Курсоваяработа

Анализ двойных и многокомпонентных сплавов на основе Al

Руководитель: ___________ Илларионов А. Г.

Студент гр. Мт - 140705 ___________ Тимирбаев В.С.

Екатеринбург

Реферат

Курсовой проект содержит: 11 с., 1 рис., 3 лит. ист.

АНАЛИЗ ДВОЙНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Al. ВАРИАНТ 7: 1)ДВОЙНАЯ СИСТЕМА Al-Mn, СПЛАВ АМц (98,6%Al - 1,4%Mn). 2)ЧЕТВЕРНАЯ СИСТЕМА Al-Cu-Fe-Mg, СПЛАВ Д18 (96,8Al-2,6%Cu -0,4%Mg-0,2%Fe)

Задание

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ…………………………………………………………………...….2

ЗАДАНИЕ………………………………………………………………...……3

1. РАСЧЕТ ДВОЙНОЙ СИСТЕМЫ……………………………………....…5

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВА ДВОЙНОЙ СИСТЕМЫ……………....9

3. РАСЧЕТ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ.................………...10

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО СПЛАВА...……11

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………..…..12

1. РАСЧЕТ ДВОЙНОЙ СИСТЕМЫ

Рисунок 1. Диаграмма состояния Al-Mn

Сплав АМц (98,6%Al - 1,4%Mn).

1) Т ≈ 661°С

Сплав находится в жидком состоянии. Состав жидкости 98,6%Al - 1,4%Mn. Фазовый состав: жидкость = 100%. Структурные составляющие: жидкость = 100%.

Схема структуры:

2) Т ≈ 659°С

Сплав состоит из жидкости состава 98,6%Al - 1,4%Mn. Начинается выделение первичных кристаллов α тв. р-ра состава 99%Al - 1%Mn. Фазовый состав: жидкость = 100%, α → 0%. Структурные составляющие: жидкость = 100%, α_I → 0%.

Схема структуры:

3) Т ≈ 658,8°С

Сплав состоит из жидкости состава 98,85%Al - 1,15%Mn и α фазы. Состав α_I 98,35%Al - 1,65%Mn. Продолжается выделение из жидкости первичных кристаллов α тв. р-ра Фазовый состав: жидкость = 50%, α 50%. Структурные составляющие: жидкость = 50%, α_I = 50%.

Схема структуры:

4) Т ≈ 658,5°С

Почти вся жидкость состава 98,35%Al - 1,65%Mn превратилась в первичные кристаллы α тв. р-ра. Состав α_I 98,6%Al - 1,4%Mn. Фазовый состав: жидкость → 0%, α = 100%. Структурные составляющие: жидкость → 0%, α_I =100%.

Схема структуры:

5) Т ≈ 650°С

Сплав состоит из α фазы. Состав α_I 98,6%Al - 1,4%Mn. Происходит охлаждение сплава. Фазовый состав: α = 100%. Структурные составляющие: α_I =100%.

Схема структуры:

6) Т ≈ 640°С

Начинается выделение MnAl_6II из α фазы. Состав α_I 98,6%Al - 1,4%Mn, MnAl_6II 75%Al - 25%Mn. Фазовый состав: MnAl₆ → 0%, α = 100%. Структурные составляющие: MnAl_6II → 0%, α_I =100%.

Схема структуры:

7) Т ≈ 400°С

Сплав состоит из первичных кристаллов α тв. р-ра состава 99,8%Al - 0,2%Mn и вторичных кристаллов MnAl₆ состава 75%Al - 25%Mn. Продолжается выделение MnAl_6II из α фазы. Фазовый состав: MnAl₆ ≈ 4,9% и α ≈ 95,1%.

α = (25-1,4)/(25-0,2) * 100% ≈ 95,1%

MnAl₆ = 100% - 95,1% = 4,9%

Структурные составляющие: MnAl_6II ≈ 4,9% α_I ≈ 95,1%.

Схема структуры:

7) Т ≈ Т_комн.°С

Конец распада. Сплав состоит из первичных кристаллов α тв. р-ра состава 99,95%Al - 0,05%Mn и вторичных кристаллов MnAl₆ состава 75%Al - 25%Mn. Фазовый состав: MnAl₆ ≈ 5,4% и α ≈ 94,6%.

α = (25-1,4)/(25-0,05) * 100% ≈ 94,6%

MnAl₆ = 100% - 95,1% = 5,4%

Структурные составляющие: MnAl_6II ≈ 5,4% α_I ≈ 94,6%.

Схема структуры:

2 ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВА ДВОЙНОЙ СИСТЕМЫ

1)АМц – это сплав системы Al – Mn (Алюминий – марганец), который относится к числу деформируемых давлением, коррозионностойких и свариваемых без ограничений сплавов алюминия. Это пластичный материал. Также следует отметить его высокую электропроводность и теплопроводность.

2)Основной легирующий элемент Mn (марганец).

Наличие марганца в составе делает сплав более прочным по сравнению с техническим алюминием, а также благоприятно влияет в связи с тем, что он образует с железом интерметаллические соединения (Мn, Fe)Al, AlFeMnSi и другие с достаточно отрицательным электродным потенциалом и тем самым нейтрализует катодное влияние железа и повышает защитные свойства оксидной пленки на алюминии, т.е. повышает коррозионную стойкость материала.

3) Основной режим Т.О.

Проводят гомогенизационный отжиг. Т_Г.О.=620-640 °С, τ = 1-6 ч.

После холодной деформации проводят рекристаллизационный отжиг. Т_р.о = 350-420 °С, τ = 0,5-2 ч.

Проводят отжиг для снятия напряжений. Т_{отж.с.н.}=250-270°С, τ = 1ч.

4) Нзначение

Применяются для изделий, получаемых глубокой вытяжкой, сваркой, от которых требуется высокая коррозионная стойкость (трубопроводы для масла и бензина, радиаторы тракторов и автомобилей, сварные бензобаки), а также для заклепок, корпусов и мачт судов, узлов лифтов и подъемных кранов, рам транспортных средств и др.

3 РАСЧЕТ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ

Д18 (96,8Al-2,6%Cu -0,4%Mg-0,2%Fe)

1) _Л.Э= 2,6 + 0,4 + 0,2 = 3,2%

2) Пересчёт % л.э.:

3,2 = 100%

2,6% Cu - x%

0,4% Mg - y%

0,2% Fe - z%

% Cu = 2,6*100/3,2 = 81,25%

% Mg = 0,4*100/3,2 = 12,5%

% Fe = 0,2*100/3,2 = 6,25%

3) Используя полученные % л.э. находим положение сплава на диаграмме 4-х компонентный сплав CuAl₂ - Cu₂FeAl₇ - CuMgAl₂ - α тв. р-р Al

4) Определить примерное соотношение фаз.

V_CuAl2 = (28-18)/28 * 3,2 = 0,36 * 3,2 = 1,152 %

V _Cu2FeAl7 = (18-12,5)/28 * 3,2 = 0,2 * 3,2 = 0,64 %

V _CuMgAl2 = 12,5/28 * 3,2 = 0,44 * 3,2 = 1,408 %

CuAl2 - дает максимальное упрочнение.

5) Определить Т появления жидкой фазы в данном сплаве на политернах. Точка лежит на кривой L, которая соответствует эвтектической реакции 4-ой:

Ж → Al + CuAl₂ + CuMgAl₂ + Cu₂FeAl₇

Содержание элементов: Cu 33%, Fe 0,3%, Mg 5% T = 505°С

4 ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СПЛАВА

1) Тип сплава: Д18 - относится к деформируемым алюминиевым сплавам. Это сплав упрочненный термической обработкой. Дюралюмин.

2) Основные л.э.: Cu, Mg, Mn.

Cu - способствует образованию упрочняющей фазы CuAl₂.

Mg - способствует образованию упрочняющей фазы S(CuMgAl₂)

Mn - добавляют для повышения коррозионной стойкости, а также для нейтрализации вредного влияния железа. Так же он способствует некоторому упрочнению. Присутствие в виде дисперсных частиц фазы Т(Al₁₂Mn₂Cu) повышает температуру рекристаллизации и улучшает механические свойства дуралюмина. Mn обеспечивает прессэффект или субструктурное упрочнение.

При добавке Fe к сплаву прочностные свойства резко снижаются, железо образует с медью нерастворимое интерметаллическое соединение Cu2FeAl7, снижающее концентрацию меди в твердом растворе, тем самым уменьшая эффект упрочнения.

3) Основной режим Т.О.:

При холодной деформа­ции для повышения пластичности требуется промежуточный рекристаллизационный отжиг при 350—370°С. Затем для упрочнения: закалка + естественное старение, Т_з = 495-505°С.

4) Назначение.

Один из основных заклепочных алюминиевых сплавов. Широко используют в авиации, строительстве для изготовления ограждающих и несущих конструкций, строительства, силосных башен, бассейнов и т. д
Применение алюминиевого сплава Д18 позволяет значительно облегчить судно, что приводит к повышению его грузоподъемности или улучшению технических характеристик (повышение скорости). В металлургии алюминий Д18 используют для раскисления стали, получения некоторых металлов методом алюмотермии. Высокая электропроводность алюминия Д18 позволяет использовать его для изготовления проводов, кабелей, электротехнических шин и т. д.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. под ред. Шухардина С.В. Наука, 1979 г.

2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов, 1983, 360 с.

3. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов - М.:Металлургия, 1986. – 480 с.

Дата добавления: 2015-07-15