 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
Сплавы этой группы в основном применяют для производства отливок, получаемых литьем под давлением, реже - в кокили и песчаные формы. В зависимости от состава и назначения сплавы подразделяются на следующие подгруппы: системы Zn-Al (ЦА4, ЦА15, ЦП1); системы Zn-Cu (ЦМ1, ЦАМО, 2-4); системы Zn-Al-Cu (ЦАМ4-1, ЦАМ2-5, ЦАМ10-5 и т.п.); системы Zn-Al-Me (Mg, Мn, Ti, Si) (ЦП2, ЦПЗ и т.п.).
По стандарту TGL-0-1743, цинковые литейные сплавы для литья под давлением, приведенные для сравнения, имеют близкие к отечественным стандартам составы и свойства (верхняя таблица).
| Свойства/сплав цинка |
ЦА4 |
ЦАМ4-1 |
ЦАМ4-3 |
| Плотность при 25 °С, г/см3 |
6,65 |
6,75 |
6,85 |
Температура, °С:
ликвидуса(солидуса) |
386(380) |
387(381) |
390(378) |
| Температурный интервал литья под давлением, °С |
393-427 |
393-427 |
393-427 |
| Усадка при затвердевании с темепратуры 470 °С |
1,17 |
1,17 |
1,17 |
| Средний коэффициент линейного расширения (20-250 °С), % |
27,4*10-6 |
27,4*10-6 |
27,7*10-6 |
| Удельная теплоемкость при 20 °С, Дж/(т*К) |
420 |
420 |
420 |
| Теплопроводность (70-140 °С), вт/(см*К) |
113 |
110 |
105 |
| Удельное электрическое сопротивление при 20 °С, Ом*м |
63*10-9 |
65*10-9 |
68*10-9 |
| Температурный коэффициент электрического сопротивления (20-100 °С) |
0,0038 |
0,0035 |
0,0033 |
| Временное сопротивление, МПа |
220-250 |
270-330 |
320-380 |
| Относительное удлинение, % |
3-6 |
2-5 |
2-3 |
| Твердость по Бринеллю, МПа |
600-800 |
700-900 |
850-1100 |
В зависимости от химического состава установлен ряд марок чушковых цинковых сплавов (табл. 15), применяемых для литья под давлением (ГОСТ 19424-74 с изменениями).
В табл. 16 приведены химический состав и области применения цинковых литейных сплавов.
Указанные сплавы имеют исключительную способность к литью под давлением. Из этих сплавов можно получать очень точные по размерам со сложными очертаниями контуров отливки со стенкой толщиной порядка 0,6 мм. Они также пригодны для отливки в кокиль и песчаные формы.
Цинковые сплавы в отличие от чистого нелегированного цинка имеют хорошие механические и технологические свойства и находят в связи с этим широкое промышленное применение. Характерным требованием к цинковым литейным сплавам для литья под давлением, в кокиль и песчаную форму является жесткое ограничение по предельно допустимому содержанию вредных примесей, особенно свинца, железа, кадмия и олова, вызывающих образование межкристаллитной коррозии в отливках.
Ниже рассмотрены основные сведения о структуре и свойствах сплавов на основе цинка.
Система цинк-алюминий
Согласно диаграмме состояния в системе Zn-Аl (рис. 10, а) образуются твердый раствор алюминия в цинке (а-фаза), содержащая при температуре эвтектики 382 °С 1,02% А1, твердый раствор цинка в алюминии (0-фаза), содержащая при 382 °С 17,8 %А1, и эвтектика (а + B), содержащая 95 % Zn и 5 % А1.
При медленном охлаждении до 275 °С происходит эвтектоидный распад B-твердого раствора (г.ц.к. решетка) на а-твердый раствор (гексагональная решетка) и B-твердый раствор (г.ц.к. решетка) с резким изменением растворимости цинка - твердый раствор цинка в алюминии, содержащий около 30% Zn; фаза B имеет состав 78 % Zn и 22 % А1.
На рис. 11, а показана микроструктура сплава Zn - 4% А1. Сплав состоит из первичных кристаллов (а-фаза) и эвтектики (а + B). При хранении отливок из сплавов системы Zn-Al даже при комнатной температуре происходит полиморфное превращение кубической гранецентрированной решетки B-фазы в гексагональную. Этот процесс часто называют старением. При старении происходит изменение линейных размеров отливок, а также изменение электропроводности и твердости.
Значительное влияние на скорость распада B-фазы оказывают добавки магния и лития. Небольшие добавки магния (до 0,1 %) не только затормаживают распад B-фазы, но и повышают прочность сплавов.
Свойства сплавов системы Zn-А1 улучшаются с повышением содержания алюминия. Так, при 4% А1 временное сопротивление возрастает почти в три раза и составляет около 300 МПа; удлинение возрастает при добавке алюминия с 5 до 30 %; ударная вязкость - от 500 до 4000 кДж/м2.
Легирование цинка алюминием улучшает также литейные свойства и способствует измельчению структуры сплавов. При добавке алюминия уменьшаются насыщение цинковых расплавов железом при плавке в стальных и чугунных тиглях, а также прилипаемость сплава к пресс-форме, повышаются температура рекристаллизации цинка и его стойкость против коррозии под напряжением.
Система цинк-медь
Сплавы этой группы выгодно отличаются от сплавов системы Zn-Al тем, что в них не наблюдается процесс старения, однако сплавы системы Zn-Сu имеют более низкие механические свойства. Характер взаимодействия цинка с медью определяется диаграммой состояния (см. рис. 10, б). При температуре перитектики 424 °С цинк растворяет около 2,6% Си с образованием твердого раствора меди в цинке (n-фаза). При охлаждении медноцинкового сплава, содержащего более 1,7% Си, из пересыщенного твердого раствора на основе цинка (n-фазы) выделяется е-фаза. Поэтому при содержании меди от 1,7 до 12,5% медноцинковые сплавы имеют две фазы (n и е ). Например, промышленный сплав Zn - 4 % Си находится в двухфазной области и имеет перитектическую структуру (рис. 11, б), образующуюся в результате процессов кристаллизации.
Отсутствие упрочнения цинк-медных сплавов, по-видимому, обусловлено структурным и размерным соответствием цинка и е -фазы, имеющих гексагональную решетку, а также их почти одинаковыми удельными объемами, вследствие чего при образовании е -фазы в отливках не возникают внутренние напряжения. Образование е -фазы и n-фазы связано с некоторым изменением объема.
Присадка меди повышает временное сопротивление, твердость, но одновременно понижает пластичность сплава. Следует иметь в виду, что механические свойства сплавов системы Zn-Cu все же ниже, чем сплавов системы Zn-Al. При увеличении содержания меди растут температура рекристаллизации, усталостная прочность и обрабатываемость резанием, а также антифрикционные свойства, но уменьшается межкристаллитная коррозия сплавов, ухудшается жидкотекучесть сплавов и заполняемость форм при литье.
| 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 |
 |
|
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ