Главная  Сварка 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [ 8 ] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]

жашей 62% меди. Эту латунь широко применяют при изготовлении различной химической аппаратуры.

По ГОСТ 1019-47 латуни делятся в зависимости от их состава на ряд марок. Латунь, содержащая от 88 до 97% меди (остальное цинк), носит название томпак, содержащая от 79 до 88% мет, -полутомпак. Алюминиевые латуни, кроме цинка, содержат еще от 1,75 до 2,5% алюминия. Существуют латуни марганцовистые, содержащие 57-60% меди, 1-2% марганца, остальное - цинк (марки ЛМц 58-2), железомарганцовистые, содержащие 57-60% меди, 0,6-1,2% железа, 0,5-0,8% марганца, остальное - цинк (марка ЛЖМц 59-1-1). Такие латуни обладают повышенной прочностью и вязкостью. Латуни ЛМц 58-2 и ЛЖМц 59-1-1 достаточно хорошо отливаются и свариваются.

Бронза - сплав меди с оловом, марганцем, алюминием, никелем, кремнием и др. В зависимости от состава бронзы делятся на литейные и обрабатываемые давлением. Литейные бронзы применяют для изготовления литых деталей. В зависимости от состава бронзы температура ее плавления составляет от 1020 до 1060° С.

Медноникелевые и никелевые с п л а в ы отличаются стойкостью против коррозии, большим удельным сопротивлением. Сплавы на никелевой основе отличаются также высокой жаропрочностью и жаростойкостью, хорошими механическими свойствами К медноникелевым сплавам относится, например, монель (НМЖМц 28-2,5-1,5), содержащий около 28% меди, 2,57о железа, 1,5% марганца, остальное- никель. Из монеля изготовляют изделия высокой прочности и коррозийной стойкости.

.Мельхиор (МН19) содержит около 19% никеля, остальное- медь; применяется для изготовления коррозийностой-ких деталей и бытовых изделий. Для тех же целей применяют нейзильбер (МНЦ 15-20), содержащий 15% никеля, 20% цинка, остальное -медь. Сплав манганин (МНМц 3-12), содержащий 3% никеля, 12% марганца, остальное - медь, обладает большим электрическим сопротивлением и применяется в виде проволоки для катушек реостатов.

Алюминий и его с п л а в ы. Алюминий - очень легкий металл, имеющий плотность 2,7 г/см и высокую теплопроводность, превышающую теплопроводность малоуглеродистой стали примерно в три раза. Температура плавления [алюминия значительно ниже, чем стали, и равна 657°С. При нагревании и соприкосновении с кислородом алюминий лег-

§ 4

Цветные металлы и сплавы

Медь - очень пластичный и вязкий металл красновато-зового цвета, обладает высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления технической меди 1080- 1083° С. Из меди можно прокатывать очень тонкие листы (фольгу) и ленту толщиной 0,05-0,06 мм, а также вытягивать проволоку диаметром всего 0,02-0,03 мм.

Медь получают из руд, попутно извлекая из них и другие ценные металлы: цинк, свинец, никель и др.

При нагревании выше 500°С медь резко снижает свою прочность и становится хрупкой. При нагревании свыше 400° С медь склонна сильно окисляться, образуя закись (СнгО) и окись (СиО) меди. Особенно легко окисляется расплавленная медь. Закись меди имеет температуру плавления 1235° С, т, е. более высокую, чем медь. Она растворяется в жидкой меди и, располагаясь между ее зернами, в 2-3 раза понижает прочность меди. Окисленная медь имеет излом темно-красного цвета.

По ГОСТ 859-66 выпускается медь марок МО, Ml, М2, МЗ и М4, отличающихся содержанием примесей. Самой чистой является медь МО, I*которая содержит не менее 99,95% чистой меди. Наиболее широкое применение имеет медь МЗ, содержащая не менее 99,5% меди. Чем чище медь и чем меньше в ней закиси меди, тем лучше она сваривается. Присутствие в меди свыше 1% закиси меди сильно затрудняет ее сварку. Примеси серы, мышьяка, висмута, сурьмы и свинца придают меди хрупкость. Ничтожное количество этих примесей очень затрудняет сварку меди Содержание в меди 0,1% и более серы делает медь красноломкой. Кремний и марганец способствуют раскислению меди. Раскисленная кремнием и марганцем медь хорошо сваривается.

Медь выпускают в виде чушек и проката - листов, ленты, проволоки, прутков и труб различных размеров. Чаше всего приходится сваривать изделия из медных листов и труб.

Латунь - сплав меди с цинком, содержащий от 20 до 50% цинка и соответственно от 80 до 50% меди. Латунь в зависимости от состава плавится при 880-940° С, она хорошо прокатывается и сваривается. Обычно латунь применяют в виде листов, труб, прутков и проволоки. Сварке чаше всего подвергают листы и трубы из латуни Л62, содер-



КО окисляется, образуя тугоплавкую окись алюминия, плавящуюся при температуре свыше 2060° С.

Металлический алюминий получают электролизом смеси кристаллического глинозема АЬОз и криолита 3NaF •AIF3 при температуре 950-970° С в специальных печах-ваннах. При этом применяют ток 35 000-50 000 а низкого напряжения 4-5 в- Кристалл11ческий глинозем получают обработкой алюминиевых руд - бокситов, в которых содержание его достигает 75% Применяют алюминий в виде проката: листов, прутков, труб, профилей, проволоки.

В технике широко применяют преимущественно не чистый алюминий, но сплавы его с другими металлами - марганцем, магнием, медью и кремнием, обладающие большей прочностью, чем чистый алюминий. Литейные алюминиевые сплавы, содержащие до 4-5% меди (АЛ7) или от 10 до 137о кремния (АЛ2) или 9,5-11,5% магния (АЛ8), способны хорошо отливаться.

В сварных конструкциях из алюминиевого проката наибольшее применение находят алюминиево-марганцевые сплавы АМц, содержащие от 1 до 1,6% марганца, и алюми-ниево-магниевые сплавы АМг, содержащие до 6% магния.

В самолетостроении применяют сплав дюралюминий (сплав Д), плотность которого 2,8 г/см. Дюралюминий марки Д1 содержит (%): меди 3,8-4,8, магния 0,4-0,8, марганца 0,4-0,8, остальное - алюминий. Высоколегированные дюралюмины Д6 и„Д16 содержат (%): меди 3,8-5,2, магния 0,65-1,8, марганца 0,3-1,0, остальное - алюминий

После термической обрабогки сплавы Д6 и Д16 имеют предел прочности 42-46 kzcjmm и относительное удлинение 17-15%.

Магний и его сплавы. Магний - самый легкий металл, плотность его 1,74 zjcm, температура плавления 651° С. Предел прочности литого магния 10-13 кгс /мм, относительное удлинение 3-6%. Магний интенсивно окисляется кислородом, а будучи в порошке или в виде ленты, легко воспламеняется на воздухе. Применяют его в виде магниевых сплавов плотностью около 2 г/см и пределом прочности около 27 кгс/мм.

Литейные магниевые сплавы МЛ1, МЛЗ и т. д. до МЛ6 содержат (%): алюминия до 9, цинка до 3, марганца до 2, остальное -магний. Деформируемые магниевые сплавы МА1, МА2 и т. д. до МА5 близки по химическому составу к литейным магниевым сплавам. Изделия из деформируемых магниевых сплавов штампуют в нагретом состоянии с

последующей термической обработкой. Сплав МА5 (7,8-9,2% алюминия, 0,2-0,8% цинка, 0,15-0,5% марганца, остальное -магний) после закалки при 410-425° С и охлаждения на воздухе имеет предел прочности 27 кгм/мм, относительное удлинение 6%, твердость ЯВ56.

Для предохранения от крррозии детали из магниевых сплавов сверху покрывают защитной окисной пленкой, получаемой при обработке их растворами хромпика и азотной кислоты.

Цинк - металл синевато-белого цвета, используется в виде чушек, листов, лент, проволоки. Применяется для легирования медных сплавов и покрытия стальных изделий с целью защиты их от коррозии. Кроме того, расплавленная цинковая проволока применяется для покрытия деталей методом распыления. Температура плавления цинка около 420° С. Сварка цинка затрудняется из-за его быстрого окисления. Под действием кислот и щелочей цинк разрушается.

I Свинец - тяжелый, легкоплавкий металл с темпера-гтурой плавления 327° С и плотностью 11,34 г/см. Применяется для приготовления припоев, изготовления и облицовки сосудов для химической промышленности, прокладок, защитных стенок от действия лучей радиоактивных элементов, облицовки электрических кабелей, пластин электрсгаккуму-ляторов и пр. При нагревании легко окисляется, покрываясь пленкой окиси с температурой плавления 850° С. Свинец достаточно легко поддается газовой сварке.

Олово -легкоплавкий металл серебристого цвета, температура плавления 232°С, плотность 7,3 г/см Применяется для изготовления припоев в сплаве со свинцом, для фольги, а также для получения различных медных сплавов (бронз).

Титан - металл серебристо-белого цвета, плотностью 4,54 г/см и температурой плавления 1800° С, обладающий высокой коррозийной стойкостью. Технический титан высокой чистоты содержит менее 0,1 7о примесей, обладает невысокой прочностью, но очень пластичен.

В сплавах титана, кроме углерода, могут содержаться в десятых и сотых долях процента алюминий, хром железо, марганец, молибден, ванадий, олово. Ряд сплавовтитана имеет предел прочности 100-110 кгс/мм и относительное удлинение 10-15%. Прочносгь этих сплавов титана равная прочности высококачественной стали, наряду с легкостью, высокой жаропрочностью, коррозийной стойкостью



И хорошей свариваемостью, обеспечивает им широкое применение в самолетостроении, производстве ракет и космических кораблей.

§ 5

Твердые сплавы

Применяют два основных вида твердых сплавов: металлокерамические и наплавочные.

Металлокерамические твердые сплавы состоят из карбидов тугоплавких металлов - вольфрама и титана, сцементированных кобальтом или никелем. К ним относятся вольфрамо-кобальтовые сплавы ВК2, ВКЗ, ВК4 и др., титано-вольфрамо-кобальтовые - Т5К10, Т14К8, Т15К6 и др. Сплав ВК4 имеет в составе 4% кобальта, остальное - карбиды вольфрама; сплав Т5К10 -5% карбидов титана, 10% кобальта, остальное -карбиды вольфрама. Твердость сплава ВК4 равна HRA89,5, сплава Т5К10 - HRA88,5.

Пластинки из металлокерамических сплавов припаивают латунью к резцам из углеродистой стали. Это увеличивает стойкость резцов и позволяет применять высокие скорости резания.

Наплавочные сплавы -литые карбиды, стеллиты, зернообразные, электродные. Эти сплавы приобретают свойства твердых сплавов после наплавки.

Литые карбиды ТЗ, К, Ф (релиты) * состоят из карбидов вольфрама и выпускаются в виде мелких зерен (крупки). При наплавке ими заполняют тонкостенные трубки из малоуглеродистой стали. Литые карбиды нашли широкое применение в нефтедобывающей промышленности для наплавки бурового инструмента. Твердость ТЗ равна HRASi.

Стеллиты (ВК-2, ВК-3, ВЗК-ЦЭ) - круглые литые стержни, содержат кобальт, никель, хром, вольфрам, кремний, углерод. Выпускаются более дешевые стеллитоподоб-ные сплавы -сормайт № 1 и сормайт № 2, в которых отсутствуют кобальт и вольфрам, но имеются хром и марганец. Стеллитами наплавляют изнашиваемые детали, которые должны сохранять точную поверхность, например седла клапанов двигателей.

* Релит - сокращенное наименование, означает: редкий элемент, литой.

Зернообразные наплавочные смеси (сталинит, вокар, висхом, КБХ) имеют зерна размером 1-3 мм и представляют смесь металлов или сплавов. В их состав входят хром, углерод, кремний, марганец, вольфрам (только в вокаре) и железо. Например, сталинит получают, смешивая (%): феррохрома 27, ферромарганца 22, чугунной стружки 47 и нефтяного кокса 4. При наплавке смеси дают следующую твердость: сталинит HRC5Q-57, вокар Я?С60-63, висхом НРС40-45. Сталинитом наплавляют зубья ковшей экскаваторов, щеки дробилок и др. Висхом применяют для наплавки деталей сельскохозяйственных машин - лемехов плугов, дисков и зубьев борон.

Наплавочная смесь КБХ имеет состав (%): феррохрома 60, железного порошка 30, карбидов хрома 5, боридов хрома 5; она дает наплавленный слой твердостью HRA79.

Электродные наплавочные сплавы выпускают в виде электродов диаметром 3-6 мм, длиной 400-500 мм, со специальным покрытием.

§ 6

Коррозия металлов

Коррозия - процесс разрушения металлов и сплавов под действием веществ, находящихся в окружающей среде.

Химическая коррозия вызывается действием кислорода, сухих газов или жидкостей, не проводящих электрического тока (спирт, бензин, масло и др.). При химической коррозии вещества вступают в химическое соединение с металлом, образуя окислы, сульфиды (сернистые соединения) и др. В результате коррозии на металле образуется налет, например ржавчина на железе и стали, зеленый налет на меди и металл постепенно разрушается. Коррозия в обычных условиях протекает медленно, но при повышении температуры она может значительно ускоряться.

Электрохимическая коррозия возникает в том случае, если в окружающей металл среде имеется электролит (вода, пар, растворы солей, кислот и щелочей) и между ними существует разность потенциалов. При взаимодействии металла или сплава с электролитом образуется множество мельчайших гальванических элементов, в которых частицы металла получают положительный заряд, т. е. становятся ионами и переходят в раствор. Металл при этом постепенно разрушается.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [ 8 ] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50]

0.0008