Imię i nazwisko: Michał Ciesielski |
Data wykonania ćwiczenia: 7.04.10 |
Nazwisko prowadzącego: dr inż. W.Gęstwa |
Ocena: |
Temat: Obróbka cieplna stopów nieżelaznych |
MCHT 5/1 |
||
Część teoretyczna
Duraluminium (skrótowo: dural) to ogólna nazwa stopów metali, zawierających głównie aluminium oraz dodatki stopowe: zwykle miedź (2,0-4,9%), mangan (0,3-1,0%), magnez (0,15-1,8%), często także krzem, żelazo i inne w łącznej ilości ok. 6 do 8%, przeznaczony do przeróbki plastycznej. Gęstość duraluminium to ok. 2800 kg/m³ (przy 2700 dla czystego glinu). Po poddaniu stopu przesycaniu, a następnie starzeniu (utwardzanie wydzieleniowe lub inaczej dyspersyjne), posiada on wysoką wytrzymałość mechaniczną: wytrzymałość doraźna ponad 400 MPa. Najlepsze własności wytrzymałościowe uzyskuje po starzeniu naturalnym. Zastosowanie: m.in. w lotnictwie do części konstrukcyjnych, niegdyś także do ram naziemnych pojazdów sportowych, itp. Istnieje także dural cynkowy, który ma większą zawartość cynku 5-7% oraz miedzi, magnezu i manganu.
Mosiądz - stop miedzi i cynku, zawierający do 40% cynku. Może zawierać dodatki innych metali, takich jak ołów, aluminium, cyna, mangan, żelazo, chrom oraz krzem. Topnieje w temperaturze ok. 1000 °C (zależnie od gatunku). Mosiądz ma kolor żółty (złoty), przy mniejszych zawartościach cynku zbliżający się do naturalnego koloru miedzi. Stop ten jest odporny na korozję, ciągliwy, łatwy do obróbki plastycznej. Posiada dobre właściwości odlewnicze.
Z mosiądzu wytwarza się armaturę, osprzęt odporny na wodę morską, śruby okrętowe, amunicję, okucia budowlane, w szczególności klamki. Ponadto, elementy maszyn w przemyśle maszynowym, samochodowym, elektrotechnicznym, okrętowym, precyzyjnym, chemicznym. Ważnym zastosowaniem mosiądzu jest produkcja instrumentów muzycznych. Jest on wytrzymalszy od brązu, ponieważ zawiera cynk nadający mu twardość[potrzebne źródło]. Jest on bardzo przydatny do obróbki plastycznej na zimno, np. podczas produkcji łusek amunicji. Ponadto z mosiądzu wytwarza się monety, medale, świeczniki, puchary, kłódki, moździerze, pomniki, elementy ozdobne (klamry, klamki) i wiele innych drobnych części oraz wyrobów jak np. odważniki, dzwony, okucia, ramy obrazów, itp.
Przebieg ćwiczenia
Skład chemiczny materiałów użytych do ćwiczenia:
Aluminium A1:
95,5% Al
max. 0,4% Fe
max. 0,3% Si
max. 0,05% Cu
max. 0,07% Zn
max. 0,05% T
Duraluminium PA6N:
0,2 - 0,7% Si
3,8 - 4,8% Cu
0,4 - 1,1% Mg
0,4 - 1% Mn
reszta Al
Mosiądz M63:
62 - 65% Cu
reszta Zn
Następnie wyżej wymienione próbki poddaliśmy obróbką cieplnym. Aluminium wyżarzaniu odprężającemu w temperaturze 150° i wyżarzaniu rekrystalizującemu w 520°C, duraluminium utwardzaniu wydzieleniowemu : przesycanie 520°C , starzenie 150°C, mosiądz: próbka nr 1 wyżarzaniu odprężającemu w 150°C, nr 2 przesycaniu w 520°C. Następnie dla próbki aluminium dokonaliśmy pomiaru tłoczności metodą Erichsena, a dla pozostałych próbek pomiar twardości HB.
Wyniki:
|
A1 |
PA6N |
M63 |
Stan wyjściowy |
2,6mm/2,2mm |
114 HB |
62,7 HB/68,5 HB |
Obróbka cieplna |
Wyżarzanie odprężające: 150°C/10' Powietrze: 2,3mm/2,2mm |
Przesycanie: 520°C/15' Powietrze: 65,6 HB |
(próbka nr 1) Wyżarzanie odprężające: 150°C/20' Woda: 66,2 HB |
|
Wyżarzanie rekrystalizujące: 520°C/10' Powietrze: 3,3mm/3,2mm |
Starzenie: 150°C/15' Woda: 102 HB |
(próbka nr 2) Przesycanie: 520°C/10' Powietrze: 67,5 HB
|
Wnioski:
Próbkę A1 poddano najpierw wyżarzaniu odprężającemu aby usunąć wewnętrzne naprężenia powstałe w skutek krzepnięcia odlewu. W ten sposób zamieniono je na odkształcenia plastyczne i uzyskano większą plastyczność. Następnie próbkę aluminium poddano wyżarzaniu rekrystalizującemu aby usunąć niekorzystny wpływ zgniotu, który powstał w skutek wcześniejszej obróbki plastycznej na zimno.
Próbkę PA6N poddano utwardzaniu wydzieleniowemu. W pierwszym etapie dokonano przesycania aby dokonać stabilizacji austenitu. Po tej operacji nastąpiło starzenie w skutek którego doszło do poprawy właściwości wytrzymałościowych i twardości materiału.
Próbkę mosiądzu M63 nr 1 poddano wyżarzaniu odprężającemu w celu usunięcia naprężeń powstałych podczas krzepnięcia odlewu. Próbkę nr 2 poddano przesycaniu w celu ustabilizowania austenitu.