому отливки, изготовляемые под давлением, могут иметь толщину стенки до 0,5 мм. Они полируются и легко воспринимают защитные покрытия.

Основные компоненты антифрикционных цинковых сплавов (ГОСТ 21437–75): алюминий (до15 %), медь (до 5 %) и магний (до 0,03 %). Они обладают высокими механическими свойствами и используются как дешевые заменители оловянных бронз. Наиболее известные в промышленности сплавы ЦАМ 10-5 (10 % Al, 5 % Cu, остальная часть  Zn), ЦАМ 9 – 1,5; ЦАМ 4,5 – 1. Расшифровка этих сплавов: Ц – цинковый сплав, А – алюминий, М – медь, первая цифра – массовая доля алюминия, вторая – меди.

Сплавы цветных металлов широко применяются в качестве антифрикционных (подшипниковых) материалов. Они обладают гетерогенной структурой, состоящей из мягкой основы с равномерно распределенными включениями твердых частиц (баббиты, ряд сплавов на основе меди, цинковые антифрикционные сплавы) или из твердой основы и мягких включений (свинцовистая бронза, оловянистый алюминий).

Баббиты – это легкоплавкие подшипниковые сплавы, применяемые для вкладышей подшипников скольжения. Например, Б83, Б16, БКА – сплавы на основе олова (Б83) или свинца (Б16 – с добавкой Sn, БКА – безоловянистый). Применяют баббиты для изготовления вкладышей подшипников скольжения быстроходных тяжелонагруженных машин (Б83, Б88), автомобильных двигателей  (Б16), подшипников вагонов (БКА, БК2). В качестве баббитов используют сплавы систем Pb – Sb, Sn – Sb и другие, а также  сплавы  на основе цинка, легированные алюминием и медью.

Алюминиевые подшипниковые сплавы, например АО9-2, АО20-1, работают в условиях высокой энергонапряженности (при высоких давлениях и скоростях скольжения).

Несколько уступает алюминиевым сплавам по антифрикционным свойствам свинцовистая бронза БрСЗО. Бронзу БрО5Ц5С5, латунь ЛЦ16К4 и другие применяют в качестве антифрикционных материалов при невысоких скоростях скольжения (1 – 3 м/с).

 

Тестовые задания

176. Баббит – это:

а) латунь с двухфазной структурой; б) литейный алюминиевый сплав; в) антифрикционный сплав; г) бронза, упрочненная железом и марганцем.

177. Для изготовления быстроходных подшипников скольжения предпочтителен:

а) БрО5Ц5С5;  б) АО9-2;  в) АЧС-3;   г) ЛЦ16К4.

178. Бериллий относится к группе металлов:

а) редкоземельных; б) тугоплавких; в) благородных; г) легких.

179. Сплавы марок АЛ19 и МА21 принадлежат:

а) АЛ19 – к деформируемому сплаву Al, MA21 – к литейному сплаву Mg; б) АЛ19 – к неупрочняемому термообработкой сплаву на основе Al, MA21 – к меди технической чистоты; в) АЛ19 – к литейному сплаву Al, MA21 – к деформируемый сплав Mg;

г) АЛ19 – к алюминиевому сплаву, легированному литием, МА21 – к магниевому сплаву, легированному алюминием.

180. Сплав МЛ5относится:

а) к алюминиевым сплавам, легированным литием; б) к литейным магниевым сплавам; в) к α-сплавам титана; г) к литейным медным сплавам.

181. Низкая пластичность магния объясняется:

а) отсутствием полиморфизма; б) малым числом плоскостей скольжения в кристаллической решетке; в) дефектностью кристаллической решетки; г) высокой энергией связи атомов в решетке.

182. Эффективно применять магниевые сплавы как конструкционные материалы позволяют:

а) хорошая обрабатываемость резанием; б) высокая абсолютная прочность; в) низкая плотность; г) высокие удельные механические свойства.

183. Основные качественные характеристики магния:

а) низкая жесткость, низкая плотность, высокие демпфирующие способности, низкая пластичность; б) высокая жесткость, низкая плотность, низкие демпфирующие способности, высокая пластичность; в) высокая жесткость, низкая плотность, высокие демпфирующие способности, высокая пластичность; г) низкая жесткость, низкая плотность, высокие демпфирующие способности, высокая пластичность.

184. Тип кристаллической решетки магния:

а) в низкотемпературной модификации – ГПУ, в высокотемпературной – ОЦК; б) объемно-центрированная кубическая (К8); в) в низкотемпературной модификации – ОЦК, в высокотемпературной ГЦК; г) гексагональная плотноупакованная (Г12).

185. Ti имеет две аллотропические модификации: α – с ГПУ решеткой и β – с решеткой ОЦК. Более пластична из высоко- или низкотемпературная модификаций:

а) пластичность не зависит от типа кристаллической решетки. Ее значение является опытной характеристикой; б) Ti-β более пластичен; в) в обеих модификациях титан одинаково пластичен; г) в низкотемпературной модификации титан более пластичен.

186. Титановые сплавы особенно ценными при создании летательных аппаратов делает:

а) низкая плотность; б) высокая абсолютная прочность; в) высокая химическая стойкость; г) высокая удельная прочность.

187. Сплав В96 относится:

а) к алюминиевым  сплавам, не упрочняемым термообработкой; б) к высокопрочным алюминиевым сплавам; в) к литейным алюминиевым сплавам; г) B96 – криогенный титановый сплав.

189. Из представленной на фрагменте диаграммы (рис. 8.4) сплавов системыAl – Cu к упрочняемым термообработкой относятся сплавы:  

а) α - сплавы;б) (1,0 – 5,7) % Cu; в) (5,7 – 33) % Cu; г) (0 – 5,7) % Cu.

190. Основные характеристики алюминия:

Рис. 8.4

а) малая плотность; низкая теплопроводность; низкая коррозионная стойкость; б) высокая плотность; высокая теплопроводность; высокая коррозионная стойкость; в) малая плотность; высокая  теплопроводность;  высокая  коррозионная  стойкость; г) малая плотность; высокая теплопроводность; низкая коррозионная стойкость.

191. Тип кристаллической решетки алюминия:

а) кубическая гранецентрированная; б) в модификации α-ГПУ, в модификации β-ОЦК; в) кубическая объемно-центрированная; г) гексогональная плотноупакованная.

192. Тип кристаллической решетки меди:

а) в модификации α-ГПУ, в модификации β-ОЦК; б) кубическая гранецентрированная; в) гексагональная  плотноупакованная; г) кубическая объемно-центрированная.

193. Латунь – это:

а) сплав меди с цинком; б) сплав железа с никелем; в) сплав меди с оловом; г) сплав алюминия с кремнием.

194. Максимальная массовая доля цинка в латунях, имеющих практическое значение:

а) 45 %;  б) 39 %;  в) 52 %;  г) 18 %.

195. Укажите, как влияет увеличение массовой доли цинка на прочность и пластичность α-латуней:

а) обе характеристики снижаются; б) обе характеристики возрастают; в) прочность увеличивается, пластичность снижается; г) прочность снижается, пластичность растет.

196. Укажите, как влияет на прочность и пластичность α + β латуней увеличение концентрации цинка:

а) прочность и пластичность снижаются; б) прочность и пластичность увеличиваются; в) прочность увеличивается, пластичность снижается; г) прочность снижается, пластичность увеличивается.

197. Назовите сплав марки Л62 и его химический состав:

а) литейная сталь с массовой долей 0,62 % С; б) литейный алюминиевый сплав с массовой долей 62 % А1; в) сплав меди с цинком с массовой долей 62 % Сu; г) сплав бронзы с медью с массовой долей 62 % бронзы.

198. Назовите сплав марки ЛК80-3 и его химический состав:

а) литейный алюминиевый сплав (силумин). Состав устанавливают по ГОСТу; б) латунь с массовой долей примерно 80 % Zn, 3% Cd, остальное – Сu; в) литейная эвтектоидная сталь с массовой долей примерно 0,8 % С и ~ 3% Co; г) латунь с массовой долей примерно 80 % Сu, 17 % Zn и 3 % Si.

199. Марка деформируемого сплава с массовой долей 36 %Zn, 3 % А1, 2 % Ni (Cu – основа) – это:

а) БрАЦН 3-36-2; б) ЛЦ36АЗН2; в) ЛАН 59-3-2; г) БрЦ36АЗН2.

200.  Марка  литейного  сплава  с массовой долей 40 % Zn,  3 % Мn, 1 % А1 (основа – Сu) – это:

а) БрЦАМц40-1-3; б) ЛЦ40МцЗА; в) БрЦ40АМцЗ; г) ЛАМц 56-1-3.

201. Сплавы меди с другими элементами (кремнием, алюминием, оловом, бериллием и т. д.) это:

а) бронзы; б) латуни; в) инвары; г) баббиты.

202.  Марка  литейного  сплава с  массовой долей 12 % Zn, 3 % Sn, 5 % Pb (Сu – основа) – это:

а) БрОЦС 3-12-5; б) ЛЦ12ОЗС5; в) ЛОС 80-3-5; г) БрОЗЦ12С5.

203. Марка деформируемого сплава с массовой долей 4 % Sn, 4 % Zn, 17 % РЬ (основа – Сu) – это:

а) БрО4Ц4С17; б) БрОЦС 4-4-17; в) ЛОС 75-4-17; г) ЛЦ4О4С17.