Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Матеріалознавче підґрунтя застосування спечених алюмінієвих сплавів

Матеріалознавче підґрунтя застосування спечених алюмінієвих сплавів

Класифікація та маркування алюмінієвих сплавів. Розгляд діаграми стану металу-основи з основними легуючими елементами. Методика отримання спечених сплавів. Дослідження їх структури, властивостей, області застосування. Методи утилізації виробів і відходів.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	украинский
Дата добавления	08.06.2016
Размер файла	1,6 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Інженерно-фізичний факультет

Кафедра фізики металів

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни

Фізичне матеріалознавство-1. Кольорові метали

на тему

Матеріалознавче підґрунтя застосування спечених алюмінієвих сплавів

Студента (ки) 3 курсу ФМ-31 групи

напряму підготовки 6.050403

«Інженерне матеріалознавство»

Вишнякової Д. М.

Керівник доцент, к.т.н.,

Холявко В.В.

Київ 2016 рік

ЗМІСТ

ВСТУП
1. КЛАСИФІКАЦІЯ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ
2. МАРКУВАННЯ СПЛАВІВ
3. ДІАГРАМИ СТАНУ МЕТАЛУ-ОСНОВИ З ОСНОВНИМИ ЛЕГУЮЧИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ
4. МЕТОДИКА ОТРИМАННЯ СПЕЧЕНИХ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ
5. СТРУКТУРА
6. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
7. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
8. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
9. ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ
10. МЕТОДИ УТИЛІЗАЦІЇ ВИРОБІВ ЗІ СПЛАВІВ ТА ВІДХОДІВ З НИХ
ВИСНОВКИ
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ…………………………………………………….

ВСТУП

В дані роботі вашій увазі представлений детальний розгляд застосування спечених алюмінієвих сплавів.

Алюмінієві сплави -- легкі сплави на алюмінієвій основі, до складу яких входить один або декілька легуючих елементів. В промисловості використовують сплави алюмінію на основі систем: Al-Cu, Al-Si, Al-Mn, Al-Mg, Al-Cu-Mg. Переважно структура сплавів на основі алюмінію складається при кімнатній температурі з б-твердого розчину та інтерметалідної фази. Легуючі добавки (мідь, кремній, магній, цинк, манган) вводять в алюміній головним чином з метою підвищення його міцності.

Головними перевагами всіх сплавів алюмінію є їх мала густина (2,5…2,8 г/смі), висока міцність (в перерахунку на одиницю маси), задовільна стійкість проти атмосферної корозії, порівняно мала вартість та легкість отримання і обробки. Застосовуються в авіаційній (обшивка літака, шпангоути, лонжерони, паливні та масляні баки), суднобудівній (корпуси суден), автомобільній, приладобудівній та інших галузях промисловості, а також у виробництві товарів народного споживання. Сплави алюмінію з цинком (алюцинк) використовуються як високоефективне антикорозійне захисне покриття сталевих листів у багатьох галузях.

САС мають низький коефіцієнт лінійного розширення, і це дозволяє використовувати їх у поєднанні зі сталлю у механізмах і приладах. У звичайного ж алюмінію коефіцієнт лінійного розширення приблизно удвічі вище, ніж у сталі, і це викликає великі напруги, спотворення розмірів і порушення міцності.

Алюміній (Al)-- хімічний елемент III групи періодичної системи, його атомний номер 13, відносна атомна маса 26,9815 [1].

Спечені алюмінієві сплави (САС) - це сплави, які мають низький коефіцієнт лінійного розширення, і це дозволяє використовувати їх у поєднанні зі сталлю у механізмах і приладах.

Спечені алюмінієві порошки (САП) -- матеріали, що отримують пресуванням та спіканням порошку алюмінію (розмір частинок -- 1 мкм). У структурі САП кожна частинка алюмінію оточена плівкою Al₂О₃.

1. КЛАСИФІКАЦІЯ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ

Класифікація алюмінієвих сплавів може бути здійснена за кількома параметрами. Умовно їх можна розділити на ливарні і деформівні. Ливарні сплави призначені для виробництва виливків, а деформівні - для виготовлення прокату і поковок. Спечені алюмінієві сплави відносяться до де формівних. Розглянемо докладніше деформівні сплави з алюмінію. Їх хімічний склад регламентується ГОСТ 4784-97 і ГОСТ1131.

Класифікація алюмінієвих сплавів за способом зміцнення [1]:

· сплави, що зміцнюються тиском;

· сплави, що зміцнюються термообробкою.

Класифікація алюмінієвих сплавів за ключовими властивостями:

· низько міцні;

· високоміцні;

· середньої міцності;

· високої пластичності;

· жароміцні;

· ковкі;

· зварювані;

· підвищеної корозійної стійкості [2].

Спечені алюмінієві сплави високоміцні, жароміцні, пластичні та мають підвищену корозійну стійкість.

2. МАРКУВАННЯ СПЛАВІВ

Для підвищення фізико-механічних і технологічних властивостей алюміній легують різними елементами (Сі, Mg, Si, Zn). Залізо і кремній є постійними домішками алюмінію [2]. Залізо викликає зниження пластичності і електропровідності алюмінію. Кремній, як і мідь, магній, цинк, марганець і хром, відноситься до легуючих добавок, які зміцнюють алюміній.

Залежно від змісту постійних домішок розрізняють [2]:

· Алюміній особливої чистоти марки А 999 (0,001% домішок);

· Алюміній високої чистоти - А 935, А 99, А 97, Л 95 (0,005-0,5% домішок);

· Технічний алюміній - А 85, А 8, А 7, А 5, А О (0,15-0,5% домішок).

В табл.1 наведено маркування алюмінію різного ступеню чистоти.

Таблиця 1 ? Марки алюмінію [2]

За ГОСТ 4784 - 97 [3] деформівний алюміній маркується буквами АД. Цифра праворуч від цих букв вказує на чистоту алюмінію. Марки спечених сплавів позначаються літерами САС та САП. Після цих букв позначається умовний номер сплаву. Наприклад, САС-1, САС-2, САП-1.

3. ДІАГРАМИ СТАНУ МЕТАЛУ-ОСНОВИ З ОСНОВНИМИ ЛЕГУЮЧИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ

Розглянемо структурні складові алюмінієвих сплавів, схема діаграми стану яких наведено на рис.1. Ті з них, які мають сумарну кількість легуючих елементів менше кількості, що відповідає точці N, в твердому стані будуть однофазними, тобто є твердий розчин б. Такі сплави пластичні, добре обробляються тиском в гарячому і холодному станах. У зв'язку з тим, що в них не відбувається ніяких фазових перетворень, зміцнити такі сплави термічною обробкою не представляється можливим.

На рис. 1 показана схема діаграми стану сплавів на алюмінієвій основі.

Рисунок 1 ? Схема діаграми стану сплавів на алюмінієвій основі [3]

При вмісті в сплавах легуючих елементів більше концентрації, що відповідає точці N, при охолодженні виділяються надлишкові фази у вигляді вторинних кристалів. Їх склад і структура визначаються складом сплаву в цілому. Надлишкові фази завжди зміцнюють сплав, роблять його більш твердим і міцним, але знижують пластичність.

У сплавах, що лежать правіше точки М, мається рівноважна евтектика, що не усувається ніякою термічною обробкою. В результаті цього істотно знижується здатність до пластичної деформації, але зростають ливарні властивості.

Отже, всі сплави, що мають концентрацію легуючих елементів менше концентрації, що відповідає точці m, відносяться до деформівних, а сплави з більшою концентрацією - до ливарних [4].

4. МЕТОДИКА ОТРИМАННЯ СПЕЧЕНИХ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ

Спечені алюмінієві сплави (САС) отримують брикетуванням, спіканням і деформацією порошків алюмінію та легуючих елементів або порошків стандартних алюмінієвих сплавів [5]. До таких сплавів ставляться СаС1 (25 ... 30% Si, 5 ... 7% Ni, решта Al). Їх застосовують для деталей приладів, що працюють в парі зі сталлю при 20 ... 200 ° С, де необхідне поєднання низького коефіцієнта лінійного розширення і малої теплопровідності.

Технологія отримання напівфабрикатів із САП включає в себе наступні операції:

1) отримання алюмінієвої пудри;

2) холодне брикетування пудри;

3) вакуумна дегазація брикетів;

4) гаряче підпресування або спікання нагрітих брикетів під тиском;

5) отримання з брикетів напівфабрикатів використовуючи гарячу деформацію.

Отримання пудри - найвідповідальніша операція. Від якості пудри (величини та форми часток) залежать властивості готових виробів.

Пудру звичайно отримують пульверизацією (розбризкуванням) рідкого алюмінію з наступним розламом отриманого порошку в кульових млинах.

Відомий спосіб одержання композиційного матеріалу Al₂O₃-Al [1], що включає виготовлення пористої алюмооксидної матриці і подальше її просочення розплавом на основі алюмінію під тиском в спеціальному оснащенні. Недоліком цього способу є необхідність виготовлення досить міцної алюмооксидної матриці, яка містить систему дрібних пір, проникних для розплаву. Така матриця повинна витримувати напруження, створювані алюмінієвим розплавом в процесі просочення. Характерними дефектами виробів, одержуваних за вказаною технологією, є тріщини, що виникають внаслідок локальних руйнувань при пенетрації розплаву, а також незаповнення ними певної частки дрібних пор. Як правило, відбраковування, за зазначеними видами дефектів, дає вихід придатних виробів, зміцнених дисперсними включеннями алюмооксидної фази, що включає формування виробу з алюмінієвої комкованої пудри з вмістом алюмооксидної фази 6-23 мас.% його термообробку при температурі нижче температури плавлення алюмінію (600°С) і подальше гаряче пресування [2] (промислова марка даного матеріалу - САП).

У табл. 2 наведені властивості композиційного матеріала Al₂O₃ - Al.

Таблиця 2 ? Властивості композиційного матеріала Al₂O₃ - Al

Найбільш близьким до заявленого методу по технічній сутності є спосіб [3] (прийнятий за прототип) одержання композиційного матеріалу Al₂O₃-Al, що включає термообробку алюмінієвого порошку, що складається з частинок пластинчастої форми, на повітрі при температурі 220-250°С протягом 2-3 годин, приготування шихти змішуванням цього порошку з розчином органічної зв'язки (5-7% розчин полівінілового спирту) і порошком натрієво-силікатного скла, сушіння шихти до задання гранули, пресування заготовки з засипки шаруватих гранул під тиском 100-500 МПа, випалювання органічних зв'язків з заготовки на повітрі при температурі 300-350°С протягом 3-5 годин, ініціювання процесу високотемпературного синтезу (СВС) шляхом нагрівання заготовки повітряним теплоносієм до температури 900-950°С, з часом ізотермічної витримки 10-30 хв і охолодження за рахунок витримки нагрітого виробу на повітрі при кімнатній температурі. Недоліком способу-прототипу є його достатня трудомісткість. У ньому використовується тривала операція попередньої термообробки алюмінієвого порошку з метою видалення стеаринового покриття з поверхні його частинок і їх додаткового окислення. Для його реалізації потрібно введення до складу шихти порошку натрієво-силікатного скла і його гранулювання. До того ж, максимальна температура повітряного теплоносія досить висока (950°С), що необхідно для виконання оксидом натрію, що входять у склад скла, функції каталізатора окислення поверхні одержуваного матеріалу і утворення на ній дрібнокристалічного покриття складу б-Al₂O₃. До недоліків способу-прототипу слід віднести ? в'язкість.

Відпал застосовують для поліпшення пластичності. При цьому виходить більш рівноважний фазовий стан. В залежності від поставленої мети відпал поділяють на три види: гомогенізований, рекристалізаційний, а також для знеміцнення.

Гомогенізований відпал проводять, як правило, для усунення неоднорідностей структури сплаву. Температура нагріву при цьому 450 - 520 °С. Час витримки при цій температурі 4 - 40 год. Після цього сплав охолоджують.

Відпал рекристалізаційний виконують для забезпечення високої пластичності і зниження міцності деталей після пластичної деформації. Алюмінієві сплави нагрівають до 300 - 500 ° С, відповідних температурі закінчення первинної рекристалізації. Тривалість такого відпалу 0,5 - 2 г.

Загартування може бути застосоване тільки для тих сплавів, які в твердому стані можуть зазнавати фазові перетворення. Мета гарту - отримати в сплаві гранично нерівномірну структуру - пересичений твердий розчин з максимальним вмістом легуючих елементів. Така структура забезпечує можливість подальшого зміцнення старінням. Відразу після гарту алюмінієві сплави не стають міцнішими [7]. Вони набувають задані характеристики міцності після завершення процесу старіння, т. е. після закінчення фазових перетворень в твердому стані. Таким чином, якщо в сплаві знаходяться тільки компоненти, не розчинні в твердому алюмінії, його гарт неможливий. Гарт алюмінієвих сплавів полягає в нагріванні їх до температури, при якій легуючі елементи частково або повністю розчиняються в алюмінії. При цій температурі сплав витримують, а потім швидко охолоджують до вельми низької температури (10 - 20 °С). Витримка потрібна для проходження процесу розчинення. Як правило, охолодження алюмінієвих сплавів обробляють у воді. Алюмінієві сплави можуть піддаватися процесам старіння при нагріванні (зазвичай 100 - 200 ° С) або при кімнатній температурі.

Старіння з нагріванням називають штучним старінням. Старіння при кімнатній температурі називають природним старінням. Оскільки при цьому істотне підвищення міцності ще не почалося, деталь або заготовку можна легко обробляти (наприклад, гнути) протягом декількох годин. Потім твердість і міцність зростають. У літакобудівному виробництві ця властивість використовується дуже широко.

5. СТРУКТУРА

Вироби з алюмінію, покриті по поверхні захисною плівкою з його оксиду, та вироби з спечених алюмінієвих сплавів, що мають каркас з оксиду алюмінію. Вони володіють особливими фізичними, механічними і навіть, декоративними властивостями [8]. Так, наприклад, з алюмінію, покритого електрохімічним способом пофарбованої плівкою, за зовнішнім виглядом нагадує золоту, виготовляють різну біжутерію.

Якщо зі сплаву САС-1 відлити злиток, то в його структурі будуть грубі пластини первинного кремнію та грубі кристали первинних нікелевих інтерметалідів. Сплав з такою структурою дуже крихкий та його неможливо використовувати як конструкційний матеріал.

Основними структурними складовими сплаву САС-1 є первинні кристали кремнію і фази евтектичного походження, які входять до складу потрійний евтектики б-твердий розчин кремнію в алюмінії, практично чистий алюміній, кремній і фаза NiAl₃.

Зміна структури сплаву, точніше форми і розміру часток фазових складових, має істотний вплив на властивості САС-1. Помічено, що форма і розмір кристалів кремнію неоднакові в частинках порошку різної величини. Велику роль у цьому випадку відіграє швидкість кристалізації сплаву при розпилюванні. Так, у великих частинках, охолоджуються повільніше, первинні кристали кремнію за формою подібні таким у литих заевтектичних силумінах, але за розміром в десятки разів дрібніше їх (рис. 2, а). Чим менше розмір частки, тобто чим вище швидкість охолодження сплаву, тим менше за величиною кристали кремнію, а їх форма ближче до округлої, структура сплаву набуває квазіевтектичний характер.

Рисунок 2 ? Мікроструктура сплаву САС-1[5]: а - порошок; б - брикет; в - пруток, дисперсність порошку < 400 мкм; г - пруток, дисперсність порошку < 50 мкм Ч 500

Остаточне спікання порошку, подрібнення і рівномірний розподіл зміцнюючих фаз в сплаві відбуваються при гарячому пресуванні брикетів на прутки (рис. 2, в). спечений алюмінієвий сплав утилізація

6. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Матеріали з спечених алюмінієвих порошків (САП) складаються з найдрібніших частинок алюмінію і його оксиду А1 ₂ О _3. Порошок для спікання отримують з технічно чистого алюмінію, розпиленням з наступним подрібненням гранул в кульових млинах.

Технологічний процес отримання виробів з САП складається з операцій виготовлення заготовок і подальшої механічної обробки. Заготовки отримують брикетуванням (холодним або з підігрівом) порошку з наступним спіканням при 590-620 ° С і тисках 260-400 МПа.

Спечені-алюмінієві сплави (САС) отримують з порошків алюмінію з невеликим вмістом А1 ₂ О _3, легованих залізом, нікелем, хромом, марганцем, міддю і іншими елементами.

Представником цієї групи матеріалів є САС-1, який містить 25-30% Si і 7% Ni, застосовуваний натомість більш важких матеріалів в приладо- та машинобудуванні [3].

Детальніше хімічний склад САП та САС наведений у табл.3 та табл.4 відповідно.

Таблиця 3 ? Хімічний склад спечених алюмінієвих пудр [5]

Таблиця 4 ? Хімічний склад спечених алюмінієвих сплавів [6]

7. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Широкий спектр властивостей алюмінієвих сплавів обумовлений веденням в метал різних добавок, що утворюють з ним тверді розчини або інтерметаліди (хімічні сполуки металів)[9]. Серед сплавів алюмінію левова частка припадає на такі легкі сплави як дуралюмін і силумін.

Більшість алюмінієвих сплавів має добру корозійну стійкість (за винятком сплавів з міддю), високі теплопровідність і електричну провідність, хороші технологічні властивості. САП, який містить 10…11% Al₂O₃, має таку ж високу корозійну стійкість, як м'який технічний алюміній.

Електропровідність та теплопровідність САП знижуються з ростом вмісту окису алюмінію, при 10…13% Al₂O₃значення цих величин складає 70…75% від відповідних значень для м'якого технічного алюмінію. Коефіцієнт термічного розширення при температурі від 20 до 500^оС декілька нижче, ніж у технічного алюмінію[10].

8. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Для підвищення механічних характеристик САП і надання цьому матеріалу необхідної форми його додатково піддають динамічному пресуванню, штампуванню, волочінню, гарячій або холодній прокатці. До недоліків цього способу можна віднести його високу трудомісткість, пов'язану з багатостадійністю технологічного процесу.

Механічні властивості САП значно відрізняються від механічних властивостей литого або деформівного технічного алюмінію [11]. Якщо механічні властивості деформівного технічного алюмінію мають наступні значення: _в= 60…90 МПа; _0,2 = 20…30 МПа; = 20…40%, то у САП ці самі властивості значно вищі _в =250…400 МПа; _0,2 = 200…300 МПа; = 5…8%.

Як видно з приведених вище порівнянь механічних властивостей, САП значно міцніше деформівного алюмінію. Проте багато деформівних сплавів при нормальній температурі міцніші за САП. Таким чином, для застосування при нормальній температурі САП не представляє великого інтересу. Основна перевага його перед іншими алюмінієвими сплавами - висока жаростійкість. САП зберігає високу міцність при температурі вище 350^оС, тобто при таких температурах, при яких жаростійкі алюмінієві сплави (Д16, Д19, Д20, АК4-1) знеміцнюються у такому сильному ступеню, що про їх застосування не може бути й мови. САП відрізняється відносно високою міцністю навіть при температурі 500^оС, при котрій тимчасовий опір САП коливається від 60 до 100 МПа в залежності від вмісту окису алюмінію.

Велика відмінність в механічних властивостях САП та звичайного алюмінію є результатом того, що у САП містить значну кількість окису алюмінію (Al₂O₃). Кожна частинка порошку вкрита тонким шаром окису алюмінію. Чим тонший порошок, тим більше в САП окисі алюмінію.

Основний фактор, який впливає на механічні властивості САП - вміст окису алюмінію. Найбільш різкий ріст міцносних характеристик (та зниження пластичності) спостерігається при підвищенні вмісту окису алюмінію до 7%. Подальше збільшення вмісту окису алюмінію супроводжується менш інтенсивним ростом міцності та зниженням пластичності (рис.3).

На рис. 4 показана залежність тимчасового опору пресованих полуфабрикатів із САП-1, САП-2 та сплавів ВД17 та Д20 (для порівняння) від температури випробування.


Рисунок 3 ? Залежність механічних властивостей САП від вмісту Al₂O₃	Рисунок 4 ? Залежність границі міцності (_в) сплавів ВД17 (1), Д20 (2), САП-2 (3) та САП-1 (4) від температури випробування

Як бачимо на рисунку 4, САП-1 поступається сплавам ВД17 та Д20 по міцності при температурах до 300^оС, а САП-2 при температурах 250^оС, але при більш високих температурах обидва спечених матеріали міцніші сплавів ВД17 та Д20, причому їх перевага зростає зі збільшенням температури випробування. При 500^оС у САП-1 _в= 90 МПа, а у САП-2 _в= 120 МПа, тоді як у сплавів ВД17 та Д20 тимчасовий опір розриву при 500^оС складає 1…5 МПа.

У табл.5 представлений склад та типові механічні властивості пресованих прутів із сплавів САП-1, САП-2, САП-3.

Таблиця 5 ? Склад та типові механічні властивості пресованих прутів із сплавів САП

Негативною особливістю САП є зниження пластичності з підвищенням температури. Якщо відносне видовження деформівних алюмінієвих сплавів зі збільшенням температури випробування різко росте, то відносне видовження, наприклад САП-2, знижується зі збільшенням температури від 4%, при 20^оС до 1% при 500^оС.

9. ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ

Спечені алюмінієві сплави (САС), що містять поряд з Аl₂O₃ інші легуючі компоненти, поки не знайшли широкого застосування. У той же час спечені сплави на основі системи А1 + 25 ... 30% Si - САС-1 (що містить додатково 5 ... 7% Ni) і САС-2 (5 ... 7% Fe) - представляються вельми перспективними за своїми фізичними властивостями (дуже низький ТКЛР при задовільних механічних характеристиках)[12].

Завдяки високій теплопровідності його використовують для різних теплообмінників в промислових і побутових холодильниках. Слід також відзначити високу відбивну здатність алюмінію, чим пояснюється його застосування в прожекторах і рефлекторах.

Алюміній використовується в електротехнічній промисловості для виготовлення кабелів і дротів [10]. Електропровідність алюмінію складає 65% від електропровідності міді, але дріт з алюмінію рівної електропровідності легший мідного.

У металургії алюміній використовується не тільки в якості основи для сплавів, але також широко застосовуються у вигляді легуючих добавок до міді та ін металам.

Алюміній добре обробляється тиском, зварюється газовою і контактним зварюванням, але погано обробляється різанням. Зважаючи на низьку міцність алюміній, застосовують для не навантажених деталей і елементів конструкцій, коли від матеріалу потрібна мала вага, зварюваність, пластичність. З алюмінію виготовляють рами, двері, трубопроводи, цистерни для перевезення нафти і нафтопродуктів, посуд й ін[10]. Висока пластичність дозволяє виробляти з алюмінію тонку алюмінієву фольгу для упаковки цукерок.

CAC відноситься до порошкової металургії і може бути використане в приладобудуванні для виготовлення слабонавантажених і ненавантажених деталей, наприклад радіаторів охолодження напівпровідникових приладів, підошви електричного праски та ін, а також в якості електроконтактного матеріалу. Спечений алюмінієвий сплав містить мідь при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: мідь 30-55; алюміній - інше, і спечен при температурі 500-550^oС. Технічний результат - здешевлення виробництва спеченого алюмінієвого сплаву за рахунок економії енергії, затрачуваної на операцію спікання.

Спечені алюмінієві сплави (САС) застосовують тоді, коли шляхом лиття та обробки тиском важко отримати відповідний сплав.

З САС-1 роблять деталі приладів, що працюють в парі зі сталлю при температурі 20-200 ° С, які вимагають поєднання низького коефіцієнта лінійного розширення і малої теплопровідності.

САП добре обробляється тиском в гарячому, а САП-1 і холодному стані, легко обробляється різанням, зварюється контактної і аргонодуговим зварюванням. З САП виробляють листи, фольгу, труби, різні профілі, дріт, штампові заготовки. САП застосовують в авіаційній техніці, хімічній та нафтохімічній промисловості, електротехніці для деталей, що працюють при температурі 300 - 500^оС.

В якості антифрикційного матеріалу спечений алюмінієвий сплав призначений для застосування в авіаційній, автомобільній, тракторній, верстатобудівної, приладобудівної та оборонної промисловості, в технологічному обладнанні хімічної, нафтової, фармацевтичної, харчової та інших галузях, а також у виробництві електромоторів і побутової техніки [8].

10. МЕТОДИ УТИЛІЗАЦІЇ ВИРОБІВ ЗІ СПЛАВІВ ТА ВІДХОДІВ З НИХ

Переробка відходів алюмінію не завдає великої шкоди екології. Вторинне використання алюмінію знижує викиди вуглекислого газу в атмосферу. Відходи алюмінію піддаються повній вторинній переробці. При цьому алюміній не втрачає своїх якісних властивостей. Переробляти алюміній можна необмежену кількість разів.

Основний процес утилізації алюмінієвих відходів - плавка в горизонтальній ванній печі з подачею брухту безпосередньо в розплав і зануренням його за допомогою валків для уникнення переокислення. Однак проблема не тільки в окисленні, а в тому, що лом має складний і непостійний склад. Крім звичайних компонентів алюмінієвих сплавів лом може містити значні кількості нікелю, хрому, кальцію і титану. Іноді він містить і неметали - фосфор, сірку, миш'як і сурму. Все це викликає необхідність його попереднього перебирання. Операції перебирання не тільки дозволяють підвищити вміст алюмінію у брухті з 70 до 99 %, але і видалити домішки, які заважають його подальшій обробці і знижують якість вторинного металу.

Першим етапом утилізації є поділ кислотних і амфотерних компонентів шляхом обробки розплавом лугу в присутності кисню [5] :

(Al, Ga, Ge, B, Si) + (NaOH, O₂ ). NaAlO₂. NaGaO₂ NaB O₂. Na₂ Ge O₃. Na₂SiO3

Більш легкі і легкоплавкі лужні і лужноземельні метали скачують з поверхні ванни і виділяють з електролізом розплаву, а солі розчиняють у гарячій воді, розчин нейтралізують вуглекислим газом, відфільтровують обложені в результаті гідролізу кислоти, після чого фільтрат направляють на упарювання і регенерацію лугу, а осад висушують і переробляють методами металотермії [8].

Слід зазначити, що чисто алюмінієві матеріали використовуються тільки в електротехніці, а решті алюмінієвий лом -- це сплави або механічні поєднання з великим або меншим вмістом заліза [13]. Тому основна проблема утилізації алюмінію -- це відділення чорних сплавів. Значна частина їх відокремлюється під час попередньої плавки.

Рафінування алюмінію проводять у два етапи. На першому метал розплавляють на поверхні штучного важкого розплаву (наприклад, сульфіду нікелю, щільність якого 5,5 кг/дм³. температура плавлення 8000°С), потім зливають розплав в конвертор, продуваючи кисень для видалення неметалів і додаючи розкислювачі - шлакоутворювачі (Mg, B, Si) для відновлення залишкового Al₂O₃.

ВИСНОВКИ

1 Головними перевагами всіх сплавів алюмінію є їх мала густина (2,5…2,8 г/смі), висока міцність (в перерахунку на одиницю маси), задовільна стійкість проти атмосферної корозії, порівняно мала вартість та легкість отримання і обробки. Це дає змогу використовувати алюмінієві сплави в авіаційній (обшивка літака, шпангоути, лонжерони, паливні та масляні баки), суднобудівній (корпуси суден), автомобільній, приладобудівній та інших галузях промисловості, а також у виробництві товарів народного споживання.

2 Високі антикорозійні властивості сплавів алюмінію з цинком дозволяє використовувати їх в якості захисного покриття сталевих листів у багатьох галузях.

3 САП добре обробляється тиском в гарячому, а САП-1 і холодному стані, легко обробляється різанням, зварюється контактної і аргонодуговим зварюванням, що дозволяє виготовляти з САП листи, фольгу, труби, різні профілі, дріт, штампові заготовки, застосовувати в авіаційній техніці, хімічній та нафтохімічній промисловості, електротехніці для деталей, що працюють при температурі 300 - 500^оС.

4 САС мають низький коефіцієнт лінійного розширення, і це дозволяє використовувати їх у поєднанні зі сталлю у механізмах і приладах. У звичайного ж алюмінію коефіцієнт лінійного розширення приблизно удвічі вище, ніж у сталі, і це викликає великі напруги, спотворення розмірів і порушення міцності.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Алюмінієві сплави. - Режим доступу: https://uk.wikipedia.org. - Дата доступу: 16.05.2016. - Алюмінієві сплави.

2. Сплави на основі алюмінію. - Режим доступу: http://litcey.in.ua/re. - Дата доступу: 16.05.2016. - Сплави на основі алюмінію.

3. Спеціальні алюмінієві сплави. - Режим доступу: http://semestr.com.ua/book_95_glava_13_10._Metki._Operator_GOTO._Pro%EF%BF%BD.html. - Дата доступу: 16.05.2016. - Спеціальні алюмінієві сплави

4. Ливарні та деформівні алюмінієві сплави. - Режим доступу: http://um.co.ua/5/5-6/5-65829.html. - Дата доступу: 16.05.2016. - Ливарні та деформівні алюмінієві сплави.

5. Метали та їх сплави. - Режим доступу: http://ua-referat.com. - Дата доступу: 16.05.2016. - Метали та їх сплави.

6. Кузін О.А. Металознавство та термічна обробка металів: Підручник / О.А. Кузін, Р.А. Яцюк. - К.: Основа, 2005. - 324 с.

7. Алюміній та його сплави. - Режим доступу: http://moodle.ipo.kpi.ua/moodle/mod/resource/view.php?id=8703. - Дата доступу: 16.05.2016. - Алюміній та його сплави.

8. Алюмінієві сплави. - Режим доступу: http://studopedia.su/9_49328_alyuminiievi-splavi.html. - Дата доступу: 16.05.2016. - Алюмінієві сплави.

9. Кольорові метали та сплави. - Режим доступу: http://ua-referat.com. - Дата доступу: 16.05.2016. - Кольорові метали та сплави.

10. Ливарні алюмінієві сплави. - Режим доступу: http://um.co.ua/4/4-11/4-119642.html. - Дата доступу: 16.05.2016. - Ливарні алюмінієві сплави.

11. Колачев Б.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов / Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, А.И. Елагин. -М.: Металлургия, 1981. - 420 с.

12. Алюмінієвий сплав. - Режим доступу: http://techtrend.com.ua/index.php?newsid=9176. - Дата доступу: 16.05.2016. - Алюмінієвий сплав.

13. Вторинна переробка металів. - Режим доступу: http://pererobka.com/tag/splavv. - Дата доступу: 16.05.2016. - Вторинна переробка металів.

14. Властивості міцності і області застосування алюмінію і його сплавів. - Режим доступу: http://lektsii.org/5-10830.html. - Дата доступу: 17.05.2016. - Властивості міцності і області застосування алюмінію і його сплавів.

Размещено на Allbest.ru

курсовая работа "Матеріалознавче підґрунтя застосування спечених алюмінієвих сплавів" скачать

Подобные документы

Діаграма стану двокомпонентних сплавів
Аналіз основних типів і властивостей сплавів – речовин, які одержують сплавленням двох або більше елементів. Компоненти сплавів та їх діаграми. Механічна суміш – сплав, в якому компоненти не здатні до взаємного розчинення і не вступають в хімічну реакцію.

реферат [1,1 M], добавлен 04.02.2011
Властивості алюмінію та його сплавів
Використання алюмінію та його сплавів у промисловості, висока та технічна чистота металу. Підвищення вмісту цинку та магнію для забезпечення регуляції їх пластичності та корозійної стійкості. Аналіз сплавів алюмінію за рівнем технологічності їх обробки.

контрольная работа [11,3 K], добавлен 19.12.2010
Отримання губчастого титану магнієтермічним способом
Фізико-хімічні властивості титану. Області застосування титану і його сплавів. Технологічна схема отримання губчатого титану магнієтермічним способом. Теоретичні основи процесу хлорування. Отримання тетрахлориду титана. Розрахунок складу шихти для плавки.

курсовая работа [287,7 K], добавлен 09.06.2014
Виявлення впливу вуглецю на міжатомну взаємодію сплавів на основі заліза і нікелю
Вплив вуглецю та марганцю на термічне розширення та магнітні властивості інварних сплавів. Композиції, які забезпечили більшу міцність, ніж базового сплаву. Вплив вуглецю і марганцю на магнітну структуру сплавів Fe-Ni. Влив вуглецю на міжатомний зв’язок.

реферат [74,2 K], добавлен 10.07.2010
Дослідження надійності твердосплавних пластин для токарних різців з надтвердих матеріалів
Характеристика методів діагностики різальних інструментів для токарної обробки алюмінієвих сплавів. Розробка системи визначення надійності різця з алмазних композиційних матеріалів при точінні. Розрахунки значень напружень і ймовірності руйнування різця.

реферат [38,6 K], добавлен 10.08.2010
Вплив електронного і гама-опромінення на властивості сплавів заліза
Отримання експериментальних даних про вплив іонізуючого опромінення на структуру та магнітні властивості аморфних і нанокристалічних сплавів на основі системи Fe Si-B. Результати досідження, їх аналіз та встановлення основних механізмів цього впливу.

реферат [32,4 K], добавлен 10.07.2010
Кольорові метали
Характеристика алюмінію та його сплавів. Розповсюдженість алюмінію у природі, його групування на марки в залежності від домішок. Опис, класифікація за міцністю та сфери використання сплавів магнію. Основні механічні й технологічні властивості міді.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 22.01.2012
Зміст технології поверхневого зміцнення сталевих виробів
Напрями зміцнення сталей і сплавів. Концепція високоміцного стану. Класифікація методів зміцнення металів. Технології поверхневого зміцнення сталевих виробів. Високоенергетичне хімічне модифікування поверхневих шарів. Плазмове поверхневе зміцнення.

курсовая работа [233,4 K], добавлен 23.11.2010
Вогнетриви
Області застосування вогнетривів. Показники властивостей піношамотних виробів. Карбідкремнієві вогнетриви, особливості застосування. Класифікація теплоізоляційних матеріалів. Фізико-хімічні властивості перліту. Теплопровідність теплоізоляційної вати.

курсовая работа [126,0 K], добавлен 30.09.2014
Дифузійне зварювання
Історія розвитку зварювання. Діаграма технологічної пластичності жароміцних нікелевих сплавів. Суть, техніка та технологія дифузійного зварювання. Вплив температури на властивості з'єднань при нормальній температурі сплавів. Процес дифузійного зварювання.

реферат [1,3 M], добавлен 02.03.2015

Другие документы, подобные "Матеріалознавче підґрунтя застосування спечених алюмінієвих сплавів"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.