Конспект лекций Часть 2 Омск 2006 (075. 8) Ббк 34. 202: 34. 206я73 Б95

Силицирование – операция насыщения поверхно­стного слоя стали кремнием. Проводится для деталей, рабо­тающих в агрессивных средах, при высокой температуре и в условиях трения для оборудования нефтяной, химической и бумажной промышленности (детали насосов, арматура, па­трубки, винты).
Силицированные детали обладают высокой жаростойкостью (окалиностойкостью) – до 700 – 750°С – и кислотоупорно­стью, так как образующаяся на поверхности окисная пленка кремния предохраняет металл от дальнейшего окисления и является стойкой к кислотам любой концентрации (азотной, серной, соляной) при их температуре до 100°С.
Несмотря на низкую твердость – НВ270 (HV250 – 300) – силицированный слой плохо обрабатывается режущими инструмен­тами, отличается пористостью, но обладает высокой износо­стойкостью после пропитки маслом при 170 – 200°С. Силицированные изделия можно деформировать и накатывать на них резьбу.
Наиболее широко применяется газовое силицирование порошковым методом. В рабочее пространство печи помеща­ют детали, засыпают их порошковым ферросилицием или карбидом кремния, нагревают до 950 – 1000°С и пропускают хлор. Образуется хлористый кремний. При контакте с поверхностью детали из него вытесняется атомарный кремний, диффун­дирующий в сталь. Процесс ведут в течение 2 – 5 ч. Силицированный слой толщиной 0,5 – 1,4 мм представляет собой твердый раствор, содержание кремния в котором до 14 %.
Кроме перечисленных операций химико-термической об­работки в машиностроении используются диффузионное цинкование, титанирование, боралитирование, боросилицирование и другие операции многокомпонентного насыщения поверхности деталей несколькими металлами и металлои­дами.

4. СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

4.1. Алюминий и его сплавы

Алюминий – серебристо-белый металл с плот­ностью 2,7 г/см³ (2700 кг/м³); температура плавления – 660°С, имеет гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК), по­лиморфизмом не обладает. Электро- и теплопроводность вы­сокие (65 % от электропроводности меди). Имеет высокую отражательную способность и широко используется в рефлек­торах, прожекторах, телеэкранах. Алюминий обладает высо­кой коррозионной стойкостью вследствие образования на его поверхности тонкой прочной плотной пленки Al₂O₃. Из него изготавливают посуду, цистерны для перевозки нефти и нефтепродуктов.

Алюминий хорошо сваривается, легко деформируется в холодном состоянии, плохо обрабатывается на станках и имеет низкие литейные свойства (большая усадка – 6 %).
В зависимости от содержания примесей различают алю­миний особой чистоты – А999 (0,001 % примесей), высокой чистоты – А995, А99, А97, А95 (0,005 – 0,05 % примесей) и технической чистоты – А85, А8, А7, А5, А0 (0,15 – 1,0 % примесей). Примеси алюминия: железо, кремний, медь, мар­ганец, цинк, титан.
Механические свойства алюминия высокой чистоты: _в = 50 МПа;  = 50 %. Его основным потребителем является электротехническая промышленность. Алюминий технической чистоты используется для получения сплавов и производства деформированных АД, АД1 (буква «Д» – деформированный) полуфабрикатов: листов, профилей, прутков, проволоки и т. п.
Механические свойства прокатанного и отожженного алюминия АДМ («М» – мягкий): _в = 80 – 90 МПа;  = 35 – 40 %; НВ20 – 25. При холодной пластической деформации (на­клепе) прочность и твердость технического алюминия АДН («Н» – нагартованный) повышаются (_в = 160 – 170 МПа; НВ40 – 45), а пластичность снижается ( = 6 %). Отжиг для снятия наклепа и восстановления пластичности проводится при температуре 350°С.
Сплавы алюминия классифицируются по технологии изготовления изделий: деформируемые, спе­ченные (порошковые) и литейные. Деформируемые делятся на не упрочняемые термической обработкой (однофазные) и упрочняемые термической обработкой (многофазные). Ли­тейные сплавы могут упрочняться термической обработкой.


4.1.1. Деформируемые сплавы алюминия