Анализ фазовых равновесий в двухкомпонентных системах

В интервале температур 2- 3 сплав равномерно охлаждается, Скорость охлаждения увеличивается. В соответствие с линией предельной растворимости уменьшается растворимость Mg в кристаллической решётке алюминия. По границам зерен ɑ- фаза выделяется βвторичное (твёрдый растворAlв кристаллической решётке Mgрис.20

Рис. 20 Схема микроструктуры сплава в равновесном состоянии

Часть ׀׀. Характеристика конструкционных металлов и сплавов.
1.Краткие сведения об основном металле сплава.
2.Общая характеристика сплава (состав, структура, свойства).
3.Взаимодействие основного металла с легирующими элементами и примесями (роль легирующих элементов в данном сплаве).
4.Фазовые и структурные превращения в исследуемом сплаве.
5.Термическая обработка полуфабрикатов и изделий из исследуемого сплава.
6.Зависимость механических свойств исследуемого сплава от термической обработки.
7.Достоинства, недостатки и области применения исследуемого сплава.

1.Краткие сведения об основном металле.

Алюминий –металл, сферы потребления которого постоянно расширяются. В ряде областей промышленности он успешно вытесняет традиционно применяемые металлы и сплавы. Бурное развитие потребления алюминия обусловлено его замечательными свойствами, среди которых в первую очередь следует назвать: высокую прочность в сочетании с малой плотностью; коррозионную стойкость; хорошую способность к формоизменению путем литья давления и резания; возможность соединения алюминиевых деталей в различных конструкциях с помощью сварки, пайки, склеивания и других способов; способность к нанесению защитных и декоративных покрытий.
В настоящее время алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов –авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления.
Наибольшее применение в технике низких температур получили сплавы алюминия с магнием[6] Наиболее важной особенностью алюминия является низкая плотность (2,7г/см3) против 7,8г/см3 для железа и 8,9г/см3 для меди.
Чистый алюминий – мягкий, очень вязкий материал. Его механический свойства зависят не только от чистоты, но также от суммарной обработки, которой он предварительно был подвергнут.
Материал обладает хорошими: теплопроводностью, коррозионной стойкостью и высокой пластичностью.
Теплопрводность составляет 238,3Вт/(мК).
В зависимости от чистоты различают алюминий особой чистоты А999 (99,995%Al) А99 (99,99%Al), А97(99,97%Al) A95 (99,95%Al) и технической частоты А85, А8,А7,А6,А5,А0(99,0%Al).
Алюминий обладает высокой корозионной стойкостью вследствие образования на его поверхности тонкой прочной пленки Al2O3.Чем чище алюминий, тем выше его корозионая стойкость.
Благодаря высокой пластичности в отожженном состоянии, алюминий легко обрабатывается давлением, но обработка резаньем затруднена. Сваривается всеми видами сварки. Технический алюминий применяется для изготовления элементов и деталей не несущих нагрузки. Более широко используют сплавы алюминия.[4]
2.Общая характеристика сплава, состав структура свойства
Сплавы марок АМг изготавливают из алюминия с добавлением магния. Магний образует с алюминием α-твердый раствор, концентрация которого при повышении температуры увеличивается от 1,4 до 17,4% в результате растворения фазы Mg2Al.
Алюминиево-магниевые сплавы (магналии) обладают малой плотностью, хорошей обрабатываемостью резаньем, высокой коррозионной стойкостью в атмосферных, морских условиях, в щелочных растворах, а также в агрессивных средах на основе азотной кислоты. Коррозионная стойкость у этих сплавов выше, чем у литейных сплавов других систем на основе алюминия, причем эти сплавы отличаются повышенными механическими свойствами и высокими прочностными характеристиками.
Основой высокой коррозионной стойкости алюминиево-магниевых сплавов в растворах хлористых солей так же, как и в щелочном растворе, считается образование гидратной пленки, задерживающей коррозионный процесс. Алюминиево-магниевые сплавы обладают способностью длительное время сохранять чистоту и блеск поверхности, что имеет немаловажное значение для деталей, работающих на открытом пространстве.
Сплав АМг10 склонен к образованию усадочных трещин, имеет большую линейную усадку и предрасположен к окислению и образованию оксидных плен. Отливки из сплавов с высоким содержанием магния (в т.ч. АМг10) отличаются хрупкостью и требуют очень осторожного обращения при извлечении.
Из сплавов этой группы изготавливают отливки простой конфигурации. В то же время эти сплавы обладают высокими механическими свойствами (σв = 30-45 кГ/мм2 при δ = 10-25%) с ударной вязкостью, превосходящей ударную вязкость других алюминиевых сплавов, отличной коррозионной стойкостью.
Литейные свойства алюминиевых сплавов, как и других сплавов, определяются интервалом кристаллизации.
Сплавы типа АМг10 имеют широкий интервал кристаллизации, низкую жидкотекучесть; при литье в металлические формы склонны к горячим трещинам, к образованию усадочной пористости и ликвации.
Рассматриваемые сплавы склонны к газонасыщению (особенно водородом) и образованию газовой и газоусадочной пористости.
После закалки сплавы с высоким содержанием магния типа АМг10 стареют, причем процесс идет длительное время – механические свойства изменяются в течение многих лет. Это явление отрицательное, поскольку относительно небольшой прирост прочностных характеристик сопровождаются резким снижением пластичности.
Магналии сочетают удовлетворительную прочность с высокой пластичностью, коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.
Кроме того, благодаря содержанию магния, они несколько легче, чем чистый алюминий.
Прочностные характеристики сплавов повышаются на 10- 40% с помощью нагартовки. Увеличение содержания магния в сплаве так же повышает прочностные характеристики, особенно предел текучести.
Эти сплавы отличаются высокой вибрационной стойкостью, что характеризуется относительно большим пределом выносливости.[7].