Akademia Morska w Szczecinie. Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone.

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

WYDZIAŁ INŻYNIERYJNO – EKONOMICZNY TRANSPORTU

Instytut Inżynierii Transportu

Zakład Techniki Transportu

INSTRUKCJA

Metale nieżelazne i ich stopy

MATERIAŁOZNAWSTWO I NAUKA O MATERIAŁACH

LABORATORIUM

Opracował:

dr inż. Jarosław Chmiel

Zatwierdził:

dr inż. Jarosław Chmiel

Obowiązuje od: wrzesień 2012

Akademia Morska w Szczecinie. Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone.

Akademia Morska w Szczecinie. Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone.

Wprowadzenie

Jako stopy nieżelazne rozumieć należy te stopy metali, w których głównym

składnikiem decydującym o właściwościach nie jest żelazo. Podobnie jak wśród stopów

ż

elaza, tak i wśród stopów nieżelaznych można wydzielić stopy do przeróbki plastycznej oraz

stopy odlewnicze.

Stopy do przeróbki plastycznej z reguły mają strukturę jednofazową lub dwufazową.

Struktura stopów odlewniczych jest z reguły dwu- lub wielofazowa. Odlewanie stopów, które

w warunkach równowagi mają strukturę jednofazową jest stosunkowo trudne, ze względu na

ich krzepnięcie w szerokim zakresie temperatur, skłonność do gruboziarnistości i segregacji

dendrytycznej.

Cel ćwiczenia

1.

Zapoznanie się ze strukturą i właściwościami głównych rodzajów stopów nieżelaznych

stosowanych w okrętownictwie.

2.

Zapoznanie się z wpływem zabiegów modyfikacji na strukturę stopów aluminium.

3.

Zapoznanie się z przebiegiem procesów niszczenia korozyjnego i kawitacyjnego stopów

miedzi.

Wykonanie ćwiczenia

Pod kierunkiem prowadzącego:

1.

Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe próbek odlewniczych stopów miedzi : Cu –

Zn, Cu – Sn, Cu-Al, Cu –Mn – Al, Cu – Pb. Zwrócić szczególną uwagę na strukturę

perytektyczną oraz wydzielenia faz Fe-Al w stopach wieloskładnikowych.

2.

Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe próbek stopów odlewniczych Al – Si. Zwrócić

uwagę na zabieg modyfikacji stopów i towarzyszące mu zmiany struktury i właściwości.

3.

Zapoznać się z dokumentacją badań korozji elektrochemicznej stopów miedzi.

4.

Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe próbek stopów Sn – Sb – Cu oraz Cu-Pb

stosowanych w technice łożyskowania ślizgowego.

Akademia Morska w Szczecinie. Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone.

Opracowanie wyników

W sprawozdaniu zamieścić

1.

obrazy mikrostruktur wraz z opisami,

2.

zwięzłe zestawienie właściwości omawianych rodzajów stopów,

3.

Przykłady zastosowań omawianych grup stopów w okrętownictwie.

Akademia Morska w Szczecinie. Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone.

Literatura pomocnicza

1.

Prowans St. : Materiałoznawstwo PWN 1980, rozd. 8. (s. 363 – 409 wg. wyd. II)

2.

Instrukcja do ćwiczenia „Wprowadzenie do badań materiałowych”

3.

Notatki z wykładów z przedmiotów Materiałoznawstwo i Nauka o Materiałach

Wymagania

1.

Klasyfikacja i znakowanie głównych rodzajów stopów nieżelaznych

2.

Właściwości użytkowe i przykłady zastosowań:

•

mosiądzów

•

brązów cynowych

•

brązów aluminiowych

•

brązów manganowo – aluminiowych

•

brązów ołowiowych

•

miedzionikli

•

stopów aluminium – magnez

•

stopów aluminium – krzem

•

stopów przeznaczonych na łożyska ślizgowe.

3.

Mechanizmy niszczenia korozyjnego stopów miedzi

Akademia Morska w Szczecinie. Wszelkie prawa autorskie zastrzeżone.

Opis wybranych próbek

Próbka 1

Miedź wysokiej czystości klasa 6N 99,9999%, pręt odlewany
gruboziarnista struktura, ziarno nr 0 – 1
brak śladów odkształcenia plastycznego
powiększenie 12,5 x 8 = 100

Próbka 2.

Handlowa miedź elektrolityczna, Cu 99,95 pręt ciągniony
struktura drobnoziarnista, ziarno 7 – 8 wg wzorca ASTM
ś

lady odkształcenia plastycznego w postaci bliźniaków

powiększenie 100x – obserwacje ogólne, ocena wielkości ziarna
powiększenie 250x – obserwacje szczegółowe, ziarna z bliźniakami.

Próbka 3

Mosiądz CuZn 30, blacha półtwarda – walcowana na zimno
powiększenie 500 x
widoczne bliźniaki i pasma poślizgów
Typowa struktura jednofazowych stopów po przeróbce plastycznej.

Próbka 4.

Mosiądz dwufazowy Cu Zn39 Pb1
nakrętka wykonana z pręta wyciskanego
Powiększenie 500x jasna faza alfa, ciemniejsza faza beta prim
ciemne wydzielenia ołowiu (ułatwiają obróbkę skrawaniem – łamanie wióra) tzw. mosiądz
automatowy.
Powiększenie 200x – pasmowy układ fazy beta prim

Próbka 5a 5b 5c

Struktura perytektyczna w odlewniczych stopach miedzi.

-

przemiana perytektyczna

-

rozmieszczenie faz alfa i beta

-

produkty przemian fazy beta
uporządkowanie beta prim
eutektoid alfa gamma
stabilna faza beta

Fazy FeAl – kappa 1, 2 i 4