Текст
а. с. ЗИНОВЬЕВ
’ . т "Ч •. Чй! й-.и
УН о?.» ! к... <' .;• .* .( <*>•>• , J -Л1’
СП РАВОЧ НИК
ПО АВИАЦИОННЫМ
ME ТАЛЛАМ и С ПЛАВАМ
Л$?гНл‘н’ ' * * % . . ' . . .‘V'«'ir
*'• •' 7: и ; -j • ••' . .• • Г''-.1
В настоящей книге собраны материалы справочного х . . по
ным н цветным металлам и сплавам, применяемым в сечете • •'•стр- -
ном авиастроении.
В книге приведены данные о составе, термообработке. .доч.
свойствах и применении авиационных сплавов. Широко пре,.ст. > еяз- т- де
микрофотографии структур сплавов ходовых марок.
Справочник предназначается для авиационных инженеров л тех,. от
работников авиапромышленности и студентов авиационных ьт че.
ОТ АВТОРА
При -выполнении настоящей работы автором были использованы наи-
более ценные литературные данные о советских авиационных сплавах,
а также — в возможных пределах — авиационные технические условия
и спецификации авиационных материалов; во всех таблицах черных и
цветных сплавов дана маркировка но ОСТ; для сплавов, не указанных
в ОСТ, маркировка в таблицах соответствует принятой ОСТ системе.
В справочнике приведены данные о составе, термообработке, строе-
нии механических свойствах (вдоль волокон) и применении авиационных
сплавов:
jАвтор считал целесообразным привести ряд диаграмм состояния, кото-
рые почти все заимствованы из книги М. Hansen: <<Der Aufbau der Zweistoff-
legierungen» (изд. 1936 г.), тем более что некоторые из этих диаграмм
появляются в нашей литературе впервые.
В первой части книги в разделе о применении углеродистых сталей при-
ведены некоторые общие сведения по теории металлографии и термиче-
ской обработке металлов. Это сделано для облегчения пользования справоч-
ником.
При разборе диаграмм состояния и строения углеродистых сталей
твердые растворы a, fl, у и 6 рассматриваются как молекулярные ра-
створы. Знаком-У обозначаются смеси, знаком растворы.
Приведенные в конце книги справочные данные о сплавах, применяе-
мых в заграничной авиационной практике, заимствованы из книг, жур-
нальных статей и переводной литературы последних лег. При подборе этих
Данных автор ограничился табличным материалом, характеризующим в
компактной? форме химический состав и механические свойства ходовых
иностранных авиасплавов.
За все указания и пожелания читателей автор будет весьма призна-
телен.
СОДЕРЖАНИЕ
Часть I
Черные сплавы
аз де л I. ^глеродистая сталь и чугун и их применение в авиации
' состояния системы Fe—Fe3C и влияние Fe,( на
9 Доение п свойства стали .............
“• Й’иянпе Мп, Si, S и Р па строение и свойства стали . .
“ЧяниС термической обработки иа строение и свойства
. ..(Та тн ................... ..................
4' 'З'йиспмость строения и свойств стали от поверхностного
к р'рочнСния материала ...................................
°’ ^тав и свойства различных марок углеродистой стати,
g ['^ЧменМемых в авиации ...
УунЫ
9
10
13
16
24
28
38
Раздел 11 Специальнь|е СТали 3g
§
§
§
§
§
§
г1‘_Si, Fe—Mo, Fe—V n Fe—W и влияние этих комионеи-
к 9 t ?1 на строение и свойства стали ... 39
| J улкелеиая сталь . 46
с У ОЬомистая сталь....................................... 50
S ’ /гто.мопнкелевая сталь перлитного п сорбитиого i лассов
8 5 v добавками Mo, W и V) 50
к g’ 5Гомонанадисвая сталь . 64
? 7’ уйомолюлибденовая сталь 66
8 8’ ЗйомаНСилевая сталь . . 70
; д‘ Лйомо-молибдено-алюмпииевая сталь . 79
s 10’ Лржат'-еющая сталь . . . 84
S 11 ррроуйорная сталь 88
8 19 рйструментальная сталь . ... 95
* *" Ржущие сплавы • 104
Часть II
Цветные сплавы
Алюминиевые сплавы 109
1 С
? 2 п^йстра 11 применение алюминия ...................... 109
8 з‘ риагрйммы состояния систем А1- Си, AI—Si и др. 112
s ‘ L|iaaBi»i типа туралюмин . 114
§ 4. Сптавы авпа.ть .................................. 131
§ 5. Сплавы альтмаг ..................... . . . . 132
§ 6. Марганцовисти-а.помнпиевые сплавы . .......... 134
§ 7. Алюминиевые сн ивы для прессовки, ковки п штамповки 135
§ 8. Литейные алюминиевые сплавы .... 146
Раздел II. Магниевые сплавы . 150
§ 1. Свойства магния .................................. I5U
§ 2. Диаграммы состояния систем Mg—Zn, Mg—Al н др. 150
§ 3. Двойные и тройные магниевые сплавы .... . . 1э0
Раздел III. Медные сплавы . . . 158
§ 1. Свойства и применение .меди ...................... 158
§ 2. Диаграммы состояния систем Си—Sn. Си—РЬ и др. 1э9
§ 3. Оловянистые бронзы и бронза ЦСК 1э9
§ 4. Свинцовистые бронзы .............................. 166
§ 5. Алюминиевые и бериллиевые бронзы 169
§ 6. Латуни . . 173
Раздел IV Никелевые сплавы . 180
Разде 1 V. Баббиты 180
§ 1. Свойства компонентов оловянистых баббитов п диаграммы
состояния ... .... 180
§ 2. Оловянистые баббиты ............... 181
3. Ст андарт на оловянистые и свинцовистые баббиты 187
Приложение /. Стандарты на различные припои . 188
Приложение 2. Таблицы авиационных металлов и сплавов, применяе-
мых в иностранном авиастроении...............• ••... 192
Приложение 3. Сводная таблица физических констант важнейших
элементов, образующих металлические сплавы (вмейка
Предметный укаытель.................... . • . . . . - 236
Раздел 1
УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ И ЧУГУН
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В АВИАЦИИ
Компонентами углеродистой стали являются железо и химическое сое-
динение последнего с углеродом — карбид железа (цементит).
В углеродистой стали содержатся также марганец, кремний и вредные
примеси —сера и фосфор. В углеродистой стали допускается присутствие
хрома до 0,25% и никеля — до 0,5%. Сталь, содержащая большее количе-
ство хрома и никеля, а также молибден, вольфрам, ванадий и другие эле-
менты, носит название специальной ста л и, ибо нрпсстствие
упомянутых компонентов изменяет строение стали и придает ей особые
свойства.
Железо имеет несколько ал отропических превращений (табл. 1).
Таблица 1
Температурная устойчивость различных модификаций железа
Модифика - ция железа Тип пространственной решетки Температурная устой- чивость, °C
при охлаждении при нагревании
FeS Центрированный куб 1528— 1401 1401 — 1528
FeT Куб сцентрированными гранями 1401 — 898 906- 1401
Fe3 Центрированный куб 898 — 768 768 — 906
Fe, Центрированный куб < 768 < 768
При температуре 768 происходит магнитное превращение железа; при
-том тип пространственной решетки не меняется. Зависимость параметров
пространственных решеток от температуры характеризуется данными табл. 2-
При температуре ниже 768° железо магнитно, выше 768’- — немагнитно.
Ри комнатной температуре чистое железо обладает следующими механи-
сКи.мн свойствами: временное сопротивление разрыву % 25 —30 кг/мм ';
Удлинение 6 = 40 — 50%; относительное сужение ф~85%; модуль нор-
льноп упругости Е ~2100 кг'мм2; твердость ио Бринеллю Н^^ЗО кг им'2
9
Таблица 2
Зависимость параметров пространственной решетки железа
от температуры
Модифика- ция железа Температура °C Тип пространственной решетки Параметр решетки с А
Fea 16 Центрированный куб 2,87
Fejj 780 Центрированный куб 2,90
Fey 1100 Кубе центрированными гранями. 3,65
Fe8 1425 Центрированный куб 2,93
Пространственная решетка цементита согласно опытам Вефера (Wever)
относится к ромбической системе. Цементит имеет магнитное превращение
при температуре в 210'; выше этой температуры он немагнитен. Цементит
обладает большой твердостью (Яд £ 820 кг/мм?) и хрупкостью. Темпера-
тура плавления его неизвестна, ибо при нагревании в чистом виде, а также
при больших скоплениях в структурах сплавов цементит распадается на уг-
лерод и железо.
Диаграмма состояния этих двух компонентов достаточно изучена целой
плеядой исследователей; Робертсом — Аустеном (Roberts — Austen), Розе-»
бумом (Roozeboom), Осмондом (Osmond), Ле Шателье (Le Chatelier), Карпен-
тером (Carpenter), Бенедиксом (Benedicks), Теренсом (Goerens), Сальдау,
Гутовским, Витторфом, Кестером (Koster) и др.
§ 1. Диаграмма состояния системы Fe—Fe3C и влияние
Fe3C на строение и свойства стали
На фиг. 1 изображена диаграмма состояния системы Fe—Fe3C, поясне-
ния к которой (по проф. Гевелингу) даны ниже.
ПОЯСНЕНИЯ К ДИАГРАММЕ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ Fe— Fe3C
Область I а. Однородная жидкая фаза. Избыток железа по сравне-
нию с раствором эвтектической концентрации.
Область 1 Ь. Однородная жидкая фаза. Избыток цементита по срав-
нению с раствором эвтектической концентрации.
Область II. Жидкая фаза+кристаллизующийся аустенит.
Область III. Жидкая фаза-Ькристаллизующийся первичный цементит-
Область IV а. Однородный твердый раствор — аустенит. Избыток
железа по сравнению с твердым раствором эвтектоидной концентрации-
Область IV Ь. Однородный твердый раствор — аустенит. Избыток це-
ментита по сравнению с твердым раствором эвтектоидной концентрацшг-
10
11
Продукт распада выпавшего
в области II аустенита
Область V. Аустенит-у₽-раствор.
Область VI. Аустенитта-раствор (феррит).
Область VII. Аустениту вторичный цементит (Fe3Cn).
Область VIII. Аустенит-(-вторичный цементит-у эвтектика.
Область IX. Первичный цементит Fe3Ci -у эвтектика.
Область X. Твердый раствор цементита в a-железе (феррит):
(Fe3C^Fea).
Область X а. Твердый раствор цементита в a-железе (феррит)4-тре-
тичный цементит:
(Fe3C^Fea)-y Fe3CIlr
Область XI. Твердый раствор а (феррит)-у третичный цементит-уэвтек-
тоид (перлит):
(Fe3C ;±Fea)-y Fe3Cin -У f(Fea zl Fe3C) ~y Fe^],
Феррит Перлит
Область XII. Вторичный цементит-ьперлит:
Fe3Cn -у [(Fe3C Fej + Fe3C].
Область XIII. Вторичный цементит-)- перлит -у ледебурит:
Fe3Cn -у [(FesC Fe,) -у Fe3C] + {Fe3Cn -у [(Fe3C Fea) + Fe3C]4-Fe3C}
Перлит
Продукт распада аустенита в эвтектике
Ледебурит
Область XIV. Первичный цементит-уледебурит (эвтектика):
Fe^ -у {Fe3Cn + [(Fe3C Fea) -У Fe3C] -у Fe3C}
Перлит
Продукт распада аустенита
в эвтектике
Ледебурит
Область XV. Жидкая фаза-у кристаллизующийся В-раствор.
Область XVI. Однородный В-раствор.
Область XVII. В-раствор-Уаустенит.
Твердый раствор а представляет собой раствор карбида в ix-железе
(Fea y^Fe3C). При температуре в 15° предельное содержание в нем углерода
доходит до 0,01%, а при температуре в 720° —возрастает до 0,04%. Твер-
дый раствор а называется также ферритом. Его механические свойства
близки к свойствам железа.
Твердый раствор ₽ представляет собой раствор карбида в 3-железе
(FesTiFe3C). Он имеет такое же строение, как и a-раствор, но немагнитен.
Твердый раствор у — аустенит — также немагнитен. Предельное
содержание в нем углерода доходит до 1,7% при 1145°; при температуре же
в 720° предельное содержание углерода уменьшается до 0,9%.
Существуют две точки зрения на строение аустенита: 1) аустенит пред-
ставляет собой твердый раствор карбида в у-железе (FeT Fe3C) и >2) ay-
12
стенит есть твердый раствор углерода в ^-железе (FeT С). Первая тео-
рия пользуется большим распространением, чем вторая.
1 Твердый раствор о представляет собой раствор в 3-железе карбида
zfes 72 Fe3C) или углерода (Fe6 72С). О его свойствах известно сравнитель-
но мало.
Для иллюстрации диаграммы Fe—Fe3C на фиг. 2—7 приведены микро-
структуры углеродистых сталей. По микроструктуре стали можно опре-
делить примерное содержание в ней углерода — по площадям, занимаемым
зернами перлита (содержащими 0,9% С).
Фиг. 2. Микроструктура доэв-
тектоидной стали, содержащей
0,2% С (феррит + перлит)
(Х250).
Фиг. 3. Микроструктура доэв-
тектоидной стали, содержащей
0,5% С (феррит 4- перлит)
(>.500).
При увеличении в стали количества цементита (углерода), как видно
из фиг. 2—7, сильно изменяется ее строение; изменяются также и все свой-
ства стали: уменьшаются удельный вес, пластичность и вязкость, увели-
чиваются прочность и твердость, в доэвтектоидной стали ухудшаются анти-
коррозионные свойства и пр.
На фиг. 8 и 9 изображены кривые, характеризующие влияние Fe;1C на
механические качества стали.
Изменение свойств позволяет разбить сталь на несколько групп для
соответствующего применения.
§ 2. Влияние Мп, Si, S и Р на строение и свойства стали
В углеродистой стали, помимо углерода, содержатся и другие элементы
(марганец, кремний, сера, фосфор), наличие которых обусловливается тех-
нологией получения стали.
Марганец уменьшает красноломкость стали вследствие того, что он сое-
диняется с серой и тем самым затрудняет образование легкоплавкой сер-
13
Фиг. 4. Микроструктура доэв-
тектоидной стали, содержащей
0,6% С (феррит 4- перлит)
(х250).
Фиг. 5. Микроструктура доэв-
тектоидной стали, содержащей
0,75% С (феррит + перлит)
( .250).
Фиг. 6. Микроструктура эвтек-
тоидной стали, содержащей
0,9% С (перлит)
(х500).
Фиг. 7. Микроструктура заэв-
тектоидной стали, содержащей
1,1% С (перлит + цементит)
(х500).
14
нистой эвтектики. Одновременно марганец является раскислителем стали.
Он понижает критические точки и благоприятно влияет на термическую
обработку, но увеличение содержания марганца способствует росту зерен.
[3 тех количествах, в которых марганец допускается в углеродистой стали,
он не оказывает большого влияния на ее механические свойства: марганец
повышает твердость и крепость стали и благоприятно влияет на уменьшение
истираемости. По опытам проф. Зайцева для минимального пзноса содер-
жание марганца в стали должно
----Временное сопративлразрыву в кг/ммг
----Предел певучести в чг/ммг
- —СМагпие е "/о
- - Удлинение в %
быть не менее 0,75%. Нормально
содержание марганца в стали мень-
ше 0,6%.
Кремний также является одним
из раскислителей стали. Он повы-
шает критические точки последней,
способствует распаду Fe3C, не-
сколько увеличивает крепость,
упругость и сопротивление исти-
ранию. В /небольших количествах
Фиг. 8. Влияние углерода на механиче-
скиесвойства стали(ОЬегЬсffer): 7—швед-
ский мартеновский металл — кислый и
основной, прокатанный; 2—тоже, но
Фиг. 9. Влияние углерода
на твердость и вязкость стали/
(Oberhoffer).
Твердость no fiputtejuuo
прокатанный и отожженный; 3—швед-
ский бессемеровский и томассовский ме-
талл, прокатанный.
(~0,4%) кремний почти не влияет на термообработку стали. Нормально
содержание кремния в стали менее 0,4%.
Сера дает с железом химическое соединение FeS, которое образует
в стали зерна легкоплавкой эвтектики (температура плавления зерен
'втектики равна 985°). Наличие этой эвтектики обусловливает краснолом-
кость стали. Сера ухудшает все механические свойства стали; она способ-
ствует истиранию стали и разрушению материала от усталости, а также
Уменьшает антикоррозионную стойкость. Сера является вредной примесью,
поэтому содержание ее в стали ограничено известными пределами (<0,045%).
иоычно сера присутствует в виде соединения MnS.
Фосфор образует с железом фосфид железа FesP. Фосфидная эвтектика
°Держпт 10.5% Р; температура плавления ее около 1050°. Железо в твер.
15
дом состоянии способно растворять Fe3P. Предел насыщения при комнат-
ной температуре — около 1,5% Р. При содержании до 1% фосфор повышает
крепость и твердость, но уменьшает вязкость и пластичность стали. Фос
фор сообщает стали хладноломкость, т. е. большую ударную хрупкость
в?,области отрицательных температур. Кроме того, фосфор способствует
росту зерен и неоднородности стали.
Фосфор является вредной примесью
Фиг. 10. Диаграмма системы Fe—Fe3C
с указанием температур термической
обработки.
, и содержание его в стали должно
быть <0,045%. В этом случае весь
фосфор будет в виде Fe3P раство-
рен в феррите.
Характер распределения вред
ных примесей серы и фосфора
в стали можно легко получить с
помощью травления по Бауману.,
§ 3. Влияние термической
обработки на строение
и свойства стали
Для изменения строения и
свойств стали применяются следу-
ющие виды термообработки: 1) от-
жиг, 2) нормализация, 3) закалка
и 4) отпуск.
Первые три вида термической
обработки достигаются тем, что
при нагревании получают одно-
родный твердый раствор—аустенит
а затем, при охлаждении, с раз-'
личными скоростями происходит
кристаллизация феррита и Fe3C из
раствора. От условий охлаждения
зависят величина и форма выделе-
ния цементита, что оказывает влия-
ние на свойства стали.
Отпуск производится для c^fi-
тия внутренних напряжений и для
перестройки неустойчивой струк-
туры в более устойчивую Опера-
ция отпуска заключается в нагре-
вании и последующем охлаждении
В процессе отпуска в материале
происходит самопроизвольное вы-
деление и коагуляция карбида,
что приводит к уменьшению энер
гии материала.
В зависимости от степени происшедшей при отпуске перестройки стали
в большей или меньшей степени изменяются ее свойства.
На фиг. 10 приведены температуры нагрева, необходимого при термо-
обработке углеродистой стали, при различном содержании углерода.
J3 зависимости от степени нагрева, изделие может быть подвергнуто пол-
ной или неполной термической обработке (отжигу, нормализации и закалке).
16
овом случае в результате обработки изделие получает новую структуру
J Г17еМу объему, во втором случае, — помимо новых, сохраняются и старые
п° L-fvpHwe составляющие.
сТрпои обычном отжиге, нормализации и закалке процесс охлаждения не-
явен, при изотермической же обработке деталь с аустенитной струк-
<*Ре% (при охлаждении) вначале выдерживают при выбранной и постоянной
тУРдературе ниже Aq в течение определенного промежутка времени, а затем
теМ подвергают дальнейшему охлаждению1.
^Характеристика различных видов термообработки углеродистой стали
дана в табл. 3.
Таблица 3
Характеристика различных видов термообработки углеродистой стали
Виды термо- обработки Температура нагрева при полной' термо- обработке,°C Охлажда- ) ющая среда Скорости охлаждения Структура угле- родистой стали
Отжиг Ас3 + 30° Печь Зола Песок Доли гра- дусов или градусы в минуту Согласно диа- грамме плавкости
^Мормализа- цня Ас3 + 30° Спокойный воздух, движу- щийся воздух Десятки градусов в минуту Сорбитообраз- ный перлит + +феррит или це- ментит
Закалка^^ Ас3 + 30° Масла (расти- тельные и ми- неральные) и вода с различ- ными добав- ками От 40 до 250° в се- кунду и более Троостит, тро- остомартенсит, мартенсит либо мартенсит 4- ау- стенит
Отпуск Ниже Aq Безразлично — От мартенсита до перлитовой структуры
Бюро стандартов США дает следующую характеристику охлаждающей
Способности различных сред 2:
1 См. далее стр. 24 и 25.
Скорость охлаждения определялась
— •2,7 мм, h—50,4 мм) из углеродисто!
СпРавочцик по авиаметаллам—112—2
стали с содержанием (J,98% С.
Кк1вського А*1о-
И#ституту
М BixMA
17
Фиг. 12. Троостит и мартенсит
(Х500).
Фиг. И. Сорбит (х500)
(Dujardin).
Фиг. 13. Мартенсит500)
(Dujardin).
Фиг. 14. Мартенсит и аустенит
(Х500) (Dujardin).
18
Вода при 20°................... . . 1
» » 40° ............ ................. 0,67
» » 60° . ............................0,46
» » 80° .......... . 0,24
» » 99° ........ 0,08
5%-водный раствор поваренной соли при 20° . 1,1
20% » » » » » » . 1,0
5%-раствор NaOH в воде при 20° .... 1,19
Растительное масло (льняное, сурепное) при 20° 0,15—0,30
Минеральное масло (мазут и др.) при 20° 0,21—0,44
Животный жир при 20' ... . ............... 0,19 — 0,35
На фиг. 11—14 приведены структуры термически обработанной угле-
родистой ст;ицг (около 0,4% С): сорбит, троостомартенсит, мартенсит и мар-
£енспт+аустенит.
Строения этих структур таковы:
1) перлит — механическая смесь цементита и феррита (грубая);
2) сорбит — механическая смесь цементита и феррита (тонко построен-
ная); эта структура названа по имени исследователя Сорби (Sorby);
3) троостит — дисперсная смесь частичек цементита и феррита [назва-
ние дано в честь исследователя Трооста (Troost)j;
4) мартенсит,— понимаемый нами как смесь субмикроскопических частиц
Fe3C и феррита 1 [эта структура названа по имени исследователя Мартенса
(Martens)].
Изменение строения стали (при том же количестве углерода) отражается
на ее свойствах:
Удельный объем. Тамман(Таттапп) и Шейль (Schell) для стали с содер-
жанием 1,7% С нашли следующие изменения объемов в зависимости от
структуры: аустенит — 0,1275; мартенсит — 0,1310 и перлитовая струк-
тура 0,1286. Непостоянство объемов объясняется искажением решетки,
Таблица 4
Твердость различных структур стали (по Thamaru)
Название структуры Перлит . 0,9% С Сорбит 0,9% С Троостит 0,9% С Мартенсит 0,9% С Аустенит 0,9% С Феррит 0,01 % С Цементит 6,67% С
Твердость по Бринеллю Нв кг/мм2 225 270 400 720 155 90 820
те . О природе мартенсита существуют две основные гипотезы: а) мар-
ванл еСТЬ пересыщенный твердый раствор [этой гипотезы придержи-
НагТСЯ Мау₽еР (Maurer), Хонда (Honda), Вефер, Матсусита (Matsushita),
смесьСЭВа (Nagasawa), Минкевич и др.]; б) мартенсит представляет собой
ваюте меаьчайших частичек цементита и феррита [этой гипотезы придержи-
(Esspia !,03енгейн (Rosenhain), Джеффрис (Jeffries), Pyep (Ruer), Эссер
7, Ьочвар и др.].
19
20
1сперсностыо структуры и т. д. Увеличение объема при закалке доходит
стали с 0,6% С до 0,3%, а для стали с 0,9 — 1% С даже до 0,9%.
Механические свойства. В табл. 4 приведена характеристика механи-
еСких свойств отдельных составляющих стали. Наибольшей крепостью и
наименьшей вязкостью из всех структур обладает мартенсит.
11 физические свойства зависят от содержания в стали углерода и от тер-
мической обработки. Такая зависимость дана на фиг. 15 и 16.
’ Термическая обработка влияет также на антикоррозионную устойчи-
оСТь стали. Трооститовая структура является в этом смысле самой неустой-
чивой; аустенитовая же и ферритовая структуры обладают наибольшей
антикоррозионной устойчивостью, так как являются однородными твер-
дыми растворами.
При неполной закалке доэвтектоидной стали в воде получается струк-
тура: феррит (прежняя структурная составляющая)-|-мартенсит (новая
структурная составляющая) (фиг. 17); в заэвтектоидной стали соответ-
ственно получается мартенсит -4- цементит (фиг. 18). В то время, как первая
структура нежелательна для конструкционной доэвтектоидной стали и до-
пускается только в цементированных деталях1, вторая структура является
нормальной для инструмента (мелкие зернышки цементита+мартенсит).
Фиг. 17. Микроструктура не-
полной закалки: феррит и мар-
тенсит (Oberhoffer) (х500).
Фиг. 18. Микроструктура не-
полной закалки: цементит и
мартенсит (Dujardin) (х500).
Отпуск уменьшает внутренние напряжения в материале, а также уско-
ряет процессы, способствующие переходу из метастабильных состояний
! стабильное. Отпуск — синоним искусственного старения. Отпуск в тече-
ние 1,5 — 2 час. при температуре ниже 180 — 200° мало изменяет структуру
свойства, уменьшая в основном напряженность детали.
Дит °ТПуске УглеР°Дистой стали, закаленной на мартенсит, происхо-
,____^яедук)щая перестройка: мартенсит-> троостит-> сорбитперлит. В ка-
В переходной зоне и в ядре.
21
Фиг. 19. Зернистый цемен-
и феррит (сталь 0,£%С).
(х500).
кой степени успеет перестроиться структура стали, зависит от режима от-
пуска: температуры нагрева и времени отпуска.
На фиг. 19 представлена структура стали (зернистый цементит 4-феррит),
полученная после длительного отпуска
при 600°. Эта структура термодинами-
чески более устойчива, чем пластинчатый
перлит, но менее тверда и более вязка.
Все свойства стали при отпуске изме-
няются соответственно изменению струк-
тур (фиг- 20 и 21)-
Иногда температуру отпуска опреде-
ляют по цвету пленки окислов. Однако
этот способ недостаточно точен и надежен.
В табл. 5 дана зависимость цветов побе-
жалости от температуры отпуска.
Пороки термообработкитаковы: 1)кр^п-
нозернистость, 2) обезуглероживание,
3) окисление, 4) отсутствие должных ме-
ханических качеств, 5) коробление,
6) трещины.
Вследствие структурных и темпера-
турных напряжений детали при закалке
изменяют свои размеры и форму. Так,
объем шара при этом увеличивается, лист
уменьшается по длине и ширине и уве-
личивается по толщине, диаметр цилинд-
ра увеличивается, а длина его умень-
шается. Размеры детали возрастают пер-
пендикулярно наибольшим граням и
уменьшаются в другом направлении. Для снижения брака необходимо
изделия погружать в ванну вдоль главной оси; при этом массивные части
должны быть погружены первыми.
Таблица 5
Зависимость цветов побежалости от температуры отпуска
Температура °C 220 240 255 265 275 285 295 315 330
Цвет Светложелтый Соломенно- желтый Коричнево- желтый Красно- коричневый Пурпурово- красный Фиолетовый Васильково- ! синий Светлосиний Серый
На фиг. 22 приведена крупнозернистая, так называемая В и д м а н ш*
теттова структура. Сталь с такой структурой имеет понижен-
ные механические свойства; для получения повышенных механических
22
Фиг. 21. Изменение свойств стали в
зависимости от структуры (Кащенко).
г7гэ/тг-ги ”v Лс/кдЛ annair8niuoduoj
% nQToinolfU ЭПШТОЭ/СД
ггк7гх eH снш/sandy о и Qu/aogdas/
23
свойств необходимо подвергнуть сталь последующей термообработке (пра
вильной), отчего структура изменится и свойства улучшатся. Структуру
пережженной стали (обезуглерожива
Фиг. 22. Видманштеттова
структура (х 100).
ние 4- окисление) нельзя исправить тер-
мической обработкой.
В последнее время, в связи с опытами
Девенпорта (Devenport) и Бейна (Bain),
для получения желаемых свойств стали
начинает широко применяться изотерми-
ческая обработка. На фиг. 23 приве-
дена S-образная диаграмма, полученная
Девенпортом и Бейном; эта диаграмма ха-
рактеризует метастабильиость аустенита
ниже критической точки Ис, в зависимости
от различных температур. По диаграмме
можно легко проследить влияние темпе-
ратуры изотермической обработки на
получающуюся структуру и твердость.
Изотермический отжиг имеет много
преимуществ перед обычным и потому
получает большое распространение на
наших заводах. Изотермическая закал-
ка дает при топ же твердости, что и нор-
мальная термообработка, почти такое
же сопротивление разрыву и лучшую
вязкость, но более низкий предел теку-
чести.
Для некоторых типов нашей стали
уже получены и приводятся в соответствующих исследованиях нужные для
термообработки S-образные кривые.
§ 4. Зависимость строения и свойств стали от поверхностного
упрочнения материала
В настоящее время имеется несколько методов поверхностного уточ-
нения материала: 1) поверхностная закалка и 2) химикотермическая обра-
ботка (цементация, нитрация и т. д.).
Поверхностная закалка преследует цель повышения твердости, крепо-
сти и износоупорности поверхности за счет создания соответствующих струк-
тур — без изменения химического состава поверхности детали. Известны
следующие методы поверхностной закалки: а) закалка кислородно-ацетй-
леновым пламенем, б) закалка за счет неравномерного по сечению нагрева
деталей в соляных и металлических ваннах, в) закалка за счет нагрева
электрическим током (метод проф. Гевелинга), г) закалка за счет нагрева
токами высокой частоты (метод проф. Вологдина).
Последние два метода являются лучшими и начинают применяться в на-
шей промышленности.
Цементация употребляется в тех случаях, когда изделие при достаточно»
вязкости внутри должно обладать большой твердостью с поверхности. С по-
мощью цементации содержание углерода в корочке поднимается до 0,9— 1%’
и создается несколько слоев в изделии: а) корочка с содержанием углерода
> 0,9%, б) переходная зона с количеством углерода от 0,9/о до исходного
содержания и в) ядро с исходным содержанием углерода.
24
ft) 10z Ю3 104
10* еек
SOO
P* ^3?
RC41
ЯС 42
SOO
RC42
RC41
ft 400
I
I
I
300 \
too
“‘GW
"^Я'
Коней
RC44
ffcso
PCS6
RC 60
pacr,‘
sees
RC £4
0
1сыуиаа
/ ,ROC£
1 v,10 100 Ю00 10000 WOCOO 100WO
минута ча.с день недеявммяц\
Зремя по логарифмической шкале
Фиг.' 23. S-образная диаграмма эвтектоидной стали
(Devenport, Bain).
Для цементации обычно применяются сорта стали с содержанием угле-
рода СО,2%.
Химизм цементации таков:
1)С + О2->СО3 3) 2СО + 3Fe->Fe3C-f- СО2
2J СО3+С->-2СО 4) СО2+ С->2СО и т. д.
В качестве цементирующей среды применяются смеси: 95% древесного
угля и 5% поташа, 90% древесного угля и 10% соды и другие, содержащие
до 40% катализатора (поташ, сода, углекислый барий и др.).
Цементацию можно производить в ацетилене, светильном и нефтяном
газах, парах нефти и пр.
Нормально цементация проводится при температуре в 900 — 950° в те-
чение нескольких часов для получения соответствующей корочки и пе-
реходной зоны.
Фиг. 24 и 25 иллюстрируют влияние.факторов цементации: времени вы-
держки, температуры и науглероживаю-
щей среды.
Толщина корочки выбирается, в за-
висимости от условий работы деталей,
от 0,8 до 2,5 мм.
Температура.
---Выше 1000° — ’-950-1000°
—'--850-950°-------700-800°
------700°
Продолжительность цементации.
Фиг. 24. Влияние цементирующей
среды на глубину цементации (вклю-
чая переходную зону); температура
цементации 900° (Show, Scott).
0 12 ЗБ 60 М 108
Время цементации в часах.
(Фиг. 25. Влияние температуры це-
ментации на глубину цементации;
карбюризатор — смесь древесно-
угольного порошка с 5% железисто-
синеродистого калия,смешанная в
одинаковой пропорции с углекис-
лым барием (Giolitty).
Химический состав стали также влияет на быстроту и качество цемен-
тации. По опытам Таммана элементы, образующие карбиды (хром, молиб-
ден. вольфрам и марганец), способствуют углублению цементации. Никель,
кобальт и медь слабо влияют на цементацию. Фосфор и сера влияют отри"
цательно, создавая неравномерность распределения углерода. Кремнии,
титан и алюминий затрудняют процесс цементации.
После цементации изделие подвергается следующей термической обрЯ'
ботке:
26
1) закалке при 900' 1 и охлаждению в масле;
2) закалке при 750 — 780° и охлаждению в масле или в воде;
3) отпуску при 150—180°.
В результате такой термической обработки цементированное изделие
получит в корочке мартенситовую структуру, в переходной зоне — мартен-
сит и феррит, а в ядре — феррит и структуру закалки (мартенсит, троостит
пли сорбит, в зависимости от его объема). Вследствие этого деталь с поверх-
ности будет иметь большую твердость (Нв до 600 кг/мм?) при вязком ядре.
Нитрация, или поверхностное насыщение детали азотом, образующим
с железом твердые и хрупкие нитриды, для углеродистой стали не приме-
няется. Этот процесс поверхностного упрочнения материала используется
лишь для некоторых сортов специальной стали.
Цианирование есть процесс одновременной цементации и нитрации.
Эта операция производится при 800 — 900° в цианистых ваннах, состава:
45% NaCN+35% Na2CO34-20% NaCl или 75% NaCN+25% NaCl; последняя
ванна дает более твердые поверхности стальных изделий.
При цианировании происходят следующие реакции (при наличии воз-
духа):
NaCN + О2 = NaCNO»; 2NaCNO2 = Na„CO3 + СО 4- N»;
2СО + 3Fe = Fe3C + СО»; N„ + 8Fe = 2Fe4N,
T. e. получаются цементит и нитрид железа.2
Процесс цементации и азотизации идет очень быстро. В течение 30 мин.
получается корочка толщиной в 0,3 мм, в которой С и N2 распределяются
согласно табл. 6.
Таблица 6
Распределение углерода и азота (в корке) при цианировании
| (по данным проф. Болховитинова)
Глубина от поверхности мм 0,075 0,15 0,225 Сталь в ис- ходном состоянии имеет около 0,4% С
f Количество углерода % 0,78 0,65 0,56
Количество азота % 0,78 0,50 0,10
После цианирования обычно не делают специальных нагревов под за-
калку; в большинстве случаев изделие подвергают закалке непосредственно
после цианирования. Это объясняется малым временем выдержки при циа-
нировании, в результате чего не успевает произойти рост зерен аустенита,
и нагрев для цианирования служит одновременно нагревом для закалки.
Цианированное изделие более устойчиво в отношении износа, чем це-
ментированная сталь, при той же твердости. Недостатком процесса циани-
рования является ядовитость самих солей и выделяющихся из ванн паров.
г Температура нагрева зависит от состава стали.
Указаны лишь основные реакции.
27
§ 5. Состав и свойства различных марок углеродистой стали,
применяемых в авиации
В табл. 7 приведены марки стали, применяемые в авиации, а их механи-
ческие свойства и характер термообработки даны в табл. 8.
Влияние термической обработки на механические свойства стали марок
20, 25, 35 и 45 иллюстрируется кривыми, приведенными на фиг. 26, 27,
28 и 29.
При закалке этих марок стали в воде характеристики крепости и твер-
дости будут вышй, чем при закалке в масле, а характеристики пластично-
сти — ниже, но с увеличением температуры отпуска разница между мар-
ками, закаленными в масле и в воде, будет уменьшаться.
Железо АРМКО и сталь марок 10 (ОМ) и 20 (М) применяются для свар-
ных конструкций; первая марка идет на рубашки цилиндров и другие де-
тали, вторая — на узлы, ушки, рамы и т. д. Сталь марок 25 (У-2) и 35 (У-3)
применяется для неответственных деталей — в виде прутков, поковок, ли-
стов и лент.
При приемке горячекатаных прутков контролю подвергают их хими-
ческий состав, размеры и качество поверхности и производят испытание
механических свойств: на твердость (определенный процент прутков по тех-
ническим условиям) и на растяжение (определенный процент прутков по
техническим условиям). На поверхности прутков не должно быть трещин,
плен, глубоких рисок, расслоений, забоин, вмятин, окалины и других по-
роков. Незначительные дефекты (мелкие риски, царапины, вмятины и т.Ц’д.)
допускаются, если они находятся в пределах допусков на данный диаметр
прутка. Прутки должны быть прямые; по техническим условиям допус-
кается определенная стрела прогиба на 1 м длины. Г1 ]
Листы должны иметь гладкую, ровную поверхность, без расслоений, пу-
зырей, плен, рябоватости, включений и других дефектов. Допускаются
лишь мелкие дефекты. При приемке листов проверяют их размеры, состоя-
ние поверхности и испытывают их механические свойства (растяжение, за-
гиб и проба по Эриксену).
Оцинкованные листы также должны иметь чистую, гладкую поверх-
ность, без царапин, пузырей, плен, ржавчины и других дефектов. Допус-
каются лишь незначительные дефекты (небольшие пузыри, незначитель-
ная рябоватость, мелкие царапины, не достигающие железа, небольшая вол-
нистость и т. п.). При приемке оцинкованных листов проверяют их размеры,
качество поверхности и испытывают их механические свойства (растяже-
ние, проба по Эриксену). Качество оцинковки контролируется путем дву-
кратного погружения образца (по 1 мин.) в водный раствор купороса
(1 ч. CuSO.j-f-5 ч. Н2О); при хорошем качестве поверхности на ней после
испытания не должно быть заметно покраснения (покраснение на расстоя-
нии 10 мм от кромки не считается дефектом). Прочность оцинковки прове-
ряется путем загиба в платок в холодном состоянии (на 180° два раза накрест
в платок). Трещины и расслоения не допускаются.
Трубы (сталь марки 20) поставляются в отожженном виде. При приемке
контролируются химический состав, размеры, внешний вид и механиче-
ские свойства. На внешней и внутренней поверхностях труб не допускаются
плены, трещины, расслоения, закаты, забоины и толстая окалина; тонкая,
ровная окалина допускается. Трубы должны быть прямые и ровные. При
приемке труб проверяется твердость и призводятся испытания на растяже-
ние, на изгиб (ширина образца от 10 до 15 мм\ радиус губок 2 мм) и по
Эриксену.
28
29
Углеродистая
(термообработка и
Марки стали Форма полуфабри- ката Состояние поставки Характер терми
ост авиа отжиг Г °C норма- лизация /°C
— АРМКО Прутки Горячекатаные —
Листы и ленты Отожженные — —
10 ОМ Прутки Горячекатаные — —
Поковки Горячекованые — —
Листы и ленты Оцинкованные Отожженные или декапированные 910-930
20 м Трубы Отожженные 890—910 —
Листы и ленты Нормализованные или отожженные 890—910 890—910
25 У-2 Прутки, поковки Отожженные или нормализованные 880—900 880—900
35 У-3 Прутки, поковки Отожженные или норма ли зова иные 860- 880 860-880
Листы и ленты Отожженные или нормализованные 860—880 860—880
30
Таблица 8
сталь
механические свойства)
веской обработки Механические свойства
К закалка отпуск ZWW[2X 5- з О в % Ф % ч кгм С Л2 Нв кг/мм-
ГС среда /°C среда
— — — — >п > 12 >26 >65 — —
— — — >25 — >26 — 76—117
— — — — — — — — 92—121
— — — — — — — — 02—121
- — — — 24—38 — >22 — — —
— — — 28—38 — >24 — — —
— — 40-50 — >20 — — —
— — — 40-50 — >24 — — 110-136
— — — — 43—55 >24 > 18 >50 — 131—170
— — — — 50—65 >28 >15 >45 — 143—187
— — — 50-65 — > 18 — — 140—185
31
Марки стали Форма полуфабри- ката Характер терми
ОСТ авиа Состояние поставки отжиг /°C норма-’ лизация /°C
40 сс Прутки Нагартованные — —
45 У -4 Прутки Нормализованные — 840—860
У-4 Поковки Нормализованные или закаленные и отпущенные — —
епт Прутки Нагартованные — -
PC Прутки (холоднотя- нутые) Закаленные и отпущенные —
50 гпт Прутки Горячекатаные без термообработки — —
50-С2А УК Листы и ленты Отожженные — —
Закаленные и отпущенные — —
Ижевский завод № б’/2 Листы и ленты Отожженные — —
Ижевский завод № 90 Листы и ленты Отожженные — — 1
Закаленные и отпущенные — -
32
Продолжение табл. 8
веской обработки Механические свойства
| закалка отпуск £ °s кг/мм? 8 % Ф % кгм см2 нв кг/мм'1
— гс среда /°C среда
— — — — 60—85 >30 >10 >30 — 160—230
— — — 60—75 >32 > 13 >40 — 178-229
830 Вода 500—550 — >70 >40 >14 >45 >5 197-229
- — — 65—90 >34 > 9 >30 — 178—241
— — — 75-85 — >11 >50 >6 197—229
1 \ — — — 65—80 >34 > 13 >40 — 178-255
— — — >60 — >20 40 — —
875-900 — 350—500 — > 130 — > 5 12 — —
- — — — 60—70 — > 16 >40 — —
— — — — 50-75 — > 12 >40 — —
'80-770 1 Масло 280—320 Масло > 130 — > 5 >12 — —
Ш'Правочнпк по авиаметаллам—112—3
Фиг. 26. Изменение механических свойств стали марки 20 в зависимости
от отпуска после закалки в воде (по Handbook S. А. Е.).
Фиг. 27. Изменение механических свойств стали марки 25 в зависимости
от отпуска после закалки в воде (по Handbook S. А. Е.).
Фиг. 28. Изменение механических свойств стали марки 35 в зависимости
от отпуска после закалки в масле (по Handbook S. А. Е.).
Фиг. 29. Изменение механических свойств закален-
ной стали марки У-4 в зависимости от отпуска;
температура закалки 850е; охлаждение в масле;
профиль d = 35 лои(техприемка ГУАП, Минкевнч).
35
Сталь марки 45 (У-4) предназначается для более ответственных деталей
(стаканы цилиндров и т. д.). Для изготовления нормальных болтов и гаек
применяется сталь марок 40 (СС) и 45 (СПТ), в зависимости от требуемой
крепости.
При приемке нагартованных прутков (сталь марок 40 и 45) проверяют
их химический состав, размеры, внешний вид, механические свойства и
микроструктуру. Прутки должны быть прямые и без овальности. Поверх-
ность должна быть чистая и гладкая; не допускаются грубые риски, плены,
волосовины, расслоения, трещины, закаты, вмятины и другие дефекты. Мел-
кие незначительные дефекты могут быть допущены в пределах допусков на
данный диаметр прутка.
Оговоренное в технических условиях количество прутков (от всей пар-
тии) подвергают испытанию на твердость и на растяжение, а также прове-
ряют микроструктуру (перлит должен быть сорбитообразного или пластин-
чатого строения).
Ленты—расчалки изготовляются из стали марки 45. Овальная часть
ленты должна быть ровная и гладкая, без расслоений, волосовин, забоин,
трещин, надрывов, плен, раковин и следов коррозии. Зачистка мелких де-
фектов разрешается в пределах допусков для данного номера ленты. Де-
фекты на резьбе не допускаются.
Углеродистая сталь,
Марка стали Химический состав в %
ост авиа С Мп Si S р Сг N1
к к < 0,12 < 0,60 < 0,15 < 0,040 < 0,040 — —
3 норм. —* 0,10-0,15 0,30—0,50 Следы < 0,050 < 0,050 — —
Р р 0,60-0,70 0,30-0,60 0,17-0,37 < 0,040 < 0,040 < 0,20 <0,30
ВС ВС 0,60—0,70 0,30—0,60 0,17—037 < 0,030 <4 0,035 < 0,20 <0,30
О ВС ОВС 0,70—0,80 0,30—0,60 0,15-0,30 < 0,030 < 0,035 < 0,20 <0,30
Примечание. Все мотни проволок холоднотянутые, светлые или оцинковав'
36
При приемке контролю подвергаются размеры, внешний вид и произ-
водятся испытания на растяжение и на изгиб с перегибом овальной части
(радиус губки равен утроенной толщине ленты). Часть снаряженной ленты
(с муфтами, гайками и т. д.) испытывается на разрыв. При испытании на
загиб число сгибов (на 180°) должно быть не менее трех (для всех номеров
лент); первый загиб на 90° и последний перегиб, при котором обнаружены
трещины, не учитываются.
В табл. 9 приведены данные, характеризующие крепость лент различных
номеров при испытании на разрыв.
Таблица 9
Величина разрывного усилия для лент расчалок различных номеров
№ ленты 3 4 5 6 7 8 9 ,0 12 14 16
Разрывное усилие в кг . . 260 480 1 800,1230 1 1820 2300 3100 3650J4600 5300 7300 10100
применяемая для проволок
Таблица 10
Механические свойства
°ь кг/мм2 число загибов на 180° число скручива- ний на 360° 6 о/ /о
светлая оцинко- ванная отож- женная светлая оцинко- ванная светлая оцинко- ванная отож- женная
46—48 > 45 — 7—24 6-21 13—43 10—35 —
— — 38—45 — — — — >22
110-145 90—130 — 3—9 2—7 7—17 5—14 —
40-190 • . 100—170 — 5-32 3—27 8—101 6-73 —
•40-220 130-200 — 4—40 3—37 8—119 6-101 —
ва исключением марки «3 норм.», которая отожжева.
37
Сталь марки 50 (ГПТ) применяется для изготовления деталей, испыты-
вающих средние напряжения.
Для пружин идет кремнистая сталь марки 50-С2А (УК), как обладаю-
щая хорошей упругостью. Сталь марок № б‘/3 и № 90 применяется в виде
термически обработанных лент и листов.
В табл. 10 приведены данные об углеродистой стали, предназначенной
для изготовления проволоки. Высокие показатели крепости объясняются
влиянием холодной обработки давлением. Сталь марок Р, ВС и ОВС при-
меняется для колесных спиц, пружин и расчалок.
Поверхность проволок должна быть высокого качества: чистая, ровная,
гладкая, без трещин, плен, расслоений, пузырей, задиров, забоин, вмятин,
без следов коррозии и других дефектов.
При приемке проволок тщательно контролируются их размеры, поверх-
ность и механические свойства (растяжение, скручивание и загиб).
Сталь марки <<3 норм.» применяется как проволока для ^сварки деталей,
сталь К — как контровая проволока. 1
§ 6. Чугуны
Чугун в авиации употребляется для изготовления поршневых колен,
втулок и направляющих (табл. 11).
Таблица 11
Состав и твердость авиационного чугуна
С гра- фит % С связан- ный °/ /о. Si О/ /о Мп % р о/ /о S о/ /о Способ отливки Твердость
2,7—3,1 0,45—0,7 2,1—2,75 0,5—0,8 0,3—0,7 <0,1 Литье маслот в песок Нв= 187—225
2,7—3,1 0,45—0,8 2,6-3,25 0,5—0,8 0,4—0,7 <0.1 Литье в кокиль или инди- видуаль- ные от- ливки Н„ =95—105
При использовании чугуна как антифрикционного материала в каче-
стве структурной составляющей должен обязательно присутствовать графит.
Собщий + Ссвязяниый = С графит-
Количество графита зависит от условий ^охлаждения и влияния компо-
нентов: кремния, марганца, фосфора и серы. Кремний способствует увели-
чению количества графита; марганец, наоборот, уменьшает количество гра-
фита, затрудняя распад цементита. Сера также уменьшает количество гра-
фита. Фосфор увеличивает сопротивление истиранию и улучшает качество
38
Фиг. 30. Микроструктура
чугуна (хЮО).
отливок вследствие образования фосфидной эвтектики. Он незначительно
влияет на графитообразование. Увели-
чение содержания фосфора более 1% по-
нижает прочность чугуна.
Детали из чугуна подвергаются тер-
[| мической обработке: закалке при тем-
пературе в 850— 870° в масле и отпуску
до 620 — 650° с охлаждением на воздухе.
Микроструктура чугуна после термообра-
ботки состоит из зерен сорбитообразного
перлита, мелких частичек графита и
фосфидной эвтектики. Такая структура
изображена на фиг. 30 (графит наблю-
дается в виде темных и коричневых про-
жилок).
Твердость чугуна по Шору Hs>38, а
по Бринеллю 200 — 250 кг/мм2
При приемке поршневых колец прове-
ряют их химический состав, внешний
вид, размеры, микроструктуру, твердость
и упругость. Раковины, трещины, воло-
совины, риски, пористость, включения и
прочие дефекты на поверхности колец не
допускаются.
Известно явление роста чугуна в слу-
чае продолжительной работы при повы-
шенной температуре. Это объясняется
процессом распада цементита и связанной с этим перестройкой структуры
чугуна.
Раздел II
СПЕЦИАЛЬНЫЕ СТАЛИ
§ 1. Диаграммы состояния систем Fe—Ni, Fe—Cr, Fe—Мп,
Fe—Si, Fe—Mo, Fe—V и Fe—W и влияние этих компонентов
на строение и свойства стали
На фиг. 31—37 приведены диаграммы состояния двойных систем: железо-
специальный компонент.
Никель образует твердые растворы с железом; с углеродом устойчивых
карбидов не дает. Он понижает критические точки стали как при нагрева-
нии, так и при охлаждении (фиг. 38) и уменьшает содержание углерода
в перлите. Никель способствует получению мелкозернистой стали; он за-
трудняет распад аустенита и благоприятно влияет на термическую обра-
оотку. Никель также повышает антикоррозионную устойчивость сплавов
11 сопротивление их истиранию. Он увеличивает крепость и твердость стали
11 дает более вязкую сталь сравнительно с углеродистой при той же твер-
дости. Кроме того, никель влияет на физические свойства стали: увеличи-
вает электрическое сопротивление, значительно изменяет козфициент теп-
лового расширения и ухудшает теплопроводность. Магнитные свойства
также изменяются.
39
- — > Л томи % Ге
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Фиг. 32. Диаграмма состояния систсмь
40
Фиг. 33. Диаграмма
состояния системы
Fe—Мп (Ohman).
Фиг. 34. Диаграмма состояния системы Fe—Si (Hansen):
а—от 0 до 3% Si, б—от 0 до 100% Si.
6
А томи % Ji
41
Хром растворяется в твердых растворах с железом и образует двойные
карбиды с углеродом: Сг3С2, Сг4С2 и двойные карбиды с цементитом. Хром
изменяет положение критических точек стали (фиг. 39). Степень пониже-
ния критических точек при охлаждении зависит от температуры нагрева
и скорости охлаждения. Хром уменьшает содержание углерода в перлите
6
•--*- Атомн % Мо
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Фиг. 35. Диаграмма состояния системы Fe—Mo (Hansen):
а—от 0 до 3% Мо; б—от 0 до 100% Мо.
(фиг. 40). Он уменьшает также зерно в стали и в большей степени, чем ни-
кель, влияет на глубину закалки и легкость проведения термообработки.
Кроме того, хром повышает антикоррозионную стойкость стали и ее сопро-
тивление истиранию. Он больше, чем никель, увеличивает твердость и кре-
пость стали, но отрицательно влияет на ее вязкость и пластичность. Влия-
ние хрома на физические свойства стали состоит в том, что он уменьшает
тепло- и электропроводность.
Марганец растворяется в твердых растворах с железом и дает4с углеро-
дом карбид Мп3С. Влияние марганца на содержание углерода в перлите
и на критическую точку Ai иллюстрируется кривыми фиг. 41—42. При ох-
лаждении марганец понижает критические точки. Марганец способствует
получению крупнозернистой стали, он затрудняет распад аустенита и этим
самым благоприятно влияет на глубину закалки и легкость проведения тер-
мической обработки. Наличие марганца в стали несколько увеличивает ее
стойкость против износа (особенно при большом содержании марганца)-
42
доарганец повышает твердость и крепость стали, несколько уменьшая ее
пластичность и вязкость. Кроме того, он понижает тепло- п электропровод-
цость.
Кремний образует с железом несколько силицидов: FeSi, FeSi,, Fe3Si,,
которые растворяются в железе, а с углеродом дает карбид SIC. Кремний
способствует распаду Fe3C. Влияние кремния на критические точки пв-
6
— w— Атомн % I/
4
S
Фиг. 36. Диаграмма состояния системы Fe—V (Hansen):
а—от 0 до 2% V; б — от 0 до 100% V.
казано на фиг. 43. Кремний уменьшает растворимость углерода в аустените
и понижает содержание углерода в перлите. При содержании кремния до
1>5—2% глубина закалки стали увеличивается; если кремния больше 2%,
то глубина закалки уменьшается. При содержании в стали от 1 до 1,5%
кремний повышает временное сопротивление разрыву и предел текучести;
^рначительно'уменьшая пластичность, он улучшает упругие свойства стали.
*\роме того, кремний понижает злектро- и теплопроводность, магнитную
КДУкцию насыщения и повышает кислотоупорность и огнеупорность.
„ Молибден дает с железом два химических соединения: Fe3Mo2 и FeMo-
°т°рые образуют твердый раствор с железом. Молибден увеличивает тем,
43
6
Температура "С
Фиг.37. Диаграмма состояния системы Fe—W (Hansen): а—от 0 до 8% W;
Фиг. 38. Влияние никеля на критические точки стали (Osmond)^
Фиг. 39. Влияние хрома на критические точки стали (RtisseO-
Фиг. 40. Диаграмма Обергоффера для хромистой стали
(Oberhoffer, Rapatz, Daeves).
Фиг. 41 Влияние марганца на
содержание углерода в перлите
(Bain).
Фиг. 42.' Влияние марганца на
температуру эвтектоидного пре-
вращения (Bain).
45
пературу точки Ас3, несколько повышает ACj и Дс2. Положение критических
точек при охлаждении зависит от температуры нагрева стали: чем выше эта
температура, тем ниже критические точки при охлаждении. Молибден об-
разует карбиды Мо2С и МоС. В молибденовой стали присутствуют также
двойные карбиды. Молибден способствует уменьшению зерна в стали и уве-
личивает глубину закалки. Он повышает крепость и твердость стали и'не-
значительно влияет на вязкость и пластичность. Кроме того, молибден уве-
Ф 1Г. 43. Влияние кремния на кри-
тические точки (Gumlich).
личивает электрическое сопротивле-
ние стали, уменьшает ее теплопровод-
ность и улучшает магнитные свойства.
Ванадий, образует с железом твер-
дые растворы, а с углеродом — кар-
бид V4C3. Ванадий повышает точку Ас&
и незначительно точку Ас^, при ох-
лаждении обе точки А, и А3 понижа-
ются. Ванадий уменьшает также со-
держание углерода в перлите и спо-
собствует получению мелкозернистой
стали. Он замедляет распад аустенита,
увеличивает глубину закалки и облег-
чает термическую обработку. Ванадий
увеличивает также крепость и твер-
дость стали и незначительно влияет
на ее пластичность и вязкость. Кроме
того, ванадий повышает электриче-
ское сопротивление и понижает тепло-
проводность стали.
Вольфрам образует с железом вольфрамид Fe3W3, а с углеродом — кар-
биды W2C и WC. Критическая точка Ас3 при увеличении содержания воль-
фрама повышается; положение критических точек при охлаждении зависит
от температуры нагрева. Вольфрам способствует измельчению зерна в стали.
Он повышает крепость, твердость и незначительно влияет на вязкость и пла-
стичность стали. Вольфрам затрудняет распад аустенита, облегчает термооб-
работку и повышает жаростойкость стали. Кроме того, вольфрам уменьшает
электро- и теплопроводность и заметно увеличивает удельный вес стали.
Коэрцитивная сила стали возрастает при увеличении вольфрама до 14%,
а затем уменьшается.
В заключение следует' отметить, что особо мелкозернистую структуру
создают молибден, ванадий и вольфрам. Твердость закаленной стали сильно
повышают хром, вольфрам и молибден. Никель и ванадий в значительной
степени увеличивают вязкость стали. В смысле повышения антикоррозион-
ной стойкости стали наилучшее влияние оказывают хром и никель, а в от-
ношении жаростойкости — хром, кремний, никель, молибден и вольфрам.
§ 2. Никелевая сталь
На фиг. 44 приведена диаграмма Гийе (Guillet) для никелевой стали-
Применяемые марки стали перлитного класса и их характеристика даны
в табл. 12 и 13.
Из стали марки 13-Н2А обычно изготовляются кулачковые валики и дрУ"
гие детали; из стали 13-Н5А — кулачковые шайбы и из стали 21-Н5А
валики передач к агрегатам. Сталь первых двух марок относится к кате-
гории цементирующейся стали.
46
»о
св
со
bi
Q-
X
47*
Изменение механических свойств в зависимости от термообработки ил-
люстрируется кривыми фиг. 45.
Цементация деталей из стали 13-Н5А (Н5-А) производится при темпера-
туре в 900° в течение 15—18 час.
* (слой цементации 1,1—1,4 мм);
термическая обработка заклю-
чается в закалке с 780° в мас-
ле и в отпуске до 150° (выдер-
жка 4 часа) с охлаждением на
воздухе. Для некоторых деталей
после цементации (но перед за-
калкой) применяется отжиг при
температуре в 720°.
Из марок стали со специ-
альными физическими свойства-
ми следует отметить немагнит-
ную сталь ЭН-25 и ЭН-36.
Сталь марки ЭН-25 содержит
0,25—0,35% С,<0,4% Si,<0,6%
Мп, 2 — 3% Сг, 22 —25% Ni,
<0,02% S и <0,03% Р; сталь
марки ЭН-36 — с минимальным
коэфициентом расширения до 200° содержит <0,25% С, <0,35% Si,
<0,7% Мп, <0,1% Сг, 35 — 37% Ni, <0,02% S и <0,03% Р (инвар).
30
25
20
z 15
10
Фиг. 44. Структурная диаграмма для ни-
келевой стали (по Guillet).
О 0,20 0,40 0.60 0,80 1.0 1.2 1,4 1,6 1.8
-----------------------— % С
Никелевая
(термообработка и меха
'Марки стали Форма полу- фабри- ката Состояние поставки Характер термической обработки
нормали- зация t °C закалка отпуск
ОСТ авиа t °C среда t °C
13-Н2А ЦК Прутки и по- ковки Нормализо- ванные 860—880 1) 860 2)760—800 Масло Масло 150—170
13-Н5А Н5-А Прутки и по- ковки Нормализо- ванные 860—880 760—800 Масло 150—170
21-Н5А Н5-Б Прутки и по- ковки Нормализо- ванные 860—880 760—800 Масло 150-17°
Терм точки
-'\нагррх/Т
при
4,
690
4 ?25
Химич состав в %
3'0,045маа
Операция I / \Усл охл.
Нормализация^
Отэкиг_____I i
За калка ------
Никелевая сталь
S А Е-2512
Термическая обработкам
закалка в масле
По Ac.Spec Met. etAlL,193OJV57\foPfjl( мех
И
С 0 17 мах
Mr-Q.S0 0,60,
Vi-450 525
Р 0,040мая
?95 815Масло
обраб\ | ~
Отпуск t °C 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
*
760е
___ I Термообр дающая наиболее \
ппгнаып о ядт . \
250
75 *
5)
прочно е ядро - z
И Термообр даеощая наиболее J
вязкое ядро
1. Цементац. при t ° 870 -900 еи о.хлачк в коробке
2 Нагрев 795 *и закал в масле 3- Отпуск 135-175“С
1 Цемент. при t° 870-900е и схлаэкд в коробке
2 Нагрев до 800 ~ 815 ° С и закалка в масле
3 нагрев до 705 - 735° и закалка в масле
4 Отпуск 135 ~ 175°С_____ ,________
BOO
20(1
Ц>
60
150
S
,100
30^
S
15
0
<!
__ 1JU_____
45 “
500
400
300
200
100
Цементованного слоя_ 690°I?
Фиг. 45. Изменение механических свойств никелевой стали в зависимости
от отпуска после закалки в масле.
сталь
нические свойства)
Таблица 13
Механические свойства
% В ф аь нв
кг! мм2 кг! мм- О/ /о О/ /о кгм кг/мм2
см2
— — — — — > 160
60 > 40 > 15 > 55 > 12 178—302
— — — — — 197—269
> 95 > 75 > 11 * 55 > 10 277—363
— — — — — 197—269
• 125 > 95 > 9 > 45 > 5 363—444
49
Справочник по авиа металлам— 112—4
48
§ 3. Хромистая сталь
На фиг. 46 приведена диаграмма Гийе для различных сортов хромистой
стали, а в табл. 14 и 15 дана характеристика применяемых марок стали
перлитного класса.
Сталь марки 15-ХА относится
Фиг 46. Структурная диаграмма!
для хромистой стали (по Guillet).,
Сталь марки ШХ-15 используется как шарико- и роликоподшипниковая
а также применяется для инструмента. Кроме того, сталь ШХ-15 (Х-2)
употребляется для* изготовления шарового гнезда толкателя и других де-
талей. После закалки при 820° (выдержка й 15 мин.) в масле и отпуска
на 350° (выдержка й 1 —2ч.) с охлаждением на воздухе сталь приобре-
таег твердость Hr, = 47 51.
На фиг. 48 показана микроструктура^стали ШХ-15 после закалки и низ-
кого отпуска: мартенсит и мелкие карбиды*равномерно распределены в стали.
Влияние термической обработки на механические свойства стали марки
38-ХА иллюстрируется кривыми фиг. 49.
к разряду цементирующейся. Эта сталь
идет для цементируемых деталей:
распределительных валиков, валиков
передач и т. д.
Сталь марки 38-ХА употреоляется
для втулок винта и других деталей.
Сталь 38-ХА (Х-4) применяется иног-
да для изготовления цилиндров дви-
гателей, которые подвергаются следу
ющей термообработке: закалке при
температуре 850° в масле и отпуск)
на 540 — 560° (выдержка й 1 час) с
охлаждением на воздухе. Твердость
гильзы после термообработки состав
ляет Ндс =[32.—36; микроструктура—
сорбит (фиг. 47).
Для цилиндров и стаканов цилин-
дров употребляется сталь марки45-ХА.
После закалки при 820° в масле и вы
сокого отпуска на 560 — 600° эта сталь
приобретает сорбитовую структуру
§ 4. Хромоникелевая сталь перлитного и сорбитного классов
(с добавками Mo, W и V)
На фиг. 50 приведена структурная диаграмма Штраусса и Маурера для
хромоникелевой стали. Ею можно пользоваться для стали с содержанием
углерода до <0,2%.
В хромоникелевой стали удачно сочетается влияние никеля и хрома на
строение и механические свойства стали. Обычно содержание никеля раза
в 2,5 — 3 больше, чем содержание хрома. При таком соотношении сталь имеет
хорошее сочетание крепости и вязкости.
В табл. 16 и 17 дана характеристика применяемых в авиации марок
хромоникелевой стали.
В некоторых сортах хромоникелевой стали введены дополнительные ком-
поненты: Mo, W, V. Это делается для получения необходимой мелкозернисто-
сти, увеличения глубины закалки, понижения критических скоростей обра-
зования мартенсита и для повышения крепости, твердости и вязкости стали.
50
Фиг. 47. Сорбит хромистой
стали марки Х-4 (х500).
Фиг. 48. Структура шарикопод-
шипника (сталь ШХ-15): мар-
тенсит и карбиды (х500).
Фиг. 49. Изменение механиче-
ских свойств стали марки Х-4 в
зависимости от отпуска после
закалки при 850° в масле; про-
I Филь d=22 мм (Минкевич).
Флг. 50. Структурная диаграмма
для хромоникелевой стали (Strauss,
Maurer).
51
Хромистая
(марки и
Марки стали Химический
ОСТ авиа Завод «Электро- сталь» С Мп
15-Х А хи ЭХЦ < 0,17 0,30—0,6(1
38-ХА Х-4 ЭХТ 0,34—0,42 0,50—0,80
45-ХА Х-5 — 0,40—0.50 0,40—0,70
ШХ-15 Х-2 ЭШХ-15 0,9—1.10 0.20—0,40
Хромистая
(термообработка и меха
Марки стали Форма полу- фабри- ката Состояние поставки Характер термпче
ОСТ авиа норма- лизация t °C закалка
t °C среда
15-ХА хц Прутки ц поковки Горячекатаные । 1) 860 Мас ю
— 2) 760-800 Масло
38-ХА Х-4 Прутки и поковки Нормализованные и отпущенные или закаленные и отпу- щенные 860 — — J
860 860 Масло
45-ХА Х-5 Прутки и поковки Нормализованные и отпущенные — — 1
820 Масло
ШХ-15 Х-2 Прутки и ПОКОВКИ Отожженные — — —
52 ।
Таблица 14
сталь
on а в>_ —— С О с Si S т а в в р О/ /о сг Ni
0,17-0-37 0,40 0,Тб—0,35 0,030 0,030 0,035 0,020 : о,оз5 0,035 . 0,035 < 0,027 0,70—1,0 0,80—1,10 1,20-1,60 1,30—1,65 0,30 0,30 0,30 0,20
Таблица 15
сталь
пические свойства)
скоп ооработкп Механические свойства
отпуск "Ь кг! мм* 3$ кг) мм* В % <ь % аь кем Нв кг! мм2
t С среда
см-
— J — —
150—170 — > 60 > 40 15 > 55 > 10 170—302
650 — — — — — — 197—269
500-590 Масло > 95 > 80 > 12 > 50 > 9 271—321
650 — — — — — — 229—285
590-650 > 80 > 55 > 12 > 50 > 8 229—285
1 — — — — — *— 229—321
53
Хромоникелевая сталь
(марки ц
Марки стали Химический
ОСТ авиа Завод «Электро- сталь» С Мп Si S —
12-ХНЗА Х1-Н Э-3 0,10-0.16 0,25—0,55 0,17-0,37 — < 0.030
13-ХН4А ХМ-1 Э-5 0,10—0,16 0,20—0,50 .< 0,35 > 0,030
12-Х2-Н4А 7330 ЭИ-83 0,10—0 15 0,20—0.50 <. 0,35 0,030
13-ХНВА И-114 ЭИ-114 0,10—0,16 0,25—0,55 0,17-0,37 С. 0,030
13-ХНМА И-114 ЭИ-114 0,10—0,16 0,25—0,55 0,17-0,37 0,030
18-ХНВА 53-А1 Э-16 0,15—0,22 0,25—0,55 0,17—0,37 < 0,030
18-ХНМА 53-А1М Э-16М 0,15-0,22 0,25—0.55 0,17—0,37 < 0,030
20-ХНЗА Х2-Н Э-4 0,17—0,25 0,30—0,60 0,17—0,37 < 0,030
20-ХН4-ФА ХИВА Э-14 0,16—0,25 0,25-0,50 < 0,40 < 0,030
25-ХН4-ВА 53-А2 Э-18 0,20—0,30 0,25-0,50 < 0,40 < 0,025
25-ХН4-МА 53-А2М Э-18М 0,20—0,30 0,25—0,50 < 0,40 < 0,025
37-XH3A Х4-Н Э-10 0,33—0,41 0,25—0,60 < 0,40 < 0,030
50-ХНМА 7320 ЭИ-84 0,35—0,45 0,40—0,80 <_ 0,35 0,030
42-ХН4-МА ХНМ-4 Э-20 0,38—0,45 < 0,40 < 0,35 < 0.030
Таблица 16
(констРУ««ионная)
состав)
п с т а в
С о с *
р Сг Ni Мо W V
0,035 0,60—0,90 2,75—3,25 — — 1
0,030 0,75—1,10 3,40—4,00 — — —
0,030 1,25—1,75 3,25—3,75 — — —
0,035 1,35-1,65 4,10-4,60 — 0,8—1,20 —
< 0,035 1,35-1,65 4,10—4,60 0,25—0,45 — —
С 0,035 1.35—1,65 4,10—4,60 — 0,80—1,20 —
0,035 1,35-1,65 4,10—4,60 0,25—0,45 — —
0,030 0,60—0,90 2,75—3,25 — — —
< 0,030] 0,70—1,10 3,70-4,60 — — 0,20—0,40
0,иЗО 1,30—1,70 4,00—4,70 — 0,80—1,20 —
0,030 1,30—1,70 4,00—4,70 0,25—0,45 — —
< 0,030 1,20—1,60 3,00—3,75 — — —
0,030 0,60—0,90 1,25—1,75 0,15—0,25 — —
С 0,030 0,50-0,70 4,30—4,90 0,70—1,20 — —
55
Таблица 17
Хромоникелевая сталь (термообработка и меха рукционная) (к°Н®,|е свойства)
Марки стали ни 1 .— "Чглоактер термической обработки Механические свойства
Форма закалка отпуск О о CD । ¥ 1 CD 1 CD CD а
ОСТ авиа полу- фабриката Состояние поставки — о g-s S =г t ’С среда t °C среда Zwwjzn ЭИ ЭН 40 L ks не ме: ' кг) мм? О X £| О S о -Э- Е1ГЭ aw эн -id 1 !
12-ХНЗА Х1-Н Прутки и поковки —— 1 Нормализованные или нормали- 1 зованные и отпущенные 860 -880 1) 860 2)760-800 Масло Масло 150-170 — 90 70 12 55 12 197—269 260-363
£ Поковки То же То же То же То же - То же — 100 80 95| 75 11 12 50 55 11 12 293—388 277—375
13-ХН4А ХМ-1 Прутки и поковки Нормализованные или нормали- зованные и отпущенные - 860- 880 760—800 Масло 150—170 — 100 80 9 55 9 197—269 293—388
12-Х2-Н4А 7330 Прутки и поковки То же — 860- 880 760-800 Масло 150—170 — 100 80 12 55 10 197—269 293—375
13-Х НВА * И-114 Прутки и поковки Нормализованные и отпущенные 880—000 1) 950 2) 850 — — 650 150—170 — 100 75 12 50 12 197 -269 > 340
13-ХНМА И-114 Прутки и поковки То же 880—900 1) 950 2) 850 — — 650 150-170 — 100 г 12 50 12 197—269 > 340
18-ХНВА 53-А1 Прутки и поковки То же 950 1) 950 2) 850 1 1 — 640 150—170 — 115 90 И 45 10 197—269 340-388
Поковки То же Al __ | 850 Масло 500—550 — ЮС 85 12 5С 12 321-383
56
57
Марки стали —
ОСТ авиа Форма полу- фабриката Состояние поставки
18-Х НМЛ 53-AIM Прутки 1 Нормализованные и отпущенные
Поковки То же
20-ХНЗА Х2-Н Прутки и поковки Нормализованные и отпущенные или закаленные и отпущенные
20-ХН4-ФА ХНВА Прутки и поковки Нормализованные
25-ХН4-ВА 53-А2 Прутки и поковки Нормализованные и отпущенные
2 5-ХН4-МА 53-А2М Прутки и поковки То же
37-Х НЗА Х4-Н Прутки и поковки То же
40-ХНМА 7320 Прутки и поковки То же
42-ХН4-МА ХНМ-4 Прутки и поковки То же
58
Продолжение табл. 17
««-"'"'’характер термической обработки Механические свойства
закалка отпуск О Л си си ‘"Г1 CD CD т1
норма лига ция t °C t ’С среда t °C среда zww)2>i ЭК ЭН Ча 1ЭИ ЭН SD В не мене! X CD S CD К -э- 1эиэн 'Id . кгм см"- 1 ИВ 1 кг/мм-
.— 050 850—950 — — 640 150—170 — 115 90 11 45 Г» 197 -269 340—388
—— 850—950 — — 150—170 — 120 95 10 45 10 352—410
“ 860 820 .820 Масло Масло На треб! тверд» 650 400—550 /емую сть Масло 85 11,0 70 85 12 10 60 55 12 10 255—302 197—269 293—340
850 850 Масло 480—540 Масло НО 90 10 50 8 241—285 321—375
950 850 Масло 650 520 - 600 Масло но 95 12 50 9 229- 285 321—363
950 850 Масло 650 520—600 Масло по 95 12 50 9 229—285 321—363
850 820 Масло 650 500—560 Масло 115 100 10 50 6 229—285 352-415
840-860 850 850 Вода Вода 650 На треб тверд То уемую ость же 100 ПО 85 95 12 12 55 50 10 229—285 293- 375 331—375
1000 1000 Масло 650 180 — 180 160 5 10 7 229—285 514—601
1 59
Фиг. 53. Микроструктура стали
марки Х2-Н (х500).
Фиг. 51. Микроструктура корки
стали марки 7330 (х500).
Фиг. 52j Микроструктура ядра
стали марки 7330 (х5С0).
Фиг. 54. Микроструктура стали
марки 53-А2 (х500).
ЛЬ марок 12-ХНЗА, 13-ХН4А, 12-Х2-Н4А, 13-ХНВА, 13-ХНМА,
vrlBA, 19-ХНМА относится к категории цементирующейся (высоко-
*8 осваивая сталь марок 18-ХНВА и 18-ХНМА употребляется так же как
^яшаяся сталь); остальные марки относятся к группе калящейся стали.
каЛ-]рименение хромоникелевой стали самое разнообразное; она идет для
ьшинства моторных деталей. В самолетостроении она используется в
‘’0J1bIneii степени вследствие плохой свариваемости
ме'сталь 12-ХНЗА (Х1-Н) применяется для изготовления шестерен, порш-
ых пальцев, ведущих и наклонных валиков передач и других деталей,
цаеть деталей подвергается цианированию при температуре в 820°(выдержка
зависимости от желательной глубины слоя составляет от 30 мин. до 1 часа);
Восле цианирования производится охлаждение в масле. Окончательная
термическая обработка заключается в закалке при 780° в масле и отпуске
1Я 150° (выдержка S 4 часа) с охлаждением на воздухе. Твердость на по-
верхности Hrc > 60 (проба напильником), в ядре Hrc = 32 — 40.
Часть деталей подвергается цементации при температуре в 900°
ипе 10—'4 час., после чего применяется закалка при 780' в масле и
на 150° (выдержка
в тече-
отпуск
4 часа) с охлаждением на воздухе. Твердость в этом
случае аналогична твердости планированных изделий. Некоторые детали
перед закалкой при 780° подвергают предварительной закалке при 860е
в масле.
Для цементации можно применять смесь'следующего состава: березовый
уголь 75—80%, углекислый барий 10 — 12%, углекислый кальций 4—5%,
углекислый натрий 0,5 — 1,0%; сера допускается в количестве не более 0,5%
п примеси — не более 1%.
1Сталь марки 13-ХН4А (ХМ-1) идет натконические шестерни, вертикаль-
пыа валики и прочие детали. Термообработка производится согласно
табл 17.
Сталь марки 12-Х2-Н4А (7330) применяется для пальцев поршней, ше-
стерен передач, валов нагнетателей и других цементируемых ответственных
деталей. Процесс цементации происходит при температуре 900° в течение
2 15 час., в результате чего получается цементационный слой глубиной
около 1 мм. После цементации и механической обработки детали подвер-
гаются закалке при температуре 780° (выдержка около 30 мин.) в масле и от-
пуску па 150° (выдержка S 4 часа) с охлаждением на воздухе. Часть де-
тален перед закалкой подвергают отжигу при 720°. После термообработки
деталь приобретает твердость на поверхности Нцс >60 и в ядре —
32—40. Микроструктура корки—мелкоигольчатый мартенсит (фиг. 51):
микроструктура ядра — ферриту структура закалки (фиг 52).
Сталь марок 13-ХНВА (И-114) и 13-ХНМА (И-114) употребляется для
ответственных цементируемых деталей, от которых требуется большая вяз-
кость и крепость.
Сталь марок 18-ХНВА (53-А1) и 18-ХНМА (53-А1М) идет на шатуны,
коленчатые валы и др
После цементации детали подвергаются сложной термообработке: пер-
кой закалке в масле при температуре околоООО — 950 , второй закалке при
температуре около 850° и низкому отпуску на 150 — 170 ° Высоколегиро-
ванная хромоникелевая сталь марок 18-ХНВА и 18-ХНМА подвергается
вместо двух закалок двум нормализациям и низкому отпуску на 150 — 170°.
Между двумя закалками (или нормализациями) детали подвергают высокому
отпуску на 650 — 670°; благодаря этому твердость материала снижается,
410 облегчает механическую обработку путем снятия стружки.
Микроструктура готовой цементированной детали изменяется с поверх-
°стп вглубь, начиная от мартенсита до структуры неполной закалки.
61
Нецементируемые валы и шатуны подвергаются двойной термообработке:
закалке при температуре около 850° с охлаждением в масле и высокому
отпуску на 520 — 600° — также'с охлаждением в масле. После такой термо-
обработки детали получают сорбитовую структуру.
Вместо закалки в масле можно применять нормализацию; в этом слу-
чае температуру отпуска следует снижать до 170—180".
Цементируемые и цианируемые детали подвергают следующему контролю:
после цементации проверяется глубина
корочки на контрольном образце, а
после окончательной термообработки
испытывается твердость корочки; глу-
бина и твердость корочки цианирован-
ных изделий проверяются после закалки.
Сталь марки 20-ХНЗА (Х2-Н) при-
меняется для изготовления болтов, шпи-
лек, тяг толкателей и прочих нецемен-
тируемых изделий.
Термообработка деталей заключается
в закалке при 830° в масле и отпуске
до 540 — 550” (выдержка около 1 часа)
с охлаждением на воздухе, после чего
получается сорбитовая микроструктура
(фиг. 53) с твердостью Нц_ = 26 — 32.
Сталь марки 20-ХН4-ФА (ХИВА)
идет на клапаны впуска, коленчатые
валы маломощных двигателей и другие
детали; термообработка производится
согласно табл. 17.
Сталь марок 25-ХН4-ВА (53-А2) и
Фиг. 55. Микроструктура стали 25-ХН4-МА (53-А2М) употребляется для
марки 7320 (х500). коленчатых валов, шатунов, сильно на-
груженных болтов, шпилек и пр. Термо-
ооработка этих деталей такова: закалка при 850° в масле и отпуск около
550 ’ с охлаждением в масле. Микроструктура—сорбит (фиг. 54).
Сталь марки 37-XH3A (Х4-Н) применяется для изготовления различных
деталей моторов: толкателей, шестерен, замков клапанов выпуска, верхних
тарелок пружин клапанов и пр.
Все детали подвергаются закалке при 820" в масле и отпуску при темпе-
ратурах от 150 до 500°, в зависимости от необходимой твердости детали.
Сталь марки 40-ХНМА (7320) употребляется для коленчатых валов,
главных и прицепных шатунов некоторых двигателей. Закалка шатунов
производится при 830° (выдержка около 1 часа) в масле, затем следует от-
пуск до 550 — 560° (выдержка ~ 2 часа) с охлаждением на воздухе. После
такой термообработки деталь приобретает сорбитовую микроструктуру
(фиг. 55).
Сталь марки 42-ХН4-МА (ХНМ-4) идет для нецементируемых пальцев
поршней и других деталей.
Влияние термической обработки на механические свойства хромонике-
левой стали показано на фиг. 56 и 57.
Прутки и поковки, изготовленные из специальных сортов стали, под-
вергают при приемке внешнему осмотру, проверке внутреннего строения
и размеров, а также испытанию механических свойств. Химический состав
определяется для данной плавки.
62
поковки и прутки не должны иметь на поверхности трещин, расслое-
сВетл°вин, включений; допускаются мелкие неглубокие дефекты в пре-
нИЙ* - допусков на обдирку.
де** контроле,внутреннего строения поковок не допускаются флокены
* косовины, если последние больше нормы. Если шиферный излом, шла-
11 Вые включения и серебристые пятна превышают по величине и количеству
К°рмы, то материал бракуется.
Фиг. 57. Изменение механических
свойств стали марки53-А2в зависи-
мости от отпуска после закалки при
820е в масле; в профиле d = 35 мм
(Мицкевич).
Фиг. 56. Изменение механических
свойств стали марки Х4-Н в зависи-
мости от отпуска после закалки при
820°^в масле; в профиле 70х 70 мм
(Минкевич).Г^
Контрольные образцы из поковок или прутков, нормально термически
обработанные, подвергаются испытанию на растяжение, удар и твердость
(испытание твердости — факультативно для всех сортов стали, кроме азоти-
руемых и цементируемых). Механические свойства должны соответствовать
нормам для данной марки стали.
Характер термообработке! и механические свойства вдоль волокон даны
выше в табл. 16 и 17. Нормы для механических свойств поперек волокон
несколько ниже: так, и cs ниже на 10%, о — на 50%, ф — на 40% и
ак на 50%. 6 для образцов из поковок и прутков определяется на длине
= 5,65 Ур, а вязкость в запиле — па образцах Менаже. Количество
контрольных образцов для испытания и их местоположение указываются
технических условиях.
Ю желанию приемщика круг испытаний может быть несколько расши-
рите Согласн0 действующим техническим условиям. В случае неудовлетво-
!,«,-ЛЬиЬ1Х результатов части испытаний поступают,, как указано в техни-
шских УСЛОВИЯХ.
63
пянадиевая сталь по сравнению с хромоникелевой имеет неболь-
§ 5. Хромованадиевая сталь ХР0М° Х-тоанение. В табл. 18 и 19 приведены химические составы, дан-
о ,,ioe РаспРмт1ч<>ской обработке и механических свойствах применяемых ма-
Ванадии оказывает благоприятное влияние на хромистую сталь, Сп, ,,ые ° теРХ,|;шиевой стали.
вая мелкозернистость и повышая ее упругие свойства. э4 ^,к хр°мова Таблица 18
Хромову. — ... (марки ' диевая стал сост^д) — "7 0 С TJJL ь О/
Марки стали X и м и ч е с к Р < 0,030 < 0,035 Сг 0,80—1,10 0,75—1,10 Ni < 0.30 < 0,30 V 0,15—0,25 0,15—0,30
ОСТ 40-ХФА 50-Х ФА авиа хтв Х5-ВА Завод «Электро- сталь» ЭХТВ Э5-ХВ С 0,35—0,45 0,45—0,55 V Мп 0,50-0,80 0,25-0,60 ID О I Й ° ° ' \ S < 0,030 < 0,035
1 Таблица 19
_ Хромована ”ические свойства) (термио браоотка и ни —"" 7
Марки ОСТ стали авиа Форма полу- фабриката Состояние поставки отжиг t°C 1 пормализа-1 цпя t С >актер тер за к t °C мической алка среда обработки 1 отпуск 1 t °C । среда кг/мм2^ °s Кг]ММ2 о- % ф % ак кгм см2 Ив кг! мм2
650 — — — — — — 197—269
40-ХФА ХТВ Прутки и поковки Нормали- зованные и отпущен- ные 880- 900 880 J Масло 1
620-680 Вода >90 >75 > 10 >50 >9 271—321
— — — — — — — --л 217
Прутки Отожжен- ные 800 Й
50-ХФА X5-RA 400—450 Масло > 130 >110 > 10 >45 — > 363
Х5-ВА — 860 Мас то
50-ХФА ± Проволока холодно- тянутая Терми- чески обра- ботанная — — 840-860 Мас то 370—420 । <2 часа) — >150 — — 30-40 Чисто загибов >5-6 Нк =42—50 Число скручи- ваний на Z=100 d >50
64 сЧ>авочник м авиамеТаллам—112—5 05
Сталь марки 40-ХФА применяется в виде прутков и поковок для ответ
ственных деталей в самолете- и моторостроении; сталь марки 50-ХФА по'
ступает в виде прутков, поковок и проволоки; в последнем случае содержа.,
ние марганца должно быть понижено;
Хромованадиевая проволока из стали марки 50-ХФА (Х5-ВА) приме-
няется для изготовления клапанных пружин, которые подвергают закалке
при 840 — 860° (выдержка~ 10 мин.) в масле и отпуску до430 — 460°(вы-
держка ~ 10 мин.) с охлажде-
нием в воде; после термо-
обработки твердость проволоки
Hrc = 42 — 45-
На фиг. 58 показано изме-
нение механических свойств хро-
мованадиевой стали в зависи-
мости от термической обработ-
ки; состав стали: 0,4% С;
0,72% Мп; по 0,06% S и Р;
1,08% Сг и 0,20% V.
Хромованадиевая проволока
марки 50-ХФА при приемке
подвергается контролю хими-
ческого состава, внешнему ос-
мотру, проверке на однород-
ность внутреннего строения и
обезуглероживание и испыта-
нию механических свойств (рас-
тяжение, загиб и скручивание).
Фиг. 58. Изменение механических свойств Поверхность проволоки дол-
етали марки ХТВ в зависимости от жна быть гладкая, ровная, без
отпуска после закалки при 880° в масле расслоений, волосовин, трещин,
(Минкевпч). глубоких царапин, закатов и
следов коррозии. Мелкие по-
верхностные дефекты (в преде-
лах допусков на данный размер проволоки) не являются основанием
для браковки. Однородность внутреннего строения проверяется по изло-
му; трещины, надрывы, расслоения и прочие дефекты не допускаются.
Обезуглероживание контролируется при помощи микроскопа по микро-
структуре поперечного сечения проволоки.
§ 6. Хромомолибденовая сталь
Хромомолибденовая сталь широко применяется в самолетостроенин-
Факторами, способствующими большому распространению этой стали, яв-
ляются: хорошая свариваемость различными методами сварки, высокие
механические свойства после закалки и отпуска, отсутствие в составе доро-
гостоящего никеля, глубокая прокаливаемость и др.
Добавление в хромистую сталь молибдена изменяет критические точки,
уменьшает зерно, улучшает термическую обрабатываемость и повышает ме-
ханические свойства этой стали. Молибден уничтожает хрупкость при от-
пуске хромистой стали.
В табл. 20 и 21 приведены химический состав и данные о термической
ооработке и механических свойствах применяемых марок хромомолибде-
новой стали.
66
Хромомолибденовая сталь употребляется в самолете- и моторостроении
«де прутков, проволоки, труб, листов, лент и поковок.
в ВИз стали марки 30-ХМА изготовляются мелкие детали моторов: масло-
хггпажатель коленчатого вала и другие. Термическая обработка подобных
сталей заключается в закалке при 870 — 880° (выдержка £ 15 мин,—для
тонких изделий) в масле и отпуске на 520 — 550° (выдержка от 45 мин. до
j 5 часа) с охлаждением на воздухе; в результате получается твердость
== 30 — 40’
Фиг. 59. Перлито-ферритовая
структура нормализованной
стали марки ХТМ (Х100).
Фиг. 60. Микроструктура стали
марки ХТМ после закалки и
отпуска^ на 350° (х500).
На фиг. 59 изображенаГмикроструктура хромомолибденовой стали после
нормализации (феррит+ сорбитообразный перлит), а на фиг. 60 —[после
закалки и отпуска на 350° (мартенсит специальной стали).
Изменение механических свойств хромомолибденовой стали после двой-
ной термической обработки иллюстрируется кривыми (см. ниже фиг. 64
и 65). В табл. 22 приведены данные механических свойств хромомолибде-
новой стали (3-лин листы) в зависимости от режимов термообработок (со-
став стали: 0,23% С, 0,93% Сг, 0,24% Мо, остальное — в пределах норм).
Хромомолибденовая сталь хорошо сваривается. В табл. 23 приведены
данные о механических свойствах этой стали после сварки и последую-
щей термообработки сравнительно с одной только термообработкой (листы
толщиной в 2 мм).
Хромомолибденовая сталь хорошо поддается также электросварке со-
противлением (табл. 24). Перед сваркой сталь была подвергнута нормаль-
ной термообработке: закалке и отпуску. После точечной сварки сталь в до-
полнительной термообработке не нуждается.
При понижении температуры увеличивается крепость и уменьшается
вязкость хромомолибденовой стали. Свойства стали, закаленной при 880°
в масле и отпущенной при 300°, приведены в табл. 25.
61
Таблица 20
OCT 30-ХМА 20-ХМ А2 1 При 2 При Марка ОСТ 30-ХМА 68 плавн меняет стали авиа хтм Марки стал авиа хтм хтм е в мартеновс ся в виде пре Форма И ни во Завод Электро- сталь» эхтм ЭХТМ х печах доп ЛОКИ. VCI | | отжиг ГС S о о 1 ТП \ 5 1 X с 15—0,32 5-0,25 < 0.03”/о 1 (терм Хар 03 ОЭ сз 2? с. к Э S К Д’ 880- 900 Хромомоли! (марки J И м и_ч е с к и~й Мп 0,40—0,70 0,40—0,70 Р < 0>035°/о. Хромомолиб ообработка и меха актер термической закалка ✓ а в cjJL 1 Si 0,П-0,37 0,17-0,32 деновая ст< ническнв ci обработку отпуС1 ль в % S1 < о,с < ОС 1ЛЬ земства) < 25 )25 _ А /Л р1 0,025 0,025 M Сг 0,80—1,10 0,80—1,10 еханическ О % L Ni < о,: След ие свойст ф % 10 ы Та ва а> 0, Г' б л и . 1 Мо 5-0,25 15—0,25 ца 21 НВ ' кг/мм2 197—269
полу- фабриката Прутки и ПОКОВКИ поставки Нормали- ГС 650 среда СЬ кг) мм" KZjMM2, кгм см2
t °C среда
300—600 Масло 95 НО 130 80 85 105 12 8 5 50 45 40 9 I 6 I 5 1 271—321 340—444
зова иные отпущен- ные И и- а- а- 880 870—890 870- 900 870— 900 Масло Масло Масло Масло
Проволока холодно- тянутая Трубы тянутые Листы и ленты Отожже на я Т ерми- чески обр ботанные Терми- чески обр ботанные Огожже Нормал! 400—425 Отожже 500—525 375—425 иные зова иные 1 - иные 45—65 45-65 70—90 125-145 45—65 > НО > 130 1 III III >16 > 18 >н > 5 >16 > 7 > 5 1 1.1 III III III । 127—185 >330 >380 69
Таблица 22
Механические свойства хромомолибденовой стали
(по данным инж. Шишкова)
Вид термообработки °s Ср В
кг] мм* кг] мм? кг/мм? О/ /О
Нормализация при 860° (20 мин.) Закалка при 860° в воде (20 мин.)4- 92,7 74,1 37,5 9,3
+ отпуск на 600° (30 мин.) . Закалка при 860° в воде (20 мин.)+ 85,5 75,9 57,2 10,5
4- отпуск на 350° (30 мин.) . Закалка при 860° в масле 151,2 132,0 101,5 4,7
(20 мин.) отпуск на 600" (30 мин.) 92,3 82,1 68,4 8,2
Закалка при 860° в масле
(20 мин.) + отпуск на 350° (30 мин.) 145,1 131,9 103,7 4,4
Влияние режима отпуска на вязкость стали видно из табл. 26.
При понижении температуры предел усталости стали возрастает. Так,
если предел усталости на изгиб (вращением) при температуре + 20° равен
46 кг/мм2, то при температуре — 70° он увеличивается до 57 кг/мм2.
Хромомолибденовые трубы и листы при приемке подвергаются осмотру,
обмеру и механическим испытаниям на растяжение.
Трубы не должны иметь трещин и допускать раздачу конусом на 2%
по внутреннему диаметру. Поверхность труб и листов должна быть гладкая,
ровная, без трещин, расслоений, плен, закатов, забоин и без значительного
слоя окалины. Тонкий, ровный слой окалины допускается.
При приемке листов и труб производятся контрольный химический ана-
лиз и проверка микроструктуры (на отсутствие обезуглероживания, резко
выраженной строчечности и загрязненности материала).
Проволока для заклепок из стали марки 30-ХМА должна иметь гладкую
поверхность без трещин, царапин, волосовин, плен, раковин и задир. До-
пускаются мелкие дефекты в пределах допусков на диаметр проволоки. До-
пускается также тонкий слой окалины по поверхности. Проволоку подвер-
гают механическим испытаниям на растяжение (в отожженном состоянии).
Заклепки испытывают в специальном приспособлении на срез. Напряжение
на срез для закаленных заклепок должно быть выше 70 кг/мм-, для нормали-
зованных — > 55 кг/мм? и для отожженных — 35 кг/мм2.
§ 7. Хромансилевая сталь
В стали хромансиль подобрано оптимальное сочетание хрома, марганца
и кремния, при котором механические свойства этой стали соответствуют
свойствам хромомолибденовой стали и даже несколько выше последних.
Хромансилевая сталь имеет большое преимущество в сравнении с хро-
момолибденовой в отношении составляющих компонентов: в то время, как
70
1 a \J Л Г1 Ы, —— Механические свойства термически обработанной и сваренной хромомолибденовой стали (по данным ипж- Шишкова) •/“°01 83- 1 42,5 55,1 52,0 66,6 44,6 62,7 59.5
, V 8П Чс °/о001 — 83 4x5 имАваэ хиэиНифеон 1 83,3 СО 00 76,9 92,2 00 о CD 88,6 93,7
Механические свойства свар- ных образцов 7« 8 ээн сйэ 1 СО X ю in о со' 2,8
ZWW12U Ча ээнйабэ 1 54,2 89,8 82,5 124,8 о 116,7 128,8
аопеебро оал.ээьи1гоя 1 С© О м- с© 1 ю
Термообработка перед исследованием Исходное состояние (за- водской отжиг); сварка Сварка; лабораторный j отжиг (/=820°) Сварка; лабораторная нормализация (/=820°) Лабораторная нормали- зация (/ = 820 ); сварка Сварка; закалка в воде (/ = 820°) и отпуск (/ = 450°) Сварка; закалка в масле (/=>820°) и отпуск (/-600°) Сварка, закалка в масле (/ = 820°) и отпуск (/=450“) Сварка; закалка в го- рячем масле (/ = 230°)
Механические свойства це- лых образцов "/. 8 аанНэйэ 19,5 [ 9,80 к С© СО о -Ч-"
Етг/гм Ча аанйэйэ 65,0 1 О см о ; 135,3 1 100,4 9‘1£1 137.4
eoheedgo оахэа никоя -в- 1 1 Я 5- СО „ 11 4J* 5- ® СО II ХО, 7 i(o=3 мм)
термооораоичка перед исследованием Исходное состояние (за- водской отжиг) 1 Нормализация (/=820°) Закалка в воде (/=820°) и отпуск (/=450'’) Закалка в масле (t = 820е) и отпуск (/ = 600') Закалка в масле (/=820°) и отпуск (/-=450°) Закалка в горячем мас- ле (/=230°)
71
Таблица 27
Таблица 24
Характеристика электросварки хромомолибденовой стали
(по данным проф. Гевелинга)
Толщина мм Режим сварки на аппарате АТН -16 dmax ТОЧКИ мм Разрыв- ная нагрузка ^тах кг Плотность тока А[ммг
диаметр электрода ^эл мм ЧИСЛО ступеней 2V продол- житель- ность t сек. давление на элек- трод &ал кг
1+1 2 2 0,75 60 2,8 650 1050
1+1 3 4 1,0 60 3,6 950 700
1+1 4 3 1,0 80 4,8 900 480
1+1 5 5 0,75 112 6,0 910 392
1+1 6 5 1,0 112 6,5 900 271
2-j-2 3 4 2,5 112 4,2 1 490 995
2+2 4 7 2,0 112 5,1 1675 815
2+2 5 7 2.5 112 6,0 2 050 523
1,5+34-1,5 5 7 2,5 112 6,0 2 650 523
Таблица 25
Свойства закаленной и отпущенной хромомолибденовой стали (при
различной температуре)]
(по данным инж. Беляева)
ОЬ кг/мм2] О % Ф % ак кгм/см2
+20° —40° —70° +20° —40° —70° +20° —40° —70° +20° —40° -70°
150 0 161,5 164,0 6'7 6,3 6,8 54,2 53,2 56,0 7,8 4,3 3,9
Таблица 26
Влияние отпуска на вязкость хромомолибде-
новой стали
(по данным инж. Беляева)
Темпера- тура отпуска °C Вязкость при температуре испытания
+ 20° — 40° —70°
250 8,5 7,7 7,3
300 7,8 4,3 3,9
350 7,3 4,3 3,4
Хромансилевая сталь
(марки и состав)
Доярки стали Химический состав в %
ОСТ авиа С Мп Si S р Сг Ni
30- ХГСА Хро- май- 0,28—0 35 0,80—1,10 0,90—1,20 <0,030 <0,030 0,80—1,10 <0,30
20-1 ХГСА спль То же 0.15—0,25 0,80—1,10 0,90—1,20 <0,030 <0,035 0,80—1,10 Следы
1 Применяется в виде проволоки.
Фиг. 61. Микроструктура хро-
мансилевой стали после закалки
и отпуска на 350° (х500).
в первой, помимо хрома, присутствуют марганец и кремний, вторая, кроме
хрома, содержит еще и молибден. Между тем замена импортного молибдена
марганцем и кремнием является весьма
желательной, поэтому применение хроман-
силевой стали вместо хромомолибде-
новой весьма целесообразно.
В табл. 27 и 28 приведены необходи-
мые данные о составе, термообработке и
механических свойствах применяемых
сортов хромансилевой стали.
Хромансилевая сталь идет в виде
прутков, проволоки, поковок, труб, ли-
стов и лент и употребляется для изго-
товления ответственных деталей в само-
летостроении, а также для некоторых
деталей в моторостроении.
Методы приемки листов и труб из
стали марки 30-ХГСА аналогичны
приемке листов и труб из стали марки
30-ХМА.
На фиг. 61 приведена микрострук-
тура хромансилевой стали после закалки
и отпуска на 350° (мартенсит специаль-
ной стали).
На фиг. 62 показано влияние тем-
пературы отпуска на механические свой-
ства закаленной в воде хромансилевой
стали толщиной в 1 мм. Закалка произ-
ведена при 860°; выдержка при отпуске
л°™авляет 40 мин.; состав стали: 0/
°>83% Сг.
Для сравнения на фиг. 63 приведена диаграмма влияния температуры
на закаленную при 880° в масле 2-мм сталь состава :0,26%С, 0,86%Сг
,ч’% Мп и 0,89% Si (время выдержки при отпуске равно 1,5 часа).
,27% С, 0,8% Si, 1,09% Мп и.
72
73=
Таблица 28
Хромансь сТЯль „ .
(термообработку ваЯ .уеские свойства)
~ ‘ -^мехай^.
Х-1Р-ТРПтерм1
Механические свойства
Марки стали
ческой обработки
— Состояние поставки „я каяка отпуск кг) мм? в ол /О ак нв
ост авиа риката норма, лизацц. t °с’ /°C среда t °C кг! мм? О/ /о кгм см2 кг! мм?
Прутки, поковки Нормализованные и от- пущенные со о III' J 880 880 Масло Масло 650 225 300—600 >160 1 130 1 но 1 95 >135 105 85 80 > 7 5 8 12 >45 40 45 50 >5,5 5 6 9 197—269 388—477 |з40—444 271—321
30 - ХГСА Хроман- Проволока Отожженная —- —— — — 55—75 — >16 — — —
СИЛЕ Трубы Отожженные Закаленные и отпу- щенные iiil 1 870—890 870-890 Масло Масло 400—425 200—225 55—75 130—150 >160 — >18 > 5 > 5 — - —
Листы п ленты Нормализованные с высоким отпуском (650—680°) j— - — — — 55—75 >18 — —
Температура отпуска °C
Фиг. 62. Изменение механических
’Свойств хромансилевой стали в за-
висимости от режима термообработ-
ки; листы в 1 мм; температура за-
калки 860°; выдержка при отпуске
40 мин. (Шишков).
Фиг. 63. Изменение механических
свойств хромансилевой стали в за-
висимости от режима термообработ-
ки; листы в 2 мм; закалка при 880°
в масле; отпуск 1,5 часа (Шишков).
Фиг. 64 дает представление об изменении механических свойств хро-
мансилевой и хромомолибденовой стали в зависимости от их термообра-
ботки.
На фиг. 65 приведена диаграмма временного сопротивления срезу раз-
личных сортов специальной стали, а на
фиг. 66 даны S-образные кривые для
хромансилевой стали.
Фиг. 67 характеризует влияние изо-
термической обработки на механические
свойства хромансилевой стали.
Хромансилевая сталь вполне удовле-
творительно поддается всем видам свар-
ки- Для иллюстрации этого в табл. 29
приведены данные о механических свой-
ствах листовой стали толщиной в 1,5 мм
как для целых, так и для сваренных
автогеном и термически обработанных
сварки образцов. Состав стали:
и>27% С, 0,8% Si, 1,09% Мп и 0,83% Сг.
Фиг. 68 иллюстрирует изменение
^Редела усталости для хромансилевой
*али при изгибе в зависимости от
ЬяпоератуРы отпуска после закалки при
в масле.
Температура отпуска °C
Фиг. 64. Механические свойства
стали ХТМ и хромансиль
(Шишков).
74
75
Фиг. 65. Влияние отпуска на вре-
менное сопротивление срезу спе-
циальных сортов стали (Шишкове
Таблица 29
Фиг. 67. Механические свойстнй
хромансилевой стали в зависи-
мости от режима изотермической
обработки (Кантор). )
.Фиг. 68. Изменение предела уста-
лости для хромансилевой стали в
зависимости от температуры отпус-
ка после закалки при 880° в масл®
(Шишков).
7о
_________ Целые образцы_____________ _______________________________Сварные образцы __________________
Род термообработки I ’^2____________* Сварка и термообра- I J 8 100<)/1 .100%
кг[мм /о оотка /о . а£>^ел | °^ел
1 28,8 73,4 50,6 63,8 69,8 58,3
(О со ю СО
1 <о“ О о
о о о О Ci
т—
ОС со ю 00 О) 00
[». со о со сГ in СМ
о Ci 00 ш Ci
c\f <01 о сч io
со Ci см Ci сч со
’S к s Cl CJ о og i S Со
X я О- О в 03 СО S 2 m c m 5 2 m с « о в ма отпу si? tn g в г ри 23
ТО О «=: 03 то то TO S с
СХх^ оз 12 я - X - X
О 00 £ r; ~ £ s о Г О
Ю сх «J то ТО о TO о то
rt S о X о ьс со X со х о
С О- S о 03 О ТО г~> То 00 ка+за при 8 450° то то
рка +. гжиг п ка + и 860 o009 98 и е+вя ка+з и 861 450° ка+з при 600° ка+з чем м
О 0.0. о О- сх, о 0-0 с 0-0 (О О, к
ТО о СП то - СП S с Ef СП g = « S " « то е; « СП Й е. СП
О О о о о О О
о со^ Ю in СП ос_
( сч т+ ю
’—•
см f^T с* о
1 ОС Ci ——* ю
□098 при 600° при 450° о009 Hdu при 450° мае-
2 о О о
и« о 5« я
к S £ Sg ЯС BW s ря 0
1 "Г >> >т >ч р о
яг оз cq с ш с СП с “ Е сп^
СО о b о О
ё ТО -L ка + то то 4- о X &
то Q- О акал| 860° акал 860° акал; 860° S to «ю акал ле г
X со со со со со
77
В табл. 30 приведены сравнительные данные о свариваемости хромац,
силевой и хромомолибденовой стали.
При понижении температуры крепость хромансилевой стали возрастает
а вязкость уменьшается. В табл. 31 приведены данные о свойствах^стал],’
закаленной при 880° в масле и отпущенной при 300°.
Из табл. 32 видно влияние температуры отпуска на вязкость стали после
закалки при 880° в масле.
Таблица 30
Сравнительные данные о свариваемости хромансилевой и хромо-
молибденовой стали
(по данным инж. Шишкова)
Вжд термической обра- ботки перед испытанием сварного шва Вид сварки Хромомолибденовая сталь X романсилев ая сталь
временное сопротив- ление раз- рыву °Ь кг [мм* вязкость, угол за- гиба В градусах временное сопротив- ление раз- рыву кг/мм* ВЯЗКОСТЬ, угол за- гиба в градусах
основной материал ' сварной шов основной j материал 1 । сварной шов основной материал сварной । шов основной материал сварной 1 шов
г- <- Я 1 Газовая 55 72 180 32 78 88 180 H6S
Без термооораоотки J Дуговая 55 49 180 54 78 73 180 20.
Газовая 54 52 180 55 71 55 180 Д77
Отжиг при 860° | Дуговая 54 39 180 72 71 51 180 104
Закалка при 890° в | Газовая 134 116 88 40 175 132 56 39
масле и отпуск на { 300° " 1 Дуговая 134 85 88 18 175 110 56 15
Таблица 31
Свойства термически обработанной хромансилевой стали при различной
температуре
(по опытам инж. Беляева)
кг) мм- О % Ф % ак KZMjCM?
т 20° —40° —70° +20° —40° —70° + 20° —40° —70° +20° -40° -70”
163,0 170,8 172,6 6,2 6,7 6,7 47,6 47,8 47,8 7,1 5,8 зЛ
78
Таблица 32
Зависимость вязкости хромансилевой стали
от температуры отпуска
(по данным ипж. Беляева)
Темпера- тура отпуска °C ак KZMjCM-
при ш + 20° при —40 3 при —70°
175 8,2 8,5 6,02
200 8,8 8,3 6,48
250 7,5 7,05 6,01
300 7,1 5,81 3 42
350 6,5 4,73 3,50
400 8,2 5,6 4,46
450 7,5 5,6 5,07
500 9,6 6,76 5,7
§ 8. Хромо-молибдено-алюминиевая сталь
Хромо-молибдено-алюминиевая сталь относится к категории стали <<ни-
трч । юй»>, т. е. принадлежит к нитрирующимся сортам.
Т
Автоматический регул и
рующий пирометр
Манометр
Фиг. 69. Установка для нитрации (Hornerberg, Walsted).
6 (/1"гРация производится в специальных печах при температуре в 500—
Дит В СРеде аммиака (фиг. 69). Вследствие диссоциации аммиака- происхо-
К0Т0Вы?ел?ние атомарного азота «ин стату насценди» (in Statu nascendi),
РЬП1 обРазует с железом и другими компонентами стали нитриды (твер-
1!,....И хРУпкие составляющие Fe„N, Fe.N» AIM и др.) На фиг. 70 дана
дпагРамма системы Fe-N. “
79
В стали типа «нитраллой» нитриды образуются с железом, хромом и алю-
минием. Хром и алюминий увеличивают способность стали поглощать
азот: их нитриды, в противоположность нитридам железа, не способны
к диссоциации при температуре нитрации, поэтому в результате нитрации
--»-%/V Fe.N
Фиг. 70. Диаграмма системы Fe—N
(по Lehrer, с изменениями по Eisenhut и Каирр).
хромо-молибдено-алюминиевой стали поверхностная твердость изделия по-
лучается более высокой, чем после нитрации углеродистой стали. Влияние
Глубина слоя дм
Фиг. 71. Влияние различных элементов в хромистой
стали на ее твердость после нитрации
(Hardner, Gow, Willey).
различных элементов в хромистой стали на твердость ее после нитран1
видно из фиг. 71. Нитрация производилась при 538° в течение 90 4 •
Недостатком этой стали является быстрое обезуглероживание при вы
кой температуре; алюминий способствует росту зерен стали.
80
Операция
Химии состав в %
'Масло
Хромо - алюминиево -
молибденовая сталь
(для нитрирования!
Л о К 0. Homerb -81 а
White, 1929,S
____________ t °C .Уел ox л
Нормализаций
И
Отэкиг
Зака пна
Гэряч.мех сброд.
С 0,36
Мп 0,51
300 350 500 550 600 650 700 750
AL-1,23
Мо-0,18
V - 0.48
SuP-bfM
Фиг. 72. Изменение механических свойств стали «нитраллой»
в зависимости от режимов термообработки;
Фиг. 74. Микроструктура ядра
стали марки ХМА-3 (хбОО).
Справочник по авиаметаллам—112—С
81
В табл. 33 и 34 приведены данные о составе, термообработке и свойствах фиг. показано влияние термообработки на механические свойства различных марок нитрирующейся стали. д}олибдено-алк>миниевой стали. Таблица 33 Хромо-молибдед ииеваЯ сталь алюмин” <“•*> ия»>
Марки стали
Химичесдц состав в %
ОСТ авиа Завод «Электросталь» с Мп Si S р Сг N1 Мо А1
35-ХМЮА ХМА-З Э-35-ХМЮА 0,30—0,38 0,30—0,60 °>17—0,3? <0,030 <0,035 1,35—1,65 <0,40 0,40—0,60 0,75—1,25
40-ХМЮА ХМА-4 — 0,35—0,45 0,30—0,60 0,17—0,37 <0,030 < 0,035 1,35—1,65 <0,30 0,40—0,60 0,80—1,20
Таблица 34
Хромо-молибдено, алюминиевая сталь
(термообработка и ханические свойства)
Марки стали Форма полуфаб- риката Состояние поставки Характер термине- ской обработки Механические свойства
ОСТ авиа норма- лизация t °C закалка отпуск сь кг) мм1 °s кг! мм2 В % Ф % ак кгм см2. ^в кг/мм-
t °C среда t °C среда
35-ХМЮА ХМА-З Прутки и Нормализо- ванные и отпущенные 950 — — 1 650 — — — — — — 229—285
поковки — 950 Масло 620-670 Масло > 100 >85 > 15 >50 >9 285—321
40-ХМЮА ХМА-4 Прутки и поковки То же 950 — — 650 — — — — — — 229—285
— 950 Масло 62О-67о Масло >100 >85 >15 >50 >10 285—321
82
83
Хромо-молибдено-алюминиевая сталь применяется в авиационном моторо-
строении для изготовления цилиндров, шестерен, пальцев и других деталей
Все они подвергаются перед нитрацией указанной в табл. 34 термообра
ботке. После нитрации никакой термообработки не производится.
рталь марки 35-ХМЮА (ХМА-3) применяется для изготовления пальцев
прицепных шатунов, осей шестерен и др. Перед нитрацией детали подвергают
закалке при 950е в масле (или в воде) и отруску до 610—630° (выдержкам
S5 час.) с охлаждением на воздухе.
Условия проведения процесса нитрации не одинаковы для различных
деталей. Так, для некоторых деталей первый этап проводится в течение
15 час. при 500° при диссоциации аммиака от 15 до 25%, второй— в тече-
ние 5 час. при 580° при диссоциации 45—50%; после этого деталь охлаж-
дают в печи до 200°.
В результате получается большая твердость поверхности: Нцс=80 (при
Р = 30 кг), толщина корки — около 0,3 мм; твердость ядра Hg = 285—-
— 320 кг/мм-.
На фиг. 73 приведена микроструктура корки (сорбит + нитриды), а на
фиг. 74 — микроструктура ядра (сорбит).
Нитрируемые изделия подвергаются следующему контролю: после за-
калки и отпуска у всех деталей определяется твердость, а для части дета-
лей производится испытание на растяжение и удар (образцы вырезываются
от контрольных деталей); после нитрации проверяется твердость наружной
поверхности и глубина нитрированного слоя на контрольном' образце от
данной партии деталей. L
Для ускорения процесса нитрации применяются катализаторы, напрь-
мер, прокаленный магнезит, анилин и др.
§ 9. Нержавеющая сталь
Из существующих типов нержавеющей стали в авиации наиболее широко
применяется сталь аустенитного класса (типа 18/8). В Германии эта сталь
имеет марку V-2A, в Америке — К-2А и 18/8, в Англии — «Анка».
В табл. 35 и 36 приведены данные о ходовых марках хромистой и хромо-
никелевой нержавеющей стали.
Хромистая нержавеющая сталь марки 18-Х15А имеет сравнительно не-
большое применение.
Марки стали типа ЭЯ по составу достаточно близки друг другу; в неко-
торые марки добавляется титан, назначение которого состоит в уменьшении
интеркристаллической коррозии стали.
На фиг. 75 изображена псевдобинарная диаграмма равновесия для си-
стемы (Fe; 18% Сг; 8% N1) — С. Она показывает устойчивые структуры, в за-
висимости от температуры, для различных по содержанию углерода сорты
стали.
Аустенитная структура в стали типа ЭЯ не является стабильной при
Комнатной температуре, поэтому для получения необходимых антикоррозион-
ных свойств (т. е. аустенитной структуры) следует подвергать сталь закалке
или нормализации при 1050— 1150° (в зависимости от содержания углерода)^
В закаленном состоянии временное сопротивление стали = 60 кг/лык
при удлинении 8 = 45%. Единственный метод для укрепления этой стали
заключается в нагартовке, которая изменяет механические свойства в зависи-
мости от степени обжатия (фиг. 76).
f Микроструктура в закаленном состоянии состоит из крупных зерен недс-
формированного аустенита. На фиг. 77 показана структура после нагар-
товки; видны вытянутые зерна аустенита, в которых заметны линии сдвигов.
84
1660
1400
Жид кии сплав
1200
1000
6
(з
S-
с
$
Л1
800
600
400
У в карбиды
Грубые выделение
> '. /'У-/'.'ZZ Z..Zч
Выпадение быстро
карбидов мелкие выделение
Очень медленно
<х + у + карбиды
кг
200
а + карбиды
°0 0.1 ' 0,2 0,3 0,4 0,5
~^%С
Флг. 75. Псевдобинарная диаграмма равновесия
для системы (Fe, 18%Cr,8% Ni)—С (Bain, Aborn).
Фиг. 7б. Влияние нагартовки на
механические свойства нержаве-
ющей стали марки V-2A (Акимов).
Фиг. 77. Микроструктура нагарто-
ванной нержавеющей стали марки
ЭЯ-1 (х500).
I
85
I Т а б л и ц а 35
Нержавец, шаЯ Сталь
(марки и сОстав)^____________________________________________________________________
Марки стали ХимиЧе с1.цП состав в %
ОСТ авиа Завод «Электросталь» С Мп Si S Р Сг Ni Ti
18-Х15А Ж-2 ЭЖ-2 0,15—0,23 <0,50 < 0j° < 0,020 <0,030 13,0—15,0 < 0,60 —
14-Х19-Н9А Я-1 Э-Я1 <0,14 <0,70 <0,80 < 0,020 <0,030 17,0—19,0 8,0-9,5 —
14-Х19-Н9Т Я-1Т ЭЯ-1Т <0,14 0,30—0,70 0,30—0,50 <0,020 <0,030 17,0—19.0 8,0—9,5 0,50—0.80
20-Х19-Н9А Я-2 ЭЯ-2 0,15—0,26 <0,70 40,80 <0,020 <0,030 17,0—19,0 8,0—9,5 —
Нержавек щая сталь т аблица 36
(термообработка и меха лические свойства)
Марки стали Форма полуфаб- риката Состояние по- ставки Характер термической обработки Механические свойства
от- ЖИГ t °C закалка отпуск 'ь кг/мм2 кг/мм- О % Ф % ак кгм СМ* Нв кг/мм2
ОСТ авиа t °C среда
t °C среда । 1
18-Х15А Ж-2 Прутки и поковки Отожженные 880 1050 Масло 570—630 Масло > 85 >65 > 10 1 - 163—197 285—341
* Закаленные — 1 050—1 100 Вода, — > 60 — >45 — — —
14-Х19-Н9А Я-1 Листы и воздух — ( > 120 — >10 —-
Нагарто ванные — 1 — I > 100 — >20 — — —
——
14-Х19-Н9Т Я-1Т Листы и ленты Закаленные — 1 050—1 100 Вода> воздух — > 58 — >45 — — —
Закаленные — 1 100—1 150 Вода, ВОЗДУХ 1 _ — > 60 — >45 — —i
20-Х19-Н9А Я-2 Листы и ленты Нагаргованныс То же — — г / / / 1 1 1 >100 >110 > 120 1 1 1 >20 > 15 > 10 — 1 1 1 1 1 1
То же —
87
86
В процессе нагартовки увеличивается твердость и сталь приобретает
магнитные свойства стали. Если между отдельными этапами холодной
обработки сталь подвергается промежуточным закалкам, то после обработки
давлением будет наилучшее сочетание крепости и пластичности.
Сталь типа ЭЯ хорошо сваривается точечной и роликовой сваркой.
После сварки термическая обработка не применяется, ибо в этом случае
сама сварка заключает в себе элементы термообработки. Кроме указанных
видов сварки, применяются также электродуговая и газовая (Для выхлоп-
ных систем авиамоторов).
Для определения интеркристаллической коррозии нержавеющей стали
типов ЭЯ-1 и ЭЯ-1Т существует специальный метод.
Образцы стали ЭЯ-1 кипятятся в течение двух суток в растворе, состоя-
щем из 1 л воды, 111г медного купороса (CuS04 • 5Н2О) и 55 см3 серной кис-
лоты (уд. веса 1,84). Металлический звук при ударе этих образцов о металли-
ческую плиту свидетельствует об отсутствии интеркристаллической корро-
зии; отсутствие трещин при загибе образца на 90° (после травления) путем
удара молотка также указывает на хорошее качество стали.
Сталь марки ЭЯ-1Т, предназначаемую для работы при высоких темпера-
турах, перед кипячением подвергают в течение двух часов нагреву до 650°
с охлаждением на воздухе, затем испытывают в указанном выше реактиве
и проверяют таким же образом.
Сталь марки ЭЯ-2 применяется в моторостроении для’ изготовления
клапанов подогревателя, валиков клапанов подогревателей и других
деталей. Структура деталей — аустенит; 7/д = 240—285 кг! мм2.
Так как сталь типа ЭЯ содержит весьма большой процент импортного
никеля, то в последнее время стали переходить на частичную замену этой
стали хромо-марганцовнстоникелевой сталью.
Наиболее удачно себя зарекомендовала сталь марки ЭИ-100. Она может
заменить сталь типа ЭЯ в сухопутных машинах. Состав стали ЭИ-100 сле-
дующий: 0,3%С, 12%Cr, 8%Mn, 4%Ni; остальные элементы — нормально
как в углеродистой стали.
После закалки в воде при температуре 1150° сталь ЭИ-100 приобретает
аустенитную структуру. Механические свойства ее таковы: временное со-
противление ч, — 87 кг) мм? и удлинение 8 = 50%. После нагартовки на
36% временное сопротивление возрастает до 150 кг)мм2-, а удлинение падает
до 14%. По своим механическим свойствам сталь марки ЭИ-100 может конку-
рировать со сталью типа ЭЯ.
§ Ю. Жароупорная сталь
Жароупорная сталь применяется для изготовления выпускных клапанов
моторов 1 (температура нагрева кромок грибка доходит до 750 — 820°). Со-
став этой стали сложный, и, помимо хрома, в ней в разных сочетаниях при-
сутствуют никель, вольфрам, молибден, ванадий и кобальт.
Жароупорная сталь должна обладать высокими механическими и анти-
коррозионными свойствами при температуре до 900°. Критические точки
должны лежать выше рабочей температуры. Компоненты, входящие в эту
группу сортов стали, в большей или меньшей степени обеспечивают их жаро-
упорность.
В табл. 37 и 38 приведены данные о марках жароупорной стали, приме-
няемой для выпускных и отчасти для впускных клапанов.
1 Эта же сталь часто идет на впускные клапаны.
88
89
ЖаР°Упвр
(марки Ц
Марки стали
ОСТ % авиа Завод «Электросталь» с Мп Si
155-Х12А 125-Х13М-КЗА 31-Х14-Н7А 30-СХ8-МА 45-Х15-Н15-В2А XI2-М Х12-К 8160 СХ8-М 8163 ЭХ 12-М ЭХ12-К ЭИ-72 ЭИ-107 ЭИ-69 1,45—1,70 1,10—1,40 0,25—0,37 0,35—0,45 0,40—0,50 <0,35 0,20—0,50 <0,65 0,30—0,70 <0,70 <0,50 0,20—т-0,40 2,0-3,0 2,0—3,0 0,30—0,80
Таблица 37
наЯ с'гаЛЬ
состав)______________________________________________________
,1ССКИЙ состав в %
S Р Сг Ni W V Мо Со
0,030 0,025 Г 0,030 0,020 0,030 < 0,030 11,0—12,5 <0,30 0,50—0,80 ——
< 0,025 11,0—13,0 <0,50 -— — 0,50—1,00 2,50—3.00
<0,030 11,5—14,0 6,50—7,50 — — — —
< 0,030 9,0—12,0 <0,50 — -— 0,70—1,30 —
<0,030 13,0—15,0 13,0—15,0 2,0—2,75 — 0,40—0,60 —
Жароупор наястапь Таблица 38
(термообработка и меха нические свойства)
Марки стали Форма полуфаб- риката Состояние поставки Характер термической обработки Механические свойства
ОСТ авиа от- жиг t °C зав t °C :алка - - -- среда отп t °C уск среда кг/мм2 °s кг! мм2 6 % ф % ак кгм см2 Нв кг/мм2
155-Х12А Х12-М Прутки и поковки Отожженные 850 — — — — — — — — — 207—255
125-X13M-K3A Х12-К Прутки и поковки Отожженные 850 — — — — — — — — — 207—255
31-Х14-Н7А 8160 Прутки и поковки Горячеката- ные без тер- мообработки — — — — ! — >120 >80 >10 >25 — —-
30-СХ8-МА СХ8-М Прутки и поковки Отожженные 850 — — — 50—800 — — — — — — 207—255
— 1000 Масло Масло >95 >75 >10 >40 >3 302—363
45-Х15-Н15-В2А 8163 Прутки и поковки Отожженные 820 — — — — — — — — 229—269
SO
91
Сталь марки Х12-К может служить также для изготовления роликОь
клапанных рычагов и других деталей. После закалки при 950° в масле и ок
пуска на 180° (выдержка £2 часа) с охлаждением на воздухе сталь имеет
твердость IIrc = 56 — 62.
На фиг. 78 и 79 показана микроструктура клапанной стали марок
ЭИ-69 и ЭИ-72.
Табл. 39 характеризует изменение механических свойств жароупорной
стали завода «Электросталь» при повышении температуры. L
В табл. 40 приведен химический состав исследованных типов стали
Таблица 39
Результаты испытаний на разрыв клапанной стали при высоких
температурах
(по данным инж- Алексеенко)
Марка стали Механиче- ские свойства Температура испытаний в °C
15 500 600 700 800 900
-ь кг/мм2 77,0 64,3 56,1 39,3 25,3 15.5
ЭИ-69 6 % 27,0 26 0 21,0 19,0 25 0 47.0
ф % 59,4 33,0 34,0 36,0 59,0 67,0
СЬ кг/мм3 86,0 66,3 59,3 37,3 23,4 16,5
ЭИ-67 0 % 28,0 18,0 23,0 34,0 25,0 43,0
ф % 38,5 25,0 26,0 49,0 63,0 62,0
ЭИ-72 СЬ кг! мм3 108,8 65,0 47,2 33,3 21 5 13,8
(плавка с 15% Сг 0 % 10,6 19 0 27,5 18,6 15 8 9,5
и 8% Ni) ф % 12,4 57,4 60.0 36,0 — 23,0
ЭИ-72 кг/мм3 141,0 81,0 43,3 30,1 21,7 15,0
(плавка с 13% Сг 8 % 9,0 12,5 29,5 31,5 15,5 4.5 *
и 8% Ni) Ф % 10,9 56,0 65,0 56,0 42,0 13,0
кг/мм.3 68,4 65,3 55,8 36,1 20,0 И,2
ЭЯ-ЗС S % 28,8 29,4 18,7 22,8 28,7 24,8
ф % 48,9 38,5 30,5 40,5 55,5 52,5
кг/мм3 126,0 87,4 46,0 25,0 14,5 13,2
ЭХ 12-К 8 % 3,4 7,0 25,0 33,0 57,0 60,0
Ф % 12,7 15,0 56,0 81,0 88,0 80,0
92
ОЭ 1 1 2,72
i ни. а £ а сс CN г 1 1,54 1 1
Таб 1 Mo | с с > 1 1 1 8Г0 j
В % Сг 13,12 — 15,02 13,33 13,82 13,04 8 СМ
состав Ni 14,47 L, 7,83 8,00 13,1 24,9 1
i стали о. 0,001 0,012 0,0015 0,009 0,011 1
•ванных типов £ X СП юо‘о 0.013 1 0,008 0,006 0,012 0,025
СП о 2,82 2,80 2,81 । 2,во 0,25 •
о к[ OJ Ж Мп 0,41 0,42 0,45 1,03 0,52 0.36
а св с О 0,49 0,36 0,35 0,54 0,31 О СО
Химический с Советская марка ЭИ-69 ЭИ-72 ЭИ-72 ЭИ-67 ЭЯ-ЗС 1 ЭХ12-К
Тип стали и соответствен- ные иностранные марки 1 Хромо-никельвольфрамовая R-8163 Хромо-никелькремнистая 15/8; R-8160 Хромо-никелькремнистая 13/8; R-8160 Хромо-никельвольфрамокрем- ннста я WF-100 (по спецификации Круппа) Хромо-никелькремнистая (ста- рая марка «Энерж-7») Хромо-кобальтомолибденовая R-8110
Сталь марки ЭЯ-ЗС идет на клапаны некоторых моторов.
93
В табл. 41 приведены результаты сравнительных испытаний на корпп
зию различных марок клапанной стали (в горящей бензиновой смеси с
бавками тетраэтилсвинца).
Сравнивая устойчивость этих марок стали при температуре в 750°
принимая за единицу величину коррозии стали марки ЭЯ-ЗС в продуктах его1
рания чистого бензина, можно вывести сравнительные данные (табл. 42)'
Для сравнения в табл. 43 приведены данные об устойчивости этих м<₽
марок стали при 820°.
Таблица 41
Результаты испытаний клапанной стали на коррозию
(по данным инж. Зиновьева и Левина)
Места по качеству Бензиновая смесь1 1=750° Бензиновая смесь + тетра- эти лсвинец 1=750° Бензиновая смесь 1=820° Бензиновая смесь + тетра- этилсвинец 1=820°
1-е ЭЯ-ЗС ЭЯ-ЗС ЭЯ-ЗС ЭЯ-ЗС
2-е ЭИ-72 ЭИ-72 ЭИ-72 ЭИ-72 и ЭИ-67
3-е ЭИ-67 ЭИ-67 ЭИ-67 —
4-е ЭИ-69 ЭИ-69 ЭИ-69 ЭИ-69
5-е ЭХ12-К ЭХ12-К ЭХ12-К ЭХ12-К
Таблица 42
Сравнительная величина коррозии клапанной стали различных марок
________________________при 750°С_______
Условия испытания Величина коррозии
ЭЯ-ЗС ЭХ12-К ЭИ-67 ЭИ-69 ЭИ-72
Бензиновая смесь . . . Бензиновая смесь + те- 1 17 2,5 5,8 1,4
траэтилсвинец .... 3 39 5,6 20,7 4,1
Таблица 43
Сравнительная величина коррозии клапанной стали различных марок
при 820° С
Условия испытания Величина коррозии
ЭЯ-ЗС ЭХ12-К ЭИ-67 ЭИ-69 ЭИ-72
Бензиновая смесь . . . 1 72,2 1,8 7,8 1,6
1 Чистый бензин + воздух.
94
ы по нитрации стали марок ЭЯ-ЗС, ЭИ-67 и ЭИ-72 не увенчались
°Пом сталь же марки ЭИ-69 — нитрируется.
усП£ я повышения жароупорности выпускных клапанов их стеллитируют.
^пный состав рекомендуемого ВИАМ стеллита марки <<ВИАМ № 3»
Пример и д_ 1(2 с 2,0—2,5,% Si, 4,0 — 4,5% W, 27 — 30% Сг и
TaKOB65%’c°-
60 77 go приведена микроструктура стеллита. Твердость его составляет
НВ.-»-50
§ 11. Инструментальная сталь
Госта инструментальной стали разделяются на две основных группы:
лер°дистые (ОСТ 4956) и легированные (ОСТ 4958 и
4957)- Эти стандарты приведены ниже.!
Общесоюзный стандарт на инструментальную углеродистую
сталь (ОСТ 4956)
Эта сталь применяется для изготовления разнообразного инструмента,
который обыкновенно до употребления подвергается закалке с последующим
отпуском (или без него). Состав инструментальной углеродистой стали при-
веден в табл. 44; темообработка указана в табл. 45.
Таблица 44
Инструментальная углеродистая сталь
Класс стали Марка стали Химический состав в %
С Мп Si S не более р не более
1. Высококачествен- У-7А 0,60—0,74 0,25—0,35 0,30 0,020 0,030
ная инструменталь- У-8А 0,75—0,85 0,25—0,35 0,30 0,020 0,030
ная углеродистая У-9А 0,86—0,94 0,20—0,30 0,30 0,020 0,03и
сталь У-10А 0 95—1 09 0,15—0,25 0,30 0,020 0,030
У-12А 1,10—125 0,15—0,25 0,30 0,020 0,030
У-13А 1 26—1,40 0,25—0,35 0,30 0,020 0 030
—
2. Обыкновенная У-7 0,60—0,74 (0,40 0,35 0,030 0,040
инструментальная У-8 0,75—0,85 Не 0’40 0,35 0,030 0,040
углеродистая сталь У-9 0 86—0,94 бо 035 0,35 0,030 0,040
У-10 0,95—1,09 лее!0’30 0,35 0,030 0,040
У-12 1,10—1,25 е 0,30 0,35 0,030 0,040
У-13 1,26—1,40 10,40 0,35 0,030 0,040
Примерное назначение марок углеродистой
инструментальной стали
У-7А—для инструментов, подвергающихся ударам и толчкам и требую,
щих большой вязкости при умеренной твердости: для зубил, кузнечных
штампов, обжимок, отверток, центров токарных станков, ножниц для резц,,
жести, буравов, клейм по железу, штампов по коже, буров по мягким пор0.
дам, тупых хирургических инструментов, ножниц высокого качества и пр
У-7 — кроме инструментов, указанных для марки У-7А, — для кувалд’
кузнечных и слесарных молотков, плотничьего инструмента и пр.
У-8А —для инструментов, подвергающихся ударам и требующих но-
вышепной твердости при наличии достаточной вязкости: для матриц, простой
формы пробойников, ножниц и ножей по металлу, пуансонов, клейм, сто-
лярного инструмента, пил по металлу (мягкому) и дереву, резцов по меди
инструмента для болтового и гвоздильного производства, кернеров, пневма‘
тического инструмента, штампов по коже, цапф и подпятников, лезвий хо-
роших ножей, буров для пород средней твердости.
У-8 — кроме инструментов, указанных для марки У-8А, — для тисочных
губ, зубил для угля, обтесок для камня и пр.
У-9А — для инструментов, требующих твердости при наличии некото-
рой вязкости; для дыропробивных штемпелей, кернеров, деревообделочного
инструмента и пр.
У-9 — кроме инструментов, указанных для марки У-9А, — для зубил
по каменным породам.
У-10А —для инструментов, не подвергающихся резким и сильным уда-
рам и требующих некоторой вязкости на острых лезвиях: для токарных
и строгальных резцов, волочильных колец/ сверл, метчиков, разверток,
плашек, фрезеров, монетных штемпелей, ножевочных полотен, фасонных
штампов, ножей для бумаго- и табакорезательных машин, буров для буре-
ния весьма твердых пород, инструмента для [болтового и гвоздильного
производства, гребенок и пр.
У-10 — кроме инструментов, указанных для марки У-10А, — для камне-
тесного инструмента, зубил для насечки напильников и пр.
У-12А и У-12 — для инструментов, не подвергающихся ударам и тре-
бующих очень большой твердости: для токарных и строгальных резцов,
фрезеров, сверл, метчиков, разверток, плашек, бритв, острых хирургических
инструментов, шаберов, калибров, пил по металлу, часового инструмента,
резцов по латуни, монетных штампов, ножей для бумаго- и табакорезатель-
ных машин и пр.
У-13А—для инструментов, не подвергающихся ударам и требующих
исключительной твердости.
У-13—для резцов по твердому мёталлу, бритв, шаберов, волочильного
инструмента, зубил для насечки напильников, сверл, инструмента для обра-
ботки твердого камня, граверного инструмента и пр.
Общесоюзный стандарт на инструментальную легированную сталь
(ОСТ 4958)
Настоящий стандарт охватывает сорта инструментальной стали, хими-
ческий состав которых в сравнении с обычной углеродистой инструменталь-
ной сталью отличается повышенным содержанием кремния, марганца пл"
наличием от одного до нескольких элементов: хрома, вольфрама, молио'
дена, ванадия, никеля и других, при нормальном или повышенном содер-
жании кремния и марганца.
96
Таблица 45
Характеристика обработки инструментальной углеродистой стали
у;арка по ост Обработка инструментальной стали
ковка °C отжиг °C закалка °C охлаждающая среда при за- калке отпуск
V-7A 1 050—800 680—720 800—830 Вода От бледна-
V-8A 1050—800 680—720 790—820 Вода желтого до
У-9А 1 050—800 680—720 780—810 Вода темносинего
У-10А 1 000—800 680—720 770—800 Вода или масло цвета (200—
У-12А 1 000—800 680—720 760—790 То же 320'), в завп-
У-13А 1 000—800 680—720 760—790 То же спмости от тре-
У-7 1 050—80') 680—720 800—830 Вода буемой твер-
У-8 1 050—800 680—720 790—820 Вода ДО СТ 11
У-9 1050—800 680—720 780—810 Вода
у-ю 1000—800 680—720 770—800 Вода пли масло
V-12 1 000—800 680—720 760—790 То же
У-13 1 000—800 680—720 760—790 То же
Легированная инструментальная сталь предназначается для изготовле-
ния разнообразного инструмента высокой стойкости 1 и производительности
с целью получения более однородных свойств термически обработанного
инструмента при значительных колебаниях его размеров и формы.
Легированная инструментальная сталь изготовляется в электрических
и ли тигельных печах, а отдельные марки могут изготовляться в мартенов-
ских печах при условии применения чистой шихты.
По химическому составу устанавливаются следующие марки легирован-
ной инструментальной стали (табл. 46).
Примерное назначение марок легированной ин-
струментальной стали
Х-12—для матриц, штампов, которые при закалке в масле мало изме-
няют размеры; для волочильных досок и колец, штампов для чеканки, калиб-
ров и тому подобных инструментов, не подвергающихся сильным ударам
11 ™лчкам, но от которых требуется высокая производительность; для но-
кеи к ножницам при холодной резке металла.
Х-12М — в тех же случаях, что и марки Х-12, но когда требуется боль-
шая вязкость: для роликовых штампов, ножниц при холодной резке, штам-
11 Для выдавливания и пр.
ст высокая температурная стойкость легированной инструментальной
-пемр П° сРавнению с углеродистой объясняется влиянием спецпатьных
птов: хрома, вольфрама, ванадия и молибдена.
Справочник по авпаметаллам—112—7
,97
ос
Легированная инструментальная сталь
Таблица 46
Химический состав в %
стали с Мп Si Сг W V Мо
Хромистая сталь
Х-12 2,00—2,30 < 0.35 < 0,50 11,5—13,0 0,5—1,0 (оговаривается заказом) ".
Х-12М 1,45—1.70 < 0,35 <0,50 11,0—12,5 — 0,15—0,30 1 0,50-0,80 (оговаривается заказом)
хг 1,30—1,50 0,45—0,70 <0,35 1,3—1,6 — <0,30 (оговаривается заказом) ““'
X 1 0—1.15 <0,40 < 0,35 1,3—1,6 — — —
9-Х 0.80—0,95 0,25—0.35 0,25—0,45 1.4—1.7 •
9-ХС 0.85—0,95 0,30—0.60 1.20—1,60 0.95- 1.25 — — —
4-ХС 0,35—0,45 <0.40 1,20—1,60 1,3—1Л —— —
ХО-5 1.25—1,40 0,20—0,35 0,20—0,35 0.4—0.6 — —
7-Х 0,65—0,80 0,25—0,40 0,20—0,40 0,5-0,8 — 0.10—0,30 (оговаривается заказом) —
7-ХЗ 0,60—0,75 0,20—0,40 < 0,30 3,2—3,8 — — —
Во 1 ь ф р а м о в а я сталь
в., | 1,05—1,25 ] 0,20-0,40 | < 0,35 1 0,8-1,2 1 0,15—0,30 (оговаривается, заказом) ' —
Приди жжение тайл. 4ч
Химический состав в "J,
Марка
стали с Мп Si Сг 1 W V Мо
X р о м о в о л ь ф р а м о в а я ст а .1 ь
3-ХВ8 0,22—0.35 0,20—0.40 < 0,35 2,2—2,7 7,5—9,0 0 20—0 50 —
ХВ-5 1,25—1 50 <0 30 < 0 30 0,4—0,7 4 5-5,5 <0,30 (оговаривается заказом) —
5-Х ВС 0 46—0,58 0,20—0,40 0,45-0.75 1.1—1,4 2,2-2 7 — —
4-Х ВС 0.35—0 46 0,20—0,40 0,75—1.05 1,0-1.3 2,0—2,5 — —
В-2 1.10—1,25 0.15—0,40 < 0,35 0.1-0,3 1,8-2.2 — —
ХВГ 0.90—1,05 0,80-1,10 0,15—0,35 X р о м о н 1 0,9-1.2 । к е л е в а я 1/2—1,6 сталь
4-Х НВ 0.35—0.45 0,30—0.60 <0.35 1.2-1,5 0,5—1,0 3.8-4,5% Ni —
5-ХНМ 0 50—0,60 0,50-0,80 < 0,35 [ 0 5-0,8 1,4—1,8% Ni 0,15—0,30
Хромомолибденовая ста i ь
5-ХМФ | 0 43—0 54 | 0,45—0,75 0,20-0,45 1,3—1.6 | 0,10—0,30 0,25—0,50
Ванадиевая сталь
Ф 0,95—1,05 0.15—0 40 0,20-0,40
ХГ — для инструментов, которые при закалке должны как можно меньше
деформироваться: для длинных метчиков, разверток, спиральных сверл
калибров, лекал, матриц при холодной работе, плашек и фрезеров.
X — для инструментов и изделий, требующих большой твердости и устой-
чивости для токарных, строгальных и долбежных резцов, зубил для на-
сечки напильников, штемпелей, закаливаемых машинных частей, для очень
твердых кулачков, эксцентриков и пр.
9-Х — для валиков при холодной прокатке, матриц, твердых кулачков
эксцентриков и пальцев.
9-ХС—для машинных штемпелей, клейм для холодных работ, сверг|
разверток, фрезеров, метчиков, плашек и гребенок.
4-ХС — для зубил, обжимок, ножниц при горячей и холодной резке
н пр.
ХО-5 — для бритв, острых хирургических инструментов, волочильных
колец, токарных и строгальных резцов по мягким металлам, шаберов и пр.
7-Х — для штемпелей при холодной работе и ножниц при холодной резке
металлов.
7-ХЗ — для штампов ковочных машин, предназначенных для изготовле-
ния болтов и заклепок горячим способом.
В-1 —для спиральных сверл, метчиков, плашек, роликовых ножей н пр.
3-ХВ8 — для матриц с максимальной нагрузкой при горячей работе,
для матриц болтового и гвоздильного производства, для прессов Дикка,
для ножниц при горячей резке, инструмента для обрезки заусениц в горячем
состоянии.
ХВ-5 — для токарных, строгальных и рифельных резцов, фрезеров при
работе с умеренной скоростью резания самых твердых материалов, как вал-
ков чугунных с закаленной поверхностью, мельничных валков, панцирных
плит; для гравировальных резцов при очень напряженной работе; для рез-
цов при гладкой и чистой работе по мягкому металлу.
5-ХВС — для пуансонов при холодной работе; для деревообделочного
инструмента при длительной работе; для ножниц при холодной резке и ин-
струмента для обрезки заусениц в холодном состоянии.
4-ХВС — устойчивая сталь для закалки в масле; для инструментов, ко-
торые подвергаются ударам и толчкам; для пневматического инструмента,
зубил, обжимок; для матриц при горячей работе в болтовом и заклепочном
производстве; для ножниц при горячей и холодной резке металлов; для на-
катных плашек и пр.
В-2 — для ножевочных полотен, фрезеров со средней скоростью резания
и пр.
ХВГ —для инструментов с высокой производительностью резания,
которые поддаются тщательной обработке п при закалке не должны изменять
своих размеров: для длинных метчиков, разверток, спиральных сверл, пла-
шек, калибров, лекал, фрезеров, матриц при холодной работе, штампов для
бакелита и тому подобных материалов.
4-Х НВ — для крупных штампов при горячей работе и инструмента
для обрезки заусениц.
5-ХНМ—для больших и малых кузнечных штампов при массовом произ-
водстве, предназначенных для обработки твердых поковок.
5-ХМФ — для штампов, предназначенных для штамповки медных п ла-
тунных частей.
Ф — для штампов, предназначенных для чеканки монет; для ударного
инструмента при холодном изготовлении болтовых, заклепочных и гаечных
изделий.
100
Таблица 47
х рактеристика обработки легированной инструментальной стали
Марка Обработка инструментальной стали
стали но ост отжиг °C закалка ЭС среда закалки отпуск
Х-12 Х-12М ‘ хг X 9-Х 9-ХС 4-ХС ХО-5 7-Х 7-ХЗ В-1 3-ХВ8 ХВ-5 5-Х ВС 4-ХВС В-2 ХВГ 4-ХНВ 5-ХНМ 5-ХМФ Ф 860 860 860 ОТ 770 до 800 950 950 803 850 800 850 850 800 850 850 800 1 100 800 850 850 800 800 820-850 850 850—890 800 Масло Масло Вода, масло Вода, масло Вода Масло Масло Вода Вода Масло Вода Масло Вода Масло Вода Вода Масло Масло Масло Масло Вода В зависимости от назначения и требуемой твердости тем- пература от- пуска колеб- лется от 200 до 450°
Общесоюзный стандарт на инструментальную быстрорежущую сталь
(ОСТ 4957)
Настоящий стандарт распространяется на катаную и кованую сталь,
предназначаемую для изготовления разнообразного инструмента высокой
производительности -— с большим сопротивлением изнашиванию, от кото-
рого требуется способность противостоять отпуску от нагревания во время
работы до температуры примерно в 600° С.
По химическому составу устанавливаются следующие марки быстро-
режущей стали (табл. 48).
Примерное назначение марок быстрорежущей
инструментальной стали
РК-5 — для обдирочных и фасонных резцов наивысшей производите ль-
сти при наибольшем сечении стружки и очень больших скоростях реза-
ни на сильнейших станках; для фрезеров, имеющих максимальную нагрузку;
i7eXJ-BePJI ПРИ обработке марганцовистой стали Гатфпльда; для резцов при
Реточке наторможенпых железнодорожных бандажей.
101
Таблица 48
Инструментальная быстрорежущая сталь
Хими- ческий Марки стали
РК-5 РФ-2 РФ-1 Р РО
состав
проценты
с 0,65—0,77 0.71—0.77 0,68—0.80 0 66 0.78 0.60—0,75
W 17.0—18,5 11,8—12,8 17,5—19,0 17,0—18,5 15,0—17,5
V 1,0—1,4 2,3—2,6 1,0—1,4 0,5—08 0,2—0,6 (не обяза-
тельно)
Со 4,5-5,5 — — —- —
Мо 0,3-0,6 — 0,3 0,3 —
(оговари- (оговари-
вается за- вается за-
казом) казом)
Сг 3,6—4.5 4,1 — 4,6 3.8 -4,6 3,8—4,6 3,3—4,5
Мп < 0,40 <0,40 0.40 <0.40 0,40
St <0 40 <0,40 0 40 <0,40 0 4О
Ni < 0.20 < 0,20 0,20 0,20 0,20
S < 0.030 < 0.020 0,030 0,030 0,030
Р <0.030 < 0,030 0,030 0.030 0,030
Фаг. 81 Микроструктура
быстрорежущей стали ( 500).
РФ-2 и РФ-1 -для обдирочных и
фасонных резцов очень высокой произ-
водительности при больших скоростях
резания на сильных станках; для раз-
верток, спиральных сверл и фрезеров
очень высокой производительности.
Р — для обдирочных и фасонных
резцов высокой производительности при
больших скоростях резания; для раз-
верток, спиральных сверл и фрезеров
высокой производителы 1 ости.
РО—для резцов, разверток, сверл,
фрезеров высокой производительности
при быстрой обработке материалов, для
инструмента к врубовым машинам.
На фиг. 81 изображена микрострук-
тура быстрорежущей стали после за-
калки при 1300 и отпуска на 550
(мартенсит и карбиды). Фиг. 82 иллю-
стрирует влияние температуры закалки
и отпуска на твердость быстрирежушс’1
стали.
J.Q2
Таблица 49
Ияктеристика обработки быстрорежущей инструментальной стали
м.1рь;‘ ста1" и<> ост ковка ‘С Обработка инструментальной стали
отжиг °C закалка °C среда закалки отпуск
рК-5 1 200—050 830—850 1 300—1 350 для резцов 1 250—1 300 для фрезеров при нагреве в соля- ной ванне 1 200—1 250 для фрезеров и др. при нагреве в муфельных пе- нах Во всех слу- чаях масло или струя воздуха 550—590° Ох лаждение па спокойном воздухе
рФ-2 1 100—900 830—850 1 250—1 300 Масло или струя воз- духа 230—280° для снятия на- пряжений от закаяки
РФ-1 1 200—950 830—850 1250—1300 для резцов 1 200—1 250 для фрезеров и др. при нагреве в соляной ванне 1 150—1 200 при нагреве в му- фельных печах Во всех слу- чаях масло или струя воздуха 1) 550—590° при закалке на 1200— 1 300е. Ох гажденпе па спокойном воздухе 2) 230—280' при закалке на 1 150— 1 200е
Р 1 150—950 820—850 1 250—1 300 для резцов 1 200—1 250 для фрезеров и др. при нагреве в соляной ванне 1 150—1 200 при нагреве в му- фельных печах Во всех слу- чаях масло или струя воздуха 1) 550—590° при закалке на 1200— 1 300° Охлаждение на спокойном воздухе 2) 230—280' при закалке па 1 150— 1 209°
РО Л 150—950 820—850 То же То’же То же
103
§12. Режущие сплавы
К режущим сплавам относятся литые и спеченные сплавы, в основе v
торых лежит уже не железо, а кобальт, вольфрам и другие элементы, у0'
мпческпй состав стеллитов приведен в табл. 50. "
Фиг. 82. Влияние температуры отпуска на твердость быстрорежущей
стали, закаленной в масле: а—закалка при 1150°; б—закалка при 1250°-
в—-закалка при 1350° (Houdremont).
Твердость стеллитов равна Hrc = 57—67.
В табл. 51 приведен химический состав некоторых сверхтвердых спечен-
ных сплавов.
(по данным проф. Мицкевича)
Фпг. 83. Изменение твердости режущих сплавов
в зависимости от температуры (Штейнберг).
Твердость сплавов типа видна составляет Нвс 70 или по Моосу 9,5^-
—9,8; удельный вес \ 14,5.
На фиг. 83 показано сравнительное изменение твердости различных
сортов стали, твердых сплавов и алмаза в зависимости от температуры-
Производительность резцов из режущих сплавов типа стеллит и видна
значительно выше, чем производительность резцов из быстрорежущей стали-
Так, при обработке сортов стали, обладающих крепостью от 90 до 140 кг)ММ >
104
105
Сверхтвердые сплавы (спеченные)
Т а о л и п а 5|
Название сплава С W Со Мо Fe Ni Сг Та Ti у
Видна . . . 5,7—5,9 86,4—87,5 6,3—7 — 0,5—0,7 -
Карболой . 5,6 81,0 12-13 — 0,3 — — —-
Победит . . 6 5 80,5 6,1 — — — —- — -—-
Рамет . . . 5,3 3,2 9,7 — — — — 81 —.
Титанит . . 10—15 — 15,3 — 13-14 1,0 — 38-58
производительность видна в 1,7 — 2 раза превышает производительность
быстрорежущей стали; при обработке чугуна (Нд= 160 — 200 кг/мм2) сплав
видна дает в шесть раз большую производительность, чем быстрорежущая
сталь, а стеллит в 1,5—2 раза большую, чем быстрорежущая сталь. При
обработке латуни и легких металлов производительность видна в 6 — 9 раз
больше производительности быстрорежущей стали.
106
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ЦВЕТНЫЕ СПЛАВЫ
Раздел I
АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
§ 1. Свойства и применение алюминия
п пстрзнствепная решетка алюминия представляет собой куб с цент-
^анными гранями; параметр решетки равен 4,05 А°. Механические
|,;1|,'гтна алюминия таковы; временное сопротивление разрыву 8 — ХОкг/мм2,
СВ°«71Ь нормальной упругости 7000 кг/мм3, относительное удлинение до-
"гигает 40%. относительное сужение — около 85%, твердость по Бринеллю
oo'J-25 кг!мм2. _
Алюминий не ооладает хорошими лптеиными качествами: он дает боль-
ivio пористость и усадку и имеет небольшую жидкотекучесть. Пленка
истов хорошо защищает металл от коррозии на воздухе и в недостаточно
'.лслых piCTBOpsx, однако щелочи и кислоты сильно растворяют алюминий.
Электрохимический потенциал алюминия в 3%-ном растворе хлористого
ытрия составляет —0,63 V.
В табл. 52 приведен химический состав применяемых марок алюминия.
Таблица 52
Марки алюминия (по ОСТ 8112)
Марки люмпнпя Химический состав В %
А! не примесей не более
менее Ее Si Fe + Si Си + Zn всего
А-0 99,7 0,3 0,002 0,3
А-1 99,5 — — 0,5 0,05 0,5
А-2 99,0 0,4 0,6 1,0 0,10 1,0
А-3 98,0 — — 2,0 0,10 2,0
А-4 98,0 0,5 1,5 — 0,20 2,0
р
авиации применяется алюминий марки А-2 — в отожженном и на-
‘-’ванном состоянии —в виде прутков, листов, труб и проволоки. Дан-
’ (>и авиационных марках приведены в табл. 53.
. томпниевые листы выпускаются длиной в 2 м и шириной от 0,5 до 1 м.
... ниц ВПд ЛПСТ()В и лент должен удовлетворять следующим условиям;
;, -вистов должна быть ровная, без выпучивания н волнистости; не-
ая волнистость допустима, если она исчезает при изгибе листа; листы
109
быгь ровно обрезаны; поверхность должна быть гладкая, без плен,
пузырей, трещин,' глубоких царапин, забоин и прочих механи-
раК°в,,н’поВреждеиий; допускаются мелкие дефекты (забоины, царапины
пределах допусков по толщине листа; удаление незначительных
11 постных дефектов разрешается в пределах допусков на тол-
поверхн
щи»*}- ......... не допускаются бе ,ые пятна с шероховатой поверхностью,
Р*а является признаком коррозии; белые пятна без шероховатой ио-
'1,’°vhoctii допускаются.
вер*ющщиевые листы и ленты выпускаются двух сортов: нагартованные
^неженные. Для уменьшения жесткости (в результате нагартовки)
11 °Т водится отжиг алюминия при температуре в 350 — 450 .
прГ>поп приемке алюминиевых листов и лент контролируются их внешний
[ пя тмеры п механические свойства, которые должны соответствовать
пнным табл- 53.
•** Алюминиевые труоы изготовляются путем холодной протяжки из прес-
иных заготовок; они выпускаются в двух видах—отожженные и нагарто-
С >В1Пые—11 применяются для изготовления трубопроводов п для прокладки
в^ктрическпх приводов па самолетах.
Цо внешнему виду труоы должны быть прямыми; допускается легкая
лгпутость, устранимая нажатием руки. Трубы не должны иметь белых
' темных пятен с шероховатой поверхностью, служащих признаком кор-
oofiin; допуск потея белые пятна без шероховатой поверхности, темный
цвет поверхности, а также цвета побежалости (без шероховатости) и све-
т )вые кольцевые пли спиральные оттенки.
Поверхность труб (внешняя и внутренняя) должна быть гладкой, без
щен, пузырей, глубоких царапин, больших забоин, рисок, трещин, рас-
• доений, следов протяжки и прочих дефектов. Допускаются мелкие дефекты,
не выходящие при контрольной зачистке за пределы допусков на размер
грубы, если общая занимаемая ими площадь менее 10% поверхности трубы.
Огрел концов должен быть чистый, без заусениц и под прямым углом к осп
трубы.
При приемке труб контролируют их внешний вид, размеры и механи-
ческие свойства на растяжение. Трубы диаметром более 20 мм испытывают
на растяжение либо целиком, либо в виде плоских образцов (образцы вы-
резывают из обрезков труб, распиливаемых вдоль и расправляемых на
прессе); труоы меньших размеров испытывают в целом виде; удлинение
«висит от формы образца (см. табл. 53). Отожженные трубы, кроме того,
испытывают па сжатие; при этом образец высотой, равной двум диаметрам.
А) гжен выдержать осадку до 50% без образования трещин.
Алюминиевые прутки выпускаются двух видов: отожженные и нагарто-
вшные. По внешнему виду они должны быть прямые; допускаемый прогиб
на 1 м не должен превышать установленных норм. Белые и темные пятна
с шероховатой поверхностью не допускаются, так как являются признаком
коррозии, пятна же без шероховатой поверхности допускаются. Поверх-
JCTb дол>кна быть гладкая, без плен, пузырей, больших забоин, глубоких
•Рзпии, рисок, трещин, расслоений, следов протяжки и прочих дефектов,
pi ,пус к поте я мелкие дефекты, не выходящие при контрольной зачистке
пределы допусков на размер прутка.
, ,с Р1 приемке проверяют размеры прутков, их внешний вид и механи-
ке свойства, которые должны соответствовать данным табл. 53.
1енк"11мо ТРУ®> прутков, листов и лент, из алюминия выделываются за-
"Hict1’ КотоРые проверяют по размерам, внешнему виду и механическим
111
§ 2. Диаграммы состояния систем Al—Си, Al—Si и др.
Полная диаграмма состояния системы алюминий—медь приведен^ н
ф 1Г. 84, а на фиг. 85 показана часть этой диаграммы.
—А то мн. %Си
Фиг. 84. Диаграмма состояния
системы А1—Си (Hansen).
Фиг. 85. Диаграмма состояния
системы А1—CuAL (Dix,
Richardson).
При изменении температуры преДел растворимости меди в алюминии
изменяется согласно данным табл. 54.
Табл и и а 54
Растворимость меди в алюминии
(по данным Dix и Richardson)
Прибавление меди увеличивает крепость и твердость сплавов, но уменН |
шает их пластичность. Так, при увеличении содержания меди до 8% вр|'
ценное сопротивление разрыву литого сплава повышается до 17 кг) Mt
На фиг. 86 приведены диаграммы состояния системы алюминий—кремннп- I
Алюминий в твердом состоянии растворяет кремний, так же как и кРе‘'‘
ний растворяет небольшое количество алюминия. I
Предел растворимости кремния в алюминии при изменении темпер I
туры изменяется согласно данным табл. 55. г
С увеличением количества кремния крепость сплавов возраста > I
максимальной крепостью обладает сплав, содержащий около 12% Si
J 12
Таблица 55
Растворимость кремния в алюминии
(по данным Dix и Heath)
ет------------------------
я!-----------------------
о о,5 to 1,5 г.о
Вес % Si
Фиг. 86. Диаграмма состояния системы AI—Si (Hansen):
й—от 0 до 2% Si; б—от 0 до 20% Si; в—от 0 до 100% Si;
чаГ1,'1.Фиг' 87 приведена часть диаграммы состояния системы алюминий—
"’Сть'11 Л11тые алюминиево-магниевые сплавы имеют максимальную кре-
!<р Г1 = 18 кг/мм- при содержании магния около 8%; магний, повышая
Ть сплавов, уменьшает их пластичность.
®°чвик по авиаметаллам—112—8 • 113
Магний и кремний, присутствуя в сплавах совместно, образуют хц ]
ческое соединение Mg2Si. Диаграмма состояния системы Al—Mg2Si
зана на фиг. 88.
Фиг. 87. Диаграмма состоя-
ния системы А1—Mg (Dix,
feller).
Al 1.85 5 10 15
—% Mg^i
Фиг. 88. Диаграмма состояния систем^
Al—Mg2Si (Dix, Keller, Graham)
Растворимость Mg2Si в алюминии изменяется следующим образа,
(табл. 56).
Таблица 56
Растворимость Mg2Si алюминии
(по данным Dix, Keller и Graham)
Температура, °C 200 300 400 500 5“ 595
Предельное содержание Mg.,Si в растворе в % 0,2 0,3 0,55 1.1 1,4 1.85
На фиг. 89 — 93 приведены диаграммы состояния систем алюминий—цинь,
алюминий—марганец, алюминий—никель, алюминий—титан и алюминий-"
железо.
§ 3. Сплавы типа дуралюмин
Дуралюмин, предложенный в 1909 г. Вильмом, имел следующий с<
став: 3,5 —4,5% Си, 0,4 —0,8% Mg, 0,4 — i% Мп, 0,2 —0,8% Si, <1%
остальное алюминий. Составы применяемых в настоящее время сн-
вов типа дуралюмин отличаются от указанного лишь изменением с°° 3
шения компонентов, что объясняется стремлением найти оптималь
состав сплава. тЬ11
В литом виде дуралюмин состоит из зерен твердого раствора, J
СиА12, зерен MgsSi и включений МпА1с и FeAla. Временное сопротивл I
на разрыв литого дуралюмина oj, = 16 —17 кг/мм2 и удлинение 5^'
114
Атомн. % Zn
фиг. 89. Диаграмма
a
800'
состояния системы Al—Zn
6
------------------ Атомн % Мп
10 20
(Hansen).
750
700
1100
1000
Dix, Fink и Wille.y\
о Термический анализ
тг Граница растворимости^
Жидкая фаза
» ©ч / ’
soo
«
£
<8
650
a
1
600
550
658,5'
1,82
a f Al6Mn
\36_
50W
0
Л —*- Bec.%Mn
-----------------------!
С
Л
700
| 800
.Ji
Жидкая фаза*
+ Ala Мп
710
to/Жидкая фаза i
558,5’ *А1е Мп
600
а * AlgMn
500\
О 10 20 30 АО
А1 —»- Вес °/п Мп
Фиг. од Диаграмма состояния системы А1—Мп (Hansen):
а~от 0 до 10% Мп; б—от 0 до 40% Мп.
1
Е таб”- даиа характеристика термоооработки, которой подвергается
дуР1 я удаления с поверхности дуралюмина следов азотнокислых солеи
Д nbi) его помешают после закалки в подогретую до 35 — 50° воду,
(се1 , 1его протирают чистыми тряпками.
floc-ie
в
----Атомн °/о Fe
Фиг. 93. Диаграмма состояния системы А1—Fe (Hansen): а—от 0 до 1,5% А1
б—от 0 до 3% Fe; в—от 0 до 100% Fe.
Время выдержки дуралюмина в селитровой ванне при закалке зависит
' его толщины; так, при толщине в 0,8—1,0 мм достаточно выдержки
мин., при толщине до 2 мм — 15 мни., до 3 мм —20 мин. При увели-
'!*1 толщины дуралюмина время выдержки соответственно возрастает.
11 35o^BaJI Г0Рячей обработки дура помина лежит в пределах от 450
вОр^епосредственн° после закалки дуралюмпн имеет твердость до 80 кг)мм~,
жзт<И^0е сопротивление разрыву — около 24 — 28 кг/мм? и удлинение
*P>ii 0 — 22%. В этом состоянии дуралюмин наиболее пластичен, но по
>е о вии 1А-> часа твердость и крепость начинают увеличиваться
g5TB,,e явления старения, а пластичность — уменьшается.
о (Budgen) дает следующее изменение механических свойств ду-
ина в зависимости от его состояния (табл. 58).
117
Таблица Термическая обработка дуралюмина
Вид термо- обработки Темпера- тура нагре- ва, около °C Охлаждающая среда Нагревающая среда
Отжиг .... Нормализация Закалка . . . Искусственное старение . . 1 350 1 500 500 500 >100 Безразлично Вместе с печью Воздух Вода Безразлично Наиболее подходящ^ средой является ванна цэ азотнокислых солей- NaNO3 и KNO3 (50% bjaN„ и 50% KNO3 или 75°/’1 NaNO3 и 25% KNO3); £ нейтрализации добавляв хромпик
Таблица 53
Зависимость механических свойств дуралюмина от его достояния
Обработка листа толщиной в 1 мм Предел про- порциональ- ности вр кг! мм* Временное сопротивле- ние разрыву ~ь, кг/мм2 О S f - 0 ч г 3-0 11 15 15 18 15 21 19 19 1< 20 18 10 18 18 4
После прокатки в холодном состоянии, без термической обработки сз о 2 = с “j “ « Охлаждение на воздухе с 350° . ь s ° ° § Охлаждение с печью с 350° . . Охлаждение на воздухе с 400° • " ь § “ ° 1 Охлаждение на воздухе с 500° . ё = х „ S । Охлаждение с печью с 500° . . . 3- - S. 1 После закалки в воде при 512° (без старения) После закалки в холодной смеси при 512° (и естественного старения) После закалки в масле при 512° (и естест- После закалки в воде при 512° и старения То же в течение 10 час. при 100° То же в течение I часа при 200° То же в течение 1 часа при 300° То же в течение 144 час. при комнатной тем- пературе . То же в течение 1440 час. при комнатной Нагартованный после старения 28 5 4,0 9,6 18,5 5 10,2 19,5 19,5 13,8 13,7 13 10 19,2 19,0 46.2 36—37 20,5 17 29 41 22,5 29 42 41,8 38 38,5 34,5 27 42,2 41,8 49,3
118
XiacTH отрицательных температур дуралюмин стареет весьма мед-
В °11Нкубаиионный период при 0° продолжается 24 часа, и лишь через
1ецН°; к крепость дуралюмина достигает нормального значения. Старение
-О с емпературе — 20 — 50° идет еще медленнее.
Фиг. 94. Влияние старения на твердость
дуралюмина.
Холодную обработку давлением (клепку, выколотку и т. д.) после за-
(лки рекомендуется производить лишь в течение первого часа (максимум
vx часов), когда материал еще достаточно пластичен.
Фиг. 95. Изменение механических, свойств дуралюмина
в процессе естественного старения (Budgen).
'Ни Ф«г. 94 показано изменение твердости в процессе старения закален-
Сг.., алюмина, а на фиг. 95 дана диаграмма изменения его механиче-
оиств. Влияние температуры старения после закалки на механиче-
119
окне свойства иллюстрируется кривыми фиг. 96 (время старения рав
1 часу). Из этих диаграмм наглядно видно влияние условий старения ''°
свойства дуралюмина. На
В целях повышения антикоррозионной стойкости дуралюмин план
руюг с каждой стороны слоем алюминия марки А-1 (толщиной в 3 — 50/
толщины всего листа). Микроструктура плакированного закаленного
ралюмина изображена на фиг. 97. *•
Фиг. 96. Изменение механических свойств дуралюмина
в процессе искусственного старения (Budgen).
Упрочнение материала в процессе старения объясняется несколькими
гипотезами старения. Гипотеза дисперсных выделений принадлежит Ме-
рика (Merica), Вальтенбургу (Waltenburg), Скотту (Scott) 11 др. Они счи-
тают, что в процессе старения дуралюмина происходит выделение компо-
нента СиА12, который, играя роль шипов, увеличивает крепость и твердость
при некотором понижении пластичности.
Вторая точка зрения, которой придерживаются Розенгейн, Арчбут
(Archbutt), Гансон (Hanson) и др., исходит из того, что укрепление материала
во время старения происходит за счет выделения шипов Mg2Si. При естест-
венном старении на микроструктуре не видно выделяющихся шипов СиА13 и
Mg2Si вследствие их малых размеров.
Третья гипотеза объясняет упрочнение материала искажением про-
странственной решетки в процессе старения. Кокубо (Kokubo) и Хонда
(Honda) полагают, что максимальное искажение решетки происходит во
время перегруппировки атомов растворимого компонента, перед их выделе-
нием из твердого раствора.
Гайлер (Gayler) и Престон (Preston) считают, что наибольшее упрочне-
ние дуралюмина достигается вследствие искажения пространственной ре-
шетки уже после выделения компонента из твердого раствора. Кроме эти*
основных, существует еще несколько гипотез.
В табл. 59 приведены состав и механические свойства применяемых маро*
дуралюмина. Механические свойства, указанные для закаленного состоя-
ния сплавов, следует понимать как свойства, которыми дуралюмин обладав
не непосредственно после' закалки, а через 5—7 суток естественного стар
ния. Температура закалки нормального дуралюмина и сплавов мар
120
Фиг. 97. Микроструктура
плакированного дуралюмина
(Х150).
.__Д-16 лежит в пределах от 490 до 510°, а сплавов марок Д-4 —
Д !в пределах от 500 до 508°.
,лакированный дуралюмин указанных в табл. 59 марок, выпускаемый
* „е листов и лент, в зависимости от внешнего вида разделяется на два
в с,и
с°РХр'ебования, предъявляемые к листам 1-го сорта. 1) Плакированный
-дюМин 1-го сорта не должен иметь дефектов плакирующего слоя, как-то:
Л'наЯ<енных мест, крупных пузырей,
° -шин, рванин, крупных плен, боль-
тРе вДятин, глубоких забоин и зака-
зной грязи.
2) Следы коррозии, светлые и тем-
пе коррозионные шероховатые пятна, а
'"кН® затеки селитры не допускаются.
та<3) Листы должны быть ровные, без
„оданстости; допускается небольшая вол-
нистость, исчезающая при изгибе вдоль
и поперек.
4) Допускаются следующие недо-
статки поверхности:
а) пузырьки, диаметром до Злой,—
не более двух групп на площади
но 100 см2 каждая и не свыше двух
пузырей в каждой группе;
б) отдельные пузырьки—не свыше
5 штук на 1 л<2. диаметром не
более 5 мм каждый (пузырьки,
указанные в пп. <<а» и б», не
должны находиться друг против
ДРУга);
в) поверхностные царапины, рис- •
ки, отпечатки, набеги, не нару-
шающие целости плакирующего
слоя;
г) цвета побежалости;
д) пятна от смазки и грязи или других причин, не нарушаю-
щие поверхностного плакирующего слоя, если при контрольном
опробовании они очищаются порошком пемзы.
Требования, предъявляемые к листам 2-го сорта. 1) Листы плакирован-
ного дуралюмина, которые имеют местные дефекты, допускающие вырезку
! [отовок, могут быть сданы заказчику в соответствии с договором как
*'и=орт.
, ^ля листов 2-го copra могут быть допущены следующие местные
1|)екты или группы их:
а) крупные плены, глубокие забоины, глубокие царапины и
Другие дефект),I, расположенные небольшими группами, при усло-
вии, если общее количество этих дефектов или групп не превышает
Двух на 1 м2 поверхности листа;
о) общее количество таких местных дефектов или групп их на
озеих сторонах листа в 1 м2 не должно превышать четырех, при
Условии, что остающаяся годная площадь составляет не менее 75%;
в) Бсе места с указанными дефектами должны быть обведены
ли СКой’ чт°бы предупредить попадание их в изделие при раскройке
стов на самолетные детали.
121
Таблица 59
ДУРалюмиц г0 аН«доГИ
________ h С*
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический Состав в % —-«I11 5 >>1 2,85 2.85 er° — Механические свойства Форма и основное назначение материала
Состояние сплавов
Си Мп Mg Si Fe Ti °ь кг/мм2 в % «в кг’мм2
Д-1 4 — 5 0,5—0,8 0,5-0,8 <0,7 <0,7 — -гнутые и закаленные Прессованные и неза- 1 валенные Прессованные и зака- ленные закаленные Топстостенные прессо- ванные >39 > 18 {>32 >38 >20 V у У V V 00 о 00 ю 00 w Щ Ш О о О) О 00 | 1 АЛЛ1 1 Прутки То же То же 0 = 52 — 80 мм То же 0 = 150 — 200 мм Самолетные трубы Трубы Для точеных де- талей с последующей закалкой
Д-2 4—5 0,5 — 0.8 0.5 —0,8 . 0.7 < 0,7 — 'Рокированные и отож- женные * , .1 термообработки . . закаленные 18—25 17 — 25 30—34 10—12 >5 >8—10 — Листы и ленты для Де- талей, изготовляемых штамповкой и с после- дующей закалкой Дисковые плиты То же
Д-З 4 — 5 0,5 - 0,8 0,5 — 0,8 0.7 ^0.7 — 2 85 Плакированные и за- каленные > 36—38 >12—15 — Плакированные листы и ленты для конст- рукций
Закаленные >34 >,0 Для дисков крупных колес
Д-зп 2,6 —3,5 0,3 — 0,7 0,3 — 0,7 .0,5 <0,7 2.85 Отожженные 18 — 30 13 — | Для заклепок
Закаленные ..... >34 15 — Для заклепок
Д-4М 4,6 —5,2 0,6 — 1,2 0,65- 1,0 <0,7 <0,6 0,25 2,85 Плакированные и отож- женные 18 — 25 >10—12 Ленты и листы для де- талей высокой проч- ности, изготовляемых штамповкой и выколот- кой с последующей за- калкой
Озленные >34—36 >5—6 — Плиты для изготовления деталей повышенной прочности резанием с последующей закал- кой
Б,., геРмообработки. . 18 — 29 >5 —
Примечание. Для некоторых сплавов указан интервал механических с8° ’ 0Сти от сечения изделий нз этих сплавов.
97 I 123
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический состав в %
Си Мп Mg Si Fe Ti
Д-4 4,6 — 5,2 0,6— 1.2 0,65 — 1,0 < 0,7 «,0,6 <0,25
Д-4П 3,6 — 4,25 0,3 - 0,7 0,3 —0,7 « 0.5 < 0,7 —
Д-5 4.6 —5,2 0,6— 1,2 0,65—1,0 <0.7 <0,6 <0,25
Д-6 4,6 — 5,2 0,6- 1.2 0,65—1,0 <0,7 <0.6 « <0,25
Д-7 3 — 4 0,25 — 0,5 0,25 — 0,5 ' 0,7 0,7
Д-8 4 — 5 0,6—1,0 0,6 - 1,0 0,6 — 1,0 <0,6 —
Д-9 4—5 0,6- 1,0 0,6 —1,0 0,6—1,0 <0,6 —
124
Продолжение табл. 59
. Механические свойства Форма и основное
3 '[ состоякие сплавов си .1 °Ь кг/мм2 8% «В кг[ мм\ назначение материала
П YV~ 2r. \ ПлакиР°ваГнь,е И - • 2& I закаленные ..... >42 >38 >15 > 10 — Листы высокой проч- ности: 6 = 0,3 — 2,5 мм 6 = 7— 10 мм
«ожженные 2,85 I Закаленные 18 — 30 >36 > 13 >15 — Для заклепок в гидро- авиации
Нягартованные • • . • 2,85 Kt Г >46 >8 -I Листы и ленты для глад- кой обшивки
| закаленные >44 >12 >110 Прутки тянутые
Н~закаленныс .... >20 >8 >50 Прутки прессованные
Закаленные ..... >38 >42 >8 >12 go Прутки прессованные: 0 = 160 — 200 мм 0 = 55— 100 мм
Закаленные >42 > 10 — Трубы тянутые
Отожженные 17 — 25 >8 — Плакированные листы
2,85 3ai 1ЛСННЫС —»—-—— >32 > 15 — для ободьев колес
дожженные 17 — 25 > 12 1 - 1 Плакированный суперду- ралюмин (листы и ленты)
Б 2,85 3 ТеРмообработки . . •р —-—-— 18 — 28 >5 — Плиты
1Е?Чески обработан- >40—41 >5—6 —
Нц"Чески обработан- >48 >43 > 10 >7 — Плакированный суперду- ралюмин (листы и ленты): 6 = 0,3 — 2,5 мм 6 = 7 — Ю мм
125
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический состав в % Удельный I вес J
Си Мп Mg Si Fe Ti
Д-И 3,8 —4,5 0,4 —0,8 1.3—1,7 <0,6 <0,6 — 2,85
Д-12 3,8 — 4,5 0,4 —0.8 1,3— 1,7 <0.6 <0,6 — 2,85
Д-13 3,8 —4,5 0,4 — 0,8 1,3 —1,7 <0,6 <0,6 — 2,85
Д-14 3,8—4,5 0,4 —0,8 1,3 —1,7 <0,6 <0,6 — 2,85
Д-15 3,8 —4,5 0,4 —0,8 1,3—1,7 <о,б <0,6 — 2,85
Д-16 3,8-4,5 0,4 — 0,8 1,3 —1,7 <0,6 <0,6 — 285
Примечание. ч. Во всех таблицах цветных сплавов маркировка дана по ОСТ1
нятой в ОСТ системе.
126
Окончание табл. 59
Состояние сплавов Механические свойства Форма и основное назначение материала
аь кг/'мм2 8% Нв кг/мм2
Тянутые закаленные . Прессованные незака- ленные . • ... 39 20 13 >8 >95 Прутки (заменяет сплав Д-1)
Прессованные и . . . 1 закаленные / >36 >32 >12 >8 ^90 >80 Прутки и тянутые трубы 0 = 55 — 100 мм Трубы 0 = 160—200 мм
Незакаленные .... >24 > 10-12 — Плакированные листы и ленты (заменяет Д-4М>
Незакаленные .... >24 >10-12 — Плакированные листы и ленты (заменяет Д-2)
Без термообработки >20 >5 — Плиты (заменяет Д-4)
Засаленные 36 >34 >8 >5 —
Закаленные >38 >36 Ш CN АА — Плакированные листы if ленты (заменяет Д-З) о = 0,3 — 6 мм о = 7 —10 мм
Закаленные >42 38 >15 >11 — Плакированные листы и ленты (заменяет Д-4) о = 0,3—2,5 мм 6 — 7 — 10 мм
Нагартованные .... >46 >8 — Плакированные листы и ленты для гладкой об- шивки (заменяет Д-5)
валенные in J [ >44 > 12 >110 Тянутые прутки (заме- няет Д-6)
Нела«алспные >24 >8 >60 Прессованные ярутки (заменяет сплав Д-6) 0 = 55 — 100 мм 0 = 160 — 200 мм
' '' ленные . >42 >38 >12 >8 >105 >90
^“"енные >42 >44 >8 >10 , Трубы тянутые (заме- няет Д-6)
1 * • Для сплавов, ве указанных в ОСТ, маркировка в таблицах сделана по при-
127
При приемке контролируют размеры листов, их внешний вид и меха hi
ческие свойства; кроме того, периодически проверяют под микроскопом
толщину слоя плакировки.
Гофр изготовляется из плакированных листов дуралюмина 1-го сорта
Волны гофра не должны иметь помятостей и поперечных складок. В местах
перегибов волн не должно быть таких дефектов, которые нельзя устранить
зачисткой порошком пемзы без нарушения целости плакирующего слоя
Шапкообразность на гофрированных листах допускается не более 15 мм —1
для листов толщиной в 0,8 и 1,0 мм и шириной в 500 мм; допускаемая шапко-
образность для более‘широких листов увеличивается пропорционально этим
величинам.
При приемке проверяют профиль волны шаблоном и внешний вид листов
Механические свойства листов испытывают перед их гофрировкой.
Для проверки белых пятен (без шероховатой поверхности) на отсутствие
остатков селитры применяется следующий способ: раствор из 0,5 г дифени-
ламина, 25 см3 серной кислоты (уд. вес 1,84) и 10 см3 дестиллированной
воды разбавляют серной кислотой до 100 см3; затем каплей этого раствора
смачивают поверхность исследуемого белого пятна. При наличии селитры
капля бесцветной жидкости через 15 сек. посинеет. После испытания каплю
раствора надо тщательно стереть с поверхности металла, а пятно с нали-
чием селитры надлежит зачистить порошком пемзы до окончательного
удаления.
Из сплавов типа ду'ралюмин изготовляют также прутки, трубы, профили,
заклепки и т. д. Химический анализ их состава производится на материале
плавок; при приемке изделий химический состав провеояется лишыв слу-
чае сомнения в нем.
Прутки и трубы не должны иметь белых пятен с шероховатой поверх-
ностью, указывающих на коррозию под влиянием влаги. Белые пятна без
шероховатой поверхности не являются основанием для браковки. Темные
шероховатые пятна также не допускаются; темная же окраска и цвета по-
бежалости без шероховатости не считаются пороками. Поверхность прут-
ков должна быть ровная, гладкая, без грубых следов протяжки, трещин,
плен, пузырей, забоин, царапин и других следов протяжки. Допускаются
мелкие ссадины, царапины, плены и забоины, если после зачистки их раз-
мер материала не выходит за пределы установленных допусков.
Прутки должны быть прямые и правильно обрезанные с торцов.
При приемке прутки обмеряют, осматривают их поверхность и испыты-
вают механические свойства; все прутки испытываются на твердость по Бри- I
неллю и 10% прутков испытываются на растяжение (по одному образцу I
от прутка). I
Трубы должны быть прямые; допускаемый прогиб не должен превышать I
установленных норм. Дуралюминовые трубы изготовляются из сила®1 I
различных марок (см. табл. 59). ’
При приемке труб их также обмеряют, осматривают поверхность и йены- .
тывают механические свойства на растяжение; при этом проверка меха* I
нических свойств труб диаметром более 20 мм производится поштучн •
испытание же Труб диаметром в 20 мм и менее производится на 10% труи-|
Трубы диаметром более 20 мм испытывают на плоских образцах, а труп I
диаметром в 20 мм и менее — на плоских или круглых образцах. 1
Профили изготовляются (так же, как и гофр) из плакированных ДУР1 I
люминиевых листов 1-го сорта, путем прокатки или штамповки, ,
внешний вид поверхности профилей должен соответствовать требования ,
предъявляемым к листамдуралюмина 1-го сорта. Однако неглубокие р L
128
рщяны в плакировке, устранимые зачисткой порошком пемзы без
11 бдения слоя плакировки, не считаются браком.
чаРХдофяли должны быть прямолинейные; допускается плавная изогну-
сть устранимая легким нажатием руки; местные закручивания не до-
пуСПпиТприемке профилен проверяют их размеры, внешний вид и механи-
ке свойства. V
чес q. ,рз гдо.иин в конструкции соединяется как клепкой, так и сваркой
/годовой И электрической).
V |лнж. Браиловский дает следующие условия сварки дуралюмина на
с,.арэчных аппаратах АТН-25 (табл. 60).
Таблица 60
Характеристика сварки дуралюмина
Толщина пакета мм Сту- пень аппа- рата Время сварки сек. Давление пружин Диаметр электродов мм Разру- шающая нагруз- ка точ- ки, кг Максималь- ное расстоя- ние между центрами точек, мм
верх- него ниж- него
1+1 7 0.15—0,25 6 5 150 20
0,8+0,8 0,5+0,5 7 6 0,15—0,2 0,1 —0,15 | Среднее 6 5 5 4 130 95 20 15
0,3+0,3 6 0,05—0,1 5 4 50 15
При газовой сварке рекомендуется применять специальные флюсы.
После газовой сварки механические свойства дуралюмина возле шва умень-
шаются, поэтому следует рекомендовать после сварки применение терми-
ческой обработки (закалка при 500 — 510° в воде).
Автором настоящей книги совместно с инж. Забродиным было изучено
изменение механических свойств дуралюмина марок Д-4 и Д-5 при низких
температурах (фиг. 98 и 99); из опытных данных следует, что крепость и
пластичность дуралюмина увеличивается в области отрицательных тем-
ператур; понижение температуры не ухудшает также динамических свойств
материала.
Сплавы супердуралюмин Д-8 и Д-9 отличаются от обычного дуралюмина
несколько большим содержанием кремния.
Режим закалки этих сплавов такой же, как и в случае дуралюмина;
Днтко сплавы дают наилучшую крепость после искусственного старения
сравнении с механическими свойствами, получающимися после естест-
15'1КОГО Прения. После закалки при 500° и старения при 150’ (в течение
ЧицЧдС'|0^упеРдУРа-,,юмин приобретает крепость до 48 кг/мм2 при удлиие-
'|1нка3аННые в та5л- 50 маРки Д-Н—Д-16 по своему составу достаточно
1 -“5—i •?' американскому сплаву 24-S, который содержит 3,6 —4,7% Си,
Ннй. -г’’0 ма- 0,3—0,9% Мп, <0,6% Si И <0,6% Fe; остальное — алюми-
Сп-|еМПе-раТуРа закалки этого сплава колеблется от 495 до 510°.
24-so /аВ обладает следующими механическими свойствами:
дожженный) q, ~ 25 кг/мм*-,
^'Ч'авочж,,,
к по авиаметаллам—112—9
129
-г /закаленный и постаревший) оь = 40—46 и cs == 26—29 кг/мм*,
24-s1 1 6 = 16—22%;
т /закаленный и нагартованный) 46—54 кг/мм- и о — 14—8%.
2-4'^,га группа сплавов имеет хорошее сочетание крепости и пластичности.
§ 4. Сплавы авиаль
Гплавы авиаль значительно отличаются по составу от сплавов типа
У^люмин. Механические свойства, которые приобретает авиаль после
дУР/?ообработки (закалка и старение), обусловливаются влиянием только
теР„ия и кремния, вернее —влиянием Mg2Si. Хром несколько увеличи-
М1Г крепость и способствует получению мелкозернистой структуры.
вяе^остав и механические свойства сплава авиаль приведены' в табл. 61.
Таблица 61
Сплавы авиаль
Марка по Химический состав е % иый Состоя- ние сплавов Механи- ческие свойства о ГЭ Л О ГС ьм « ’* <Х> ГС
ост » БС (авиа) Си Мп Mg Si Fe Cr Удель: вес S- •оЛ О fU % о д! Ф S R qH ф 5 □ »£я, — О ГС г, ©ИИь
АВ от зап АВ <0,5 <0,5 <0,5 <0,2 <0,2 <0,2 0.45—0,8 0,45-0.8 0,45—0,8 0.5-1,0 0.5-1,0 0,5—1,0 <0.7 <0,7 <0.7 <0,2 <0,2 <0,2 2,8 2,8 2.8 Отож- женные Закален- ные Закален- ные и постарев- шие >12 >17 >28 >23 >23 > 8 Для деталей, изготов- ляемых глубокой штам- повкой с последующей1 термообработкой
Температура отжига авиаля составляет около 400°; охлаждение в печи.
Температура закалки лежит в пределах от 520 до 540е; при более высо-
ких температурах закалки получается перегрев и как следствие— пузыри;
ри более низких температурах понижается крепость. Для получения макси-
tarn Н0Г0 вРеменного сопротивления разрыву рекомендуется сейчас же после
6 подвергать авиаль искусственному старению при 150° в течение
между ° этом случае можно получить оь = до 34 кг[мм2 при 6^16%. Если
то в ' Скалкой и искусственным старением проходит несколько часов,
Дтя Результате старения авиаль уже не достигнет крепости в 34 кг)мм*.
старениКРац1ения времени старения необходимо увеличивать температуру
вРемя ГЯ’ Так> если температура старения равна 240°, то оптимальное
чается Тарения ' час- Чднако в этом случае наибольшей крепости не полу-
плен, ^PXHOCJb листов авиаля должна быть ровная, гладкая, без трещин,
”Ые пятнаЬ1Рей’ пара пин, вмятин, забоин и прочих дефектов, белые и тем-
11 НеШерохС шеР°ховат°й поверхностью не допускаются. Цвета побежалости
°ватые пятна не являются основанием для браковки.
131
Волнистость на листах и впадины не допускаются. Мелкие поверхно-
стные дефекты допускаются, если после зачистки толщина листов не выхо-
дит за пределы установленных допусков. При приемке авиаля проверяют
его размеры, внешний вид и испытывают механические свойства. Хими.
ский состав слитков авиаля проверяется тред куском в обработку. _
Авиаль рекомендуется для
Фиг. 100. Микроструктура
сплава авиаль (х!00).
146-
деталей, изготовляемых путем глубокой
штамповки с исследующей термообра-
боткой, например для небольших ко-
робок и картеров.
На фиг. 100 показана микроструктур
ра листа авиаля, подвергнутого закалке
при 540° с охлаждением в воде и старе.
нию при 240° в течение 1 часа.
В Америке сплав такого типа имеет
марку 51-S.
§ 5. Сплавы альтмаг
Состав и механические свойства спла-
вов альтмаг приведены в табл. 62.
Сплавы альтмаг обладают достаточ-
ной крепостью, пластичностью и хоро-
шими антикоррозионными свойствами.
Термическая обработка этих сплавов,
содержащих до 8% Mg, почти не влияет
на их механические свойства. Темпера-
тура отжига может быть принята в
интервале от 420 до 480°.
Для укрепления сплава альтмаг сле-
дует применять не термическую, а хо-
лодную обработку давлением — нагар-
товку.
По опытам инж. Марковецсплав, содержащий 8,2 —8,5% Mg, 0,7—0,9%
Мп, 0,7—0,8% (Si Fe) и Al —остальное, обладает следующими механи-
ческими свойствами (табл. 63).
Под полутвердым в данном случае понимается сплав, нагар- .
тованный на 50% и подвергнутый после этого ста рению при 75 —85° в те-
чение 24 час. Отжиг нагартованного на 50% сплава производился
при 400°.
Листы 1-го сорта альтмага не должны иметь местных пороков. Поверх-
ность их должна быть ровной, гладкой, без трещин, плен, царапин, пузырей,
забоин, вмятин и прочих дефектов. Волнистость и впадины на листах нс
допускаются. Мелкие дефекты поверхности не являются браком, если после I
зачистки толщина листов не выходит за пределы установленных Д°"
пусков.
Листы 2-го сорта могут иметь местные группы пороков.
При приемке листов альтмага проверяют их размеры, внешний вид I
испытывают механические свойства; химический анализ слитков пров* I
ряется перед пуском их в работу.
Альтмаг можно подвергать точечной электросварке. В табл. 64 Указа>а1
оптимальные режимы, установленные инж. Орловым (сварочная манн1 I
АТН-15).
Таблица 62
Сплавы альтмаг
Марка по ОСТ и ЕС (авна) Хим1 Мп ’чески Mg й состав Si 1 Fe в % 1т‘ Удельный Состоя- ние сплавов Механи- ческие свойстве СЧ 1 1 cd S то S 0J д ° си ТО - то х х s S m го о, О х CD о х то ь .о, о го го
ДТМ-1 0,4—0,8)5—7 б|<ол -2,61 > Отож- женные >3. - >11 Листы для де- ~ 'алей, изготов- 'немых глубо- 0 ой штампов- н ой м
АТМ-2М АТМ-2П АТМ-2Т С 0,4-0.88-10 ),4—0,88—10, ,4-0,8’8-10 < coj<o,6 С0.6<0,6 so, 6<0,6. <0,2 <0,2 С 0,2 2,65 2,65 I г,65 Отож- женные 1 Полуна- артован-| ные 1 Чагарто-1; ванные 1 >3^ >40 >45 >18 >10 > 5 ТО - § о о s то х s о Sf г~ CD СЕ! fcf г;
Таблица 63
Механические свойства сплава альтмаг
Состояние Сплава 1 I кг/мм2 кг/ мм* % кг/ мм* j 8 % Е кг/мм*
П,)лу твердый 1 мм вдоль 29,4 35,6 50,0 1 13 6 900
поперек 28.8 35,2 47,7 16 6 900
Жженный 1 м „ 1 1 мм ВДОЛЬ 15,8 j 18.2 1 34,4 22 1 6900
1 поперек 1 14,8 15,7 34,6 19,3 6900
133
132
Таблица 64
Характеристика сварки сплава альтмаг
Свариваемая толщина мм Ступень свароч- ной машины Диаметр медного электро- да, мм Время выдерж- ки, сек- Давление на элек- трод, кг Проч- ность точки, кг Удельная прочность гочки,кг/Лл1
0,54-0,5 1.54-1,5 6 7 4 4 0,19 0,20 19,0 43,8 83,8 145.5 14.6 18,5
§ 6. Марганцовисто-алюминиевые сплавы
Cjcttb и механические свойства марганцовисто-адюминиевых сплавов
приведены в табл. 65.
Таблица 65
Марганцовисто-алюминиевые сплавы
Марка
по
ост
и БС
(авиа)
АМцМ
АМцП
АМцТ
1 Химический состав в % удельный вес Состояние сплавов
Си Мп | Mg Si Fe
<0,05 1,2-1.5 <0,01 <0,5 <0,5 2,8 Отожжен- ные
<0,05 .1,2—1,5 <0,01 <0,5 <0,5 2,8 Полунагар- тованные
<0,05 1,2-1,5 <0,01 <0,5 <0,5 2,8 Нагарто- ванные
>20 > 3
Механи-
ческие
свойства
Форма и
основное
назначе-
ние ма-
териала
>11 >20 Для
сварных
>15 > 7 баков
Наличие в этих сплавах марганца повышает антикоррозионную устой-
чивость, крепость и твердость материала, несколько уменьшая пласт»47
ность.
Сплав марки АМцМ хорошо поддается сварке. При сварке рекомеН-1
дуется флюс следующего состава: хлористый калий КС1 — 45%, хлор*1’
стый натрий NaCl — 30%, хлористый литий LiCl — 15%, фтористый л**'
тий LiF — 3,5%, фтористый натрий NaF — 3,5% и пиросернокалпе*3^
соль K3S2O7 — 3%. После сварки должны быть тщательно удалены слеДЧ
флюса.
Сплав АМц выпускается как в виде листов для сварных баков, 'raR I
в виде проволоки для заклепок. Листы и проволока должны быть p0B,,blj
гладкие, без плен, пузырей, трещин, царапин, забоин, вмятин, рисок I
дефектов. Белые и темные пятна с шероховатой поверхностью не
1рУг даются- Нешероховатые пятна и цвета побежалости не являются
дояУдцием Для браковки. Местные незначительные дефекты допустимы,
()сн°% иХ зачистке толщина материала не выходит за пределы установлеи-
6ыХ допусков.
11Ь пои приемке листов и проволоки проверяют их внешний вид и раз-
*испытывают механические свойства. ! . i । I
— -----—1
с 7 Алюминиевые сплавы для прессовки, ковки и штамповки
•г этой группе относятся сплавы, применяемые для ковки и штамповки
дней, картеров, пропеллеров и других деталей.
! 1 ц!гамповка производится в закрытом штампе под молотом в горячем
-гоянии. Химический состав определяется для каждой плавки.
^Поверхность штамповки должна быть гладкая, чистая, без облоя. За-
явления от смазки должны быть удалены травлением. На штамповке не
грпуСкаются плены, расслоения, глубокие забоины, трещины, раковины,
заковки, зажимы, пузыри, пористость, посторонние включения и другие
(ефекты.
Мелкие дефекты, а также механические повреждения поверхности до-
пускаются в том случае, если они не выходят за пределы припусков на ме-
ханическую обработку резанием.
Белые пятна с шероховатой поверхностью, являющиеся признаками
коррозии под влиянием влаги, и темные шероховатые пятна (признаки кор-
разнн во время нагрева при термической обработке) не допускаются. Бе-
ше пли темные пятна без шероховатой поверхности, а также цвета побе-
жалости не являются основанием для браковки.
При приемке штамповок проверяют их поверхность, размеры и механи-
ческие свойства.
Для ответственных деталей производится испытание на твердость ка-
ждой штамповки; кроме того, одну штамповку от партии разрезают
п изготовляют из нее образцы для испытания на разрыв. Эту штамповку
проверяют также в отношении внутренних дефектов (трещины, раковины,
расслоения, включения и т. п.). Для неответственных деталей твердость раз-
решается определять на 10% штамповок от партии. Часть ответственных
штамповок контролируется путем просвечивания лучами Рентгена.
В табл. 66 приведены данные о сплавах марок АК-1—АК-7 и Д-1, при-
меняемых для изготовления различных штамповок.
Сплав АК-1 является сплавом типа дуралюмин. Он применяется для
деталей моторов: фланцев, дисков шайб, крыльчаток нагнетателей и др.
Температура отжига сплава выбирается в пределах от 350 до 400°; время
пг»еР>К1<И зависит от объема детали; охлаждение — вместе с печью. Для
510^Ш€НИЯ КРСПОСТИ изделия подвергают закалке при температуре в 480—
170 с охлаждением в воде; затем применяется искусственное старение при
На Течение 3 час- с охлаждением на воздухе.
термо - Ю! изображена микроструктура сплава АК-1 после такой
Спжа°°Т1<И’ помимо зерен твердого раствора, заметны зерна СиА1а.
колнчрст марки АК-2 является сплавом типа Y, но содержит меньшее
он легк0В° магния (0,4—0,8% вместо 1,5%). Так же, как и сплав АК-1,
ше 350° поадастся горячей обработке давлением при температурах свы-
||-*гогов-1еД1рЯ CBOct* хорошей жаростойкости, этот сплав применяется для
пия поршней. Как и сплав Y, он обладает высоким сопротивле-
134
135
Химический состав в %
Алюминиевые сплавы для горячей обработц
| Марка | ОСТ и I (авиа) Си Мп Mg Si Fe Ni Ti Сг
АК-1 3,7—4,7 0,4-0,8 0,4—0,8 0,7 «,0,7
Удельный
вес
2,85
AK-2 3,5-4,5 — 0,4-0,8 <0,7 <0,7 1,8-2.3 — 2,9
136
Таблица 66
ленч®** (прессовки, ковки, штамповки)
Состояние сплавов Механические свойства Форма и основное
6ь кг/мм? 8% НВ кг/лл2 назначение материала
прессование и терми- чески обработанные >38 >32 VV 00 гЗ Прутки: 0 — 8—50 мм 0 > 150 мм
* Для деталей высокой прочности,изготовляемых горячей ковкой и штам- повкой и работающих при нормальной темпе- ратуре
Термически обработан- >35 >13 >90 Штамповки воздушных винтов
Термически обработан- ные >38 >36 >10 > 8 >90 Штамповки и поковки
Прессованные и терми- чески обработанные . >36 >32 VV 1 Оз О Прутки: 0 = 8—50 мм 0 =- 110—150 мм
/ Для деталей высокой прочности, изготовля- емых горячей ковкой и штамповкой и работаю- щих при повышенной температуре
Термически обработан- ные: ЕДоль волокон .... поперек волокон . . . >36 >34 > 5 >3 >100 > 100 Штамповки поршней
Термически обработан- Rn„ ные: По?ЛЬ i,Oj|okoh .... ерек волокон . . . >33 >34 >4 >3 >90 >90 Поковки поршней
137
еМ
Химический состав в %
Си
Мп
Mg
Si
Fe
Ni
Ti
Сг
Удельный
АК-3
1,5-3,0
0,4-1,00,5-1,0
0,8-1,4
0,5—1,5
0,05—0,12
2
АК-4 1,5—3,0 <, 0,2 1,4—1,8 0,5-1,25 0,8 -1.5 0,5-1,5 0.05-0,12 _ 2 Н
138
Продолжение табл. 66
Состояпие сплавов
нес
Механические свойства Форма и основное назначение материала
°ь кг/мм2 в % Нв кг/мм2
Прутки:
лоессованные и терми- чески обработанные . QO СО со АЛ >10 >5 •т- 0 = 8 — 50 мм 0 ~ НО— 150 мм Для деталей высокой прочности, изготовля- емых горячей ковкой и штамповкой и работаю- щих при нормальной температуре
Термически обработан- ные >36 >3 — Штамповки картеров
То же >36 >5 >90 Поковки
То же >38 >6 > 100 Штамповки
Прутки:
Прессованные и терми- чески обработанные я см со АА >8 >6 — 0 =8 — 50 мм 0 = 110 150 мм Для деталей высокой прочности, изготовля- емых горячей ковкой и штамповкой и работаю- щих при повышенной температуре
1 Термически обработан- ные: ВДОЛЬ волокон .... поперек волокон . . . >38 >36 > 4 >2,5 > 100 >100 Штамповки поршней и других деталей, работа- ющих при повышенной температуре
Рмически Обработан- ные; ^пепЛОЛО,(Он- • • • Рек волокон . . . >36 >34 >3 >25 >90 >90 Поковки поршней и других деталей, работа- ющих при повышенной температуре
139
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический состав в %
Си Мп Mg Si Fe Ni Ti Cr
АК-5 0,3-0,5 < 0,2 0,45-0,8 0,8-1,2 <0,7 — — <0,2
АК-6 1,8—2,4 0,4-0,8 0,5-0,8 0,6-1,0 <0,6 1
140
Продолжение табл. 66
Удельный
вес
^тонкие сплавов
Механические свойства
°ь кг/мм? &% Ив кг/мм?
юессованные и терми- чески обработанные . 2,75 >30 >28 о гЗ —
Штамповки и поковки, термически обрабо- танные вдол >30 1 Ь В0Л01 >10 (ОН >85
Прессованные и терми- чески обработанные . У 1 >36 >32 О N) —
Термически обработан- ные - >35 > 13 >95
Термически обработан- ные: ИДО ль волокон .... оперек волокон . . . 36 >33 >7 >4 8S /м
1еныеЧеСкн обРаботан- >36 >7 >- 100
же >36 >5 > 100
Форма и основное
назначение материала
Прутки:
0 =8 — 50 мм
0 = НО — 150 мм
Для деталей средней
прочности сложной кон-
фигурации, изготовля-
емых горячей штампов-
кой и работающих при
нормальной температуре
Штамповки картеров и
других деталей
Прутки:
0 =8 — 50 мм
0 = НО— 150 мм
Для деталей высокой
прочности, изготовля-
емых горячей ковкой
и штамповкой и ра-
ботающих при нор-
мальной температуре
Штамповки воздушных
винтов
Штамповки картеров
Штамповки деталей
Поковки деталей
141
Химический состав в
Ni
0,5—0,80,5-0,8
2,85
0,7
Д-1
0,7
4—5
АК-7
3,8—4,8
0,6-1,0
0,6—1,0
2,85
нием коррозии и следующими весьма важными для поршневых сплавов
физическими свойствами:
теплопроводность (от 100 до 300°) — 0,4;
коэфициент теплового расширения на 1°С—0,000022.
Термическая обработка этого сплава заключается в закалке при темпе
ратуре в 520° в воде или мазуте и искусственном старении при 200 — 225
в течение 2 — 3 час.
Термически обработанный сплав имеет, помимо указанных в табл- &
свойств, gs =20—23 кг/мм2-, сР~10 кг/мм2 и Е = 7030 кг/мм2. Следуй
отметить, что после упомянутой выше термообработки сплав не является
стабильным и продолжает заметно стареть при повышенных температур8*’
что видно из данных табл. 67, составленной на основании опытов инЖ- Ю
рова и Меркурьева со сплавом типа Y. оТ
Пределы усталости на изгиб сплава Y изменяются в зависимости
температуры согласно данным табл. 68.
142
Окончание табл. 66
Состояние сплавов Механические свойства Форма и основное
11 i вЬ кг/мм" 8% нв кг/мм- назначение материала
ллРссованные и терми- чески обработанные >36 >34 >12 >8 — Прутки: 0=8 — 50 мм 0 =110— 150 л<л1 Для деталей высокой прочности, изготовля- емых горячей ковкой и штамповкой и работаю- щих при нормальной температуре
Термически обработан- ные >35 >13 >90 Штамповки воздушных винтов
। же >35 >12 ч >90 Штамповки деталей
То же >34 >10 >90 Поковки деталей
1 Неполностью закален- ные ... .... >32 >12 >80 Картеры распредели- тельных валиков (ду- ралюмин)
Таблица 67
Влияние дополнительного искусственного старения на механические
свойства сплава Y
Температура испытания „с Состояние сплава аь кг/мм2 Нв кг/мм2
15 Термически обработанный ..... 37,8 144
15 250 250 После 100 час. старения при 250° . Термически обработанный 30,8 26 108 102
После 100 час. старения при 250° . 22 70
143
Таблица 68
Изменение пределов усталости сплава Y в зави-
симости от температуры
'(по данным Cuthbertson)
t °C 190 246 301
од кг!мм2 14,2 14,7 12,9
Следует полагать, что сплав марки АК-2 обладает почти такими же свой-
ствами. На фиг. 102 изображена микроструктура сплава АК-2 после нормаль-
ной термообработки. Она состоит из зерен твердого раствора и CuAl2,
Фиг. 102. Микроструктура
сплава марки АК-2 (хЮО).
Фиг. 101. Микроструктура
сплава марки АК-1 (хЮО).
Сплавы марок АК-3 и АК-4 являются сложной композицией с участием
меди, никеля, магния, железа, титана, кремния и алюминия. За границ»
сплавы подобного типа известны, как сплавы <<RR». „
Микроструктура термически обработанных сплавов марок АК-3 и АК"
незначительно отличается от микроструктуры сплава АК-2: на фоне зере
сложного твердого раствора имеются CuAL, Mg2Si и другие составляю®^|
Сплавы АК-3 и АК-4 обладают физическими свойствами, аналогичны
свойствам сплава АК-2.
Термическая обработка сплавов АК-3 и АК-4 заключается в заКт„ец-|
в воде при температуре в 520 — 540° (выдержка от 2 до 4 час.) и искусе LJ
ном старении в течение 10—20час. при 155 — 175°. После такой оорa°uax.
сплавы приобретают механические свойства, указанные выше в табл
Предел текучести составляет около 30 кг] мм2.
144
сплав марки АК-3 применяется для штамповки деталей, работающих
Ь ...АЙ трмчрпятчпр Я сплав АК-4 —для деталей, работающих
нормальной температуре, а
£Р” повышенных температурах
^П°Диаграмма фиг. 103 харак-
пзует сравнительное измене-
Те£ механических свойств спла-
н’ у и RR-53 (близкого по
составу сплаву ' АК-4) при по-
вышении температуры.
Пределы усталости , сплава
дК-4 несколько выше (на
1—1,5 кг/жл2), чем сплава V-
Преимуществами сплавов
дК-3 и АК-4 в сравнении со
сплавом АК-2 являются несколь-
ко лучшие механические свой-
ства. Сплавы АК-3 и АК-4
легко поддаются обработке дав-
лением при температуре свы-
ше 350°.
Сплав марки АК-5 по со-
ставу и свойствам незначитель-
но отличается от описанного
Температура °(Т
И
7
I
Фиг. 103. Изменение крепости сплавов Y
RR в зависимости от температуры:
и 2—термически обработанные сплавы;
3 и 4—литые сплавы.
выше сплава авиаль. Он при-
меняется для сложных штампов ж
в моторостроении (картеров, носков и
Ж
tf
других деталей сложной конфигурации).
Нормально штамповки подвергаются за-
калке при температуре около 520° и
искусственному старению при темпера-
турах свыше 150°. На фиг. 104 пока-
зана микроструктура термически обра-
ботанного сплава марки АК-5.
Сплав марки АК-6 применяется для
штамповок различных деталей: винтов,
картеров и т. д. Он содержит меньшее
количество меди, чем сплавы дуралюмин
и АК-1, что облегчает обработку давле-
нием, и несколько повышенное количест-
во кремния.
В сплаве марки АК-7 содержание маг-
ния ограничено 0,2%; это улучшает его
пластичность. Термическая обработка для
повышения крепости материала заклю-
чается в закалке при 520° в воде и искус-
ственном старении при 140 — 150° в те-
чение 12 — 15 час. После такой обработки
сплав имеет с;, >35 кг/мм2, cs>20 кг/мм2,
6>10 — 12% и предел усталости >
>10 кг/мм2. Так как описываемый сплав
пластическими свойствами, то его следует применять для
винтов и других деталей. В Америке такого рода сплав имеет
|
Фиг. 104 Микроструктура
'-"Лава марки АК-5 (хЮО).
итаа^'ет Х0Р°шими
??«ПОВки |
>Р"У 25-S.
"лав марки д-i представляет собой дуралюмин, описанный выше.
' "Ивочт,,.
по авиаметаллам—112—10
145
§ 8. Литейные алюминиевые сплавы
В качестве литейных алюминиевых сплавов наша спецификация
мендует шесть сплавов (табл. 69), один из которых — марки АС-5 — п,' 0'
назначается для работы при высоких температурах. Рей-
Фиг. 106. Микроструктура
сплава марки АСЛ-5 (хЮО).
Фиг. 105. Микроструктура
сплава марки АС-5 (х100).
Поверхность отливок должна быть чистая, гладкая, без раковин, тре-
щин, плен, рыхлости, пористости, коробления, песочин и посторонних
включений. Мелкие дефекты допускаются, если они не выходят за пределы
припусков на механическую обработку резанием.
Химический состав определяется для каждой плавки. При приемке
отливок проверяются их размеры, поверхность и механические свойства.
Часть ответственных штамповок контролируется также путем просвечи-
вания лучами Рентгена. .,
Сплав марки АС-5 является аналогом описанного выше сплава АК-4
и имеет обычный для сплавов типа Y химический состав. »
Температура закалки сплава нормально равна 510—520е. При меньше!,
температуре закалки крепость и твердость сплава будут значительно ’
перегрев не менее опасен, ибо сплав получится крупнозернистым. Пр0#
жительность выдержки отливки при температуре закалки зависит от о
ема отливки; наименьшим можно считать промежуток времени около 6 ча
увеличение выдержки до 20 час. благоприятно сказывается на меха11'юГо
ских свойствах сплава вследствие выравнивания состава и более Г|0;1” де-
растворения компонентов в зернах твердого раствора. Условия 0X11 gb-|i
пия выбираются в зависимости от конфигурации отливки. Затем отл»
гаются искусственному старению при температуре около 250° в те-
n<-'V3 час. Промежуток времени между закалкой и искусственным старе-
че,,1'е не влияет на механические свойства сплава.
н1,е??3 сплава АС-5 отливаются головки цилиндров и другие детали. Микро-
ктура этого сплава изображена па фиг. 105.
^Остальные сплавы марок АС-8, АСЛ-3, АСЛ-4, АСЛ-5 и АСЛ-6 являются
вами типа силумин. Лучшими литейными свойствами обладает сплав
еП,Пк11 АС-8. В качестве модификатора применяется натрий. Сплав АС-8
матопт почти из одних зерен эвтектики. Термическая обработка незначи-
с°с 0 изменяет его механические свойства.
Telg отношении коррозии силумин является наиболее устойчивым сравни-
ло с медноалюминиевыми и цннкоалюминиевыми сплавами.
ИСплав марки АСЛ-3 представляет собой силумин более сложного со-
ва Наличие меди, марганца и магния несколько улучшает его механи-
свойства, повышая эффект от термообработки. Введение меди не-
Ч^олько улучшает обрабатываемость режущими инструментами. Термо-
обработка заключается в закалке при 520° в масле или воде и ста-
рении.
1 Сплав марки АСЛ-4 является кобальтовым или хромистым силумином.
Назначение этих добавок заключается в улучшении механических свойств
и повышении жаростойкости сплава.
Благодаря присутствию 0,25 — 0,4% Mg и Si, крепость сплава после терми-
ческой обработки повышается. Эта обработка состоит из закалки при 520 —
— 530° с охлаждением в воде при 30 — 80° (в зависимости от конфигура-
ци1 и массы изделия) и отпуска при 150 — 175° с выдержкой от 20 до
30 час.
В литом состоянии (после литья с кристаллизацией под давлением)
сплав обладает следующими механическими свойствами; aj, 16 кг/мм2,
&>4% и Нр>50 кг/лм2; после указанной выше термической обработки вре-
менное сопротивление разрыву возрастает до 20 — 25 кг/мм2, а твердость
по Бринеллю — до 80 кг/мм? и более.
Описываемый сплав обычно применяется в моторостроении для карте-
ров и блоков.
Сплавы марок АСЛ-5 и АСЛ-6 являются доэвтектическими силуминами.
Наличие в них меди позволяет применять термообработку (закалку и ста-
рение) для улучшения механических свойств.
Термическая обработка отливок из сплава АСЛ-5 заключается в закалке
при 510— 520° и охлаждении в воде. Так как растворение отдельных компо-
нентов в зернах твердого раствора и диффузия в литейных сплавах проис-
ходят медленно, то увеличение времени выдержки при температуре в 510 —
—520° до 20 час. способствует повышению механических свойств, однако на
практике выдержка в большинстве случаев составляет 15 — 16 час. Охла-
ждение сложных отливок после нагревания рекомендуется производить
в горячей воде.
После закалки применяют искусственное старение; при температуре
СТаРенпя в 250° достаточно выдержки в 3,5 — 5 час., чтобы получить твер-
деть Нв = 80 — 100 кг) мм2. Длительное вылеживание закаленной детали
еРед отпуском неблагоприятно сказывается на механических свойствах
п°сле старения.
Из описываемого сплава делаются сравнительно мелкие отливки: кор-
приводов к насосам, корпуса нагнетателей и т. д.
Микроструктура сплава АСЛ-5 приведена на фиг. 106.
147
Литейные
ч
Химический состав в %
Марка по и БС (ав Си Мп Mg Si Fe Zn Ni Na Co или Cr
АС-5 3,5-4,5 — 1—2 <0,7 <0,7 — 1,5—2,2 — —
АС-8 — — — 12—14 <0,7 — — <0,1 —
АСЛ-3 <0,6 0,4-0,7 0,3—0,5 11—13 <0,7 <0,1 — — —
АСЛ-4 <0,2 — 0,2—0,3 9-10 <0,5 <0,1 — — 0,4-0,6
АСЛ-3 1—1,5 — 0,4—0,6 4,5—5,5 <0,7 <0,1 — — —
АСЛ-е 1,5—3,0 — — 4—5,5 <0,5 <0,1 — — —
3
2,9
2,8
2,8
2,8
2,8
П римечание. Сплавы марки АСЛ не стандартизованы ACT, но имеют
148
Таблица 69
Состояние сплавов Механические свойства Форма и основное наз- начение материала
°6 не менее кг! мм" о не менее °/ /о Нв не менее кг! мм"1
Литье в землю и в КОКИЛЬ 16 1 3 65 Для нагруженных де- талей, работающих при высоких температурах (головки цилиндров и т. д.)
Литье в землю и в КОКИЛЬ , • • • • • • 16 3 65 Для нагруженных де- талей сложной конфигу- рации, работающих при нормальной температуре
Литье в землю и в кокиль 16 2 60 Для нагруженных де- талей, работающих при нормальной температуре (послетермообработки), и для арматуры и неот- ветственных деталей (без термообработки)
Термообработка 23 2 100
Литье в землю . . . 16 4 50
Термообработка . . . 21 3 65
Литье в землю . . . 15 1,5 60
Термообработка . . . 22 1 85
Литье в землю и в кокиль 15 3 45 Для арматуры и сред- не нагруженных дета- лей, работающих при нормальной температуре
°УД5т внесены
в ACT при его пересмотре.
149
Раздел II
МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
§ 1. Свойства магния
Магний кристаллизуется по гексагональной системе. Механические
свойства его таковы: 12 — 13 кг/мм1, 6 = 10%, ф = 15%, £ = 4300—.
—4500 кг/мм1, G= 1800 кг/мм'1, Нв — 2з—35 кг/мм2.
Электрохимический потенциал магния равен —1,55 V (по отношению
к Н2). Магний сильно корродирует на воздухе, в морской воде и в других
средах. При температуре свыше 700° магний на воздухе воспламеняется
При плавке и разливке применяются специальные защитные среды: в пер-
вом случае — флюсы, во втором — обдувка порошком серы.
§ 2. Диаграммы состояния систем Mg—Zn, Mg—Al и др.
Так как механические свойства магния невысоки, то он почти не приме-
няется в чистом виде.
Алюминий и цинк являются компонентами, наиболее резко изменяю-
щими крепость и твердость магниевых сплавов. Максимальная крепость
получается при содержании около 6% А1 — для алюминиево-магниевых
сплавов и около 5—6% Zn—для цинково-магниевых сплавов.
На фиг. 107 и 108 изображены диаграммы состояния систем Mg—Zn
и Mg — Al. В интересующей пас части эти диаграммы аналогичны диаграмме
системы Al—СиА12. На фиг. 109 дана часть диаграммы состояния системы
Mg—Мп.
§ 3. Двойные и тройные магниевые сплавы
Магниевые сплавы известны в Европе как сплавы типа электрон, а
в Америке — как сплавы доуметалл; эти названия соответствуют
фирмам, изготовившим их впервые.
Данные о наших сплавах, применяемых в советском самолето-и моторо-
строении, приведены в табл. 70 (стр. 154—155).
Пределы текучести cs сплавов электрон не фиксированы в нашем стан-
дарте и потому не помещены в табл. 70, а даны отдельно в табл. 71, в зави-
симости от марки сплава и его временного сопротивления разрыву.
Таблица 71
Предел текучести и временное сопротивление разрыву магниевых сплавов
(по данным инж. Афанасьева)
Марки сплава МА-1 МА-2 МА-3 МА-4 МА-5 МА-6 МА-7
аь в кг/мм2 . >20 >22 >28 >14 > 13 >21 >32 ——•
cs в кг/мм2 > 12 > 16 > 18 > 9 > 8 > 12 >21
150
Фиг. 107." Диаграмма состояния системы Mg—Zn (Hansen):
а — от 0 до 14% Zn; б—от 0 до 100% Zn; в—от 40 до 90% Zn.
151
Фиг. 108. Диаграмма состояния системы Mg—Al (Hansen):
с—от 0 до 16% А1; б—от 0 до 100% Mg.
Фиг. 109. Диаграмма состояния
системы Mg -Мп (Schmid,Siebel).
152
компоненты, вводимые в сплав помимо алюминия и цинка, оказывают
уюшее влияние: марганец повышает стойкость против коррозии и ча-
с’пе, но механические свойства; бериллий в количестве 0,02—0,05% умень-
сти’ оКИсляемость магниевых сплавов при плавке и разливке; при добавке
?аиллия оптимальная температура кокиля должна быть равна 150 — 200°,
V ка1< при этом получается мелкокристаллическая структура; титан
Осаживается в сплавы МА-3 и МА-5 для улучшения их строения и свойств.
ПР Сплавы марок МА-4, МА-5 и МА-6 применяются как литейные, осталь-
_____для обработки давлением: проката, прессовки, штамповки. Темпе-
Оура отжига зависит от состава и может быть выбрана по диаграммам
Стояния- Сплавы марок МА-1, МА-2, МА-3 и МА-7 выпускаются в виде
постов, прутков и труб.
I Листы изготовляют из сплавов марок МА-1 и МА-3. Сплав МА-1 идет
пля баков, для плакировки сплава МА-3 и для обшивки машин; он обладает
высокой антикоррозионной стойкостью.
По аналогии с плакированным дуралюмином, листы из магниевых спла-
вов разбиваются на два сорта. На листах 1-го сорта не допускаются следы
коррозии: белые и темные шероховатые пятна. Листы должны быть ровные,
без волнистости и правильно отрезанные. Не допускаются пузыри, трещины,
рванины, плены, вмятины, расслоения, забоины, закатанная грязь. Мелкие
дефекты (после зачистки которых толщина листа укладывается в пределы
допусков), а также цвета побежалости и белые пятна, не сопровождающиеся
шероховатостью, равно как и неровная окраска листов, не являются ос-
нованием для браковки.
Листы 2-го сорта имеют местные дефекты, допускающие вырезку загото-
вок. Остающаяся годная площадь должна составлять не менее 75% площади
всего листа. Все листы с дефектами должны быть обведены краской, чтобы
предупредить попадание их в изделие при раскройке листов на самолетные
детали.
При приемке производятся осмотр и обмер всех листов, после чего сле-
дуют механические испытания контрольных образцов. Химический анализ
производится для слитков перед пуском их в обработку.
Сплав МА-2 имеет строение, состоящее из зерен твердого раствора.
Термическая обработка сплава не приводит к его упрочнению. Этот сплав
легко поддается горячей обработке давлением (ковке и штамповке) в интер-
вале температур от 480 до 280°. Сплав МА-2 применяется в виде поковок,
штамповок и прутков.
Сплав МА-3 обладает более высокими механическими свойствами, чем
сплав МА-2, что объясняется повышенным содержанием алюминия и цинка
ч добавкой титана. Сплав МА-3 подвергается горячей обработке давлением
в интервале температур от 380 до 300°. Для повышения антикоррозионной
стойкости сплава МА-3 его можно плакировать сплавом МА-1. Сплав МА-3
имеет большое применение в самолетостроении в виде листов, прутков,
тРУо и т, д.
В табл. 72 приведена характеристика электросварки сплава МА-3 на
машинах «Электрик» и АТН-25.
сВз'"ВаРка производилась на 7-й ступени сферическими электродами. Перед
пцО°? наД° спять защитные пленки на электроне (после травления в хром-
е)-_Испытания на коррозию показали достаточную устойчивость сварки.
° —б^о’ 13 характеризует механические свойства сплава AZM (состава
IBW0 А1’ °>2-Wo Мп, 1% Zn, остальное — магний), аналогичного
*^му сплаву марки МА-3.
Ност^^11 изготовляются из сплавов марок МА-2, МА-3 и МА-7. Поверх-
нрутков должна быть чистая. Не допускаются грубые плены, рако-
153
Таблица 70
Магни^.
Марки по ОСТ п ВС (авиа) Химический состав в % go У у/ УделииыИ вес j ^ояние сплавов Механические свойства Форма и основное назна- чение материала
А1 Zn Мп Ti Be Si —— Fe а6 не менее кг) мм? 8 не менее °/ /о Нв не менее кг) мм?
МА-1 — — 1,3—1,7 — <0,05 <0,05 Щрнные 20 7 — Листы. Для баков и сварных деталей; для плакировки листов спла- ва МА-3
МА-2 3—4 0,3—0,7 0,1-0,4 — 0,03—0,07 <0,1 <0,1 ермообработки . . ‘. - 22 5 55 Прутки. Для деталей, изготовляемых горячей ковкой и штамповкой
МА-3 6—7 0,8—1,2 0,2—0,5 0,2—0,4 1 0,01—0,03 <0,1 <0,1 1,85 „жженные 28 26 12 8 60 55 Прутки: 0= 8—50 мм 0=55—100 мм Для деталей, изготов- ляемых обработкой реза- нием
, гженные 28 12 — Листы
чэкенные 28 10 — Трубы
МА-4 5,3—6,7 2,5—3,5 0,15-0,4 — 0,02—0,05 1 <0,15 < 0,1 1.8 ев землю .... 14 2 50 Для картеров, тормоз- ных барабанов
МА-5 8-9 до 0,5 0,2-0,3 0,1—0,3 1 0,02-0,05 1 <0,15 <0,1 <0,1 1,8 —-и 1.8. 1 1,8’ у е в землю .... 13 2 55 Для деталей повы- шенного сопротивления усталости
1; «обработка . . 17 2,5 60
МА-6 9,5—10,5 0,1-0,4 0,02-0,05 1 <0,15 1С в землю или ко- "ь после термооб- к. отки '*' -*.*. * ' 21 1 70 Для картеров, масло- отстойников., арматуры
МА-7 2,5—3,5 3,5—4,5 0,1—0,3 — 0,02-0,05 1 <0,1 0,1 К^ННЫе ( 32 30 1 26 14 10 7 60 60 60 Прутки: 0= 8—50 мм 0 = 55—100 мм 0 = 110—200 мм Для деталей, изготов- ляемых ковкой, штампов- кой или резанием
1 По особому заказу.
154
155
1 а о л иц a 1 Характеристика электросварки сплава МА-3 (по данным инж. Качанова и Дандурова)
Толшина Время сварки сек. Допустимый Разрывная Шаг Мм
материала мм диаметр точки мм нагрузка кг
0,8+0,8 0,10 4,0 145 И
0,8+0,8 0,10 5,0 200 25
0,8+0,8+0,8 0,08 5,0 210 25
0,8+0,8+0,8 0,08 6.0 215 25
1,0+1,0 0,13 5,0 265 25
1,0+1,0 0,13 6,0 300 25
1,0+1,0+1,0 0,10 6,0 320 25
1,5+1,5 v 0,15 6,0 354 25
1,5+1,5 0,15 6,5 374 25
2,0+2,0 0 18 6,5 470 30
2,0+2,0 0,18 7,0 500 30
2,5+2 5 0,23 7,5 525 30
3,0+3,0 0,24 7,5 586 30
3,0+3,0 0,27 8,0 638 30
Таблица 73
Механические свойства сплава AZM
(по опытам Schmidt и Spitaler)
Свойства ^ Температура, °C 20 100 150 200
°Ь в кг) мм* 29,6 28,8 23,6 15,3
5S в кг/ мм2........ 21,6 19,4 15,2 9,5
6 В % 12,9 14,8 21,8 27,9
в кг/мм? . 61 57 48 —
Эд (изгиб) в кг/ мм? 14,4 — —
вины, пузыри, надиры, трещины, риски, царапины, забоины и ДРУ1"”6^
фекты от обработки давлением. Допускаются мелкие дефекты, если н
зачистки их диаметр прутка не выходит за пределы установленных ДУ
сков. Не допускаются следы коррозии: белые и темные пятна с шерох
поверхностью. Белые пятна без шероховатой поверхности, цвета п
лости без шероховатости, а также неровная окраска прутков не яв-
основанием для браковки.
156
* ’
йВляю'гся
чается
f-
Ъ’
б
*
н должны быть ровно обрезаны, допускаемая стрела прогиба на 1 л;
ПРОВИСИТ от диаметра прутков.
я1щЫ „пиемке производят обмер прутков, осмотр их поверхности, опреде-
ПРИвердости по Бринеллю (всех прутков) и испытание на растяжение
рен11е т.ных образцов. Химический анализ проверяется на слитках.
коНтР°бь1 изготовляются из сплавов марок МА-3 и МА-7. Требования, предъ-
ТрУ°ц к поверхности труб, аналогичны требованиям на прутки. Трубы
йвл*!еМ быть ровно обрезаны, чистые и прямые; допускаемые прогиб и
в размерах не должны превышать установленных норм. При
оТКЛОке производят осмотр поверхности
пр”е'" „х обмер и испытание на растя-
труо,
>кегплавы марок МА-4, МА-5 и МА-6
Ln ся литейными сплавами. Термо-
са сплавов МА-5 и МА-6 заклю-
в закалке при температуре в
'710^-420' и старении при’1175° в течение
_ 24 час. Выдержка при указанной
емпературе закалки колеблется от 16
д0 30 час., в зависимости от величины
детали-
При приемке отливок определяется
химический состав каждой плавки.
Опивки должны иметь гладкую чистую
поверхность, без раковин, трещин и по-
сторонних включений. Допускаются не-
значительные дефекты в пределах допус-
ков на механическую обработку детали.
Каждая деталь проходит контроль твер-
дости по Бринеллю; для каждой плавки
производится испытание на растяжение.-
Из сплава марки МА-6 изготовляют
так же мелкие детали для моторов, как-
то: крышки и корпуса передач к раз-
личным агрегатам мотора. Термическая
“работка этих деталей состоит из закалки при 400 —410° с выдерж-
кой в продолжение 15—16 час. и старения при температуре в 175° в тече-
ние того же времени. На фиг. 110 показана микроструктура сплава марки
МА-6, подвергнутого такой термообработке.
Электрон способен сильно окисляться во время продолжительной вы-
держки при температуре закалки, поэтому нагрев сплавов должен произ-
Д1!ТЬСЯ в инертной среде, например, в парах серы или в расплавленных
(75°/Х ыОТриЯ и калия- Инж. Лугаськов указывает состав такой ванны:
чзд N'l2<-r2(-)7 + 25% К2Сг2О,). Так как удельный вес раствора больше,
погпу,ДеЛЬНЫЯ вес эле1<трона, то к последнему прикрепляют грузы для
РУжения магниевых сплавов целиком в жидкую ванну.
Ковкой^ маРкн МА-7 применяется для деталей, изготовляемых горячей
бощц ’ штамповкой и прессовкой. Следует отметить, что холодная обра-
НеболЬ1 ВЛ1*нием этих сплавов очень затруднительна, так как они обладают
весыцяШ0И пластичностью. Свойства электронов позволяют применять
чента ЛЫС?КУЮ скорость резания (300 — 800 м/мин). Охлаждение инстру-
и Пььчц ДОв не разрешается. В случае возгорания электронной стружки
Р-^Ции ТУШение водой не допускается вследствие опасности взрыва за счет
“агния с водой. Тушение электрона производится песком или, еще
157
Фиг. 110. Микроструктура сплава
электрон марки МА-6 (х100).
лучше, сухим порошком графита и смесью безводных солей из 60°/ хло
стого магния и 40% хлористого натрия и калия. ° Рй.
Крупнейшим недостатком магниевых сплавов является их невысок
антикоррозионная стойкость. ВИАМ разработаны различные методы п1
дохранения сплавов типа электрон защитными пленками. Для получек6'
защитных пленок ВИАМ предлагает следующие травители: Н!1ч
I хромпик К2Сг2О7 .................... 11 вес. ч.
. ’ азотная кислота HNO3 (уд. вес 1,40) 18 » >>
1 вода .............................. 100 » >>
( травление при 80° в течение 45 — 60 сек.
хромпик К2 Сг2 О7 .................. 11 вес. ч.
азотная кислота HNO3 (уд. вес 1,40) 18 » »
2 азотнокислый хром Cr (NO3)3 . . 1 » »
вода .............................. 100 » »
травление при 80°—от 45 сек. до 1,5 мин.
3 —травитель-1 с добавкой 1 вес. ч. Al(NO3)3H0 трав-
ление при температуре в 15—20“ в течение 10 мин.
Перед протравкой детали не нуждаются в специальной очистке, но ноСле
травления деталь необходимо промыть в воде и тщательно высушить. за.
тем рекомендуется покрыть изделие топким слоем олифы. Этого достаточно
для хранения электрона на складе в атмосферных условиях.
Предохранительные пленки не дают надежной защиты металла в уело-
виях эксплоатации и совершенно не защищают его в морской и речной воде
(а также дестиллированной); поэтому приходится прибегать к покрытию
лаками, красками и смолами *.
Протравка селеном также дает защитные пленки (10% раствор селена
в воде); этот способ можно применять и для местных покрытий. После
травления не требуется промывки в воде.
Раздел III
МЕДНЫЕ СПЛАВЫ
§ 1. Свойства и применение меди
Медь кристаллизуется по системе куба с центрированными гранями.
Механические свойства ее таковы: сд — около 20 — 22 кг! мм2, 6 = 50%,
ф — 70%, Е — 12 460 кг/мм2 и Нв — 35 кг/мм2.
Электрохимический потенциал меди равен-)-0,34 V (по отношению к Н.)-
После нагартовки временное сопротивление разрыву достигает 30 кг/мм 11
более. В табл. 74 приведены необходимые данные о красной меди. 1
Основными вредными примесями меди являются сера (вызывает образо-
вание пузырей, хрупкость, красноломкость и т. д.), висмут (дает хладн
ломкость и красноломкость) и свинец (вызывает красноломкость). К чис.1
вредных примесей относится также сурьма, содержание которой по тех
ческим условиям должно быть в пределах 0,002 — 0,05%. J
Цельнотянутые трубы из красной меди изготовляются путем xanO'1oCtJ'
протяжки. Они применяются для бензино- и маслопроводов. Поверхн а
труб должна быть ровная, чистая, без раковин, забоин, трещин, пл 1
других пороков.
-------------------------------------------------------------
1 Для борьбы с коррозией электрона при контакте его с
сплавами необходимо или оцинковывать соприкасающиеся с электро j
детали, или ставить между ними изолирующие прокладки.
158
Фиг. 111. Микроструктура биме-
талла: железо—медь (хЮО).
приемке труб производят их осмотр, обмер и механические испытания.
ПР'1 применяется также для плакировки малоуглеродистых сортов
М в целях зашиты их от коррозии. На фиг. 111 показана микрострук-
ста-л"биМеталла. Иногда для плакировки
тура „яЮт томпак, содержащий около
zn.
с о Диаграммы состояния систем
§ Г Си—Sn, Си—Pb и др.
ыа фиг. 112 — 115 приведены диа-
состояния систем Си — Sn,
rf*pb, Си —А1 и Си —Zn.
s 3. Оловянистые бронзы и
бронза ЦСК
Оловянистые бронзы применяются в
машиностроении как антифрикционный
материал. Антифрикционные свойства
бронз обусловливаются неоднородностью
структуры отливки; ликвация в оловя-
цнстых бронзах, получающаяся при
их застывании, создает неоднородность
структуры, тем самым улучшая анти-
фрикционные свойства сплава.
В табл. 75 приведены данные о при-
меняемых в авиации оловянистых
бронзах, а на фиг. 116 изображена микроструктура оловянистой бронзы^
Фосфор образует с медью твердую составляющую Си3Р, которая зна-
чительно повышает твердость бронзы. Свинец добавляется в бронзу для
улучшения обработки резанием, а также для получения более хорошего
антифрикционного строения. Цинк добавляется в оловянистые бронзы для
улучшения литейных качеств.
Прутки из бронзы марки БрОФ должны иметь ровную, чистую поверх-
ность, без плен, расслоений, трещин, задиров, вмятин, забоин и тому по-
дооных дефектов. Наличие окалины па прутках также не допускается.
Мелкие дефекты на поверхности могут быть допущены при условии, что
после их удаления размеры прутков изменяются в пределах установленных
и°пусков. При обнаружении в сечении прутка трещин, раковин, слоистости
»пп Уг"х Дефектов материал бракуется. Допускаемый прогиб прутков не
жен превышать установленных норм.
изло пР,,емке проверяют размеры прутков, их поверхность, качество
11Ь1С и ™ерлость по Бринеллю на каждом прутке; кроме того, отобран-
|'овеп'?НТР°ЛЬНЬ1е пРУТки подвергают испытанию на растяжение; при этом
Химиче°СТ“ РазРь1ва должна быть плотная, без раковин и расслоения.
ОлоСкии С0Став определяется для каждой плавки.
Шя армату1СТ:|Я бронза применяется для втулок пальцев, шестерен, а также
т”и?^твеК0НТР°Ле бронзовых отливок проверяется химический состав пар-
партцц Р^°Сть по Бринеллю и излом одной или нескольких отливок из
Уе.юВпям Р'1 несоответствии химического состава и твердости техническим
’ а также при обнаружении в изломе раковин, «кислое, шлаковых
159
/imoMh </> Jn
Фиг. 112. Диаграмма состояния системы Си—Sn (Hansen):
а— от 30 до 40% Sn; б—от 0 до 100% Sn.
Фиг. 113. Диаграмма состояния сп*
стемы Си—РЬ: А—граница: раствор—
эмульсия; В — граница образования
слоев; I — истинный раствор; П
эмульсия (жидк.Ц-жидк.); III—
гетерогенных смесей (жидк.); IV
a-кристаллы; V — гетерогенная сг,'у~
а-кристаллов и жидкого сплава; V1
гетерогенная смесь а и р-кристалл >
VII — p-кристаллы (Clauss).
<50
161
Таблица 74
Кра(
= ш X и м j ч e с < и ft с НаВ в % ж 3 5 Состояние Механические свойства Форма и основ-
c-f- § «и “ SOS Си РЬ Sn Fe 1 As j Sb 611 0 Zn 5 сплавов оь не менее кг/мм2 8 не менее °/ ное назначение материала э!
M-lM - 99,9 < £ 0,005 < 4, 0,002 < 0.0051 < . 0,002 0,002 -s £ 0.002 < :О,ОО2'К4 ' . 0.08 г. < 0,005 8,9 Отожжен- ные . . . 21 или 2 *1 2 38 или 3 5 Прутки тянутые Для деталей, из- готовляемых даь-
М-1Т ; >. 99,9 4,0,005 С 0,002 <0,005 < < 0,002 < 0,002 < 0,002 < С. 0,002 < 0,08 __ < 0,005 8,9 Нага рто- ванные . 27 8 лением и оора- ботанных реза- нием или шли- фовкой
М-2 >99,7 <0,01 < 0,05 <0,05 < 0,01 <0,005 < 0,002 < 0.2 1 0,1 - — 8,9 Неотожжен- ные . . 21 25 Трубы для масло- проводов л
0,05 <0,05 0,05 ;0,i <0 05 <0,003 1 1 0,2 | 0,1 8,9 Отожжен- ные . . . 1 21 или 22 1 38 или 35 Тянутые прутки Для деталей, из- готовляемых дав- лением
м-зм >99,5 1 1 1 1 Отожжен- ные • . , 20 30 Листы для дета- лей, изготовля- емых глубокой штамповкой
0,1 *В>- 1<1В Нагарто- ванные . 27 8 Прутки для обра- ботки резанием или шлифовкой
М-37 * Г >99 ,5 <0,0 5 < 0,0 э <0Д <0.1 <0,05 1 <0,0f >31 <0,2 'СИМости 8,9 Нагарто- ванные . 30 3 Листы для дета- лей повышенной прочности, изго- товляемых изги- бом
эт размера изделий.
1СЗ
162
8,8
8,8
Примечание. Кроме того, в этих бронзах допускаются следующие п₽
8,8
8,8
8,8
9:
<>
г>
&
Оловяние^
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический состав в %
РЬ Sn | Fe Zn Р Си
БрОФ <0,02 6—7 <0,2 — 0,1 — 0,25 Остальное »
БрОФ-6,5-0,4 <0.02 6-7 <0,2 — 0,3 —0.4 Остальное
БрО-Ю <0,5 9-11 <0,2 — <0,05 Остальное
БрОФ-10 — 9—11 I <0,2 — 0.8— 1,2 Остальное
БрОЦ-10-2 < 0,5 9—11 <0,3 2-4 — Остальное
БрОЦС -6-6-3 2-4 5-7 <0,2 5—7 —- Остальное
Таблица 75
Состояние сплавов Механические свойства Форма и основное назначение материала
сь не ме- нее кг/мм2 и не менее 0/ /О НВ кг/мм2
6<ч термообработки . 50 15 150 - 200 Круглые прутки 0=25— 50 мм для ответствен- ных деталей в моторо- строении
Дитье в песок . . 20 15 >75 Для втулок шестерен с небольшим удельным давлением
Литье в кокиль 25 15 >75
Литье в песок . . . 20 10 " 80 Для деталей с высоким удельным давлением (только для старых конструкций)
Литье в кокиль . . . 20 2 80
Литье в песок .... 16 15 > 120 Для деталей, обладаю- щих антифрикционны- ми свойствами (шестер- ни, втулки, подшип- ники)
Литье в кокиль . 26 3 > 120
Литье в песок ... 20 10 >80 Для втулок под шестер- ни и деталей с высоким удельным давлением и переменным нагревом при хорошей смазке
Литье в кокиль . . 20 2 80
^"тье в |)есОк _ _ 15 8 *60 Для арматуры с рабо- чим давлением не свы- ше 10 ат
в кокиль . . . 18 4 >60
' ‘ /е Sb; < 0,003% Bi; < 0,02% Si; < 0,05% S и сотые доли процента алюминия.
165
включении, неоднородности и тому подобных дефектов отливки к I
куются. °Ра.1
Бронза марки БрОЦС-6-6-3 применяется для втулок поршневых гс I
вок шатунов, втулок кривошипных головок прицепных шатунов и для лЯ
гнх трущихся деталей. Термическая обработка для этого сплава не Л'
меняется. На фиг. 117 показана микроструктура бронзы БрОЦС-бд?-'
видно дендритное строение сплава, состоящее из твердого раствора, эвтсчЛ1
ида и свинца, что обеспечивает антифрикционные свойства бронзы. т®'|
Для арматуры и втулок с небольшим удельным давлением рекомендует_ I
литейный сплав марки БрЦСК-10-1,5-2,5, состава: 9—11% Zn, 1—2°' р?
2—3% Si, <0,05% Sn, < 0,5% Fe, <0,05% As, <0,05% Sb, < 0,002°° d-
<0,02% S,<0,02% Al и остальное — медь. Удельный вес сплава раве’ I
8,8. После отливки в кокиль спда
приобретает следующие' механичесц.8
свойства: аь 28 кг/мм2 8 >20% и Н
д 80 кг/мм2. Цинк повышает механически"
свойства меди, кремний улучшает лите^
ные, механические и антикоррозионный
свойства сплава, а свинец добавляется'
для улучшения обработки резанием.
Будучи по своей твердости равной
некоторым сортам оловяннстой бронзы
эта бронза вместе с тем значительно де-
шевле последних.
§ 4. Свинцовистые бронзы
Свинцовистые бронзы более пластич-
ны, чем оловянистые. В табл. 76 при-
ведены марки, состав и механические
свойства применяемых свинцовистых
бронз.
Свинцовистые сплавы более пластич-
ны, чем оловянистые бронзы, и более
Фиг. 117. Микроструктура брон- крепки, чем баббиты.
зы марки БрОЦС-6-6-3 (Х100). Из отливок бронзы марки БрОС-5-25
изготовляются втулки. Поверхность из-
лома слитков должна быть однородной, светлосерого цвета, без трещин,
раковин, включении и других пороков. Свинец должен быть равномерно
распределен в сплаве. На обработанной поверхности не должно быть серых
пятен (скоплений свинца). Наличие и величина отдельных включений свинца
оговариваются техническими условиями.
При приемке проверяют химический состав плавки, осматривают н°'
верхность изделий и поверхность изломов (нескольких изделий), а также
определяют твердость.
Бронза марки БрОС-5-25 идет для втулок валиков привода к счетчику
оборотов и других деталей. Термообработка не производится.
Микроструктура бронзы БрОС-5-25 (фиг. 118) состоит из кристалл1
учитывая же чрезвычайную бедность этих твердых растворов С0В
цом (а) и медью (3), можно сказать, что структура состоит из кристалл
твердого раствора меди с оловом и свинца. Эта структура обладает хорош1
антифрикционными свойствами. В качестве недостатков свинцовистой 6Р°Н
preudaiBiv э111|аьвнЕКН эон Joiioo И Подшипнп- к и нвтул- ки (только для старых конструк- ций) | Для вту- лок, работа- 1 Л и нЛs ё с й g е g- X 5 s 3 ю х X с д- о о =: о 2 о и о о 1 Для залив- I ки вклады- шей корен- ных и ша- тунных под- шипников
ф Zifwjw ‘ээн -ЭИ эн Sy О 1 40 40 ю О!
? сб £ са % ЭЭ11ЭИ ЭН О со O-J со
rt pc >4 О О> -КУфн ээнэи ЭН Чс> 00 — О! О
CD С С О поставки • Литье в песок . . Литье в песок . . Литье в кокиль . Литье в кокиль .
□эн иннчеэ’п'д С>4 О сТ с?
(5 Осталь- ное Осталь- ное Осталь- ное
с N 1О о V 1О О с V
CQ и £> СП о V 1П о ю о‘ V/
о GJ CL <0,15 <э Vi 0,05-0,2
X QJ 04 о о' V <0,2
С СП 11—6 4—G 1
CL Н-б 23—26 28-31
1 Марка по ОСТ! п ЕС (авиа) БрОС-10-Ю БрОС-5-25 БрСФ-30-0,1
Примечание. Кроме того, п этих бронзах допускаются следующие примеси: < 0,005”/« Bi; < 0,02°/» 86 < 0,05°/t,S
«67
SSlfeW -*' . jfcs* -f ?
следует отметить ее большую'склонность к ликвации. В данную cbi
стую бронзу для увеличения, крепости и твердости добавлено олово^^^Л
Бронза марки БрСФ-30-0.1 применяется для заливки вкладыщр- I
готовленных из стали У-2. Поверхность излома слитков этой бог/1,
вкладышей должна быть однородной, светлосерого цвета, без паНйь' ь|
трещин, включений и других дефектов. Распределение свинца в r°Bl|iiF
должно быть равномерным Изл j P0|i3
зы вкладыша должен иметь радиол0 в
ориентировку кристаллов; наличЬ|^’
изломе темнокрасных полос не янг/6 1
дефектом. На обработанной поверхнетс,1
не должно быть серых пятен (скоплр Cl)| 1
свинца). В технических условиях ог л
ривается наличие и величина отдечь°В
включений свинца. НЧ
При приемке проверяют химичесшЯ
состав плавки, осматривают поверхнлЗ
вкладышей, определяют твердосты10Сл’'1’
них и качество приставания бронзы
стальному вкладышу (на срез). Механ/
веским испытаниям на растяжение под
вергаются образцы из слитков.
Микроструктура бронзы БрСФ-ЗО-о 1
отличается отструктурыбронзы БрОС-5-25
тем, что содержит большее количество
зерен свинца; вторая фаза в данном
случае представляет собой зерна почти
чистой меди.
чк г’Фч*. :* »-*
Небольшая величина крепости и
Фиг. 118. Микроструктура брон- твердости свинцовистой бронзы заста!
зы марки БрОС-5-25 (хЮО).£ ляет заливать ее по малоуглеродист^
стали (У-2) для придания необходи-
мой жесткости всему подшипнику. Заливку вкладышей можно осуществлять
как в неподвижные формы, так и центробежным способом. Заливка произ-
водится в готовую форму (стальные вкладыши), в стальные трубы пли
применяется непрерывная заливка на стальные ленты. Перед заливкой
поверхность стали У-2 подвергают механической и химической очистке, И
затем! после обмазки флюсом нагревают до 1050° и заливают бронзой, на-и
гретой до 1100°. Заливка стальных лент производится в среде водо-
рода.
. Окончательная расточка бронз производится резцами видна или поое-
дит на быстроходных станках (например, типа, «Краузе»); скорость РаС‘ I
точки150 м/мин, подача^ 0,02 мм. Дополнительная шабровка не -1f‘
лается, так как состояние поверхности обеспечивает необходимые анп
фрикционные свойства. Заливка свинцовистых бронз баббитами не п₽ I
изводится.
Коэфициент трения свинцовистой бронзы (28 —30% РЬ) при работе ''
по стали марки 53-А1 (смазка ААС) зависит от удельных нагрузок (табл- ’1
Окружная скорость при испытаниях была равна 10 м/сек.
Употребление свинцовистых бронз, вместо баббитов, заставило пр11^, I
нуть к лучшей очистке масла для удаления твердых частичек, находят*1 .
в нем во взвешенном состоянии. Без такой очистки масла износ бу’Де
нормальный.
Таблица 77
Зависимость коэфициента трения свинцовистой
бронзы по стали 53-А1 от удельных нагрузок
(по опытам проф. Зайцева)
Р Кг/СМ1 25 50 75 100
0,065 0.035 0.023 1 0.021
§ 5. Алюминиевые и бериллиевые бронзы
Алюминиевые бронзы обладают в сравнении с оловянистыми большей
‘•остью и твердостью. Это объясняется влиянием как самого алюминия*
1 'Р п дополнительных компонентов бронз: железа, марганца и никеля.
| 3 табл. 78 приведены данные о составе, свойствах и применении алюми-
ниевых бронз.
Марганец несколько уменьшает величину зерна и увеличивает крепость
сплавов; при содержании марганца до 2% увеличиваются также пластичность
и низкость бронз. Железо уменьшает величину зерна, повышает крепость,
твердость, ж (ростойкость и незначительно понижает удлинение и сужение.
Н жель дает мелкозернистую структуру и повышает механические свои-
сгва. Кроме того, марганец, железо и никель улучшают антифрикционные
и антикоррозионные свойства.
Бронза марки БрАЖ идет на втулки свечей, направляющие клапанов
впуска и другие детали. Нормальная термическая обработка заключается
в закалке при 850е (выдержка 1,5 — 2 часа) в воде и отпуске при 350° в тече-
ние 1,5 часа с охлаждением на воздухе. После такой термообработки бронза
имеет гь>50 кг/лыГ2, 6>12% и Нд = 130 — 170 кг/мм2. На фиг. 119показана
микроструктура бронзы марки БрАЖ после термической обработки; видны
две структурные составляющие a-и ₽-фазы.
Прутки, изготовляемые из бронзы марки БрАЖ, а также прутки и
труоы из бронзы БрАЖМц, равно как и прутки из бронзы БрАЖН, должны
иметь чистую, ровную поверхность, без расслоений, плен, трещин, вмятин,
•Широв, забоин и других дефектов. Не допускаются также окалина и окис-
•ение на их поверхности. Мелкие поверхностные дефекты допустимы, если
юсле их удаления размеры прутков и труб не выходят за пределы установ-
аенных допусков. При обнаружении в сечении раковин, слоистости,
трещин и других дефектов материал бракуется. Допускаемый прогиб
пРугков и труб должен быть в пределах норм.
При приемке труб и прутков производят их обмер и внешний осмотр,
цЗак>ке подвергают испытанию на твердость. Контрольные прутки и трубы
Пьггывают на растяжение; поверхность излома образцов должна быть
отная, без расслоений и раковин. Химический состав определяется для
т^ой плавки.
но.м ₽0Нза марки БрАЖН является жароупорной и применяется в основ-
3ai^1Я седел клапанов, нормальная термообработка которых заключается
Ю«ке при 920° (выдержка 1,5 часа) в воде или в масле и отпуске до 650е
168
16»
Алюминиев^
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический состав в % 5
А1 Fe Мп РЬ Ni Zn Си -q : Уде.1ы tn cn J вес
БрАЖ 9 — 10,5 1—1,5 <0,5 <0,03 — <0,4 Осталь- ное
БрАЖМв 9-11 2—4 1—2 ' о,1 — <0,4 Осталь- ное
Б рАЖМц-10-4-1,5 9-11 3-5 1-2 <0,03 — <0,4 Осталь- ное 7,5
БрАЖН-11-4-4 10,5—11,5 3,5—5 — <0,03 3,5—5 <0,3 Осталь- ное 7,5 —
БрАЖН <• 9,5—11,5 4-6 4 0,5 <0,1 4—6 < 0,4 Осталь- ное 7,5
П р им е ч а н и е. Кроме того, в этик бронзах допускаются следующие пР” ’
170
Таблица 7-5
gpo"^. — Состояние сплавов Механические свойства Форма и основное назначение материала
сь кг/мм- в % "в кг/мм2
Термообработка >50 >5 — Прутки для ответствен- ных деталей в мотора- строении Прессованные прутки, трубы для точеных де- талей в моторостроении
—" ge < термообработки . . >60 > 12 130— 170
Литье в песок . . >50 > 10 > 130 Для шестерен н дета- лей высокой прочности
1птье в кокиль . >50 - 10 130
Центробежное литье 50 > 15 > 130
-1итье в песок 55 > 10 > 150 Для деталей, испытыва- ющих ударную нагрузку при высоких температу- рах
~ ” iepMooopaooTKa .... 1 >60 >2 >215
1срМ(н'бработка . . . >65 >5 200 — 240 Прутки для ответствен- ных деталей в моторо- строении
1 Sn; 0,0t«/o Аз; 0,0-2—0,005»/» Sb; < 0,002»/» Bi, ; 0,1»/» Si и < 0.002’/» >
171
(2 часа) с охлаждением на воздухе. После такой термообработки = I
приборетает следующие механические свойства: аь>65 кг/мм-,
Нв = 200 — 240 кг/мм2 * >1
На фиг. 120 привечена микроструктура сплава после указанной те
обработки.
Фиг. 120. Микроструктура бронзы
марки БрАЖН (хЮО).
Фиг. 119. Микроструктура бронзы
марки БрАЖ (хЮО).
Бериллиевая бронза обладает еще большей твердостью, чем алюминие-
вая. Особенно резко возрастает ее твердость после термообработки.
В авиации применяется бронза марки БрБ-2, которая содержит
2—2,5% Be, <0,2% Fe, <0,1% Р, <0,25% Al и остальное — медь-. Этот
сплав рекомендуется для деталей, имеющих высокую нагрузку с пере-
менным давлением при хорошей смазке.
Данные о механических свойствах бронзы БрБ-2 приведены в табл. W
Таблица 79
Механические свойства бронзы марки БрБ-2
%,
кг/мм-
Состояние сплава
ив
кг/мм2
После отливки в песок . >40 >10 >120
>> <> в кокиль >50 > 8 >150
л термообработки . >70 >0,5 >350
,(Ческая ооработка заключается в закалке при 800: (выдержка
^'’/искусственном старении при 250 - 350 (2—3 часа). 3%-ная бериллие-
1 *’3' пнза после закалки имеет сь = 54 кг] мм2, S = 25% и Нв = 120 кг/мм2;
вя‘1 о1’°таренпя при 350° в течение 2 час. временное сопротивление разрыву
ц.'СЛе I. ет ЦО 150 кг/мм2, а твердость — до 412 кг/мм2, удлинение же по-
|’”^ается ДО *% _
1,1 и бериллиевом оронзы изготовляются путем прокатки, протяжки или
-овкн квадратные прутки, трубы и другие профили. Перед мехаипче-
лР^бработкой резанием твердость бронзы не должна превышать 200 кг/мм2,
сК'п* бронза должна быть в закаленном состоянии. После механической об-
-%ки бронза подвергается отпуску на 250 —350 е, в результате чего твер-
Р’°ть ее возрастает до 350 кг/мм2.
10СПпи приемке производят обмер прутков, труб или других профилей,
-щатривают их поверхность (требования здесь те же, что и в отношении
других бронз), определяют твердость по Бринеллю и испытывают на растя-
§ 6. Латуни
Латунью называется сплав меди с цинком. Химический состав и
свойства латуней, применяемых в авиации, даны в табл. 80—83.
я-латуня содержат до 37% Zn, а (а + Р)-латуни — от 37 до 45% Zn. а-
;атуни подвергаются обработке давлением только в холодном состоянии,
так как обладают красноломкостью.
Микроструктура а-латуни представлена
на фиг. 121; она состоит из зерен твердого
раствора.
р-латунь значительно тверже а-ла-
туни, но недостаточно пластична, плохо
обрабатывается давлением в холодном
Соггоянии и значительно лучше — при
температуре в 500 — 600'. (« + ₽)-ла-
туни обладают средними свойствами меж-
ду a-и р-латунямн.
Отжиг латуней производится в интер-
"1.пе температур от 600 до 700е. Даль-
нейшее повышение температуры отрица-
те 1ьно сказывается на механических
">йствах латуней.
Одним из недостатков нагартованной
ТУни является растрескивание ее с
"'ением времени1, что объясняется одно-
ременным влиянием напряженности ма-
2Иала 11 его коррозии. Для предотвра-
"чт Ия J РастРескпвания нагартованных
г Уней, их необходимо подвергать низ-
I К стпуску при 250 —300° в течение
ц»J час- Такой отпуск значительно
-^Шает- внутренние напряжения и
р в небольшой степени понижает крепость и твердость.
Тхни31Ие*’ь1 листов> прутков и проволоки из латуни должны соответствовать
I ческим условиям. Поверхность этих изделий должна быть ровная,
Фиг. 121. Микроструктура
а-латуни (хЮО).
-------—--------------------------------—~------------
k(ag) т° Растрескивание носит название «трещин времени» (season сгас-
173
Таблица SO
J], уНИ
Марка по ОСТ и БС (авна) Химический состав в % 5 Состояние сплава Механические свойства Форма и основное назна-
Си РЬ Sn Fe | Р As Sb Bi zn 5 я Еч & Сй не менее кг/ мм* й не менее % ченпе материала
Л-59 57—60 <0,5 Без термообработки 33 12 Прутки прессованные
<0,2 <0,3 <0.01 <0.01 <0,01 <0,003 Осталы, 8,6 Отожженный 30 35 Трубы тянутые для точеных деталей
Без отжига 35 15 Трубы прессованные для то- ченых деталей
Л-59М 57—60 <0,5 <0,3 <0,01 <0,01 <0,01 <0,003 ОстальнЛ 8,6 Отожженный 30 35 Прутки тянутые
<0,2 Отожженный 35 25 Листы мягкие
Л-59П 57—60 <0,5 <0,2 <0,3 >0,01 <0,01 <0,01 <0,0ЭЗ Остальн(1 ! 8,6 Полунагартованный 38 15 Листы полутвердые
<0,2 <0,3 <0,01 <0,01 0,01 <0,003 I Осталыип Нагартованный 50 40 5 15 Прутки тянутые твердые (в зависимости от диаметра)
Л-59Т 57—60 <0,5 43 8 Листы твердые
Л-62 60,5—63,5 <0,1 <0,5 <0,15 <0,01 1 .0,01 <0,005 <0,003 Остальном .1 8,5 Отожженный 30 38 Трубы тянутые
Л-62М 60,5-63,5 01 <0,5 <0,15 <0,01 - 0,01 <0,005 <0-002 Остальи»! ____ 85 Отожженный 31 35 Листы мягкие для деталей, изготовляемых глубокой штамповкой
Л-62П 60,5-63,5 <0,1 <.0,5 <0,15 0 01 <0,01 < 0,05 <0,002 Остальнг*| 1,5 Полунагартованный 38 20 Листы полутвердые для дета- лей, изготовляемых путем изгиба
Л-62Т 60,5—63,5 <0,1 <0,5 <0,15 <0,01 <0,01 <0,05 <0,002 Оста^'1'* 8,5 Нагартованный 42 10 Листы твердые для пружиня- щих деталей
174 175
Цеч
I1
-
и
।
Марка
по ОСТ
и ВС
(авиа)
ЛС-59
ЛС-59М
ЛС-59Т
Химический состав в %
Си
РЬ
Sn
Fe Р
As Sb Bi
Zn
з
157—60,0,8—1,9]
0,25|
<0,5
<0,02
<0,02|
0,01
0,003
Остальное
57—60 0,8-1,9 <0,25 <0,5
57—60 0,8—1,9 <0,25 <0,5
Марка
по ОСТ
и ВС--------
(авиа) Си
ЛМ-62
61—63
Pb
Sn
1—1,5
ЛМ-62М
ЛМ-62Т
176
61—63
61—63
1—1,5
1—1,5
<0,02 <0,02 <0,01
<0,003 Остальное
<0,02
:о,о2 <0,01
Л,0031 Остальное
Морская, латУнь
Химический состав в %
Fe
P
As
Sb
Bi
Zn
<0,002
0,002
0,002
<0,002
<0,002
. ',6
Остапы'06 !
<0.002
<0,002
4.0,002
Остаг'ь,|0Е
<0,002
к 0,002
к о,002
<0,002
Таблица 81
Z 13
ц.б
Состояние сплава Механические свойства Форма и основное назна- чение материала
°ь кг/мм2 Б %
Без термообработки >43 >40 >10 >10 Прутки для различных дета- лей (в зависимости от диа- метра)
Без термообработки >33 >12 Прутки прессованные
Отожженный >35 25—30 Прутки для различных дета- лей
Нагартованный ' 45 >10 То же
Табл и ц а 82
Состояние сплава
Без термообработки
Отожженный
Остальн°с
Нагартованный
Механические
свойства
аь
кг/мм2
>37
>30
>35
>33
>48
>37
по авиаметаллам—112—12
5
>25
>20
>30
>25
> 6
>20
Форма и основное назна-
чение материала
Прутки прессованные (в зави-
симости от диаметра)
Прутки тянутые
То же
177
I
MapraHUoBlt,
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический состав в %
Си РЬ Sn Fe Р As Sb Bi м Ч
ЛМцМ 57—60 <0,1 <0,25 <1 <0,01 <0,01 <0,005 <0,002
ЛМцТ 57—60 <0,1 <0,25 <1 <0,01 .< 0,01 <0,005 <0,002 1J
Медно-MapraJ
ММц Осталь- ное <0,01 . .0,05 <0,05 <0,2% Ni <0,01 <0,005 <0,002 1-2-1
Желе зо-MapranJ
ЛЖМц । 58—60 <0,1 0,5-0,С 1,1—1,Е *-> ® А о о | <0,01 1 0.1 <0,003 0,5-1) o,i- 0,2% > —
гладкая, без плен, закатов, вмятин, трещин, расслоений, забоин, глубоких
рисок и других дефектов. Мелкие дефекты поверхности допустимы, если
после зачистки размеры изделий не выходят за пределы установленных
допусков. При наличии в сечении прутка или проволоки раковин, трешин>
слоистости и других дефектов материал бракуется.
При приемке проверяют размеры изделий, качество их поверхность
плотность излома и механические свойства.
Прутки, проволока и листы должны быть прямые и ровные; допуска61"
стрела прогиба для прутков должна быть в пределах норм. п jg
Мунцевая латунь (см. табл. 81) отличается от латуней марки J
лишь увеличенным содержанием свинца. __ п(1
Свинец находится в сплаве, как структурная составляющая "1
границам н внутри зерен твердого раствора. Он улучшает обработку
туни резанием. По механическим свойствам мунцевая латунь мало^.1
чается от латуни Л-59.
178
Таблица 83
тУ*11’
Zn Осталь- ное Осталь- ное ос । pc 1 Удельный \ "о "о 1 вес L 1 1 Состояние сплава Отожженный Механические свойства Форма и основное на- значение материала
°ь кг/мм* 8 %
>40 >30 Пруткп для ответствен- ных деталей, изготов- ляемых резанием и горячей штамповкой
Нагартованный >45 >25 То же
t и сты й с п л а в
— 8,9 Нагартованный 48—58 Трубы для сот радиато- ров
вп сты е лату н и
Отожженный >42 32 Трубы тянутые
UCRUlb- 0,0 ное Без отжига >32 32 Трубы прессованные
Морская латунь (см. табл. 82) отличается от латуни Л-62 повышенным
содержанием олова. Олово растворяется в зернах твердого раствора; ого
Увеличивает антикоррозионную устойчивость латуни против воздействия
Иорской ВОДЫ.
Марганцовистая латунь (см. табл. 83) применяется как в отожженном
'•остоянии, так и в нагартованном. Марганец повышает антикоррозионные
1 Механические свойства латуней.
Медно-марганцовистый сплав (см. табл. 83) употребляется для радиаторов,
арганец растворяется в меди, образуя зерна твердого раствора. Наличие
рганца повышает антикоррозионные и механические свойства сплава.
Учщую плотность дают сплавы, содержащие 1,5—2% Мп. Обработка дав-
ением этих сплавов не представляет трудностей.
Ч1ч'"°СТав и СГ|011ства железо-марганцовистой латуни даны в табл. 83. На-
н „Не небольшого количества железа повышает крепость и твердость сплава
нособствует его мелкозернистости.
179
Раздел IV
никелевые сплавы
Состав монель-металла и его механические свойства приведены в табл I
Структура сплава марки МОН-68 состоит из зерен твердого растр.
Этот сплав обладает высокой антикоррозионной устойчивостью и в I
отношении напоминает никель, отличаясь от последнего большой де р370*'
ной. еЕи*
Никелевые с 5
Марка по ОСТ и БС (авиа) Химический состав в %
Zn Pb Ni Fe Р Sb Bi Мп Си
МОН-68 0,0)5 0,002 65—70 2—3 0, 05 < 0,002 < 0,002 1,2—1,8 Остальное
Примечание. Допускаются примеси: <0,1"/о Mg, <0,01о/„ Si и <0 2°/0 с.
Прутки из монель-металла изготовляются вначале горячей прокаткой
а затем холодным волочением. Допускаемая стрела прогиба прутков должна
быть в пределах норм. Поверхность прутков должна быть гладкая, чистая,
без надрывов, трещин, плен, расслоений, царапин и других дефектов. До-
пускаются местные незначительные дефекты, если после удаления их раз-
меры прутков не выходят за пределы установленных допусков.
При приемке проверяют химический состав партии прутков, произво-
дят поштучный обмер и осмотр, а затем—проверку магнитной проницаемости
(сплав магнитный) и испытание механических свойств.
Раздел V
баббиты
§ 1. Свойства компонентов оловянистых баббитов
и диаграммы состояния
В авиационные баббиты входят олово, сурьма и медь. Белое олово устой'
чиво при температурах свыше 18°; механические свойства его таковь’-
кг/мм2, 8 = 40%, ф = 90%, Е = 4130 кг]мм2 и Нв = 5 кг/мм2.
Сурьма значительно тверже олова, ее механические свойства след}
щие: с&~10 кг)мм-, Е = 7700 кг)мм2, Нв£30 кг)мм2. сЬ
На фиг, 122 и 123 даны диаграммы состояния систем Си—Sb и Sn
Диаграмма системы Си—Sn была „приведена выше на фиг. 112. Тро11 .
180
мм;| ^н—изображена на фиг. 124; левее линии ab твердые
j.-ifP11,р^не кристаллы p-раствора (Sn, Sb) отсутствуют.
§ 2. Оловянистые баббиты
с ббит Шарпи имеет состав: 83,33% Sn; 11,11% Sbn 5,55%Cu. Строение
п баббита показано на фиг. 125; оно состоит из белых кубов р-твер-
1‘,‘оаствора (Sn, Sb), звездочек CuSn1 и пластической основы. Твердость
.то Р‘гт __ 5 твердость p-раствора (Sn, Sb) Hs = 39,7 и твердость CuSn
>Юва „ ,
Таблица 84
1й£дь-металл
Ж Состояние сплава Механические свойства Форма и основное назна-
S о 7 е °Ь кг)мм2 В /о чение материала
#.9 Без термообработки 60 15 Прутки для деталей специаль- ных приборов
Фиг. 122. Диаграмма состояния системы Си—Sb (Hansen).
Или CueSn6; некоторые исследователи принимают звездочки за хими-
*ое соединение Cu3Sn.
181
Фиг. 123. Диаграмма состояния системы Sn—Sb
(Aoki, Osawa, Iwase).
Фиг. 124. Тройная диаграмма системы Си—Sn—Sb
(Бочвар).
182
таким образом, при трении получается микрорельеф, который
антифрикционные качества сплава
85 приведены данные об авиабаббитах.
1 g тао
Таблица 85
Авиационные баббиты
. а Марка сплава Химический состав в % Примечания
Си Sb Ni Sn
1 — 3,5—4,0 4,0—5,0 0,0-0,55 Остальное Для заливки ко- ренных подшип- ников (СССР)
2 — 3,5—4,0 4.0—5,0 0,45—0,55 Остальное Для заливки стальных вклады- шей (СССР)
3 2,6-2,8 4,5—5,0 — Остальное То же для центро- бежной заливки (СССР)
4 4,0—4,5 4,5—5,0 Остальное Для напайки по внешней поверх- ности стальных деталей (СССР)
5 — 2—4 9—13 — Остальное То же (фирма «Испано-Сюиза»)
г. 3,1-3,3 3,4—4,3 0,2—0,4 Остальное Для заливки вкладышей (фир- ма «Гном-Рон»)
7 — 3,5—4,5 3,25—4,25 0,6 Остальное То же
8 — 1,5-2,5 3,5—4,5 0,35—0,45 Остальное Фирма «Изотта- Фраскини»
9 — 2,5-3,5 7—9 — Остальное Фирма «Роллс- Ройс»
10 Xsl-ASTM 3,5—5,5 3,5—5,5 — Остальное Фирма «Кертисс- Райт»
11 №2-ASTM 3,0—4,0 6,75—8,25 — Остальное То же
12 Ni>3-ASTM 6,5—8,5 6,5—8,5 — Остальное То же
Количество свинца не должно превышать 0,35%. Сведения о влиянии
тчвора На твеРД°сть оловянистых баббитов при высоких температурах про-
Баббит для центробежной заливки (порядковый №, 3) имеет понижеи-
^Схс°Чержание меди в сравнении с баббитом для напайки по внешней по-
Риет°СТи ильных изделий (порядковый № 4). Это объясняется тем, что
^ллизующиеся из жидкого баббита кристаллы CuSn, как более тяже-
183
G
о
CM
41
184
уравнительно с жидкостью, под действием центробежной силы прижи-
L к вкладышу и распределяются в толще слоя баббита неравномерно
'' ьШое количество CuSn находится у поверхности вкладыша). Во время
(б°л |П1ческой обработки снимается такой слой баббита, что на его рабочей
’^^рхности получается необходимая антифрикционная структура с жела-
л°Вм количеством кристаллов CuSn.
е'1Ьеяббиты на оловянистой основе являются паилучшими, но они дороги,
9Тому в промышленности применяют также баббиты на свинцовистой
П нове и wPy”16 — более дешевые, изготовляемые без применения боль-
0 го количества импортного олова.
|U° g табл. 86 показано изменение в зависимости от температуры твердости
дчббнта, содержащего 2—3,8% Си и 4,8 — 4,0% Sb.
Таблица 86
Влияние температуры на твердость баббита
(по данным проф. Зайцева)
t °C 20° 50° 100° 150°
Нв кг!ммг 20—21 15—17 9—10 6
Микроструктура авиабаббита приведена на фиг. 126; она состоит из
кристаллов CuSn и a-твердого раствора (Sn, Sb). £
Заливки авиабаббитов производятся как по бронзовым, так и по сталь-
ным вкладышам. Подготовка к заливке бронзовых и стальных вкладышей
заключается в очистке, протравке и облуживании уже протравленного
вкладыша. Для лужения авиационных вкладышей применяется либо чи-
стое олово, либо никелевая полуда (около 1% Ni).
। Опыт заливки стальных вкладышей показал, что лучшее приставание
баббита получается при заливке малоуглеродистой стали, содержащей
—0>2% С. s j_______[ ►_]
Коэфициент термического расширения оловянистой бронзы более бли-
зок к коэфициенту расширения авиационного оловянистого баббита, чем
коэфициент расширения стали, поэтому заливка стального вкладыша труд-
нее, чем бронзового, и дефектов получается больше.
Назначение полуды в обоих случаях заключается в том, чтобы сохра-
нить подготовленную поверхность вкладыша абсолютно чистой — вплоть
До момента заливки его баббитом.
Рассмотрим методику заливки баббитом стальных вкладышей одного
из наших авиадвигателей. Для обезжиривания вкладыши очищают в ки-
пящем 10%-растворе едкого натра, после чего их промывают водой и сушат,
чатем вкладыши травят в течение 1 мин. соляной кислотой, промывают
выводе и протирают щеткой для удаления налета. После этого вкладыши
помазывают флюсом (раствор хлористого цинка в соляной кислоте) или
ПогРУжают в него на г/г мин.
При центробежной заливке вкладыш обмазывают изнутри раствором
•“Тористого цинка, а снаружи замешанным в воде молотым мелом. Затем
101адыши погружают в лудильную ванну (температура около 270°) и вы-
185
держивают в ней в течение 1,5—2 мин. (принимают температуру ваниьп
Облуженные вкладыши вынимают из ванны и вставляют в патрон центр/’
бежного станка, подогретый до 150°. Вслед за этим вкладыши заливают
баббитом центробежным способом. Температура заливки — около 32О'Т
число оборотов вкладыша — около 900 об/мин.
Чтобы получить более мелкозернистый сплав, вкладыйш охлаждают
струей воздуха, и вращение их продолжается до полного остывания баббита
На фиг. 127 показана микроструктура баббита и стального вкладыша-
структура стали марки У-2 состоит из зерен феррита и перлита, структура
баббита — из кристаллов CuSn и a-твердого раствора. Стык между сталь-
ным вкладышем и баббитом не имеет дефектов.
Баббитц
Абарка Химический состав в % Температура в °C ।
Sn Pb Sb Си критическая при заливке > при работе
верхняя ввнжин сплава вкладыша ^вк нормальная t нор опасная
Б-83 83 — 11 6 350 240 400 250 60 1 100
БМ1 11,5 72,75 11,0 1,75 400 240 450 250 60 100
Б-16 16 66,25 16 1,75 410 240 460 250 60 100
Б-10 10 73,25 15 1,75 410 240 460 250 50 90
БС — 81,75 17 1,25 410 240 460 200 40 70 I 1
* Сплав БМ содержит также 1,45“/0 As и 1,55“/» Cd.
Г . нТробежный способ заливки имеет ряд преимуществ перед другими
пами> именн0: баббит прижимается равномерно к стенкам вкладыша;
‘'’еТОцеТ развиваемой им центробежной силы растворенные в жидком сплаве
за с вьокимаются по направлению к внутренней поверхности заливки.
г^ь‘ ,е этого металл получается достаточно плотным.
§ 3. Стандарт на оловянистые и свинцовистые баббиты
r табл- 87 приведен стандарт 2721 на баббиты. Наибольшей работо-
посОбностью обладает баббит марки Б-83.
Таблица 87
(ПО OCT 2721)
Твердость по Бринеллю Нв кг/мм'1 Предел наивысшего давления р пр кг/см'2 Характер нагрузки Предельное произведение нагрузки на скорость Р • V Работо- емкость Р V • tnped
при 17° при 100°
30 13 100 Ударная 500 50000
30 14 100 Спокойная 300 30000
30 13 100 Спокойная 150 15000
28 11 75 Спокойная 75 6 750
22 6 40 Спокойная 20 1 400
L!
1 /7
СТАНДАРТЫ НА РАЗЛИЧНЫЕ ПРИПОИ
СССР
Всесоюзный комитет
по стандартизации
при Госплане
общесоюзный
СТАНДАРТ
ПРИПОИ
МЕДНО-ЦИНКОВЫЕ
ост 2984
МЕТАЛЛ
Настоящий стандарт
применяемые в качестве
остальное — цинк.
распространяется на сплавы меди с цинко
припоев и содержащие медь в пределах 36___65 е/1’
А. Классификация
а) В зависимости от химического состава устанавливаются следуют.,
марки припоев: ? щие
Химический состав в % Примерное назначение
Марки и их обозначения Си Примеси Zn
Норм, состав Допуски Fe не более о РЬ сл не более Всего не более
П. МЦ. 36 • 36 42 ±2 0,05 1,5 Осталь- ное Для пайки латуни, содержащей 60% и более меди
П. МЦ. 42 ±2 0,05 0,5 1,5 i>
П. МЦ. 51 51 ±2% 0,05 0,5 1,5 i> Для пайки латуни и медных сплавов, содержащих меди 67% и выше, а также для меди, бронзы
П. МЦ. 65 65 ±2 0,05 0,5 1,5 Для пайки железа
Примечание. Обозначение отдельных марок медно-цинковых приЧ^..
произведено по содержанию наиболее ценной составной части — меди; знак П 03н
чает слово «припой», знак МЦ — «медно-цинковый», цифра — процент меди.
б) По величине зерна припои разделяются на:
1. Мелкие — с величиной зерна от 1 до 3 мм.
2. Крупные — с величиной зерна от 3 до 5 мм.
188
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Н—' общесоюзный стандарт ОСТ 2983
ПРИПОИ ОЛОВЯНИСТО-СВИНЦОВЫЕ КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Утвержден Всесоюзным комитетом по стандартизации при Госплане СССР 15/V 1931 г. как обязательный с 1/VII 1931 г. Настоящий стандарт распространяется на сплавы олова со свинцом, пнмяняемые в качестве припоев и содержащие олово в пределах от 25 до 90%, остальное — свинец. А. Классификация а) В зависимости от химического состава устанавливаются следующие марки оловянисто-свинцовых припоев:
Марки и пх обозна- чения • Химический состав в % Примерное назначение
Sn Примеси РЬ
норм, состав допуск | Sb не более всего не более
ПОС 25 25 ±1 1,5 2 Осталь- ное Для пайки свинцовых труб и т. п.
ПОС 33 33 ±1 1,5 2 Осталь- ное Для пайки цинковых и оцин- кованных листов, кабельных свинцовых пластин; для пайки в строительном и жестяном деле
ПОС 50 50 ±1 1,5 2 Осталь- ное Для пайки листов из ла- туни и белой жести; для электротехнических целей, на- пример в производстве элек- тросчетчиков
ПОС 64 Пос 90 64 ±1 1,5 2 Осталь- ное Для легкоплавких металли- ческих предметов
90 ±1 1,5 2 Осталь- ное Для особого употребления; обусловленного гигиеничес- кими и медицинскими требо- ваниями; для пищевой про- мышленности
Поев mP имеч а н и в. Обозначеппз отдельных марок оловянисто-свинцовых при-
®вак Ж^’зведено по содержанию в нем олова: знак П означает слово «припой»,
I ис—«оловяшгсто-свинцовый», цвфэа—пропент олова.
189
I
ОБЩЕСОЮЗНЫЙ СТАНДАРТ
ПРИПОИ СЕРЕБРЯНЫЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
утвержден Всесоюзным комитетом по
зации при Госплане СССР 15/V 1931 г. как
ный с 1/VII 1931 г.
ост
2982
“зидартв
°бнзател£.
Настоящий стандарт распространяется на тройные сплавы серебра
меди и цинка, применяемые в качестве припоев. 1 >
А. Классификация
а) В зависимости от химического состава устанавливаются следующие
марки серебряных припоев:
Марки и их обоз- начения Химический состав в % Примерное назначение
Ag Сц Примеси Zn
норм, состав. допуск норм, состав. допуск 1 РЬ не более всего не более
ПСр 10 10 + 0,3 53 ± 1 0,5 1 1 Остальное Для пайки при- мусных горелок
ПСр 12 12 ±0,3 36 ± 1 0,5 1 Остальное * Для пайки ла- туни с содержа- нием меди 58% и более, Для более тонких ра- бот, когда тре- буется чистота места спая, ДЛЯ пайки медных и бронзовых частей
ПСр 25 25 ±0,3 40 ± 1 0,5 1 Остальное
ПСр 45 45 + 0,5 30 ±0,5 0,3 0,5 Остальное
(См. продолжение)
190
Марк” и
их о603'
начения
Химический состав в %
20 ± 0,5 0,3 0,5
ПСр 65 65 ± 0,5
ПСр 70
26 ± 0,5 0,3
Продолжение
Си Примеси
Примерное
Zn назначение
2 •=: Для пайки лен- точных пил
О
Остальное Для пайки про- водов в тех слу- чаях, где места спая не должны резко уменьшать электропровод- ность
Примечание. Обозначение отдельных марок серебряных припоев произве-
дено по содержанию наиболее ценной составной части — серебра. Знак П означает
слово «припои», знак Ср — «серебряный», цифра — процен серебра.
б) Серебряные припои поставляются по весу в виде: зерен размером
от 1 до 3 мм — для припоев марок ПСр 10, ПСр 12 и ПСр 25; полос
п прутков с размерами, указанными в заказе, —для остальных марок.
ПРИПОИ ДЛЯ АЛЮМИНИЯ
(по данным инж. Медведюк)
1 №> по но 1 рядку Наименование припоя Химический состав в %
Zn Sn Al Cd P + Sn
1 Авиа СССР № 1 25 55 — 20 —
2 Авиа СССР № 2 . . . 25 40 15 20 —
3 Авто СССР № 1 33 63 1 —~ 3
4 Sn 1 Бюро стандартов США. 8 78 9 5 —
191
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Марка
S. А Е
или
торговая
марка
1010
1015
1020
1035
1050
1090
1095
1120
2330
2340
3115
х-3140
3240
3250
2515
331
х-4130
434Q
52100
6135
6150
6190,
Нитраллой
Нитраллой
30905
71360
71665
Cr-Si-W
Cr-Ni-Si
Cr-Ni-W-Si
Cr-Si-Mo
Со-Си
13,5 Cr
ТАБЛИЦЫ АВИАЦИОННЫХ МЕТАЛЛ ’ Черные металлы, применяемые (П0 пдВОВ ИНОСТРАННЫХ ФИРМ 0 С(1^аНСких авиационных моторов .
Химический состав в % \^>м^ханпчес,<ие свойства Применение
С 0,05 0,15 0,2 0,35 0,50 0,90 0,95 0,20 0,3 0,4 0,15 0,40 0,40 0,50 0,15 0,12 0,30 0,4 1,0 0,35 0,50 0,90 0,43 0.35 0,1 0,6 0,65 0,45 0,3 0,45 1,2 1,2 1 Мп Si Ni Сг 0,60 0,80 1,10 1,10 1,5 0,95 0,70 1,35 0,95 0,95 0,90 1,6 1.2 17 3.5 35 8 12,5 14 18 13 13,5 W Мо V 0,2 0,2 02 [,РочИе | элемент S-0.ll 1-2% Al 1,2% Al 0,2% Ti 13% C° 27 32 39 56 70 07-245 39 88 95 92 92 95 157 119 112 67 112 105 155 95 84 70 391 42 35 42 56 при 35(®> 42 S) os /<г/лвиг 8 % Ф %
0,45 0,45 0,45 0,65 0,65 0,35 0,35 0,75 0,65 0,65 0.45 0,75 0,45 0,45 0,45 0,45 0,50 0,65 0,30 0,75 0,75 0,35 0,55 0,45 0,45 0,3 0,3 0,4 о,з 0,5 0,5 0,5 0,5 II | | 1 | | | I I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1111 о?-’ 3,50 3,50 1,25 1,25 1,75 1,75 5,00 3,50 1,75 7 8 14,0 0,6 II | | | 1 1 1 1 | 1 1 1 I II 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1$ 1 Irf II I I 1 1 I 1 1 f 1 1 1 1 1 1 1 ' 1 1 -S 1 1 - 1 1 °’ 0*0 14 18 25 35 52 70 77 63 70 77 140 101 95 52 98 84 140 70 56 24 35 22 22 20 16 15 15 16 17 15 10 14 15 12 15 15 10 18 15 40 50 50 40 50 50 40 45 50 50 50 55 45 Стопорные кольца, зажимы, шплинты Кулачковый вал, шайбы, шаровые наконеч- ники Гайки, винты, противовесы Гайки, втулки, валы, заклепки Стаканы, цилиндры, ключи Пружины Прокладки, детали, подвергающиеся износу; механизм клапана Винты, гайки, шпильки для менее ответствен- ных креплений Болты, шпильки, валы, гайки Шатуны, шестерни Шестерни, поршневые пальцы Болты, шпильки, валы Коленчатые валы, приводы Шестерни, шпильки Шестерни, кулачки, коленчатые валы Шестерни, приводы, кулачки Прокладки, шпонки, трубы Коленчатые валы, шатуны Шарикоподшипники, пальцы бокового шатуна Шестерни, приводы, втулки винтов Пальцы поршневые, шестерни, приводы, тол- катели, пружины Шаровые наконечники, шпильки, толкатели, болты Шестерни, цилиндры Поршневые пальцы, валы, втулки Выхлопные патрубки, корпус нагнетателя Впускные клапаны Наконечники впускных клапанов Впускные клапаны Впускные клапаны Впускные и выпускные клапаны, лопатки на- гнетателей Впускные и выпускные клапаны, лопатки на- гнетателей Выпускные клапаны Выпускные клапаны
Равочник по авиаметаллам—112—13 193
192
ЖАРОУПОРНАЯ КЛАПАННАЯ СТАЛЬ (АНГЛИЯ)
(по данным Handforth)
Марка стали Химический состав в % Нормальная термиче- ская обработка Временное сопротивление разрыву, кг!мм2
С Si Мп Ni Сг W 15° 600° 700° 800° 900°
КЕ-965 ERA/ATV ERA/HRI 0,41 0,44 0,43 0.92 1,84 1,48 0,79 0,94 0,49 14,71 28,0 6,99 14,0 14,5 21,1 2,07 3,4 3,69 Нормализация при 950° Закалка в воде при 1000' Закалка в воде при 1000° 89 78 89 67,51 56 54,5 1 41 39,5 * 26 27,01 19
1 По рекламным данным, опубликованным в иностранных журналах.
Химический состав поршневых колец иностранных моторов
(по данным инж. Микеладзе)
Фирма Химический состав в % Твердость
С общий С гра- фит с свя- зан. Si Мп Р S
Райт, индивидуальная отливка 3,67 3,20 0,47 2,86 0,70 0,52 0.025 100-103
Маджариз, индивидуальная отливка . . . 3,01 2,58 0,43 2,68 0.35 0,38 — 105
Хорнет, индивидуальная отливка .... 4.15 3,66 0,49 2,77 0,55 0,55 0,025 100-101
АТЕ, индивидуальная отливка 3,70 3,34 0,36 2,56 0,68 0,40 0,045 102-103
Райт, центробежная отливка 3,50 3.10 0,40 2,35 0,69 0,52 0,068 —
Либерти, отливка в землю . . 2,98 —- — 1,53 — 0,64 0,04 —
Форд, индивидуальная отливка 3,85 3,84 0,51 2,82 0,82 0.69 0,039 102
Испано-Сюиза, отливка в землю 2,95 2,40 0,55 2,45, 0,65 0,56 0,078 94
Фиат, отливка в землю 3,00 2,50 0,50 2,23 0.65 | 0,65 , 0,088 91,5
БМВ, отливка в землю 3.25 2,70 0,55 1.77 0.68 0,62 0,065 86,5
СПА, отливка в землю 3,30 2,55 0,55 1,77 0,74 0,92 0,105 / 04
БИНЭ, отливка в землю 3,1—3,2 — 1 2,1—2,2 \ 0,55 / 0,3 - 0,35 0,045 /
СПЕЦИФИКАЦИЯ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ (.ГЕРМАНИЯ)
(по данным инж. Афанасьева)
Марка [Химический состав в % Механические свойства Применение
Al Zn Мп кг/мм2 ®s кг) мм2 (0,02) кг/ мм2 % aft (сжатие) кг) мм2 Е кг) мм2 Нв кг! мм2
V-1 10 — 0,2-0,5 33-37 23-28 19-21 ,-s 37-40 4 550 70 Подшипники кулачкового вала и втулки подшипника
V-lw 10 — 0,2-0,5 33—37 23-26 19-21 9-12 35-38 4 400 60 Качающиеся рычаги
V-lh 10 — 0,2—0,5 37—42 26-30 22—24 2-5 40-45 4 600 85—90 Соединительные тяги и отерпши
AZM 6-6,5 1 0,2-0,5 28-32 20-22 17—19 11 — 16 35—38 4 500 55 1 Нормапыши конструкционный
AZ-855 8-8,5 0,5 0,2—0,5 29-32 21—23 18—20 8-12 36-38 4 500 68 75 материал: трубы, профили, > прутки и впиты
AZMQ 6-6,5 1 0,3% Мп 2% Си 29-33 21—23 17—19 10-16 35-38 4 500 55 Нормальный конструкционный материал
AZ-31 3 1 0,2—0,5 25-28 18-20 14-16 8-12 34-36 4 300 48-50 Фитоштативы
Z-Ib — 4,5 — 25—27 16-18 9-13 15-18 34—36 4 300 43 Мелкие детали ширпотреба: ка- рандашные точилки и т. п.
Физические свойства сплавов доуметалл1
(по данным инж. Афанасьева)
Марка Удельный вес 7 Коэфнцнепт термического расширения (от 18,5 до 400°) Теплопро- водность (от 100 до 300°) Марка Удельный вес 7 Коэфпциеит термического расширения (от 18,5 до 400°) Теплопро- водность (от 100 до 300°)
М 1,74 0,000016 0,30 G 1,80 0,000016 0,17
F 1,76 0,000016 0,23 В 1,81 0,000016 0,16
Е 1,77 0,000016 0,20 Т 1,86 0,000016 0,30
А 1,79 0,000016 0,18 Mg 1,74 0,000016 0,38
> Состав и механические свойства см. стр. 200—201.
ЛЕГКИЕ МЕТАЛЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ Д ^рИКАНСКИХ АВИАЦИОННЫХ МОТОРОВ
(по ^00) _ -
Марка S. А. Е. Химический состав в % Механические свойства — Применение
говая марка Си Zn Si Ni Mg Мп Сг А1" V" - °s кг) мм2 О о/ /о Нв кг! мм"
26 24 4 4,2 1 1 1 1 1 1 0,5 1,5 0,5 0,6 1 1 °СТаЛЬцОе Остальное 38 43 22 28 16 15 90 100 Шайбы, заклепки, дефлекторы Шайбы, заклепки, дефлекторы, не- большие поковки
NF-1 — — — — 2,5 —. 0,25 Остальное 20 10 20 60 Трубы
NF-2 28 4,0 1 1 1,0 2,0 0,6 0,7 1 1 0,25 Остальное Остальное 38 30 25 24 8 12 95 90 Поршни Большие поковки
NF-3 30 1,0 8,0 1 1 12 1,0 1,0 — 1 1 Остальное Остальное 38 13 28 5 100 Поршни Корпуса, крышки, отстойники, крон- штейны
34 10 — — — 0,2 — — Остальное 21 13 — 100 Головки цилиндра
39 4 — — 2,0 1,5 — __ Остальное 22 13 1 95 Головки цилиндра, поршни,^подшип- ники
38 4,5 — 1,2 — — 0,3 — Остальное 22 13 3 80 Картеры, кожухи
321 1,0 — 14 2 1,0 — — Остальное 22 13 — 100 Поршни
322 1,2 — 5,0 — 0,5 — — Остальное 22 14 2 90 Разные отливки
35 — — 5,0 — — — — Остальное 11 5 2 40 Масляные корыта, крышки, кожухи
320 324 — 1.5 3.8 10,0 — Остальное Остальное 13 28 7 15 11 85 Отливки высокой сопротивляемости коррозии Отливки большой прочности
307 4,0 — 5 — — — — Остальное 22 — 2 — Кожухи для вспомогательных устройств
305 — — 12 — — — — Остальное 21 — 3 — То же
м а г н левые Сн । а вы
NF-4 0,5 — — — Остальное 0,2 — 6,5 29 17 5 — Носок картера, поковки
NF-5 —. — — — Остальное 0,1 — 10 21 13 1 65 Носок картера, кожухи
NF-6 — — —. — Остальное 0,2 — 8 20 7 6 48 Картеры
NF-7 — 3 — — Остальное 0,2 — 6 22 13 4 65 Разные отливки
197
196
f
Марка AZF AZG V-1 А-8 V-1 AZ-91 AZ-31 A-9V АМ-503 CMSi 1 А| 4 6 10 8 10 9 3. 9 0 2-0,5 Химич | Zn 3 3 1 1 0,1-0,3 гский coci Мп J 0,2—0,5 0,2—0.5 02—0,5 0,2-0,5 0.2—0,5 0,2-0.5 0,2-0,5 0,2—0,5 0.5—1 СПЕ1 ав в Си 0,35 ЦИФИКА Si 0,5 0,3 1,5 « ция МА( ( °ь кг/мм- 16-20 17-21 Г 14—17 20-24 14—17 18—20 16-20 24—27 10—12 9—10 НИЕ81|, 'Ч- Кг!м>& ‘0-1! 9 11 9^10,5 15-16 6,5 10-U 2,5 6 ij С1^А -п.Ц (^5 4 5 4 5 6-”7 3 4,5—5 gOB Д Кфанаш [ie cBOi 6 о/ /О 3-6 5-9 2 5-Ю 2 1-2 6—8 8-12 3 1.5 пя ЛИТЬ Зева) 1ства (сжатие) кг/мм* 33 32 33 28 30 29 31 Я (ГЕ Е кг/мм2 4 300 4 200 4 300 4300 4 300 4 300 4 000 4 400 РМАНИЯ Яв кг/мм2 53—57 43-47 60 54—60 64 62—68 40 56—63 30 45
СПЕЦИФИКАЦИЯ МАГНИЕВЫХ СПЛА -1
ВОВ ДЛЯ ПРОКАТА (ГЕРМАНИЯ)
инж. Афанасьева)
Марка Химический состав в % Механи
А1 Zn Мп % кг! мм2 cs кг! мм1 I (0 02) 1 1 кг) мм*
Z-3 мягкий . . — 3 — 20—24 13-15 7-9 [
Z-3 твердый . , . АМ-503 0 2—0,5 3 0.1-0.3 0,5-1,0 26—32 18—23 13—15 8-14 7-8 5
АМ-503 ..... 0,2-0,5 0,1—0.3 0,5-1,0 19-23 14—17 —
AZM мягкий 6—6,5 1 0,2—0,5 28-32 18—22 10 1
AZM твердый 6-6,5 1 0.2-0.5 33—38 18—22 10
Примечание, ион: = 20 кг/мм1 и Заклепки для изделий из магниевых сплавов изготовляются вэ
198
Применение
Картеры авиамоторов и другие
отливки с высоким сопротивле-
нием усталости
Огливки для авиаколес, барабанов
и других деталей с высоким со-
противлением удару
Различные детали моторов и само-
летов для отливки в кокиль
Литье под давлением деталей под-
шипников, кронштейнов и др.
Литье деталей тормозных колес,
подвергающихся нагреву
Огливки, термически обработанные
Литая арматура, свариваемая,
устойчивая против коррозии
Литые поршни двигателей; камеры
для насосов жидкого топлива;
литые болванки с высокой точкой
плавления
ческпе свойства Применение
О К О' о 10—12 5-10 1,5 10-14 аь (сжатие) Кг; м м 2 Е кг! мм2 Яв кг/мм3
33—35 34-36 1—6 35—37 4 250 4 250 4 200 4 500 4 500 42 60 40 55 65 Штампованные детали Штампованные детали Свариваемые изделия высокой кор- розионной устойчивости, бензино- вые баки, капоты, обтекатели Прессованные профили для сварки, арматура, трубопроводы и пр. Конструкционный материал: листы, профили, ленты То же
1лава MG-5, состоящего из 5°/0 Mg, и А1—остальное; механические свойства вакле-
199
СПЛАВЫ ДОУМЕТАЛЛ ДЛя I
- (ПО Да... А
ДАВЛЕНИЕМ (АМЕРИКА)
6°ТЬТАанасьева)
Марка М F Е А .0 Химический состав в % к, го _ Г j— ю w to -j I >. / to 7- 4^ М Ь Ч W Д Ь / rC 1 / / 1 1 II 1 Г II/ 1 S 1 с><5К_~0 ' s/s —o-jo»-<joo с» i*. *4 ел/ J £ „ziiicTBa Применение Прессованные прутки до d = 40 им; профили Листы катаные Поковки Прессованные профили и прутки до d = 40 .им Штамповки Листы катаные, нагартованные Листы катаные, отожженные Прессованные профили и прутки до d = 40 мм Прессованные профили и прутки до d = 40 мм Прессованные профили и прутки до d = 40 мм Поковки, прутки, бруски и профили
А1 4 6 8 2 6,5 Мп 1.5 0,3 0,3 0,2 0,2 02 lull | | п Си 4 0,75% Zn °ь кг/мм2 J27,5—36,4 20,5—26.1 (24,0 -29,0 26,8-29,6 21,6—29,0 26,8—34,0 .21,1—26,8 (28,3—36,7 24,7—29.0 31,7-34,6 28,3—31,7 30,2 <^"e 6 % I4'9 1 !s'ii 14'1® 10-17 и- ’Z 8-!6 [1-15 5-Ю 18 n (сжатие) кг/мм2 32,5—36,7 32,5—36,7 40,2—43,0 41,0-44.5 43,0—46,6 39,6-43,0 E кг] мм2 4550 4 550 4 550 4 550 4 550 4 550 HB кг/мм2 39—46 49—52 46—58 45-50 56 — 63 58—77 50—63 50-55 46-50 55—60 46—50
сплава.
римечание. Модуль Юнга Е принят 4550± 350 кг/льи' - в зависимости я
(по данным
СПЛАВЫ ДОУМЕТАЛЛ ДЛЯ ЛИТЬЯ (АМЕРИКА)
чиж. Афанасьева)
Химический состав в % Механп ские свойства
Марка А1 Мп Cd Си °ь кг) мм2 кг) мм2 » '° аь (сжатие) кг! мм2 Е кг) мм2 Нв кг] мм2 Применение
М .—. 1,5 (14,8—16,7 5.0-6.3 { 7-Н 4 550 30-35 Отливки в землю
*17,0-18,4 5,7- 7,0 ' 7-12 — 4 550 33-37 Отливки под давлением
А 8 0,2 (17,0—19,8 7.0-9,1 1 3~7 31,0 -34,0 4550 47—52 Литой, сырой
*21,1—26,2 70-11,3 * 4-11 31—35,3 4550 47—58 Литой, термически обработанный
10 0,1 (14,8—17,0 8,5—106 1! 3 33,2—35.3 4 550 52-57 Литой, сырой
— — {21,2—25,4 (18,4—23,3 7,7-14,8 34,0-40,2 4 550 49—75 Литой, термически обработанный
13,4—15,5 1 1—3 — 4 550 60—70 Литой под давлением
в 12 0,1 [13,4—16 3 106 12,0 ( „°-1 31,8—34,6 4 550 57-61 Литой, сырой
т (14,1—22,6 8.5—17,0 ' * 0,5—3 32,5-40,2 4 550 55-85 Литой, термически обработанный
2 0,2 2 4 15.5—17,7 5,0-6,3 4—7 16,1-19,1 4 550 40-45 Литой, сырой
6,0 0,2 Zn 3,0 — (19.0 8.4 6 — • .— — Отливки в песок
{25,3 8,4 5 -— — — Отливки, термически обработанные
127,4 13,3 — — — Отд ивки, термически обработанные и
— - постаревшие
теРмичесии обработанного сплава зависят от характера термообработки. Модуль
Юнгй на образцах d = '/3'. Механические
а Е принят 45 50 ф 350 кг/мм — в зависимости от сплава.
1 Подданным Winston.
200
201
202 203
СПЕЦИФ Марка ИКАЦИЯ А1 МАГНИ1 Хи у Zn "ВЫХ СП ( ическпй с Мп ЛАВОВ ДЛЯ ЛИ по данным пюк. остав в % Cd [ Си ТЬЯ и С Афанасьев Si 1БРАБОТ1 а) Механ свой «ь кг/мм2 (И ДАВЛ ические ства 0 % ЕНИЕМ (АНГЛИЯ) Применение
DTD-59 • . DTD-59A 1 . DTD-88 . . DTD-90 . . DTD-118. . DTD-120. . DTD-I25 • . DTD-136A 1 4.5 8,5 10,0 8,0 0,2 9,0 9,0 8-11 3,5 3,5 1.5 0,2 1,5 1,5 <3,5 0,5 0,5 1,0 2,0 2,5 1,0 1,0 0,5 1 1 1 1 1 1 1 1,5 1,5 2,5 0,4 18,9 14,2 28,4 25,2 17,3 25,2 33,0 12,6 6,0 2 8,0 4,0 7,0 10,0 2,0 Литье Литье Прессовка Поковка поршней Листы свариваемые Листы Л ic-гы иагартованные Литье
1 По данным Ilandforts. ТЕРМООБРАБОТКА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВА ЭЛЕКТРОН (по данным Handforts)
Марка сплава До термообработки Вид термообработки После термообработки Примечания
"Ь кг/мм'1 В % аь кг/мм2 О О/ /о
DTD-59A . DTD-13GA . 14,2 12,6 2 Не огова- ривается Закалка Закалка Закалка и искус- ственное старение 20,5—26,7 20,5—25,2 20,5-25,2 6-15 4-10 1-4 Режим закалки: 365—450° в течение 12—72 час , Режим старения:* 160—210° в течение Я—16 час.
СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ ЭЛЕКТРОН
(по данным Harvey)
Марка сплава Химический состав в % Механические свойства
AI Zn Мп Состояние сплава sb кг) мм2 =s кг/мм2 о % °D 1 KZjMM'1 кг1мм2
Литой 14,0 7,7 2,0 5,6 52
АМ-240 10,0 — 0,2 Термически обработанный 24,6 8,4 9,0 7,7 52
Термически обработанный , и постаревший 24,6 И 2 4,0 5,6 60
’ Литой 19,0 7,7 6,0 7,7 48
А М-265 6,0 3,0 0,2 Терм и чески обра бота нпый 24,6 8,4 9,0 7,7 51
Те рм и чес к и обра бота ним й и постаревший 26,0 126 4,0 6,3 60
Литой 13,3 14,0 0,5 4,2 62
АМ-246 12,0 0,1 Терм и чес ки обра бота i шый и постаревший 22,5 14,0 0,5 4,9 85
АМ-241 8,0 0,3 | Литой 16,8 7,7 5,0 5,3 45
(Термически обработанный 23,2 7,7 10.0 5,3 48 »
' Предел усталости.
«/гЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ К ТАБЛИЦАМ АМЕРИКАНСКИХ
СПЛАВОВ
с __обрабатывается давлением,
,,__состояние после отжига,
В — состояние после нагартовки отожженного материала,
Гу-состояние после закалки (перед искусственным старением),
-г— состояние после закалки и естественного старения,
R —состояние после нагартовки термически обработанного материала
(3акалка + старение).
«иИЧЕСКИЙ (СРЕДНИЙ) СОСТАВ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДАВЛЕ-
АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ПО НОМЕНКЛАТУРЕ «АМЕРИ-
НИ КАНСКОЙ АЛЮМИНИЕВОЙ КОМПАНИИ» (ALCOA)1
Марка сплава Химический состав в %
Си Mg Мп Si Ni Cr Zn
— 2-S — — — — — — —
3-S — — 1,25 — — — —
4-S — 1,00 1,25 — — — —
14-S 4,40 0,35 0,75 0,80 — — —
17-S 4,00 0,50 0.50 — — — —
A-17-S 2,50 0,30 — — — — —
18-S 4,00 0,50 — — 2,00 — —
24-S 4,20 1,50 0,50 — — — —
25-S 4,50 — 0,80 0,80 — —
32-S (Low-Ex) 0,80 1,0 — 12,00 0,80 — —
51-S — 0,60 — 1,00 — — —
A-51-S — 0,60 — 1,00 — 0,25 —
52-S — 2,50 — — — 0,25 —
53-S — 1,25 — 0,70 — 0,25 —
70-S 1,00 0,40 0,70 — — — 10,00
1 Данные заимствованы из статьи инж. Петрова
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВпп
УПРОЧНЯЕМЫХ НАГАРТОВКОЙ (ЛИСТОВОЙ МАТЕРидз!
(химсостав см. стр. 205).
Марна сплава и его состояние Минимальные значения по техническим уело виям Средние значения
кг/мм* 8 на 2* 7. as кг/ммя нВ кг/ммя сопротив- ление сре- зу кг/дш2 ,. "Редел усталости «г/jiw
2S-0 8,41—10,9 2 30 2,8 23 6,7 '3,5
2S-1/4H 9,8 9 9,1 28 7,0 4,2
2S-1/2H 11,2 7 9,8 32 7,7 4,9
2S-3/4H 13,4 4 12 38 8,4 5,6
2S-H 15,5 4 14,8 44 9,1 6,0
3S-0 10,21—13,4 2 25 3,5 28 7,7 4,9
3S-1/4H 12,0 7 10,5 35 8,4 5,6
3S-1/2H 13,7 6 12,7 40 9,8 6,3
3S-3/4H 16,5 4 14,8 47 10,5 6,7
3S-H 19,0 4 17,6 55 11,2 7,0
4S-0 16,2’—20,4 2 18 7,0 45 11,2 9,8
4S-1/4H 19,0 6 15,5 52 11,2 10,2
4S-1/2H 21,0 5 19,0 63 12,6 10,5
4S-3/4H 23,9 4 21,8 70 14,0 10,9
4S-H 25,3 4 23,9 77 14,7 11,2
52S-0 18,6 *- 21,8 2 20 9,8 45 12,6 11,9
52S-1/4H 21,8 8 18,3 62 14,1 12,6
52S-1/2H 23,9 7 20,4 67 14,8 13,4
52S-3/4H 26,0 4 23,9 74 16,2 14,1
52S-H 27,4 3 4 25,3 85 16,9 14,5
1 Минимум
’ Максимум; это ограничение гарантирует полный отжиг материала.
• Для толщины более 0,8 лш оь — 26 кг!ммг.
206
.лцИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, УПРОЧ-
НЯЕМЫХ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ (ЛИСТОВОЙ МАТЕРИАЛ)
’(химсостав см. стр. 205)
сплава Я’Й, состоя- 11 еГ ние Минимальные значения по техническим условиям Средние значения
аЪ кг/мм2 °s кг/ммг 6 на 2’ •/. *S кг/лша нв кг/мм2 сопротив- ление срезу кг/мм9 предел усталости кг/мм2
A-17S-0 Cnnai 15,5 1 ы с е с т е с т в е 24 1 иным 5,6 старен 38 нем 10,5 —
A-17S-T 30,2 1 — 24 1 16,9 70 17,6 9,5
17S-0 24,6 2 — 12 7,0 45 12,6 7,7
17S-T 38,7 22,5 18 — 100 24,6 10,5
I7S-RT 38,7 29,5 12 — НО 25,3 —
A1C1-17S-0 21,1 2 — 10 — — — —
A1C1-17S-T 35,2 19,7 16 — — 22,5 —
A1C1-17S-RT 35,2 26,0 10 — — 22,5 —
24S-O 24,6 2 — 12 7,0 42 12,6 9,8
24S-T 43,6 28,1 18 — 105 28,1 10,2
24S-RT 45,7 35,2 12 — 116 28,8 —
A1C1-24S-O 21,1 2 — 10 — — 27,4 —
A1C1-24S-T 39,4 26,0 16 — — 27,4 —
A1C1-24S-RT 40,8 32,3 10 — — — —
51S-0 С плав 13,4 2 Ы С НС! < у с ст в 22 е н н ы м 4,2 старее 28 Iи ем 7,7 4,6
51S-W 21,1 Н,2 20 — 64 16,9 7,4
51S-T 31,6 24,6 10 — 95 21,1 7,4
53S-O 13,4 2 — 22 4,9 26 7,7 5,3
53S-W 19,7 11,2 20 — 65 15,5 7,0
53S-T 24,6 19,7 10 — 80 18,3 7,7
’ м^Л"116 значения. максимум; это ограничение гарантирует полный отжиг материала.
207
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СГКЛДВПК
ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ КОВКИ ’
(химсостав см. стр. 205)
Марка сплава и его состояние Минимальные значения по техническим условиям
кг] мм- °s кг] мм- о на 2" О/ /о 1!Г. кг] мм2
14S-T 45,7 35.2 10 чЗО
17S-T 38,7 21,1 16 90
18S-T 38,7 24,6 8 90
25S-T 38,7 21,1 16 90
32S-T 36,6 28,1 5 НО
51S-T 28,1 21,1 12 90 4
A-51S-T 30,2 23,9 12 90
53S-T 25,3 21,1 16 75
70S-T 35,2 28,1 16
Примечание. Для всех сплавов, кроме 17S, после закалки применяется
искусственное старение. п
ХИМИЧЕСКИЙ (СРЕДНИЙ) СОСТАВ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ
СПЛАВОВ ПО НОМЕНКЛАТУРЕ «АМЕРИКАНСКОЙ АЛЮМИНИЕВОЙ
КОМПАНИИ» (ALCOA)1
Марка сплава Химический состав в %
Си Fe Si Zn Mg Ni Мп
12 8,0
13 — — 12,0 — — —.
43 — — 5,0 — — —
47 — — 12,5 — — — —
81 8,0 — 3,0 — — — —
83 2,0 3,0 — — — —
85 4,0 — 5,0 — — — —
109 12,0 — — —— — —
112 7,5 1.2 — 1,5 — — —
122 10,0 1,2 — — 0,2 ——
142 4,0 — — — 1,5 2,0 —
195 4,0 -— — ___ — —-
212 8,0 1,0 1,2 — — — —
214 — — — — 3,75 — —
216 — — — — 6,0 — —
220 — — — — 10,0 — —
А-334 3,0 — 4,0 — 0,3 — —
335 1,25 — 5,0 — 0,5 —. —
А-355 1,4 5,0 — 0,5 0,75 0,75
» 356 —. — 7,0 — 0,3 — —
645 2,5 1,5 — 11,0 — — —
'Данные зг имствованы из статьи инж. Петрова.
208
^дНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОТЛИВОК (В ЗЕМЛЮ) ИЗ НИЕВЫХ СПЛАВОВ АЛЮМИ-
(химсостав см. стр. 208)
Минимальные значе-
ния по техническим условиям Средние значения
мярка сПЯава 1 (го состояние
8 сопротив- предел
°ь Н в ление
кг/лш2 ° / / 0 кг/лш3 кг/мм? срезу КЗ] ММ2 усталости кг/мм2
12 и 212 13,4 1 9,8 65 14,1 5,3
13 23,2 2 1,3 2 — — —
43 11,9 3,0 6,3 40 10,5 4,6
47 16,9 5,0 7,7 50 12.6 4.2
81 22,5 2 1,3 2 — —
83 21,0 2 3,5 2 — — —
85 24,6 2 3,0 2 — — —
109 14,8 1 12,6 75 14.1 7,0
112 13,4 1 9,8 70 14,1 6,0
122-Т2 16,2 14,8 75 18,0 6,7
122-Т61 21,1 1 21,1 100 20,8 —
142 16,2 1 16,9 85 16,9 5,6
142-Т61 22,5 1 — 100 22,5 5,6
142-Т571 20,4 L 19,7 85 19,0 5,6
195-Т4 20,4 6,0 11,2 65 19,7 4,2
195-Т6 22,5 3,0 15,5 80 21,1 4,6
195-Т62 25,3 1 19,0 95 21,8 4,9
214 15,5 6,0 8,4 50 13,4 3,9
216 17,6 4,0 4,2 60 16,6 —
220-Т4 29,5 12,0 17,6 75 23,6 4,9
А-334 15,5 1 14,1 65 16,9
355-Т4 19,0 4,0 14,1 60 21,1
355-Т6 22,5 2,0 19,0 80 21.1
355-Т61 17,6 1 16,2 60 14,8 4,6
А-355-Т51 17,6 1 16,9 65 14,8 5,6
А-355-Т59 16,2 1 14,8 60 14,1 5,6
356-Т4 18,3 5,0 Н,2 55 15,5
356-Т6 21,1 3,0 15,5 70 16,2 4,2
356-Т51 16,2 1 14,1 55 12,7 4,2
645 17,6 2,5 15,5 70 15,9 5,3
г не определяется из-за малых значений.
средние значения.
Р*авОчник по авиаметаяЛам——14 209
АМЕРИКАНСКИЕ АЛЮми 1 g СПЛАВЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ’ ^Bndforts)
Специф А. С. А. 132-Т65 132-Т551 икация S. A. Е. 31 31-А Си 2,25—3,25 2.0 —3,5 1,0 Кимическг Fe 1,75 1,25—1,75 й сост S, 1,75 12-14 ав в % Zn 12,5-14,5 9,0-11,5 I Г1 1 Is “1 1 ' "ый вес 3.0 3,0 2,7 1 . СЪ 17,6 17,6 > 5—20,7 .1,1-25,3 Механ» cs кг/м и2 19,7 17,6 ческие се s % 1—3 2-5 0—0,5 ойства ив кг/мм" 120—150 85—115 1 °О | кг/мм2 5,6 Примечания Закалка, естественное старение Литье в кокиль, старе- ние
1 Эта таблица служит дополнением предшествующих таблиц. АНГЛИЙСКИЕ АЛЮМИНИЕ (по данным ВЫЕ СПЛАВЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ Handforts)
Спецификация DTD-269 4L-11 DTD-84 3L-8 3L-5 DTD-272 Си 4—4,6 6—8 8 11—13 2,5—3,0 1,0—1,5 Zn 12,5—14,0 Мп ОЗ1 Mg 0,1—0,3 0,4—0,6 Хг Fe 0,5—0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,6 1мический Si 0,7-0/J 0.7 2,5 | 0,7 0,7 4,5-5,5 состав в II№ - °/ /о Ti 0,25 0,2 0,2 0,2 0.25 Мех О& кг/мм- 28,3 Н,8 15,7 11,0 14,2 17,3 анические ства 2 °(0,1) кг/мм- 20,5—22 5,5 7,1 5,5 12,6 СВОЙ- б о/ /о 1,5 3 2 2 Примечания NA-222. Закалка при 500— 515°; старение при 150—160° SM-82. Si добавляется для уравновешивания влияния Fe (образцы, литые в кокиль) NA-125W60. Закалка при 515- 527°, выдержка 12 час.
1 Одиночные цифры в графах химического состава выражают максима 2 Для механических свойств приведены минимальные значения, полУчае’ 1 ^аемое содержание J г‘ах К Диаметром в 1 дюйм, литых е вертикальную земляную форму.
210
211
________________________л™ическЛ
Си Zn Мп • Mg Fe Si
DTD-276 1,0—1,5 — 0,4—0,6 0,6
DTD-231 — — . 0,5 — 0,6 8-12
L-33 — — 0,5 — 0,6 Ю-13
DTD-240 — — 0,6 0,6 0,6 10—13
DTD-245 — — 0,6 0,6 0,6 10-13 1
DTD-264 0,1 0,1 0,5 — 0,6 10-13
DTD-165 — — 0,25-0,75 3,0—6,0 0,6 —
2L-24 3,5-4,5 — — 1,2-1,7 0,6 0,6
L-35 3,5-4,5 — — 1,2—1,7 0,6 0,6 1
DTD-131 A 1,5-2,5 — — 1,4-1,8 1,2—1,5 2,0 J
DTD-133 0,8—2,0 —. — 0.05—0,3 0,8—1,4 1,5-2,8 1
DTD-238 1,5-2,5 — — 1,4—1,8 1,2—1,5 2,0
DTD-243 2-3 — — 0,6—1,0 1,2—1,5 0,7—1.6 |
DTD-248 2-3 — — 0,6-1,0 1,2-1,5 0,7-1,5 ।
DTD-250 2—3 — — 0,5-1,0 1,0—1,4 1,0-1,4
DTD-255 2—3 — — 0,5—1,0 1,0 -1,4 i,o-i-41
। получаемы6 • Для механических свойств приведены минимальные значения, uww
212
Продолжение
с(^в в % Механические свой- ства 1 Примечания
N> Ti ,°ь кг/мм2 °(0,1) кг/мм2 О °/ /о
—•— 0,25 23,6 20,5 — NA-125T67. Закалка при 515—527°; старение при 150— 160° (10 час.)
— 0,2 15,7 7,1 5 Сплав модифицирован
— — 16,5 7,1 5 Альпаке, вильмиль моди- фицированный
— — 17,3 9,5—13,4 ’,5 Альпаке-бета. Старение при 150-170° (16 час.)
— — 24,4 20,5—25,2 — Альпаке-гамма. Закалка при 520 - 535°; старение при 150—170°
2,5-3,5 0,2 18,9 7,1—9,5 2 Бирмасиль специальный
— — 14,2 7,9 3 Бирмабрайт
1,8—2,3 0,2 15,7 13,4 — Y-сплав, литой в землю
1,8-2,3 0,2 22,0 20,5—22 — Y-сплав; закалка при 500—520°
0,5—2,0 0,02—0,12 25,2 24,4 — RR-53. Закалка при 510 — 535°; старение при 155—175° (20 час.)
0,8-1,75 0,05—0,25 17,3 12,4 2,5 RR-50. Литье в землю; старение при 155 — 170° (16 час.)
0,5—2.0 0,02-0,12 14,2 12,6-13,4 — RR-53. Литье в землю или кокиль (поршни)
1,0—2,0 0,3 28,3 27,5—30,7 — RR-53. Закалка при 510— 535°; старение при 155—175° (20 час.)
’0—2,0 0,3 14,2 10,2—11,0 — RR-53. Литье в землю и в кокиль
’,0-2 0 0 05-0,2% Се 22,0 16,5—20,5 1,3 Цералюмин D. Литье в ко- киль и в землю
’0-2,0 0,05-0 2% Се 28,3 27,5—31,5 0,1 Цералюмин С. Литье в ко- киль (поршни). Термообра- ботка аналогична DTD-243
с®азЦах диаметром в 1 дюйм, литых, в вертикальную земляную форму.
213
Химический состав в
АНГЛИЙСКИЕ АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ для КОВ1<и 1
-------------------------------
нация Си Мп Mg Fe Si Ni
2L-17 2L-16 2L-4 А1 не л ite нее 98°, Fe + Si не более 1,
DTD-213 DTD-266 DTD-278 0,15 1,5 1,5 1,5 3,0 3,0 0,75 0,7 0,7 0,6 0,7 0,7 1 1 1
DTD-170 DTD-175 DTD-180 j 0,5-0,75 3,0-6,0 0,6 — —
DTD-177A DTD-182 _ 1 1 0,6 6,5—10,0 0,75 0.5 —
DTD-194 — 0,3—0,6 6,5—7,25 0,75 —
3L-3 DTD-111 } 3,5—4,5 0,4—0,7 0,4—0,7 0,7 0,7 —
DTD-270 DTD-275 DTD-290 | 3,5—4 0,3—1,5 0,8—1,8 0,4 0,5 —
4-L1 L-39 DTD-147 ; 150 | 3,5—4,5 0,4—0,7 0,4—0,7 0,7 0,7 —
DTD-106 3,9—5,0 0,5—1,1 — 0,5 0,5—1,1 —
3L-25 L-43 | 3,5-4,5 — 1,2—1,7 0,6 0,6 1,8—2,3
L-2 (DTD-132) 1,5—3,0 — 1,2-1,8 1,0—1,5 1,3 0.5-1,5
DTD-130 DTD-179; 184 1,5—3,0 — 0,4—1,0 0,8—1,4 1,0 0,5—1,0
DTD-246 Цералюмин F DTD-293 1,5—2,5 | 2-3 — 0,6—1.2 0,5—1,0 Г* Р О 00 £ £ 'СП 1,0 1,0—1,4 0,5—1,0 1,0-2.0
75%
0,2-0.12
0,12
0.05-0.2%(
Ti
0,3
0.2
214
.ткИ (ЛИСТЫ, ПОЛОСЫ, ПРУТКИ И ПОКОВКИ) Xд„ . .dforts)
• /Г^еДические свойства Примечания
7 g—10,4 14 2 17,3 22,0 17,3 (31,5 I 25,2 122,0 <39,4 31,5- 1зб,з 13,1—39,4 (39,4 137.8 1 (44,2 41,0 142,6 |39,4 34,7 135,5 39,4 137,8 134,7 36,3 44,2 25,2 42,6 ° (0,1) кг/мм? & о/ /о
18,9 23,6 18,9 9,4 26,8 15,7 15,7-23,6 23,6 27,5 25,2 26,8 23,6 18,9 21,3 21,3 22,0 34,7 31,5-34,7 11,0 33,1 5 18 15 20 15 8—15 15 10 15 15 15 15 15 8 6 10 16 10 Мягкий Полутвердый Твердый NA-4SD2. Бирмабрайт полутвердый NA-4S—твердый NA-4S—мягкий Твердый Полутвердый Мягкий MG-7—твердый MG-7—отожженный MG-7—прутки NA-24S—дуралюмин G Хайдуминиум 72 Альклед; алдюраль G Прутки, профили, поковки Крупные прутки для автоматов Поперечные образцы: <гь = 26,8 кг(мм?', 6=4% Поковки. Для поперечных образцов: аь = 16,5 кг) мм?-, а (0 1)= 31,5 кг/мм*-, 6 = 6% Прутки и поковки Штампованные поршни, головки цилиндров Штампованные и термически обработанные поршни, головки цилиндров Разные поковки, кроме поршней. Закалка после нагрева 5 час. при 200° Разные поковки, термически обработанные
215
)
1Щ
'll
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ ГРУППЫ «RR» ПОСЛР
ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (HIDUMI^IUM) Е
(по данным Бюро стандартов «Nickel and it§ alloys»)
Марка сплава Состояние испы- туемых образцов =s кг! мм2- Zb кг/мм* О % Ф % кг!мм~
1) Отлитые в песок: а) в литом состоя- нии 12,6—14,1 15,7—1*7,3 4 8 65
б) термически об- работанные . . — 17,3 3 5 72
RR-50 < 2) Отлитые в ме- таллическую из- ложницу: а) в литом со- стоянии . . . 12,6 22-23,6 7-10 12 72
б) термически об- работанные . 22 25,1 4,8 10 80
RR-53 । 3) Отлитые под давлением: а) в литом состо- янии 20,4 22 3 4 80
б) термически об- работанные . . 36,1 36,1-39,3 1 1,5 132—152
RR-56 Термически обра- ботанные . . . 38,5-42,4 44—50,2 10—20 14—25 121-160
RR-59 Термически обра- ботанные об- разцы, выре- занные из го- ловки поршня . 33,0 37,7 8 17,8 127
RR-661 Г орячеобработан- ный — 35 20—25 — 95 1
Нагартованный . — 40-45 10-12 1 115-125
Si, 0,25"/. »,g’
1 Химический состав (ио Цеерледеру): 1,3"/в Си.
0,1»/» Ми, l,l“/„Fe, 0,8°/. Ni, 0,Р/. Ti.
216
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ,
СОДЕРЖАЩИХ НИКЕЛЬ
(по данным Hitchcock)
Марка сплава Химический состав в %
Си N, Mg Fe Si Мп Ti Се
Y 4,0 2,0 1,5 0,6 0,6 — — —
RR-50 1,3 0,9 0,1 1,2 2,25 — 0,18 —
RR-53 2,2 1,3 1,5 1,2 1,25 — 0,07 —
RR-53C 1,15 0,8 0,5 1,1 2,5 — 0,16 —
Ceraluinin С 2,5 1,5 0,8 1,2 1,2 — — 0,15
Lo-Ex 0,9 2,0 1,0 — 14,0 — — —
Birmasil special 0,1 2,5—3,5 — 0,6 10,0-13,0 0,5 — —
Р-2 3,5-4,5 1,75-2,5 0,5 2,0-4,0 4—5 0,5 — —
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ,
СОДЕРЖАЩИХ НИКЕЛЬ
(по данным Hitchcock)
Марка сплава Удельный вес Тепло проводность в единицах CGS Коэфициент ли- нейного расши- рения от 20 до 100°
Y 2,80 0,42 0,000022
RR-50 2,73 0,415 0,000022
RR-53 2,73 0,43 0,0000224
RR-53C 2,73 0,415 0,000022
Lo-Ex 2,65-2,75 0,28-0,4 0,000019
Birmasil special 2,65-2,75 — 0,000019
Р-2 2,7—2,9 — —
217
218
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, СОДЕРЖАЩИХ НИКЕЛЬ (по данным Hitchcock)
Марка сплава Условия отливки Термическая обработка кг/мм* ’(0,1) кг/мм13 О % "в кгмм1 °О 1 кг1ммг
Y f В песок Закалка и старение 22,1-25,2 — 1-3 95-105
В изложницу То же 28,4-31,5 — 3 5 100-110 11,2
RR-50 f В песок Старение 17,3-20 5 14,2-173 2-4 65-75 7,1
( Под давлением То же 20,5—25,2 17,3—20,5 4-6 70-80 9 1
RR-53 1 В песок Полная термообработка 28,4—31,5 — 0,5-1 124-148 8,7
( Под давлением То же 33,1-36,2 30,0—34,7 0,5-1,5 124-148 10,8
В песок Закалка 22,1-23,6 14,2-15,7 2,5-3,0 70-75 —
RR-53c То же Полная термообработка 30,0—34 7 28,4-31,5 1-2 100-115 ——
Под давлением Закалка 28,4—31,5 15,7-18,9 6-8 75-85 —
То же Полная термообработка 34,7-37,8 30,0-33,1 3-6 110—120 —
В песок Закалка 22,1-25,2 17,3-20,5 1—3 98-104
Ceralu- То же Полная термообработка 30,0—31,5 28,4—31,5 0-1 130-140 —
min С В изложницу Закалка 30,0-33 1 20,5—22,0 4—6 98-104 ——
То нее Полная термообработка 36,2-42,5 33,1—37,8 0-1 130-140 130
Birmasil f В песок — 18,9-22,1 — 2-4 50-70 5,5
special В изложницу — 25,2—28,4 — 3—6 70-89 8,3_
Lo-Ex j То же —— 15,7—20,5 — 0-0,5 65-75 —
и То же Полная термообработка 25,2-30 0 — 0-0,5 125-140 —
P-2 \ Под давлением 1 14,9-19,3 — 0,5-2,0 65-101/ 6,7
' Предел усталости.
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, СОДЕРЖАЩИХ НПКГ.ЛЪ
(по данным Hitchcock)
Марка еппава Закалка Старение
температура нагрева °C время выдержки часы среда охлаждения температура нагрева °C время выдержки часы среда охлаждения
Y 510—520 2 Кипящая вода 100 2-3 Вода пли воз- дух
Y 510-520 2 То же Комнатная 120 То же
RR-50 — — — 170 10-20 То же
RR-53 525—535 2-4 Кипящая вода 170 15—20 То же
RR-53C 525-535 2—6 То же 165 15-20 То же
Cera 1 urn in С 515-535 4-6 Вода 175 16 Вода
К) Lo-Ex 515 2-3 То же 180 2 То же
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Сплав Теплопроводность в единицах CGS Источник
при 18° при 100° при 300°
Сплав № 12 (отлив- ка в песок) 0,34 (97- 250°) — Вильямс и Бильман
Сплав № 12 (от- ливка в кокиль) 0,35 (85—224°) — Вильямс и Бильман
То же , — 0,35 0,38 Гриффитс
То же после от- жига при 450° — 0,40 0,42 Г риффитс
Сплав № 109 (от- ливка в песок) — 0,34 0,37 г Г риффитс
То же после от- жига при 450° — 0,36 0,38 Гриффитс
Сплав с 2,75% Си и 13,5% Zn (отливка в песок) — 0,32 0,36 Г риффитс
То же (отливка в ко- киль) — 0,31 0,37 Гриффитс
То же после отжи- га при 450° — 0,34 0,35 Гриффитс
Сплав Y (отливка в песок) — 0,35 0,37 Г риффитс
То же (отливка в кокиль) — 0,37 0,40 Гриффитс
То же после от- жига при 450° — 0,40 0,41 Гриффитс
Сплав № 122 (от- ливка в песок) — 0,34 (60-300°) Беккер
То же отливка в Кокиль 0,33 (50-240°) — Беккер
Сплав № 47 (от- ливка в песок) 0,42 0,42 — Грард и Виллеи
То же 0,39 0,41 — Чохральскчй
(при 28°) (при 73°)
220
СРЕДНИЙ ЛИНЕЙНЫЙ КОЭФИЦИЕНТ РАСШИРЕНИЯ
(по данным Zeerleder)
Материал Температура от 20 до 100° Температура от 20 до 200°
10~7 10-7
Алюминий 238 247
Дуралюми н 229 244
Y-сплав 225 239
Силумин 215 —
Боналит 219 238
Lo—Ex 186 198
KS-245 192 204
РОСТ кокильных ОТЛИВОК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
(по данным Archer)
Марка сплавов Максимальный линейный рост при 225°
8 литом состоянии после термической обра- ботки (закалка и ста- рение)
43 .00088 0,00157
47 0,00019 0,00136
122 0,00072 0,00100
132 0,00022 0,00028
142 (Y) 0.00006 0,00000
С|лав с 8% Сии l%Mg — 0,00005
Сг:-‘ав с 6% Си " 0,00066 0,00157
221
а*пюминиевЬ1 (по данным Zeerleder ь ’ ruSs
Химический состав в % 1
Марка сплава 1 -
Си 1 Si Mg Мп Zn Fe пР<>чие
| элементы
Ardal - — 2 — — - — ’-7 0,2% N-,
Birmabright _ — 3,5 0,5 — — —
Birmal Соответствует сп
Birmasil Соответствует сп
Birmidium Соответствует
Bohnalite Соответствует сплаву
Cindal _ 1 _ 0,1-3,0 - |0,1—1,5 — 0,1-0,5% С;
D-40 1 1 Соответствует сп
E 2,5 0,7 0,25 0,5 20 — —
L-27, L-28 3,0 — — — 19>° — —
L-29 26 — 0,4 0,4 18,0 — —
L-32 и 2L-32 2,2 — — — 4>7 “'
MG-7 Соответствует сп
NCA 3 - 0,25 0,25 - - 2,25% Ni
Nelson Bohnalite 10,0 0,4 0,5 — — —
№ 98 Соответствует
Silmalec Соответствует сп
Wilmil Соответствует сП
Z-3 7,0 | 2,5 | — 1 — | 3,0 | — 1 •-
Уся»®®0
A—литье в песок; . г_-но»«И Б—литье в кокиль; В—литье под давлением,
необработанный (неулучшенный).
(АНГЛИЯ) •
Журнальных статей)
Механические свойства
Состояние сплава
| аь 6 "в
кг/мм2 кг/мм2 % кг/мм2
18-22 10—12 15-20 50—60 E
, 22—25 10-13 20—25 50—60 Д-мягкий
32—38 30—35 2—5 85—95 Д-твердый
22-26 8-12 18-22 55—65 Е
I 12—16 7—10 2-4 55 Г
iaBy Birma bright
,аву Silumin
.л паву Y
Nelson Bol inalite
19-21 t— 5—20 —
аву Silun lin
— — — —
39 — 8—15 — ДТ
50 — 9—13 — ДТ
19 — 15 —
iauy Hydr onaliurn
17—22 9—11 5—7 94 Б
24-30 22—28 0-0,5 110-120 БТ
1
лаву L-8
By Aldrey
:1ВУ Silumin
16.
-19 — 1 -2 - в
значения.
Д—листы; Е—профиль; Т—термически обработанный; Н—термически
223
АЛЮМИНИЕВЬ|'Ё спл
(по данным Zeerleder ।
— —_’ ^Ss
Название сплава Химический coc^TT"
Cu Si Mg Mn Zn Fe
Aeral 4,5 — 1,2 0,25 -—-
Aldal 4 0,6 0,6 0,5 -..
Alferium 5,0 0,5 0,65 0,70 0,5 1,2-l,8%Nj 4 lautal чис
Aljep Allautal 3,6-4,0 — 1,2—1,5 Плак ированны
Almag 2,75 0,6 0,7
Almasilium — 2 1
Almelec — 0,6 0,7
Alpax Соответствует
Alsia Alucable — 0,6 0,4 Соответствует 1 0.3 1 —
Alugir 3 - 0,8 -
Alumag Alzinc . Соответст 20 вует сплаву
A P-33 AP-33M } 4,5 — 0,5 — —
Avial C-501 2,5 0,5 0,6 — С< l,0%Ni ютветствует
€-502 €-503 4 — — — С( Ютветствует
Central A 2,5 12 1,25 1,25 — 2,5%Ni
Central V — 12 1,25 2,5 — —
Depal 2 — — 2 — —
Duranice — — — 2
Dursilium Ct ютветствует
Eutectal 1,5 0,25 — 0,8 —
1. K- 4,5 —
I. L- 4,5 —
Imperium Сс ответствует
Inalium 0,5 1,2 — — -
Innosein 5-6 - - - -
Inoxalium Сс ответствует
L- M. 4,75 0,75 — 0,75 — —
Lynite 145 2,75 — —. —. 7,8 1,0
Magdal — — 1 1,25 — —
Magnalium 1,75 — 1,75 —
Si Imai — 1,75 1
Silumin — 12—13,5 —
Vetal Соответствует^,
224
bI (ФРАНЦИЯ) ясурнальных статей)
в % 1- Механические свойства
Состояние I
прочие °s & f,B сплава М
элементы кг/мм2 кг/мм2 % кг/мм2
l-2%Cd 18—22 —. 2—5 70—80 Б II
.— 40—42 — 18—22 110—120 Д К
— 36-42 22—28 14—22 — дт
0,3—0,8%V - —. — —
TbiMAljfy ниже на 5—8%
38 — 32 100—110 д
27-30 18 18 90—100 Дт Я
[ - 35 <— 6-8 90—100 т SI
сплаву Silumin
1сплаву Alusil
— 33—36 1 - 1 0,5 | —
l,2%Ni 40—45 1 - | 16-22 | - д
Hydronalium 7
—- 15 —— 2 80 Б
0,4%Ti I 22—27 11—16 11—16 50—65 ЕН
1 25—30 20—25 1—2 80-100 АТ Ц
0,7%Cr 38-40 — 24—26 — ДТ
сплаву Peraluman сплаву Silumin
0,4%Ti 28—30 18-19 4—5 80-90 А
1 0,25%Ti f 15-17 —. 1—1,5 90-110 БН
I 19—23 — 1—1,5 125—140 БТ
0,25%Ti 15—16 — 1—1,5 85—100 БН
1 2°<Ni 1 14—15 8—12 1—2 50—60 А
I 14—18 7—10 1—3,5 55—65 Б
2%Ni 14—15 — 1—2 — А
сплаву Duralumin
0,35%Ti — — —
1 ~ 45 — 5 110—120
К - 45 —- 5 110—120
сплаву Almasilium
1.7%Cd 18—20 7-13 18—22 50-60 | д
сплаву Almasilium — 1 —
( 40—45 — 18—20 120-140 д
— { 22—28 18-21 2—3 90—110 А
I 25—30 22—24 8-10 110—130 Б
f 15 — 16 — Д мягкий
I 24 — 8 — Д твердый
U%Ni — — — —
» — 27—30 — 25—30 — ДТ И
— 17—22 — 4—6
iHjaiiy Alclad
Справочник по авиа металлам—112—15 225 1
АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛл
(по данным Zeerleder, FUSg
Название сплава Aeron Albondur Aldrey Allautal Alneon Alsex Aludur 533 Aludur 570 Alusil Agrilit AW-15 AW-160 (Anticor- rodal) Bahnaluminium Benit Bondur BSS BS-Seewasser Cetal Constructal 12 Constructal 8 Duralplat Duralumin 681-A » 681-B*/g » 681-B » 681-Z » 681-H » 681-K •> Z >> Super Duranal Duranalium 3,5 Duranalium 7 Edal Eloxal — Cu 1,5-2,0 2-3 4 1 6,0 6 2 3,0 1,5 3,5 4,2 4,2 4,3 3,0 4,3—5,0 5,5 Si 1 0,55 0,5 1,3 0,8 20 2,0 1,0 6,5 0,55 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,6 0,6 Mg 0,43 0,4—1,0 0,5 0,7 0,4 0,65 0,45 7,5 9,5 0,9 2,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,9 1,0 5 Mn 0,75 Bondi - Laut< 1,5 0,7 ( 0,2 1 Дуралюмг 0,5 0,3 0,6 0,6 0,2—1,0 0,6 0,6 — Ал Мимически Zn ir, плакир il, плакир лответств 10,0 7 н, плакир Зоответств Зоответств Зоответств — юмипий с _ * USs г1_£°стаГ Fe ованный — ованный 0,4 0,4 0,7 ует сила ованный 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 ует спла ует спла ует спла анодн°®
226
вЫ (ГЕРМАНИЯ)
? журнальных статей)
**в"% _А прочие элементы Механические свойства Состояние сплава
кг( мм- °s кг) мм2 В о/ /о «В кг/мм2
38—42 18—24 18—25 90—120 ДТ
чистым алюминием
- | 30-35 | 27-31 | 5-9 | 70—80 | ДТ
чистым алюминием
— 20—34 20—30 18—25 3 100—150 60 Д
f 16—22 — 20—27 40—50 Д мягкий
I 25—36 — 8—18 70—100 ДТ
I 18-23 — I 25-28 ( 50-60 1Д мягкий
| 38-46 — 1 10—224 I 90—130 шт
— 14 13 1—2 80-90 А
2,0%Bi — — — —
f 10—12 4,5—6 30-40 27—32 Д мягкий
I 19-23 18—22 3—6 50—60 Д твердый
1 15—20 12—16 1,5—5,0 60-80 БН
I 20—30 16—23 1,0—5,0 90—100 БТ
( 20-25 10—12 20 65 Д
-— { 14—16 8—10 3—5 60 Б
1 12—15 6—10 2—4 60 А
0,27%W 22 — 6
ву дуралюмин
— f 33-36 1 45—55 1 15-20 1 38-45 / 18-25 1 3-1 1 75—90 1115-135 Д мягкий Д твердый
( 35—40 — 1 18—25 — Д мягкий
1 50—60 1 3-6 Д твердый
— 18—22 — 0,5—3 65-90
0,5%Ti 38-42 — 18-25 95—115
— 47-52 — - 15—18 120—140
Дуралюмином без меди
— 42—45 — 12—15 124
—. 40—44 — 14—20 122
— 43—46 — 12—15 125
— 44—47 — 10—14 128
— 35—36 — 25—26 98
— 22 — 20 —
— 48-50 12—14 130-132
—- 50—55 — 10-20 130-132
ВУ Birmabright
ВУ Hydronalium 7
I — | 28-45 | 15 30 | 5-31 | —
°кисной пленкой
(см. продолжение)
227
Название сплава Химический состав
Cu Si Mg Mn Zn Fe
Heddur ЗоответстЕ yen спла
Helumin 1,8 — — 0,1 — —
GW-32 — — 1,7 — 7,6 •—
Hydronalium 5 — — 5 0,3 — —
Hydronalium 7 — — 7 0,45 — —
Hydronalium 9 — — 9 — — —
Hydronalium 10 — 0,2-0,5 10 0,5 — —
Hydronalium 51,71 — 0,2—1,5 5—12 0,2-0,5 — —
Igedur ЗооПветствует сила
KS-245 4,5 12 0,7 1.2 — —
(поршневой)
KSS — KS-Seewas- ser — 0,7 2 1,4 — —
Kupfersilumin 0,8 13 — — — —
L-IV 4,0 2,0 — — — —
L-15 — 0,7 1,4 0,9 — —
Lautal 4,0—5,6 1-2 — — — —
Magna lium — — 3,3 — — —
Maluminium 6,5 — ___ 5 1,5
Mangal — — — 1,5 — —~
Montanium 2,5—3,5 — 0,5 —— —•
Montegal — 0,8 0,95 — — •—
Neonalium 6-14 —. 0,4—1,0 —. — -—
Ossilumin ( Зоответств ует сплз
Pantal — 0,7 1,4 0,9 — —
228
родолжение
7% Механические свойства
f _ ..А § H Состояние сплава
прочие % nB
элементы кг/лои2 кг/мм2 % кг/мм2
«V Duralumin ДТ
1,5% желез- ных металл. f 25—35 — 15—18 —
1 14—18 — 5-8 30—50 AT
30—35 — 4—6 130-140 ВТ
23-25 9-10 16—22 55—60 Е
f 31—36 15-18 16—22 — Д — мягкий
1 35—40 20—25 8—14 — Д — полутвердый
1 37—42 30-36 4-9 100—115 Д —твердый
( 31—35 • 36—40 15—18 16—22 70—75 Е
20—22 16—20 — Д — мягкий
— । 40—*45 ( 23—26 27—30 7—12 — П — полутвердый
12—15 6-12 70—80 Б
— 38-44 20—24 12—18 90—95 д
— 16—19 9-13 2-5 60—70 А
bv Duralumin
l,5%Ni 20—30 — 0,1 120—140 ВТ
0,2%Sb ( 13-16 6-8 1,8-2,8 55-68 А
t 15—19 7—10 1,5—3,6 55—70 Б
f 17-20 9—10 2—5 60-65 А
1 18—22 10—14 2—3 65-85 Б
I 0,3%Ti 24—30 .— 10 —
( 14—17 12-15 3-8 40—60 А
1 0,3%Ti 1 16—23 0,5—5 70—120 АТ
1 15—18 — 3—8 43-60 Б
I 18-25 15-20 0,5-5 70—120 ВТ
38—42 20-24 18—25 90—120 ДТ
42—50 30-40 2—10 120-140 П — нагартованный
1 — 16—25 — 0-4 65—70 А
20-30 — 2—10 90-100 Б
1 20—25 5—10 22-26 45—50 Д — мягкий
l,0%Ni 33-37 30—35 5—7 90—95 Д — нагартованный
1 10-15 — 2—3 — А
0,15%Pb 15 — 1.5 —
i — 9-25 — 2-30 20-60
0,2%Cd 32-38 — 8—10 —
—— 16—24 — 0,5—1 —
By Kupfersilumin Д — мягкий
( 11—13 20—25 30—40
0,2%Ti 1 30-35 I 35—40 18-25 1 33-36 12—15 2—10 70-95 100-120 Д1 ДТ — нагартованный
229
Название сплава Химический соста?
Cu Si 'Mg Mn Zn Fe
Polital — 1,1 0,75 0,4 —
Scleron 3,0 0,5 — 0,6 12 —
Silumin — 13 — — — —
Silumin Beta — 13 0,17 0,5 — —
Silumin Gamma — 13 0,17 0,5 — —
Supra 5,0 20,0 — 2,0 —" 0,7
Telectal — 1,5 — — — —
Ulmal — 0,9 1 0,5 — —
Ultralumin 4,7 — —. 0,75 —. —
Vital 0,9 0,5 — 0,5 1,15 —
VLW-1 Соответствует сила
VLW-2 >> >>
VLW-3 i) />
VLW-6 i) i>
VLW-14 /> i)
VLW-17 f> »>
VLW-19 i) »)
VLW-23 i>
VLW-31 >> />
VLW-61 r>
VLW-63 »>• />
VLW-99 »> чнс
Zincalumin 2,5—3,0 | “ 1 - 1 12—13 | .—
230
Окончание
*1^% Механические свойства Состояние сплава
прочие элементы кг/мм2 °s кг/«м2 So кг! мм2
0,15%Ni 1 12—15 6—8 18—22 35—50 Д — мягкий
1 28—32 24—28 10-12 80—100 Д —твердый
0,1 %Li 40—50 — 10—15 100—120 ДТ
1 16—19 7—9 4-8 55—60 А
I 18—25 7—12 3-5 60-70 Б
( 17-20 9—11 2-5 55—65 А
— 23-25 13—15 2-3 75-85 Б
1 25—30 — 1—2,5 75—95 В
19-22 11—15 1—4 65—75 А — частично улучшен- ный
— 25-28 15—22 1-3 80—95 Б—то же
25-29 18—25 0,5-4,0 80-100 АТ
26—32 20-28 0,5-1,5 85—110 БТ
.— 15 — 0,5 100-130 А
0,1 %Li 30—40 — 6 80—100
— 1 13—15 — 18-25 40—50 Д —мягкий ДТ с последующей на-
1 34—38 27—31 10—14 90—100 гартовкой
0,2%Ni 38—42 26—30 14-24 — Т
— | 37—42 ву Lautal - Scleron » Silumin KS-Seewasser * Lautal ♦ Duralumin Pantal I • Scleron 1» Silumin • KS-Seewasser » BS-See Wasser тому алюминию — 4—5
1 15—22 | — 1-4 | - 1
231
МЕДНЫЕ СПЛАВЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ Ддя
________________________(по Данные
Марка S. А. Е- или тор- говая марка Си Химический состав в %
Zn Sn Al Pb Fe Ni Mn прочие элементы
71-75 99,5 — — — — — — — —
72-88 60 37 — — 2 — — —
70 66 34 — — — — — 4
77 и 81 94 — 5 — — — — — 0,4% P
NF-8 98 — — — — — — — 2,3%Be
701 88 — — 9 — 3 — — —
NF-9 81 — — 10 — 2,5 5 1 —
NF-10 58 42 — — — — — 1 —
40 85 5 5 — 5 — — — —
62 - 88 2 10 — — — — — —
63 88 2 10 — 1,5 — — — —
66 84 — 5 — 9 — — — —
68 89 — — 10 — 1 — — —
NF-11 79 — 5 11 — — ’ 5 — —
NF-12 80 — 12 — 5 — — — —
NF-13 70 — 5 — 25 — — — —
NF-14 83 — 10 — 3 — 4 — —
232
дМЕРИКАНСКИХ АВИАЦИОННЫХ МОТОРОВ
Johnson)_____________________________
Механические свойства Применение
кг/мм2 ’s кг/мм* 8 о/ /о ив кг/ мм2
24 7 50 — Трубы, прокладки
39 18 30 60 Прокладки, шпильки
— * — — Болты, прокладки
39—70 — 15 — Втулки
112 90 5 300 Втулки, пружины
56 28 15 160 Направляющие клапанов
— — — 200 Гнезда клапана
60 28 20 — Противовесы
18 ' 8 15 -80 вв Соединения бензине- и маслопроводов
21 11 14 Н,, -85 ВВ Втулки
21 8 10 — То же
18 8 8 То же
56 35 4 170 Гнезда клапана, конус винта
60 — 3,5 230 То же
1 — — — — Маслоуплотнительиые кольца
— — — 45 То же
— — — — Направляющие выпускного клапана
233
Стеллиты, применяемые для американских моторов
(по данным Johnson)
Химический состав в % нв кг/мм2 * Применение
Со Сг W Si
52 27 14 600 Стеллит № 1, наконечник клапана
65 27 4 о 450 Стеллит № 6, фаска клапана
Баббиты и припои, применяемые для американских моторов
(по данным Johnson)
Химический состав в % Температура плавления °C Применение
Си Zn Sn Pb Sb Ag
4,5 — 90 7 - Подшипники
— — 50 50 — — 182 Припой
30 25 — — — 45 673 Припой
— — 90 — — 6 304 Припой
Состав и механические свой
(по данным Bollenrath,
Марка Химический состав в % Механиче
Sn Pb Си Sb As Fe растя
°e кг/мм2 °s кг/мм2 °p кг) мм2
Auto-86 87,18 0,19 5,69 6,87 0,02 0,03 8,5 5,8 4,1 t
Auto-92 92,92 3,4 3,59 0,08% Ni 0,05 5,75 3,45 2,2
234
Никелевые сплавы, применяемые для американских моторов
(по данным Johnson)
Химический состав в % '• Применение
Fe, Nt Мп Сг
97 3 Электроды свечей
10 70 — 15 Коллектор выхлопа
ства оловянистых баббитов
Bungardt и Schmidt)
ские свойства
жение сжатие Нв мм?
6 % i % Е кг! мм? 5б кг] мм- cs кг/мм2 °р кг/мм2 Е кг] мм? при 20° при 200э
5,2 н 6100 18,0 5,4 3,1 6100 22,9 1,94
И,5 23 6000 16,8 3,2 1,6 7350 13,8 1,44
Приложение 3— см. вклейку.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Авиаль 131—132
Авиационные баббиты 183
Азотирование, см. нитрацию
Альтмаг 132—134
Алюминий, его свойства и приме-
нение 109—111
Алюминиево-марганцовистые спла-
вы 134—135
Алюминиевые бронзы 169—172
Алюминиевые припои 191
Алюминиевые сплавы
----- английские 222, 223
-----французские 224, 225
— — германские 226—231
-----, дуралюмин и его аналоги
114—131
----- для прессовки, ковки и
штамповки 135—145
-----, состав и механические свой-
ства 136—143
-----литейные 146—149
— — —, состав и механические
свойства 148—149
— —, обрабатываемые давлением
(Америка) 205, 206, 208
— —, обрабатываемые давлением
(Англия) 214, 215
— —, термически упрочняемые
(Америка) 205, 207
-----литейные (Америка) 208,209,
210, 211
— — для американских авиамо-
торов 196, 197
-----литейные (Англия) 210—213
-----группы RR 216, 217, 218,219
-----, содержащие никель 217,218,
219
-----, теплопроводность 220
-----, средний коэфициент линей-
ного расширения 221
Баббиты 180—187
— авиационные 183
— оловянистые 181—187, 234—235
—, стандарт на оловянистые и
свинцовистые баббиты 186, 187
— для американских моторов 234
Бронзы алюминиевые 169—172
— бериллиевые 172—173
— оловянистые 159, 164, 165, 166
— свинцовистые 166—169
— ЦСК 166
Быстрорежущая инструментальная
сталь 101—103
-------, характеристика обработ-
ки 103
Ванадий, влияние на строение и
свойства стали 46
Вольфрам, влияние на строение и
свойства стали 46
Диаграмма состояния А1—Си 112;
----А1—СиА1„ 112
----Al—Fe Г17
----Al—Mg 114
----Al—Mg, Si 114
----Al—Mn 115
----Al—Ni 116
----Al—Si 113
----Al—Ti 116
----Al—Zn 115
----Си—Pb 160
----Си—Sb 181
---- Си—Sn 160
----Си—Sn—Sb 182
----Си—Zn 161
----Fe—Cr 40
----Fe—Fe3C 10, 11, 12
—• — Fe—Mn 41
— — Fe—Mo 42
----Fe—N 80
----Fe—Ni 40
----Fe—Si 41
----Fe—V 43
----Fe—W 44
236
г!и1грамма состояния Mg—Al 152
5 — Mg—Mn 152
_ — Mg—Zn 151
. — Sn—Sb 182
Поуметалл для литья (Америка)
200 201
__ для обработки давлением (Аме-
рика) 200, 201
__, физические свойства 195
— для американских авиамоторов
196, 197
Дуралюмин и его аналоги 114—131
—, состав и механические свой-
ства 122—127
Жароупорная сталь 88—95
— —, марки и состав 90, 91
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 90, 91
-----, (Англия) 194
Железо-марганцовистая латунь
178, 179
Железо, механические свойства 9
—, модификации 9—40
—цементит, диаграмма состояния
10, 11, 12
Инструментальная сталь 95—103
-----быстрорежущая 101—103
-----, обработка 103
—, легированная сталь 96—101
— —, характеристика обработки
101
—, углеродистая сталь 95, 96
— —, характеристика обработки
97
Коррозия, защита магниевых спла-
вов от нее 157, 158
Кремний, его влияние на строение
и свойства стали 15, 43
Латунь 173—179
— железо-марганцовистая 178, 179
— марганцовистая 178, 179
— морская 176, 177, 179
— мунцевая 176, 177, 178
Легкие металлы для американских
авиамоторов 196, 197
Линейный коэфициент расширения
алюминиевых сплавов 221
Литейные алюминиевые сплавы
146—149
— — —, состав и механические
свойства 148, 149
Магниевые сплавы 150—158.
— —, состав и механические свой-
ства 150, 154, 155
-----для литья (Германия) 198,
199
----- для обработки давлением
(Англия) 202
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 202
— — для прессования (Германия)
195
-----для проката (Германия) 198,
199
Магний, свойства 150
Марганец, влияние на строение и
свойства стали 13, 15, 42, 43
Марганцовисто-алюминиевые спла-
вы 134, 135
Медно-марганцовистый сплав 178,
179
Медно-цинковый припой 188
Медные сплавы см. бронзы и ла-
туни
Медь, свойства и применение 158—
163
Молибден, влияние на строение и
свойства стали 43, 46
Монель-металл 180, 181
Нержавеющая сталь 84—88
-----, марки и состав 86, 87
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 86, 87
Никелевая сталь 46, 49
— —, марки и состав 47
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 48, 49
— — для американских моторов
235
Никель, влияние на строение и
свойства стали 39
Нитрация 27, 79, 80
Оловянисто-свинцовые припои 189
Оловянистые баббиты 181, 187,
234, 235
— бронзы 169, 164, 165, 166
Припой для алюминия 191
— медно-цинковый 188
— оловянисто-свинцовый 189
— серебряный 190, 191
Режущие сплавы 104—106
Рост кокильных отливок из алю-
миниевых сплавов 223
237
Сварка альтамага 132, 134
— дуралюмина 129
— хромансилевой стали 77, 78
— хромомолибденовой стали 71, 72
— электрона 153, 156
Свинцовистые баббиты 186, 187
— бронзы 166, 169
Сера, ее влияние на строение и
свойства стали 15
Серебряные припои 190, 191
Сплав медно-марганцовистый 178,
179
— никелевый 180, 181
Сплавы режущие 104—106
Стали специальные 39—103
Сталь жароупорная 88—95
-----, марки и состав 90, 91
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 90, 91
Сталь инструментальная быстро-
режущая 101—103
— —, характеристика обработки
103
— —, легированная 96—101
— —, характеристика обработки
101
— углеродистая 95, 96
— —, характеристика, обработка
97
Сталь нержавеющая 84—88
— — , марки и состав 86, 87
-----, термообработка и механи-
ческие свойства 86, 87
Сталь никелевая 46—49
— —, марки и состав 47
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 48, 49
Сталь хромансилевая 70—79
— —, марки и состав 73
-----, термообработка и механи-
ческие свойства 74, 75
Сталь хромистая 50, 51, 52, 53
-----, марки и состав 52—53
-----, термообработка и механи-
ческие свойства 52, 53
Стать хромованадиевая 64—66
— —, марки и состав 64, 65
-----, термообработка и механиче-
ские свойства 64, 65
Сталь хромо-молибдено-алюминие-
вая 79—84
— —------, марки и состав 82, 83
----------, термообработка и ме-
ханические свойства
82, 83
Сталь хромомолибденовая 66—70
-----, марки и состав 68, 69
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 68, 69
Сталь хромоникелевая перлитного
и сорбитного классов (с добав-
ками Mo, W, V) 50, 54, 63
-----— —, марки и состав 54, 55
— — — —, термообработка и ме-
ханические свойства
56—59
Сталь углеродистая 28—38
-----, марки и состав 29
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 30—35
Стали для американских моторов
192—193
Сталь жароупорная (Англия) 194
Стандарт на оловянистые и свинцо-
вистые баббиты 186, 187
Стеллит 104, 105
— для американских моторов 234
Теплопроводность алюминиевых
сплавов 220
Термическая обработка, ее влия-
ние на строение и свойства стали
16—24
Углеродистая сталь 28—38
— —, марки и состав 29
-----, термообработка и механи-
ческие свойства 30—35
— —, применяемая для проволок
36—37
— — инструментальная 95, 96
-----, обработка 97
Упрочнение поверхностное и его
влияние на строение и свойства
стали 24—27
Фосфор, его влияние на свойства
стали 15—16
Хром, влияние на строение и свой-
ства стали 42
Хромансилевая сталь 70—79
-----, марки и состав 73
— —, термообработка и механи-
ческие свойства 74, 75
238
Хо0мистая сталь 50, 51 52, 53
марки и состав 52—эЗ
термообработка и механи-
»’ ческие свойства 52, 53
Хпомованадиевая сталь 64- 66
2 ___ марки и состав 64, £>5
__ _’ термообработка и механи-
ческие «.войства 64, 65
Хпомо-мо либ де но-a люми ни ева я
сталь 79—84
__ __ марки и состав 82, 83
_ __’ термообработка и механи-
’ ческие свойства 82, 83
Хромомолибденовая сталь 66—70
_* —; марки и состав 68, 69
__ __’ термообработка и механи-
’ ческие свойства 68, 69
Хромоникелевая сталь перлитного
и сорбитного классов (с добав-
ками Mo, W, V) 50, 54—63
Цементация 24—27
Цианирование 27
ЦСК (бронза) 166
Чугунные поршневые кольца ино-
странных моторов 194
Чугуны 38, 39
Электроны (см. магниевые сплавы)
152—158
239
Ш
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА
ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ВАЖНЕЙШИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ОБРАЗУЮЩИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ
(по проф. Кащенко)
Химический знак Порядковый номер в периодической системе Атомный вес Атомный объем Плотность (уд. вес), г [см* Температура кипения, °C Теплота плавления, ъал/г Теплоемкость при ком- натной температуре, нал Сжатие при кристалли- зации, Коэфициент линейного расширения на 1 °C (0—100°) 10“6 ли/. Удельное электрическое сопротивление р=10—6 о.и/<ш3 Удельная электропровод-^ ность -1- х Ю* 0 Механические свойства Постоянная решетки А = 10—8 см Электрохимический потен циал (по отношению к Н2)
Й а 1 i 3 1 л I л 2 £ и -4 твердость по Бринеллю 1 Н „ кг/мм1 D 1 1 1 временное сопротнвде- I ние разрыву аь кг/мм3 1 J относительное удли- нение 0 % относительное сужение модуль упругости Е Тип кристаллической решетки
А1 13 27,0 10,0 2,70 6 9 1800 77 0,21 6,6 23 1 2,7 । 37 20 8 40 85 7 000 1 К|б с центрированными гранями * 4,05 — 1,33
Be 4 9,1 4,9 1,85 12-0 —— —. 0,16 —— — 18,5 — -— — — — — Гексагональная 2,28 —
V 23 51,0 8,5 6,0 17 0 3000(?) — о,н — — — — —. — —. — — Центрированный куб а 3,04 —
Bi W 83 74 209,0 184,0 21,4 9,5 9,75 19,3 2 1 34 0 1430 5830 12,6 0,03 0,034 —3,3 13,2 4,44 но 5,6 0,91 18,1 9 160 150 Хрупкий — 3 220 42 000 Ромбоэдральный шестигранник . Центрированный куб • 6,54 3,150 + 0,20
Fe 26 55,8 7,1 7,88 15. 0 2450 — 0102 — 11,7 10,0 п,о 80 25—30 50—40 85 21000 Центрированный куб . — — 0,43
Fe —•• — — — — — — — — — — — — — — Куб с центрированными гранями • 2,86 —
Au 79 197,2 10,2 19,32 10 3 2600 16 0,032 5,2 13,8 2,4 46 20 14 50 90 7 700 Куб с центрированными гранями • 4,08 + 1.3
Cd 48 112,4 13,0 8,67 320,о 778 3,7 0,055 4,7 31,6 7,5 16 20 6 20 50 7 00J Гексагональная 2,96 - 0,4
Ca • 20 40,0 26,0 1,54 8'0 — — 0,16 — — 4,6 — 30 6 10 — —— KVo с центрированными гранями • 5,56 — 2,05
Co 27 58,9 6,8 8,71 1444 —— —— 0,10 12,36 9,7 10,2 130 25 10 - — Гексагональная . . 2,51 — 0,29
Si 14 28,1 11,6 2,42 1420 — — 0,17 - - 7.63 — — — — — — — Тетраэдральная 5,43 —
Li 3 6,9 13,0 0,534 186 1400 — 0,83 — — 9,3 — — — — —. — Центрированный куб 3,5 —3,02
Mg 12 24,3 14,0 1.74 6.-0 1120 70 0,24 4,2 25,8 5,00 23 25 13 10 15 4375 Гексагональная 3,22 — 1,55
Mn Mo 25 42 54,9 96,0 7,4 9,3 7,42 10.3 12: 0 26'5 1900 3600 0,11 0,063 23,0 5,32 4,40 5,5 23 20(?) Хрупкий — — Центрированный куб Центрированный куб 8 89 3,143
As 33 74,9 13,1 5,73 8! О 360 — 0,08 — 5,0 35 — — — — — Ромбоэдрическая 5,6
Cu 29 63,5 7,15 8,93 101 3 2310 42 0,91 4,0 16,8 1,69 64 35 22 50 70 12 460 К|'б с центрированными гранями а 3,60 + 0,34
Ni 28 58,6 6,7 8,9 1452 — 46 0,102 — 13,2 6,93 8,5 70 50 45 70 21 000 Куб с центрированными гранями а 3,54 — 0,20
St 50 118,7 16,3 7,3 231,9 2270 14 0,53 2,8 22,96 11,8 8,5 5 2 40 90 4 130 Центрированная тетрагональная . 5,84 -0,10
Pt 78 195,2 9,1 21,37 1755 3910 27 0,030 — 8,99 111 9 — — — — 16 450 Куб с центрированными гранями • 3,930 —-
Hg 80 200,6 14,7 13,6 -38,37 357,33 2,8 0,033 3,75 — 10,0 10.4 — — — — — —— + 0,80
Pb 82 207,20 18,3 11,34 327,4 1525 5,4 0,030 3,4 27,09 '•>0,4 — 4 1,8 45 90 — К} о с центрированными гранями • 4,92 — 0,12
S 16 32,06 15.5 2,08 112,8 445,р — — —— — —— —> Ромбическая —— —
Ag 77 107,9 10,2 10,53 960,5 2150 2 0,054 5,0 19,21 1,62 68 25 13 50 90 7210 К б с центрированными гранями 4,00 + 0,86
Sb 51 120,2 18,0 6,69 630 1440 0,05 1,4 10,05 38,6 2,6 30 — Хрупкий 7 700 Ромбоэдральный шестигранник . 6,2 + о,ю
Ti 81 48,1 10,7 4,5 180) — ~ 0,10 --- 3,2 0,28 — — — Га сагональная плотносложенная 2,97 —*
C 6 12,0 .— — —. 3600 — — — — 1 — -—
C 6 — 3,42 3,52 —4 0,11 1,18 — — — — — — Решетка алмаза . 2,47 —
. C 6 — 5,35 2,25 — 0J6 7,86 4000-10000 — — —. — — — Гексагональная —
P 15 31,4 17,0 1,83 44 290 — 0,18 — 125,3 — — — — — —. — Ромбоэдрическая • 5,96
Zn 30 65,4 9,1 7,14 419,4 930 28 0,088 0.105 65 (0-40 °C) 29,76 5.92 17 30 15 20 70 8 680 Гексагональная плотносложенная а 2,670 -0,76
Cr 24 52,0 7,5 6,92 1615 2200 8,2 2,6 38 Хрупкий — Центрированный куб ...... п- 2,895 — 0.6
D авиаметаллам—Ий
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стр. Строка Напечатано Следует читать По чьей вине
38 6 снизу С I с общий ~i ''связанный С общий ''связанный авт.
169 20 » 8 > 12“,„ 8 > 5“/„ авт.
192 графа Сг 7 снизу Нв=130-170кг/лсиг 35 /7в=160—200кг/ш<2 3,5 ТИП.
203 графа п5 8 » 112 11,2 ТИП.
Прило- жение 3 графа «Химиче- ский знак» 14 снизу St Sn авт.
Прило- жение 3 графа «Теплота плавления» 9 снизу 2 21 корр.
Зиновьев- Справочник по авиационным металлам и сплавам.
Перелег > pyfc. 75 tow.