Титан және оның қорытпалары.Магний және оның қорытпалары

Пән: Құрылыс
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Инжинерлік-технологиялық факультет

«Машина жасау технологиясы және механика» кафедрасы

Металл технологиясы

СӨЖ 3

Титан және оның қорытпалары. Магний және оның қорытпалары.

Орындаған: Тексерген:

ПСМ-219 тобының студенті Жетекші: Тілеуғали Е. Т.

Заманбек Ринат (жетекшінің Т. А. Ж. )

(қолы)

(бағасы) (күні) (бағасы) (күні)

Семей

2015

Мазмұны:

Титан және оның қорытпалары.
Магний және оның қорытпалары.

Титан және оның қорытпалары.

Титанды өндірісте қолдану ХХ-ғасырдың ортасында ғана басталғанмен, бүгінде оны өндіру молайып келеді. Титан - жеңіл металл (тығыздығы 4, 5т/м ³ ) . Оның балқу температурасы 1668˚С, серпімділік модулі Е=112000МПА. Титанға полиморфтік түрленіс тән. 882˚С температурада гексагониалық тығыз орналасқан торы бар α -титан көлемді центрленген текше торлы β-титанға ауысады. Титан өте жоғары меншікті беріктігімен, жақсы механикалық қасиеттерімен, тығыздығының үлкен еместігімен және коррозияға жақсы төзімділігімен (теңіз суында, кейбір қышқылдарда және т. б. ортада) ерекшеленеді.

Титанның механикалық қасиеті сутек, оттек, азот және көміртек мөлшеріне байланысты. Бұл қоспалармен титан ену қатты ертіндісін, гидрид, оксид, нитрид және карбид түзеді. Оттек, азот және көміртектің азғана мөлшерінің өзі титанның қаттылығы мен беріктігін арттырып, пластикалық қасиеттерін төмендетеді. Сонымен қатар пісірілуі, дәнекерленуі, штампталуы нашарлап, коррозияға төзімділігі төмендей бастайды. Титан илемдеу арқылы жақсы өнделеді.

Титанның негізгі кемшіліктері:

1) сутектік морттылыққа бейімділігі;

2) кескіш құралмен өңделуі нашар;

3) антифрикциялық қасиеті төмендеу;

4) серпімділік модулі төмендеу;

5) бағасы қымбат.

Титан көптеген элементтермен әрекеттесіп қорытпа құрады. Титан қорытпаларын төрт топқа бөлуге болады:

1) бір фазалы қорытпалар;

2) α- титанда шексіз, β -титанда шектеулі еритін (V, Nb, Ta, Mo, W) қосылған қорытпалар;

3) β-фазаның эвтектоидтық ыдырауы орын алатын Sі, Мn, Fe, Cu, Nі және басқа элементтер қосылған қорытпалар;

4) перитектикалық реакция бойынша титанмен α- фаза түзетін элементтер (С, AI, O, N) қосылған қорытпалар.

Титанның полиморфтік түрленісіне әсері бойынша қоспалаушы элементтер үш топқа бөлінеді :

1) α -фазаны тұрақтандырушы элементтер (Al, O, N және т. б. ) ;

2) β - фазаны тұрақтандырушы элементтер (V, Мо, Nв, Та, W) және β -эвтектоидтық тұрақтандырушы элементтер (Cr, Мп, Fe, Cu, Ni, Pв, Ве, Со) ;

3) бейтарап элементтер (Sn, Zr және т. б. ) .

Алюминий титан қорытпасының тығыздығын және сутектік морттылығын азайтады, қызуға беріктігін және серпімділік модулін жоғарылатады.

Көптеген β -тұрақтандырушы элементтер (V, Мо, Мп, Сr) титан қорытпасының бөлмелік және О ˚С -дан төмен температурада беріктігін жоғарылатады, қызуға беріктігін арттырып, пластикалығын төмендетеді.

Қалайы титан қорытпасын беріктендіріп, қызуға беріктігін жоғарылатса, цирконий сырғымалық шегін және ұзақ беріктігін арттырады.

Титан және оның қорытпаларына құрамы мен атқаратын қызметіне қарай жұмсарту, шынықтыру, ескіру және басқа өңдеу түрлерін қолданады. Көбінесе титан қорытпаларын жұмсартады, α-титанды жұмсарту үшін 800-850˚Стемператураға дейін қыздырса, ( α+β) -қорытпаларды -750-800˚С. Титан мен оның қорытпаларының ішкі кернеулерін жою үшін жұмсартудан өткереді. Егер иодтық титанның жұмсарту температурасы 400˚Сболса, техникалық титан мен оның қорытпаларының қыздыру температурасы 550-650˚С.

Құрылымы (α+β) қорытпаны беріктендіру үшін шынықтыру (850-950˚С) мен ескіруден (500-600˚С) өткереді. Шынықтыру температурасын көтеру титан қорытпаларының беріктігін жоғарылатқанмен, оның пластикалығын төмендетті. Екі фазалы қорытпаға термия-механикалық өңдеуді қолдану, оның беріктігін 15-20%-ға арттырды. Титан қорытпасының тозуға төзімділігін арттыру үшін 850-950˚С температурада азоттандыру үрдісін жүргізіп, оның қаттылығын НV 750-900-ге жоғарылату мүмкін болды.

Титан қорытпалары деформацияланатын және құйылатын болып ажыратылады. Деформацияланатын α -қорытпалардың (14. 2-кесте) ішінде кеңірек тарағаны алюминиймен қоспаланған ВТ5 маркалы технологиялығы (қысумен өңделгіштігі, пісірілгіштігі) жақсы, коррозияға төзімділігі жоғары, бірақ сутектік морттылыққа бейім қорытпа. Жұмсартылған қорытпаның механикалық қасиеттері (14. 3 -кесте) : _в =750-950МПа, δ=10-14%, КСU=0, 3-0, 5 Мдж/ м ² . Қорытпаны қосымша 2-3% қалайымен қоспалау (ВТ5-1), оның технологиялық және механикалық қасиеттерін жақсартты, әсіресе беріктік шегін (800-1000МПа) .

Деформацияланатын (α+β) -қорытпалардың механикалық және технологиялық қасиеттері жақсы. Алюминий мен ванадий қосылған ВТ6 титан қорытпасының оңтайлы механикалық қасиеттерімен қатар, технологиялық қасиеттері, әсіресе пісірілгіштігі жақсы.

Ti-Al-Mo-V жүйесі негізінде алынған ВТ14, ВТ16 термиялық беріктенетін (шынықтыру, ескіру) титан қорытпаларына жатады. ВТ16 қорытпасының технологиялығы ВТ14 маркасына қарағанда тәуірірек. Құрылымы β -фазалы деформацияланатын титан қорытпаларының өнеркәсіптік қолданысы болмады. Қорытпалардың механикалық қасиеттері жақсы болғанмен, пісірілгіштігі нашар болды.

Құрылымы α және (α+β) -фазалы титан қорытпалары қызуға берік қасиеттерімен ерекшеленеді. ВТ20 титан қорытпасы 700˚С температураға дейін қызуға берік. Оны ұзақ уақыт 500˚С температурада жұмыс істейтін бұйым ретінде қолданады. ВТ18 маркалы қорытпа ұзақ уақыт 550-600˚Стемпературада жұмыс істей алады.

АТЗ (2, 7% Al; 0, 6% C; 0, 3% Fe; 0, 36% Si; 0, 01%B) қызуға берік титан қорытпасының қасиеттері жоғары. Бөлмелік температурада _в = 860 МПа болса, 350 және 500˚С температурада беріктік шегі 610 және 500 МПа . Қорытпа өте төмен сырғымалық жылдамдығымен ерекшелінеді.

Құйылатын титан қорытпаларынан ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ3-1Л, ВТ9Л және ВТ14Л қолданыс тапты. Олардың құрамы деформацияланатын қорытпалардың құрамындай. Деформацияланатын қорытпаларға қарағанда құйылатын қорытпалардың беріктігі жоғарылау, тұтқырлығы төмендеу. Қорытпаның құйылғыштық қасиеттері жақсы, алынған құйма тығыз. Бөлшекті құю үрдісінде кездесетін қиындықтар, негізінен қорытпаның газбен және қалыптық материалмен әрекеттесуінен туындайды.

Титан мен оның қорытпалары техниканың көптеген салаларында, мысалы, авиация мен зымыран жасауда, кеме жасау мен химия өнеркәсібінде, криогендік және тоңазытқыш өнеркәсібінде, медицина мен тамақ өнеркәсібінде қолданылады. Бірақ титан қорытпаларын кеңірек қолдану бағасының қымбаттылығынан әзірге шектеулі.

Магний және оның қорытпалары.

Магний- өте жеңіл металл; γ=1, 74 т/м ^3. . Оның балқу температурасы 650˚С, серпімділік модулі 45000 МПа. Магнийдің маңызды қасиеттеріне тығыздығының аздығы, кесумен өте жақсы өңделгіштігі, динамикалық жүктеме және дірілді тербеліске жақсы қарсыласуы, сілті, бензин, керосин және кейбір минералды майларға химиялық төзімділігі жатады. Магнийдің кемшіліктеріне механикалық қасиеттерінің (беріктігі мен пластикалығы) төмендігі, ылғалды ауа, теңіз суы және көптеген минералды қышқылдарда коррозияға төзімділігінің аздығы және құйылғыштық қасиеттерінің төмендігі жатады.

Техникалық магнийдің үш маркасы бар: МГ96 (99, 96 % Mg ) МГ95 (99, 95 % Мg) және МГ90 (99, 90 % Mg ) . Құйма магнийдің механикалық қасиеттері: _в =115 МПа, _{0, 2} =25 МПа, δ=8 %, ал деформацияланған магнийдің : _в =200 МПа, _{0, 2} = 90 МПа, δ =11, 5%.

Магний металлургияда, химия өнеркәсібінде және пиротехникада қолданылады. Механикалық қасиеттері төмендіктен таза магний конструкциялық материал ретінде қолданыс таппады. Техниканың түрлі саласында конструкциялық материал ретінде магний қорытпалары қолданыс тапты. Негізі магний болатын қорытпалар деформацияланатын (МА деп белгіленеді) және құйылатын (МЛ) болып екіге бөлінеді.

Деформацияланатын магний қорытпасы. Mg-Mn жүйесі негізінде алынған МА1 (1, 3-2, 5 %Mn) және т. б. маркалар термиялық өңдеумен беріктенбейтін қорытпалар. Қорытпаны марганецпен қоспалау, оның коррозияға төзімділігін арттырып, пісірілгіштігін жақсартты. Марганецпен (1, 3-2, 2 %) қоса церий (0, 15-0, 35%) қосылған МА8 қорытпасы көбірек тараған. Қорытпаға церий қосу, оның механикалық қасиеттері (14. 6-кесте) мен суық күйде деформациялануын жақсартты. Қорытпа 200˚С температураға дейін жұмыс істеуге ұсынылған. Қорытпалардан әр түрлі жартылай өнімдер (қаңылтыр, шыбық, құбыр, және т. б. ) алынады.

Mg- Al- Zn- Mn жүйесі негізіндегі МА2, МА5, және т. б. қорытпалар өнеркәсіпте қолданыс тапты. МА2 (3, 0-4, 0 %Al; 0, 15-0, 5%Mn; 0, 2-0, 8%Zn) қорытпасының қыздырылған күйде пластикалығы жоғары және технологиялық қасиеттері (пісірілгіштігі, кесумен өңделгіштігі ) жақсы. Одан пішіні күрделі жартылай өнім, соғылма және штамптамалар алынады. Қорытпалардың ішінде термиялық өңдеумен беріктенетін тек МА5 маркасы. Қорытпаның термиялық өңдеуі шынықтыру (410-425˚С, ауа) мен ескіруден (175-200˚С, 10-24 сағат) тұрады. Жасанды ескіру қорытпаның аққыштық шегін жоғарылатады (14. 6- кесте) . Егер аққыштық шегінің жоғары мәні керек болмаса, онда қорытпаны тек шынықтырады.

Mg-Zn -Zr жүйесі негізінде алынған МА14, МА15, МА19, МА20 қорытпаларының, Zn пен Zr әсерінен механикалық қасиеттері жоғары. МА14 маркасынан басқа қорытпаларға сирек- жерлік элементтер қосылған (MA15-ке-La; MA19-ға-Nd; MA20-ға-Се) . МА15 маркасына қосымша Сd қосылған. Кадмий қорытпаның пластикалығын жоғарылатады. Сирек-жерлік элементтер қорытпаның механикалық қасиеттерін арттырады, әсіресе жоғары температурада.

МА14 қорытпасының жартылай өнім, соғылма және штамптамаларының пластикалығы жақсы, жалпы коррозияға төзімділігі қанағаттанарлық. Қорытпа шынықтыру мен ескіру (160-180˚С) нәтижесінде беріктенеді. Қорытпадан үлкен күш түсетін, 125˚С -ға дейін жұмыс атқара алатын бөлшектер жасалынады.

МА15, МА19 қорытпаларының қызуға беріктігі 150˚С. МА15 қорытпасынан пісірілу арқылы жасалатын конструкциялардың бөлшектері жасалса, МА19 қорытпасынан жартылай өнім, соғылма және штамптама алынып, ұшақ пен мәшине жасау, тоқыма станогін жасау және т. б. салада қолданылады.

Mg-Nd-Mn және Mg-Nd-Zr жүйелері негізінде алынған МА11, МА12 маркалары қызуға берік (200-250˚С) қорытпалар. Бұл қорытпалар шынықтыру және жасанды ескіру арқылы беріктене алады. МА11 қорытпасынан негізінен жартылай өнім жасалса, МА12 қорытпасынан жартылай өніммен қоса қаңылтыр алынады. Магний қорытпаларын иттрий, скандий және ториймен қоспалау, олардың қызуға беріктігін одан әрі жоғарылатты.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.