Cплавы на основе меди.

Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни.

Бронзы - это сплавы меди с оловом (4 - 33% Sn хотя бывают без оловянные бронзы), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой и фосфором (ГОСТ 493-79, ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78).

Латуни - это сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80).

Медные сплавы предназначены для изготовления деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием - сплавами, обрабатываемыми давлением.

Обозначения медных сплавов.

Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие кол-во элемента в процентах.

Приняты следующие обозначения компонентов сплавов:

Обозначения компонентов

А алюминий Al

Мц марганец Mn

С свинец Pb

Б бериллий Be

Мг магний Mg

Ср серебро Ag

Ж железо Fe

Мш мышьяк As

Су сурьма Sb

К кремний Si

Н никель Ni

Т титан Ti

Кд кадмий Cd

О олово Sn

Ф фосфор P

Х хром Cr

Ц цинк Zn

Примеры условных обозначений:

БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu ("Л указывает, что сплав литейный);

ЛЦ40Мц3Ж - латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, остальное Cu

Бр0Ф8,0-0,3 - бронза на ряду с медью содержащая 8% олова и 0,3% фосфора;

ЛАМш77-2-0,05 - латунь содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055% мышьяка, остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первое число указывает на содержание меди).

В несложных по составу латунях указывают только содержание в сплаве меди:

Л96 - латунь содержащая 96% Cu и ~ 4% Zn (томпак);

Лб3 - латунь содержащая 63% Cu и - 37% Zn

Алюминий и его сплавы.

Алюминий - легкий металл, обладающий высокими тепло- и электропроводностью, стойкий к коррозии. В зависимости от степени чистоты первичный алюминий согласно ГОСТ 4784-74 бывает особой (А999), высокой (А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, АО и др.). Алюминий маркируют буквой А и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0% Al; буква Е обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния.

А999 - алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999% Al

А5 - алюминий технической чистоты в котором 99,5% алюминия.

Сплавы на основе алюминия.

Алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые и литейные. Те и другие могут быть не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой, штамповкой.

Их марки приведены в ГОСТ 4784-74.

К деформируемым алюминиевым сплавам не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы Al-Mn и AL-Mg: Aмц; АмцС; Амг1; АМг4,5; Амг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы, входящие в состав сплава компонентов и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в процентах. К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюмины, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного хим.состава. Дуралюмины маркируются буквой Д и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8.

Обозначения алюминиевых сплавов.

Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами АД и условным обозначением степени его чистоты:

АДоч (>=99,98% Al), АД000 (>=99,80% Аl), АД0 (99,5% Аl), АД1 (99,30% Al), АД (>=98,80% Аl).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 1583-89) обладает хорошей жидко-текучестью, имеет сравнительно не большую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются буквами АЛ с последующим порядковым номером:

АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛЗО.

Иногда маркируют по составу:

АК7М2; АК21М2, 5Н2,5; АК4МЦ6. В этом случае М обозначает медь. К - кремний, Ц - цинк, Н - никель; цифра - среднее % содержание элемента.

Из алюминиевых антифрикционных сплавов ГОСТ 14113-78 изготовляют подшипники и вкладыши как литьем так и обработкой давлением. Такие сплавы маркируют буквой А и начальными буквами входящих в них элементов:

А09-2, А06-1, АН-2,5, АСМТ. В первые два сплава входят в указанное количество олова и меди (первая цифра - олово, вторая - медь в %), в третий 2,7 - 3,3% Ni и в четвертый медь сурьма и теллур.

Титан и его сплавы.

Титан - тугоплавкий металл с невысокой плотностью. Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40%. Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить сложные отливки, но обработка резанием затруднительна. Для получения сплавов с улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом.

Обозначения титановых сплавов

Титан и его сплавы маркируют буквами ВТ и порядковым номером:

ВТ1-00, ВТЗ-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14.

Пять титановых сплавов обозначены иначе:

0Т4-0, 0Т4, 0Т4-1, ПТ-7М, ПТ-3В.

Магний и его сплавы.

Среди промышленных металлов магний обладает наименьшей плотностью (1700 кг/м3). Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры магний интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. Он обладает малой прочностью и пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется. Для повышения химико-механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий, цинк, марганец и другие легирующие добавки.

Магниевые сплавы подразделяют на деформируемые ГОСТ 14957-76 и литейные ГОСТ 2856-79.

Обозначения магниевых сплавов.

Первые маркируются буквами МА, вторые МЛ. После букв указывается порядковый номер сплава в соответствующем ГОСТе.

Пример:

МА1 - деформируемый магниевый сплав №1

МЛ19 - литейный магниевый сплав №19

Ниже приведены индивидуальные задания по расшифровке марок конструкционных материалов.

Свинец и свинцовые сплавы.

Свинец имеет довольно низкую теплопроводность, она составляет 35,1 Вт/(м·К), при температуре 0 °C. Металл мягкий, режется ножом, легко царапается ногтем. На поверхности он обычно покрыт более или менее толстой плёнкой оксидов, при разрезании открывается блестящая поверхность, которая на воздухе со временем тускнеет. Температура плавления — 600,61 K (327,46 °C), кипит при 2022 K (1749 °C). Относится к группе тяжёлых металлов; его плотность — 11,3415 г/см³ (20 °С). С повышением температуры плотность свинца падает. Предел прочности на растяжение 12-13 МПа (МН/м²).

Решётки для свинцовых аккумуляторов готовят из свинцовые сплавы, содержащих 6—9% Sb.

Дизельное топливо.

Дизельное топливо должно отвечать следующим требованиям:

Обладать хорошей прокачиваемостью;

Обеспечивать бесперебойную работу топливной аппаратуры;

Иметь оптимальную вязкость;

Обладать соответствующими низкотемпературными свойствами;

Обеспечивать хорошее распыливание, смесеобразование и испарение топлива, о также хорошее самовоспламенение, полное сгорание и мягкую работу без дымления.

Все это зависит от химического состава топлива, оцениваемого цетановым числом.

Топливо не должно вызывать повышенного нагарообразования, закоксовывания и зависания иглы распылителя. Склонность к нагарообразованию у дизельного топлива зависит от его химического состава.

Топливо не должно вызывать коррозии резервуаров, баков и деталей топливной аппаратуры. Коррозионность топлива напрямую зависит от наличия в химическом составе сернистых соединений.

Топливо должно быть стабильным при транспортировке и хранении.

Одним из важнейших показателей качества дизельного топлива являестя вязкость. От её величины зависит: однородность состава рабочей смеси, распыляемость и испаряемость топлива, надежность и долговечность топливной аппаратуры. Топливо малой вязкости хорошо распыляется, испаряется и сгорает, однако при работе на таком топливе повышается износ плунжерных пар ТНВД, а также увеличиваются утечки топлива через зазоры. При высокой вязкости топливо плохо распыляется, и ухудшается процесс сгорания.

Одной из важнейших характеристик топлива являются его низкотемпературные свойства. Эти свойства характеризуют подвижность топлива при отрицательных температурах. В ДТ содержатся парафиновые углеводороды, которые при положительной температуре находятся в растворенном состоянии, а при отрицательных температурах выкристаллизовываются. Низкотемпературные свойства ДТ оцениваются температурой помутнения и температурой застывания.

Температура помутнения температура при которой парафиновые углеводороды выкристаллизовываются, и в жидком топливе появляеся твердая фаза.

Температура застывания это температура при которой топливо теряет подвижность.

Для понижения температуры застывания на заводах проводят депарафинизацию, в результате этого температура застывания понижается до -30 С. Также для снижения температуры застывания в дизельное топливо добавляют тракторный керосин. При температуре от -20 до -30 следует работать на смеси 90 % ДТ и 10 % керосина. При температуре от -30 до -35С работают на смеси 75 % ДТ и 25 % керосина. При более низких температурах в топливо добавляются специальные присадки, разбивающие красталлическую решетку парафинов, либо используется предварительный подогрев топлива.

Коррозионные свойства топлива напрямую зависят от наличия в топливе сернистых соединений. Содержание серы в ДТ оказывает вредное влияние, при её сгорании образуется сернистый газ и сернистый ангидрид, которые при наличии паров воды, образуют сернистую и серную кислоты. Чем выше нагрузка двигателя, тем больше образуется сернистого ангидрида. Который вызывает повышенное нагарообразование, износ и коррозию деталей двигателя. При понижении рабочей температуры двигателя возрастает образование серной кислоты, а следовательно возрастает коррозионный износ. При воздействии сернистых продуктов на картерное маслополучаются смолистые продукты, которые образуют нагар. Изза наличия серы нагар становится очень твердым, что приводит к абразивному износу поршневой группы.

Маркировка дизельного топлива.

Из малосернистых нефтей выпускается топливо марок: ДЛ – дизельное летнее; ДЗ – дизельное зимнее; ДА – дизельное арктическое; ДС – дизельное специальное.

Из сернистых нефтей производятся: Л – летнее, З – зимнее; ЗС – северное; А – арктическое.

Топливо марок ЗС, А и ДА используют для холодной климатической зоны со средней температурой января от – 50 до -15 С;

Топливо марок З и ДЗ используется в умеренной и жаркой климатической зоне со среднемесячной температурой января от – 15 до +4С. Топливо марок Л и ДЛ используется только при положительной температуре. Летние марки топлива взаимозаменяемы между собой в летний период, зимние сорта взаимозаменяемы в зимний период.

Для тихоходных дизелей выпускаются сорта ДТ и ДМ. Применение этих сортов топлива возможно только при использовании предварительного подогрева.

Бензин.

Бензин должен обладать хорошими карбюрационными свойствами, образовывать однородную по составу горючую смесь, должен хорошо испаряться, обладать определенной плотностью и вязкостью. Кроме этого бензин должен обладать хорошими антидетонационными свойствами.

На детонацию топлива влияет: степень сжатия, чем выше степень сжатия, тем значительнее детонация; угол опережения зажигания, с уменьшением угла опережения детонация снижается; частота вращения коленчатого вала, с увеличением частоты вращения детонация снижается; состав рабочей смеси максимальная детонация наблюдается на обогащенной смеси; охлаждение двигателя, с повышением температуры двигателя детонация возрастает; влажность окружающего воздуха, увеличение влажности ведет к снижению детонации.

Показателем детонационной стойкости бензина является октановое число.

Для повышения антидетонационных свойств в бензины вводят специальные присадки – антидетонаторы.

В настоящее время выпускаются бензины А-76, А-80, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98 и «экстра».

ГЛАВА 3 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

§5 назначение и классификация двигателей внутреннего сгорания

ДВС предназначен для преобразования тепловой энергии, выделяемой в цилиндрах двигателя при сгорании топлива, в механическую энергию.