Высокопрочного магниевого

Присутствие в алюминии больших количеств цинка (4—20 %) также вызывает склонность к растрескиванию напряженных сплавов в присутствии влаги. При этом для растрескивания достаточно следов Н2О, которые содержатся в покровной оксидной пленке; тщательно высушенные образцы в сухом воздухе не разрушаются [31 ]. Для того чтобы протекало растрескивание, не требуется присутствия кислорода или жидкой водной фазы. Эти данные, а также склонность высокопрочного алюминиевого сплава 7075 к разрушению в органических растворителях [32 ] свидетельствуют о том, что КРН в этих случаях является следствием ад-

333. Первые три насоса состоят из двух унифицированных узлов насоса типа 207, установленных в одном литом чугунном корпусе и объединенных между собой цапфой (рис. 57). Насосы 323 и 333 также состоят из двух унифицированных узлов насосов типа 309, установленных в одном литом корпусе из высокопрочного алюминиевого сплава. В отличие от насосов 223 насосы 323 и 333 имеют автономное регулирование подачи каждого потока, что позволяет оптимально использовать мощность приводного двигателя внутреннего сгорания.

Сравнение рис. 12, а и 12, б показывает, как важны механические свойства матрицы для того, каким будет вид роста трещины и усталостная прочность композита. Матрица из высокопрочного алюминиевого сплава 6061-МТ61) фактически не давала трещинам разветвляться, что привело к сокращению усталостной долговечности по величине почти на порядок. Этот результат можно качественно объяснить, используя понятие относительных упругих модулей компонентов, и для того, чтобы учесть пластическое поведение, мы рассматриваем эффективные модули. Так, алюминий 1235 течет при низком уровне напряжений, отношение эффективных модулей волокна и матрицы увеличивается, что способствует ветвлению трещин. Пластическое течение в матрице с низким пределом текучести также затупляет конец трещины и сводит к минимуму напряжения около него. С другой стороны, напряжения у конца трещины в алюминиевом сплаве 6061-МТ6 высоки, отношение эффективных модулей более низкое и ветвление трещин минимально. Более того, вязкие волокна являются особенно чувствительными к высоким напряжениям вблизи конца трещины, и поэтому рост усталостных трещин будет быстрым.

При длительном развитии разрушения появление дополнительных трещин весьма вероятно; их обнаружение и анализ помогает установить характер разрушения, тем более, что при длительном развитии эксплуатационной трещины поверхность разрушения сильно повреждается. Траектория трещины может свидетельствовать о времени ее возникновения; например, на неработавшей детали из высокопрочного алюминиевого сплава обнаруженная трещина идентифицировалась вначале как штамповочная, однако анализ ее траектории показал, что она строго следовала рискам от механической обработки, следовательно, трещина возникла либо при механической обработке, либо спу-ся какое-то время под действием внутренних остаточных напряжений.

На рис 1 показана схема прибора для ДТА. В центральной части находятся ячейки с двенадцатью образцами, размещенными вокруг эталона. Простые и дифференциальные термопары подводятся через сверления малого диаметра в стенках ячейки. Хороший тепловой контакт между образцами и стенками ячеек обеспечивается заполнением промежутка одной или двумя каплями жидкости с высокой теплопроводностью (октадекана и диэтилфталата). Ячейки с образцами, находятся на плите-основании, к которой болтами из высокопрочного алюминиевого сплава через вакуумные уплотнения из индиевой проволоки крепится крышка. Камера с образцами крепится на небольшом холодильнике Джоуля — Томпсона (мощностью до 4 Вт при 23 К), в котором имеется подающая трубка из нержавеющей стали, контактирующая с плитой-основанием. С помощью медной струны эта трубка соединена с экраном — так осуществляется контакт этих деталей одной с другой и с резервуаром для жидкого азота.

Образцы ДКБ особенно удобны для испытания полуфабрикатов из высокопрочных сплавов в высотном направлении, поскольку межкристаллитный характер коррозионного растрескивания в этих сплавах препятствует выходу коррозионной трещины из плоскости. Таким образом на образцах ДКБ направления БД и ВП, изготовленных из плиты (см. рис. 7), коррозионная трещина в большей степени будет развиваться в средней плоскости материала, а не уклоняться в сторону, как это часто происходит в магниевых, титановых сплавах и в сталях. Это показано на рис. 20, где трещина межкристаллитного охрупчивания жидким металлом развивается в виде прямой линии по центральной плоскости образца ДКБ длиной 300 мм из высокопрочного алюминиевого сплава.

Рис. 41. Влияние влажности воздуха на скорость коррозионной трещины в области независимости от напряжений высокопрочного алюминиевого сплава 7075-Т651 (ориентация трещины ВД; температура испытания 21 °С; среда: влажный воздух; коэффициент интенсивности напряжений в вершине

Рис. 42. Влияние влажности и коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионных трещин высокопрочного алюминиевого сплава 7075-Т651 (ориентация трещины ВД; температура испытаний 23 °С): / — 5 М раствор KI, ?=—520 мВ: 2 — раствор NaCI; 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 — воздух, относительная влажность соответственно 100 40, 27, 17, 9,8, 5,2, 2,3 и -----

Рис. 49. Влияние коэффициента интенсивность напряжений на скорость роста трещины высокопрочного алюминиевого сплава 7178-Т651 (плита толщиной 25 мм; ориентация трещины ВД; температура 23 °С) при испытаниях в различных средах:

Рис. 50. Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста трещины высокопрочного алюминиевого сплава 7039-Т64 (толщина плиты 25 мм; ориентация трещины ВД; температура 23 °С), испытанного в различных средах: / — 5 М водный раствор КГ; 2 — 4,5 М водный раствор NaCl; 3 — дистиллированная вода; 4 — воздух, относительная влажность 100%; 5 — атмосфера; S — воздух, относительная влажность 45%

Рис. 71. Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста коррозионной трещины при погружении в этанол высокопрочного алюминиевого сплава 7075-Т651 (прессованный полуфабрикат толщиной 37 мм; ориентация трещины ПД; температура комнатная) [83]

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают временное сопротивление при растяжении (кгс/мм2) вторые — относительное удлинение (%). Из отливок ковкого чугуна изготовляют детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Так, ферритные ковкие чугуны КЧ 37—12 и КЧ 35-10 используют для изготовления деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы и т. д.), а КЧ 30-6 и КЧ 33-8 — для менее ответственных деталей (головки, хомутики, гайки, глушители, фланцы, муфты и т. д.). Твердость ферритного чугуна НВ163 (1630 МПа). Перлитные ковкие чугуны КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3 и КЧ 63-2 обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Твердость перлитного чугуна НВ 241—269 (2410—2690 МПа). Из перлитного ковкого чугуна изготовляют вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, втулки, муфты, тормозные колодки и т. д. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей в отличие от высокопрочного магниевого чугуна, который используют для деталей большого сечения. Некоторое применение нашел антифрикционный феррпто-перлитный чугун АКЧ-1 и АКЧ-2.

Защита магниевых сплавов от коррозии предусматривает комплекс мероприятий, включающий снижение металлич. и неметаллич. примесей, отсутствие флюсовых включений, нанесение неор-ганич. пленок и лакокрасочных покрытий, а в нек-рых случаях—и металлич. покрытий, выбор правильной конструктивной формы и сочетаний контактирующих материалов в изделиях. Защита от коррозии неорганич. пленками с лакокрасочными покрытиями обеспечивает надежную эксплуатацию деталей и конструкций в атм. условиях. Неорганич. пленки без лакокрасочного покрытия не обеспечивают достаточной защиты деталей, длительно работающих в различных климатич. условиях, но они повышают защитные св-ва лакокрасочного покрытия и его адгезию к металлу. Кроме того, неорганич. пленки применяются для защиты деталей и полуфабрикатов в процессе произ-ва и транспортировки (см. Анодирование магниевых сплавов, Оксидирование магниевых сплавов, Консервация магниевых сплавов]. Лакокрасочное покрытие для магниевых сплавов состоит из грунтовочного пассивирующего и внешних лаковых или эмалевых слоев. Металлич. покрытия (гальванич., металлизационные, плакирование) не находят широкого применения из-за недостаточной эффективности и сложности технологии. Иногда металлич. покрытия применяются для повышения износостойкости и электро- и теплопроводности магниевых сплавов. Нанесение гальванич. покрытий из-за окисной пленки на поверхности магниевых сплавов и сильно электроотрицат. потенциала магния затруднено, поэтому поверхность перед нанесением таких покрытий обрабатывают в спец. растворах (см. Гальванические покрытия магниевых сплавов). Гальванич. металлич. покрытия, являясь катодными, обеспечивают защиту только при отсутствии пор, поэтому необходимо применять многослойные покрытия. Плакирование для защиты магниевых сплавов не нашло применения как в отечеств, пром-сти, так и за рубежом. Эффективная защита высокопрочного магниевого сплава МАЮ от коррозионного растрескивания осуществляется металлизационным покрытием из сплава магния с цинком и литием.

и высокопрочного (магниевого) чугунов

износостойкость (см. Чугун серый, Чугун ковкий, Чугун магниевый, Чугун износостойкий, Чугун антифрикционный, Чугун фрикционный, Чугун для поршневых колец). Перлитную основу структуры получают в состоянии отливки или после термич. обработки белого и половинчатого чугуна, а также серого и высокопрочного (магниевого) чугуна с феррито-перлитной или перлито-цементитной структурой (см. Термическая обработка чугуна^. А. А. Сим-кип. ЧУГУН ПОЛОВИНЧАТЫЙ — чугун, в структуре к-рого углерод находится частично в связанном (цементит, карбиды) и частично в свободном (графит) состоянии. Ч. п. отличается низкими механич. св-вами, с трудом поддается обработке резанием и поэтому практич. применения не находит, не считая полутвердого чугуна отбеленного, структура поверхностного слоя к-рого аналогична структуре Ч. п. Структура Ч. п. оолучается при низком содержании в чугуне кремния, повыш. содержании карбидо-образующих примесей (Мп, Сг) и при перегреве жидкого чугуна. В зависимости от

Магний — пластичный металл блестящего серебристо-белого цвета. Плотность литого магния 1,737 г/см3 и уплотненного 1,739 г/см3. Температура плавления 65ГС, кипения—1107°С. Скрытая теплота плавления 70 кал/г. Теплопроводность 0,376 кал/(см -с • °С). Удельная теплоемкость, кал/(г-°С): 0,241 — при 0° С; 0,248 — при 20° С; 0,254 — при 100° С и 0,312 — при 650° С. Коэффициент линейного расширения 25 • 10~6+0,0188 t° (в пределах 0—550° С). Удельное электрическое сопротивление при 18° С 0,047 Ом/(мм2/м). Стандартный электродный потенциал 2,34 В. Электрохимический эквивалент 0,454 г/(А-ч). Магний неустойчив против коррозии, образующаяся поверхностная окисная пленка не защищает массу металла. Магний горюч, порошок или тонкая лента из него сгорают в воздухе с ярким ослепительным пламенем. Используется в магние-термии, в качестве твердого топлива — в реактивной технике. При повышении температуры возможно самовоспламенение магниевого порошка или стружки. Магний устойчив против щелочей, фтористых солей, плавиковой кислоты и т. д. Чистый магний в качестве конструкционного материала почти не используется, но является основой эффективных магниевых сплавов. Применяется в производстве стали, высокопрочного (магниевого) чугуна, для катодной защиты стали.

В табл. 2 для примера приведены значения остаточных напряжений при отливке втулок диаметром 80 мм из высокопрочного (магниевого) и серого чугуна [4].

Рис. 17. Влияние температуры и времени выдержки на количество образовавшегося перлита при нормализации ферритного высокопрочного магниевого чугуна [8]

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и цифрами (ГОСТ 1215—79). Первые две цифры указывают временное сопротивление (в 10"1 МПа (кгс/мм2)), вторые — относительное удлинение (в %). Из отливок ковкого чугуна изготовляют детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Так, феррит-ные ковкие чугуны КЧ 37-12 и КЧ 35-10 используют для изготовления деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы и т. д.), а КЧ 30-6 и КЧ 33-8 — для менее ответственных деталей (головки, хомутики, гайки, глушители, фланцы, муфты и т. д.). Твердость ферритного чугуна 163 НВ. Перлитные ковкие чугуны КЧ 50-5 и КЧ 55-4 обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Твердость перлитного чугуна 241—269 НВ. Из перлитного ковкого чугуна изготовляют вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, втулки, муфты, тормозные колодки и т. д. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей в отличие от высокопрочного магниевого чугуна, который используют для деталей большого сечения. Некоторое применение нашли антифрикционные ферритно-перлитные чугуны АЧК-1 и АЧК-2.

Азотированию на толщину елоя 0,7 мм подвергают и коленчатые валы тепловозов, отлитые из высокопрочного магниевого чугуна, для повышения сопротивления износу и предела выносливости. Твердость на поверхности 40 HRC. После азотирования шейки валов шлифуют, а галтели полируют.

Крулаы*г пороком отливок из высокопрочного магниевого чугуна, ограничивающим его применение, являются местные загрязнения, .так называемые черные пятна. Образование черных пятен объясняется наличием в высокопрочном чугуяе сульфидов магния, а также повышением содержания некоторых окислов. Основной причиной попадания образовавшихся в жидком металле сульфидов и окислов является медленное выделение

Длительная эксплуатация автомобилей «Волга» в СССР и «Форд» в США показала, что коленчатые валы из высокопрочного магниевого чугуна с шаровидным графитом так же надежны, как и стальные. .Лабораторные испытания коленчатых валов в целом виде, производившиеся в НАМИ, обнаружили, что предел выносливости у валов из стали 45 и высокопрочного чугуна практически одинаков, а долговечность даже в 1,5—2 раза больше.