Politechnika Białostocka

Wydział Mechaniczny

Laboratorium z przedmiotu:

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

Temat ćwiczenia: Utwardzanie dyspersyjne stopów metali nieżelaznych.

Prowadzący ćwiczenia: mgr inż. B. Dąbrowski

Grupa laboratoryjna: 10

Świerżewski Daniel

Data wykonania ćwiczenia: 6.12.2005 r.

1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego.

• Zapoznanie się z technologią obróbki cieplnej stopów aluminium oraz jej wpływ na niektóre własności mechaniczne stopów.

2. Opis stanowiska badawczego.

Wyposażenie i materiały:

Piec elektryczny oporowy, pirometry elektryczne z automatyczną regulacją temperatury, zbiornik z wodą do chłodzenia, twardościomierz Brinella, papier ścierny, próbki duraluminium PA6 (∅ 30 * 8 ) - sztuk 5.

3. Przebieg realizacji eksperymentu.

Zmierzyć twardość HB próbek duraluminium w stanie wyjściowym.

1. Przesycanie

- Przy pomocy szczypiec włożyć do pieca o temperaturze 500 - 510°C, pięć próbek duraluminium PA6 i przetrzymać je przez 30 minut.

- Po wygrzaniu wyjąć próbki i zanurzyć w zbiorniku z wodą o temperaturze pokojowej i przetrzymać do całkowitego ich ochłodzenia. Należy mieć na uwadze, aby czas między wyjęciem próbki z ośrodka nagrzewającego i zanurzeniem jej do
wody nie przekraczał 30 sekund.

- Oczyścić próbki papierem ściernym, po czym zmierzyć ich twardość na
twardościomierzu Brinella.

2. Wyżarzanie starzejące (starzenie)

- Trzy przesycone próbki duraluminium włożyć do pieca, ogrzanego do temp. 175°C i wygrzewać. Po upływie 5 minut wyjąć pierwszą próbkę i ochłodzić w wodzie. Po upływie 15 minut wyjąć drugą próbkę i ochłodzić w wodzie. Po upływie 30 minut wyjąć trzecią próbkę i ochłodzić w wodzie.

- Czwartą przesyconą próbkę duraluminium włożyć do pieca ogrzanego do
temperatury 50°C, przetrzymać przez 30 minut, po czym ochłodzić na powietrzu.

- Piątą przesyconą próbkę duraluminium włożyć do pieca, ogrzanego do temperatury
250°C, przetrzymać przez 30 minut następnie ochłodzić w wodzie.

- Wyjęte z pieca próbki oczyścić papierem ściernym i poddać pomiarowi twardości

na twardościomierzu Brinella i zanotować wyniki pomiaru.

4. Zestawienie i analiza wyników badań.

Przesycanie - odbywa się w temperaturze 520 ° C HB = 87.21

STARZENIE

Czas	Temperatura	HB
5	175	101
15	175	107
30	175	125

Czas	Temperatura	BH
0	0	87.21
30	50	97.7
30	175	125
30	250	101

5. Wnioski.

Podczas badania twardości duraluminium możemy zaobserwować, że nawet krótki czas starzenia powoduje znaczny wzrost twardości. Spadek twardości badanej próbki po starzeniu przez ok. 100 dni może być spowodowany zbyt długim wytrzymywaniem w wysokich temperaturach. Natomiast wysoka twardość duralu po obróbce plastycznej spowodowana jest wprowadzeniem zgniotu.

Należy podkreślić że rozpuszczalność aluminium w krzemie jest bardzo mała można przyjąć że w układzie Al - Si składnikiem strukturalnym jest czysty krzem. Krzem nie tworzy związków z glinem. Powyższe struktury uwidoczniają wytrącenia i odpowiednie eutektyki dla danych stopów.

Właśnie wtrącenia mają często duży wpływ na właściwości danego materiału. Często bywa że wtrącenia są trudne do wykrycia, nawet analiza rentgenowska nie daje jednoznacznych wyników.

Miedź znajdująca się w roztworze stałym na osnowie aluminium zmniejsza parametry sieci , ponieważ wielkość promienia jej atomów wynosi 1,78 natomiast glinu - 1,43.

Wydzielenie się Cu z roztworu powinno spowodować zwiększenie parametrów, tymczasem proces starzenia i utwardzanie będące następstwem tego procesu nie zmieniają parametrów sieci. Dopiero po nagrzaniu powyżej

---