Конструкционные порошковые материалы
Тяжелонагруженные динамическими нагрузками детали изготавливают из порошков углеродистых и легированных сталей и сплавов цветных металлов с пористостью не более 2%. В этом случае проводят холодное прессование, спекание, горячее штампование, горячее прессование или химико-термическую обработку. С увеличением плотности одновременно возрастают пластичность и ударная вязкость. Изменяя пористость… Читать ещё >
Конструкционные порошковые материалы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Конструкционные детали являются наиболее распространенным видом продукции порошковой металлургии. Учитывая почти полное отсутствие отходов, они имеют минимальные стоимость и трудоемкость. Различают конструкционные порошковые материалы общего назначения, заменяющие обычные углеродистые и легированные стали, чугуны и цветные металлы, и материалы, обладающие специальными свойствами — высокой износостойкостью, твердостью, жаропрочностью, коррозионной стойкостью, специфическими магнитными и электрическими характеристиками. В зависимости от условий нагружения различают мало-, среднеи тяжелонагруженные детали, которые в свою очередь делятся на тяжелонагруженные статическими и динамическими усилиями.
Чем выше требования по прочности, тем меньше должна быть пористость металла. Порошковые детали делятся на четыре группы по плотности (пористости).
Тяжелонагруженные статическими усилиями детали изготавливают из порошков углеродистых или легированных сталей и цветных сплавов. Пористость материала не должна превышать 9%. Изделия получают холодным прессованием и спеканием с последующим дополнительным горячим и холодным штампованием или горячим прессованием. Применяют также пропитывание легкоплавкими металлическими расплавами с последующей термической обработкой.
Тяжелонагруженные динамическими нагрузками детали изготавливают из порошков углеродистых и легированных сталей и сплавов цветных металлов с пористостью не более 2%. В этом случае проводят холодное прессование, спекание, горячее штампование, горячее прессование или химико-термическую обработку.
На рис. 3.1 показана зависимость относительной прочности порошковых материалов аотн = (опор/акомп)0 % от их относительной плотности ротн = (рпор/рКомп)Ю0% при различных технологических процессах формообразования, где опор, рпор — прочность и.
Рис. 3.1. Зависимость относительной прочности порошковых конструкционных материалов от их относительной плотности и технологии формообразования:
/ — статическое холодное прессование;
2 — высокоскоростное холодное прессование; 3 — горячее штампование плотность порошковых материалов; окомп, ркомп — прочность и плотность спрессованных материалов.
С увеличением плотности одновременно возрастают пластичность и ударная вязкость. Изменяя пористость, можно регулировать плотность и механические свойства, подбирать материалы с заданным уровнем свойств для конкретных условий работы изделий.
Порошковые стали по механическим свойствам могут не уступать литым и кованым сталям соответствующего состава. Так, мартенситно-стареющие стали, при повышении содержания титана до 3% имеют предел прочности до 2 000 МПа.
Основой для получения порошковых коррозионно-стойких материалов обычно служат порошки сталей и сплавов определенного состава.
Перспективно использование порошков титана и его сплавов для изготовления тяжелонагруженных деталей. Высокие механические свойства порошковых изделий на основе титана (о" = = 650…900 МПа, р = 8… 16%) позволили применить их для изготовления шатунов автомобильных двигателей. Это дало возможность существенно уменьшить массу, снизить инерционные силы и повысить мощность двигателя. Из порошков титана организовано серийное производство таких деталей, как втулки, крышки, трубы для химического и пищевого машиностроения, приборостроения и др.