|
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
Сплавы этой группы находят применение для получения изделий прессованием, прокаткой, вытяжкой. Обработку сплавов производят в горячем состоянии при 200-300 °С.
Основными легирующими элементами в сплавах служат алюминий до 15 %, медь до 5 % и магний до 0,05 % (табл. ниже).
Эти сплавы после обработки давлением обладают хорошими механическими свойствами и служат в некоторых случаях заменителями латуни. Высоколегированные сплавы обладают значительной прочностью при удовлетворительной пластичности. Цинковые деформируемые сплавы, за исключением сплава ЦА15, сильно изменяют ударную вязкость с понижением температуры, как показано ниже:
Система цинк-алюминий-медь
Сплавы цинка с алюминием и медью получили наибольшее распространение вследствие высоких механических свойств. Применяемые в промышленности сплавы в соответствии с их средним составом обозначаются литерами А и Б. Сплавы с повышенным содержанием алюминия относятся к группе А, а сплавы с повышенным содержанием меди - к группе Б. Процесс кристаллизации и структуру этих сплавов можно описать, используя проекцию поверхности ликвидуса, диаграммой состояния Zn-Al-Cu (рис. 12). На рис. 12 точка Ет является тройной эвтектической точкой. Состав эвтектики: 89,1 % Zn, 7,05 % А1 и 3,85 % Сu; температура плавления тройной эвтектики 377 °С.
В структуре сплава присутствуют n-фаза, двойная эвтектика (n + + а) и тройная эвтектика (n + а + е ).
В сплавах с повышенным содержанием меди (например, сплав состава В на рис. 12) в отличие от предыдущего сплава первично кристаллизуется е -фаза, а затем двойная (n + е ) и тройная (n+ е + + а) эвтектики.
Тройные сплавы системы Zn-А1-Сu, как и двойные цинк-алюминиевые сплавы, подвержены естественному старению. Эффект старения, связанный с изменением линейных размеров и свойств отливок, зависит от состава сплава. Особенно быстро эти процессы идут в сплавах, богатых алюминием. Изменение размеров цинковых сплавов в зависимости от содержания алюминия и меди при искусственном старении приведено на рис. 13. Примеси свинца, олова и кадмия также ускоряют изменения линейных размеров, вследствие чего отливки коробятся или даже растрескиваются. Влияние небольшого количества свинца на изменение размеров цинковых отливок, полученных литьем под давлением, из сплава Zn + 4%А1 + 1,2 %Сu показано на рис. 14.
В связи с этим для приготовления цинковых сплавов с алюминием и медью рекомендуется применять цинк повышенной чистоты с минимальным содержанием свинца, олова и кадмия.
Положительное влияние на цинковые сплавы оказывает магний в количестве 0,03-0,10%, который не только способствует замедлению процесса старения сплавов системы Zn-Al-Cu, но и увеличивает их прочность.
За счет применения цинка повышенной чистоты и присадки магния при изготовлении сплавов системы Zn-Al-Cu можно избежать межкристаллитной коррозии, а за счет правильного подбора состава сплава можно добиться, что изменения размеров в отливках станут практически несущественными.
Система цинк-магний
Магний в количествах до 0,1 % содержится практически во всех сплавах на основе цинка. Согласно диаграмме состояния (рис. 15) цинк образует с Mg2Zn11 (гексагональная решетка) эвтектику при 367 °С и 3% Mg. Соединение Mg2Zn11 образуется по перитектической реакции при 383 °С из MgZn2 и остатков расплава. Растворимость магния в цинке весьма мала и при температуре эвтектики составляет около 0,15%. По мере понижения температуры растворимость магния уменьшается (при 200 °С 0,06 %, при комнатной температуре - около 0,005 %).
Магний повышает прочность и твердость цинка вследствие образования с ним химических соединений. Присадка магния способствует уменьшению межкристаллитной коррозии цинковых сплавов и уменьшает вредное влияние свинца и олова. При содержании до 0,1 % магний не оказывает влияния на жидкотекучесть цинка, однако при более высоких содержаниях оказывает oтрицательное влияние. Повышение содержания магния сверх 0,1 % ухудшает пластичность сплавов и повышает их горячеломкостъ, что может привести к образованию трещин в отливках.
Присадка в цинковые сплавы марганца, титана, кремния и других элементов способствует улучшению свойств цинковых сплавов.
Марганец подобно алюминию, но в меньшей степени, препятствует растворению железа в цинковых сплавах. Присадка марганца ослабляет сопротивление сплавов ударным нагрузкам, ухудшает литейные свойства и повышает хрупкость.
Титан измельчает структуру литого цинка и сплавов на его основе, а также резко увеличивает сопротивление сплавов ползучести в горячекатаных и отожженных полуфабрикатах, но практически не оказывает влияния на жидкотекучесть сплавов.
Краткие обозначения: |
σв |
- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
|
|
ε |
- относительная осадка при появлении первой трещины, % |
σ0,05 |
- предел упругости, МПа
|
|
Jк |
- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
|
σ0,2 |
- предел текучести условный, МПа
|
|
σизг |
- предел прочности при изгибе, МПа |
δ5,δ4,δ10 |
- относительное удлинение после разрыва, %
|
|
σ-1 |
- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа |
σсж0,05 и σсж |
- предел текучести при сжатии, МПа
|
|
J-1 |
- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа |
ν |
- относительный сдвиг, %
|
|
n |
- количество циклов нагружения |
sв |
- предел кратковременной прочности, МПа |
|
R и ρ |
- удельное электросопротивление, Ом·м |
ψ |
- относительное сужение, %
|
|
E |
- модуль упругости нормальный, ГПа |
KCU и KCV |
- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 |
|
T |
- температура, при которой получены свойства, Град |
sT |
- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа |
|
l и λ |
- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) |
HB |
- твердость по Бринеллю
|
|
C |
- удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] |
HV
|
- твердость по Виккерсу |
|
pn и r |
- плотность кг/м3 |
HRCэ
|
- твердость по Роквеллу, шкала С
|
|
а |
- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С |
HRB |
- твердость по Роквеллу, шкала В
|
|
σtТ |
- предел длительной прочности, МПа |
HSD
|
- твердость по Шору |
|
G |
- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |
|
|