Технологические свойства

Под технологическими свойствами понимают способность подвергаться различным видам обработки. Технологические свойства материалов характеризуют восприимчивость материалов к технологическим воздействиям при переработке в изделия. Знание этих свойств позволяет рационально осуществлять процессы изготовления изделий.

Из технологических свойств наибольшее значение имеют:

§ обрабатываемость резанием,

§ обрабатываемость давлением;

§ свариваемость,

§ ковкость,

§ прокаливаемость,

§ литейные свойства (характеристики),

§ склонность к короблению при термической обработке и др.

1 Обрабатываемость резанием — комплексное свойство металла, характеризующее способность его подвергаться обработке резанием и определяется по скорости, усилию резания, по чистоте обработки (качеству поверхности), по характеру образующейся при обработке стружки.

Обрабатываемость резанием характеризуют следующими показателями:

§ качеством обработки материалов — шероховатостью обработанной поверхности и точностью размеров;

§ стойкостью режущего инструмента;

§ сопротивлением резанию — скоростью и силой резания;

§ видом стружкообразования.

Испытания по скорости и усилию резания производятся путем сравнения показателей, полученных при обработке данного металла, с показателями обрабатываемости эталонной марки стали (автоматная сталь марки А12). Показатель чистоты обработанной поверхности определяется измерением высоты неровностей, образующихся на поверхности металла после снятия стружки режущим инструментом.

2 Обрабатываемость давлением определяют в процессе технологических испытаний (проб) материалов на пластическую деформацию. Методы оценки обрабатываемости давлением зависят от вида материалов и технологии их переработки.

Обрабатываемость давлением порошковых материалов характеризует их текучесть, уплотняемость и формуемость. Методы определения характеристик порошковых материалов установлены государственными стандартами.

3 Свариваемость — способность металла давать доброкачественное соединение при различных способах сварки, характеризуется отсутствием трещин и других пороков в швах и прилегающих к шву зонах основного металла. О свариваемости судят по результатам испытания сварных образцов и характеристикам основного материала в зоне сварного шва.

Хорошей свариваемостью обладают конструкционные стали; значительно худшую имеют чугуны, медные и алюминиевые сплавы, которые требуют специальных технологических условий при сварке.

О свариваемости металлов и сплавов обычно судят по результатам испытания сварных образцов. При этом сварной шов должен быть равнопрочным, т.е. механические характеристики сварного соединения и основного металла должны быть примерно одинаковыми. Сварной шов формируется в результате образования общей сварочной ванны, поэтому металл шва имеет литую структуру. Свойства сварного шва зависят от способа и технологических режимов сварки, условий защиты расплавленного металла, режимов охлаждения и других факторов. Обычно свариваемость тем выше, чем проще технология сварки и чем большее число способов сварки может быть использовано для образования сварного соединения.

7

Следовательно, свариваемость металлов и сплавов можно рассматривать как способность образовывать неразъемные соединения с заданным комплексом свойств в условиях принятого технологического процесса. С этой точки зрения свариваемость является понятием чисто технологическим.

4 Ковкость — способность металлов и сплавов без разрушения изменять свою форму при обработке давлением. Ковкость зависит

§ от вида обрабатываемых материалов,

§ технологической схемы их обработки,

§ температурных условий деформирования и других факторов.

Поэтому ковкость в значительной степени определяет выбор технологии обработки металлов давлением и экономичность обработки.

Многие металлы и сплавы обладают достаточно хорошей ковкостью в нагретом состоянии, а в холодном состоянии — латунь и алюминиевые сплавы; пониженной ковкостью характеризуется бронза.

5 Прокаливаемость — способность стали воспринимать закалку на определенную глубину от поверхности. Она зависит от присутствия легирующих элементов в составе и размеров зерен структуры.

6 Литейные свойства (характеристики) материалов характеризуют их способность в жидком состоянии заполнять литейные формы и образовывать качественные отливки. Эти свойства можно оценить по жидкотекучести, усадке, газопоглощению и ликвации.

Жидкотекучесть — свойство расплавленного материала заполнять литейную форму и точно воспроизводить внутренние очертания этой формы.

Жидкотекучесть зависит от физических свойств сплава, его химического состава, температуры расплава, состояния формы и других факторов. Наиболее высокую жидкотекучесть имеют серые чугуны, оловянистые бронзы, сплавы алюминия с кремнием (силумины), некоторые легкие магниевые сплавы.

Для повышения жидкотекучести к ним добавляют легирующие компоненты, например, фосфор — в медные сплавы и чугун, кремний — в алюминиевые сплавы.

Литейная усадка — уменьшение объема расплава при переходе из жидкого состояния в твердое. Коэффициент усадки индивидуален для каждого вида материала. Усадка может быть причиной образования многих видов брака в отливках: коробление, раковины, трещины, рыхлоты. На степень усадки влияют многие факторы: химический состав расплава, скорость охлаждения и др. Для многих видов литейных сплавов усадка составляет 0,9...2,5 %.

Газопоглощение. Многие металлы и сплавы в процессе плавки и заливки способны поглощать и растворять различные газы — азот, водород, кислород. Поглощенные газы могут находиться в металлах в свободном состоянии или образовывать различные химические соединения — нитриды, гидриды, оксиды. Причем повышение температуры расплава увеличивает содержание газов в нем. В результате этого механические и технологические свойства отливок снижаются. Для уменьшения газонасыщения плавление металлов производят в вакууме или среде защитных газов.

Ликвацией сплава называется его химическая неоднородность в различных частях отливки. Ликвация во многом зависит от химического состава сплава, скорости его охлаждения в форме, а также от конфигурации отливки. Устраняют ликвациюдлительным нагревом при температурах 900... 1000 °С с последующим медленным охлаждением.