Для изготовления ряда деталей самолета выбран сплав Д16. Опишите состав сплава, режим упрочняющей термической обработки и получаемую микроструктуру. Опишите процессы, протекающие при термообработке - Основы материаловедения
Алюминиевый сплав марки Д16 больше известен как дюраль или дюралюминий. Такое название носят все сплавы, в которых к алюминию добавлены медь и магний. Результатом такого смешения становится получение уникального по своим физическим свойствам материала, который используется в самых ответственных конструкциях. По твердости и механической прочности он не уступает стали, но, в отличие от нее, обладает в 3 раза более легким удельным весом. В связи с этим, он активно используется во всех областях промышленности, особенно в авиастроении, при изготовлении силовых конструкционных элементов.
Химический состав в% материала Д16
Fe |
Si |
Mn |
Ni |
Ti |
Al |
Cu |
Mg |
Zn |
Примесей |
До 0.5 |
До 0.5 |
0.3 - 0.9 |
До 0.1 |
До 0.1 |
90.8 - 94.7 |
3.8 - 4.9 |
1.2 - 1.8 |
До 0.3 |
Прочие, каждая 0.05; всего 0.1 |
Дюралюминий Д16 относится к алюминиевым сплавам, содержащим до 94,7% алюминия. Остальное приходится на легируемые элементы - медь, магний, марганец, а также ряд примесей.
Примеси железа и кремния негативно сказываются на прочности и пластичности сплава Д16, поэтому их содержание строго регламентируется стандартом - доля каждого из них не должна превышать 0,5-0,7%.
Марганец не входит в состав упрочняющих фаз, но его присутствие в дюралюминии повышает его антикоррозийность, улучшает механические свойства и увеличивает температуру рекристализации. В связи с этим, сплав Д16 удовлетворительно куется, режется и фрезеруется с помощью размерного травления, а также сваривается точечной сваркой.
Термическая обработка деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов, основана на том, что с понижением температуры растворимость многих элементов в твердом алюминии уменьшается. При нагреве под закалку алюминиевые сплавы неполностью кристаллизуются. Если сплав перегрет, в результате чего структура получилась с крупным зерном, то такой сплав бракуется. Поэтому термист должен быть внимателен к нагреву деталей из алюминиевых сплавов.
Известен способ термической обработки сплава Д16, который заключается в закалке с температуры 490°С, выдержке при этой температуре, охлаждении в воде с температурой 10-40°С и последующем старении при температуре 190°С - 12 часов. Способ принят в качестве аналога.
Охлаждение заготовок при этом способе производят непосредственно с температуры закалки в воде. В этом случае из-за большой разности температур возникают значительные напряжения, приводящие к деформации заготовок. Эти деформации приходится устранять за счет обработки (съема) оставленного припуска фрезерованием, что в дальнейшем приводит к изменению формы и размеров деталей, а это недопустимо, т. к. требует увеличения значительного припуска под дальнейшую обработку.
Известен способ закалки алюминиевых сплавов, который заключается в нагреве до температуры закалки, выдержке при этой температуре и охлаждении в воде с температурой 80-100°С.
Способ взят в качестве прототипа. При этом способе температура при закалке снижается до 390-410°С по сравнению со способом-аналогом. Однако это недостаточно эффективно уменьшает деформацию, т. к. напряжения возникают при охлаждении во время закалки при температуре выше 480°С, когда предел текучести (у0,2) алюминиевого сплава очень мал (?10 кгс/мм2), что и приводит к значительным деформациям заготовок. Эти деформации не устраняются при последующем старении, а после механической обработки на заданные размеры детали самопроизвольно изменяют форму и размеры. Эти изменения размеров невозможно исправить. Поэтому и этот способ термической обработки неэффективен для изготовления высокоточных деталей сложной конфигурации (рам, кронштейнов, корпусов и т. п.).
Технический результат, достигаемый от применения предлагаемого способа, заключается в уменьшении деформации при закалке и старении.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе термической обработки заготовок сплава Д16, включающем закалку в воде с температурой 80-100°С в воде цеховой температуры и старение, охлаждение с температуры закалки производят со скоростью 130-150°С в час до температуры 430°С, выдержка до 3-х минут.
Отличительный признак предлагаемого способа - охлаждение с температуры закалки со скоростью 130-150°С в час до 430°С, выдержка до 3-х минут при этой температуре, что и обеспечивает технический результат.
Микроструктура дуралюмина Д16 (х 300)
На рис. 3 представлены микроструктуры дуралюмина Д16 в литом состоянии, после закалки и после закалки и старения.
Похожие статьи
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
-
Таблица 4 - Режимы термообработки Операция T, °С Охлаждающая среда HRC Цементация 930 Охлаждение медленное в колодцах или ящиках Закалка 820 - 840...
-
На основе диаграммы состояний "железо - цементит" и построенного графика термической обработки опишите превращения в структуре стали при нагреве,...
-
Сталь закалка полигонизация слиток Правильным режимом закалки стали будет заключается в нагреве стали до температуры выше критической (Ас3), в выдержке и...
-
Полигонизацией называют стадию возврата, при которой в пределах каждого кристалла образуются новые малоугловые границы. Процесс протекает при нагреве до...
-
Припуск - слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали. Припуск на обработку...
-
Отклонение размеров профиля после электроэрозионного шлифования находится в пределах от 0,005 до 0,05 мм, шероховатость Ra = 2,5 (0,25),...
-
Изготовление пластин для оптических деталей
Изготовление любой оптической детали начинают с выбора заготовки. Для крупносерийного и массового производства заготовкой является прессовка, а для...
-
Для приготовления бетона в строительных конструкциях наиболее широко используют неорганические вяжущие вещества. Эти вещества при смешивании с водой под...
-
Маршрутная технология процесса изготовления деталей - Ремонт токарного станка
Выбор заготовки: при выборе заготовки для механической обработки заменяемой детали нужно учитывать технические требования, предъявляемые к детали....
-
Термомеханическая обработка металлов - Химико-термическая обработка металлов
Термомеханическая обработка металлов (ТМО), совокупность операций деформации, нагрева и охлаждения (в различной последовательности), в результате которой...
-
При выполнении курсового проекта была подобрана группа деталей, а также выполнен технологический чертеж комплексной детали. Дана характеристика материала...
-
Существует значительное многообразие деталей, отличающихся размерами, формой, качественно-технологическими характеристиками. Для того чтобы создать общие...
-
ВВЕДЕНИЕ, ВОЗВРАТ, ПОЛИГОНИЗАЦИЯ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ - Характеристика термической обработки
Материаловедение - это наука, изучающая строение и свойства металлов и устанавливает связь между составом, структурой и свойствами. Определение металлам...
-
Порядок выполнения заданной детали. Обработка заготовки на токарно-винторезном станке (черновая) I-центра; II-заготовка; III - резец черновой токарный...
-
Т. к. партия изготовляемых деталей составляет 400шт. Производство не крупносерийное; материал детали не литейная сталь, в исключительных случаях...
-
Проверяем пригодность роликоподшипников конических однорядных по ГОСТ 333-79, условное обозначение - 7202. Проверим пригодность подшипника по [8;c.103]:...
-
Выбор материала и технология производства заготовок деталей и инструментов
ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТОВ Цель работы - провести анализ условий работы заданного изделия, выбор...
-
Физический способ состоит в термическом испарении и конденсации под специальным колпаком в вакууме наносимого вещества или его катодном распылении на...
-
При конструировании, изготовлении и сборке оптических деталей большое значение имеют базовые поверхности или сокращенно базы. Базами называют...
-
1. Постройте с применением правила фаз кривую нагревания для алюминия Рисунок 1 - Кривая нагревания алюминия Фаза б - первичный твердый раствор,...
-
Азотирование - Химико-термическая обработка металлов
Цель азотирования -- придание поверхностному слою деталей высокой твердости, износостойкости и коррозионной стойкости. Азотирование осуществляется при...
-
Обоснование технологического маршрута изготовления детали. План изготовления детали Задача раздела - разработать оптимальный технологический маршрут, т....
-
Технологическим процессом называют часть производственного процесса, непосредственно связанную с изменением формы, размеров и физико-механических свойств...
-
Общий припуск z0 равен сумме всех промежуточных припусков zI. Поэтому для каждой обрабатываемой детали можно записать: , Где - число технологических...
-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ДЕТАЛИ - Разработка технологии изготовления детали
Метод получения той или иной заготовки зависит от служебного назначения детали и требований, предъявляемых к ней, от ее конфигурации и размеров, вида...
-
Наименование детали - фланец. Назначение детали - деталь служит для образования разъемных соединений труб. Обозначение материала детали - сталь 45 ГОСТ...
-
Определение погрешностей - Точность механической обработки деталей машин
Определение погрешностей обработки методом математической статистики В процессе изготовления деталей машин качество их изготовления зависит от...
-
Стратегия ускорения социально-экономического развития страны предусматривает всемерную интенсификацию производства на основе научно-технического...
-
Термомеханическая обработка - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Термомеханическая обработка стали заключается в сочетании механической обработки давлением (прокатки, штамповки) с термической обработкой (закалкой). Это...
-
Для анализа структурообразования в литейных сплавах Al - Cu используется участок диаграммы состояния от Al до первого химического соединения (CuAl2)...
-
Выбор и обоснование баз От правильного выбора технологических баз во многом зависит качество обработки детали. Здесь следует, прежде всего, стрем Иться к...
-
От плана обработки основных поверхностей будет зависеть разрабатываемый маршрут изготовления детали. План обработки основных поверхностей оформим в виде...
-
Виды отпуска - Характеристика термической обработки
Отпуск стали: отпуск является окончательной термической операцией, применяемой после закалки; это нагрев стали ниже критической точки Ас1 с последующей...
-
Основы теории термической обработки Термической обработкой называют технологические процессы, состоящие из нагрева и охлаждения металлических изделий с...
-
Термической обработкой стали называется совокупность технологических операций ее нагрева, выдержки и охлаждения в твердом состоянии с целью изменения ее...
-
Расчет припусков на обработку поверхностей вращения выполняется по формуле [1]: (8.1) Где - шероховатость на предыдущем этапе обработки; - значение...
-
Количество переходов отдельной поверхности для достижения заданной точности размера и шероховатости определяют по следующим зависимостям: А) из условия...
-
Оценка технологичности детали по точности выполняется с учетом среднего квалитета точности (формула 4.1) и коэффициента точности обработки (формула 4.2)....
-
Для изготовления детали используют сталь 40Х [5] - это конструкционная легированная сталь хромистая. Таблица 2.1 - Химический состав в % материала 40Х С...
Для изготовления ряда деталей самолета выбран сплав Д16. Опишите состав сплава, режим упрочняющей термической обработки и получаемую микроструктуру. Опишите процессы, протекающие при термообработке - Основы материаловедения