materiale neferoase

7/24/2019 materiale neferoase

1/6

11

Lucrarea nr. 2

MATERIALE NEFEROASE

1. OBIECTUL LUCRRII

Materialele neferoase, alturi de cele feroase, sunt utilizate ntr-o proporie

mare n industrie, datorit proprietilor specifice pe care acestea le ofer. Materialele

neferoase cele mai utilizate n industrie pot fi clasificate astfel:

- metale i aliaje uoare (aluminiu i aliajele sale, magneziu i aliajele sale);

- cupru i aliajele sale;

- zinc i aliajele sale.

n lucrare se prezint grupele de materiale neferoase mai des ntlnite,

insistndu-se asupra principalelor proprieti care le caracterizeaz.

2. NOIUNI TEORETICE

2.1 Aluminiu i aliaje de aluminiu

Dintre aliajele uoare, aluminiul este cel mai utilizat material neferos, printre

altele i datorit faptului c este cel mai rspndit metal din scoara terestr (8 % din

scoar, fa de 5 % Fe). Simbol: Al.

Proprieti mecanice: se prezint n tabelul 1.

Tabelul 1

ProprietimecaniceStarea materialului

Turnat Laminat Deformat la rece

Nerecopt Recopt

Rm [daN/mm2] 9-12 7-9 15-25 8-11

Rp0,2[daN/mm2] - - 12-24 5-8

A [%] 25-18 35-25 7-3 40-32

HB 24-32 24-15 40-55 15-25

modulul de elasticitate: 70x103N/mm2.

Proprieti fizice:

potenialul termo-electric: +0,37+0,41 mV/100 0C;


2/6

12 Lucrarea 2

densitatea: 2,7 g/cm3;

temperatura de topire: 6600C (la presiunea de 1 bar = 105Pa);

temperatura de fierbere: 22700C (la presiunea de 1 bar = 105Pa);

conductivitatea termic: 204 W/(m

K);

rezistivitatea electric: 0,026 mm2/m;

conductivitatea electric: 35 m/(mm2);

Proprieti chimice:

numrul atomic: 13

greutatea atomic: 26,98

valena: 3

rezistent la coroziune n aer, ap dulce, acid carbonic i compui ai azotului,

sulfuri, compui organici. Este atacat de ap srat, muli acizi minerali, baze, sod,

mortar i beton.

Proprieti tehnologice: turnabilitate bun, plasticitate bun la rece i la cald.

Proprietile mecanice i tehnologice ale aluminiului pot fi mbuntite prin

aliere cu Cu, Mg, Zn, Mn, Si Ni, Fe.

Principalele proprieti ale unor aliaje de aluminiu, precum i influena

compoziiei chimice, a modului de prelucrare i a tratamentelor termice asupra acestor

proprieti se prezint n tabelul 2.

2.2 Cupru i aliaje de cupru

Cupruls-a impus n tehnic datorit proprietilor deosebite pe care le posed:

plasticitate ridicat (datorat reelei cubice cu fee centrate), conductivitate electric i

termic ridicate, o bun rezisten la coroziune. Are culoare roie caracteristic i nu

prezint transformri polimorfice.


modulul de elasticitate: 128x103N/mm2.

Proprieti fizice:

potenialul termo-electric: +0,72+0,77 mV/1000

C;densitatea: 8,93 g/cm

3;



conductivitatea termic: 384 W/(m K);



Proprieti chimice:

numrul atomic: 29

greutatea atomic: 63,64


3/6

Lucrarea 2 13

valena: 1; 2

rezistent la coroziune n aer i gaze uscate, ap dulce, vapori de ap

supranclzii, unii acizi anorganici.

Tabelul 2

Proprieti Material Stare Rp0,2[daN/mm2]

Rm

[daN/mm2]

Z

[%]

Uorpre-

lucrabile

Rezistentela

coroziu

ne

Sudabile

Al 99,99

Al 99

m

dr

m

dr

2

8

3

10

4-5

9-12

8-10

16-20

97-99

85-90

88-92

75-85

M

ediu

pre-

lucrabile AlMg2

AlMg5

m

dr

mdr

6-10

16-22

11-1624-36

15-18

2028

24-2828-38

60-65

40-50

55-6035-40

Dificil

p

relucrabile

AlMg0,5Si0,5

AlMg1,5Si1,5

Dc

tt

+dr

dc

tt

8-14

-

16-30

-

10-16

-

26-33

16-18

19-21

25-30

25-30

16-18

26-29

32-35

65-70

70-75

40-60

-

55-65

45-50

35-45

Puinrezistentela

coroziune

Cunaltrezistenta

AlCu4Mg

AlCu4Mg1,5

m

+drm

+dr

-

27-35

--

29-40

-

23-25

38-40

4226-28

44-46

46-50

45-55

30-35

3025-33

25-33

25

AlZn6Mg2Cu1

AlZn8Mg3Cu3

35-48

64

50

60-70

-

-

Notaii: m-moale; dc- deformat la cald; dr- deformat la rece;- mbtrnit;

tt- tratat termic

Tabelul 3Proprietimecanice

Starea materialului

Turnat Laminat Deformat la rece

Nerecopt Recopt

Rm [daN/mm2] 17 26-27 40-50 20-24

A [%] 18 40-50 2-6 50

HB 35 40-53 100-125 35-50

Proprieti tehnologice: plasticitate bun la rece i la cald (la 700-950 0C).

Proprietile mecanice fiind sczute, cuprul se utilizeaz n industrie cu

precdere sub form de aliaje (alame sau bronzuri).


4/6

14 Lucrarea 2

Alamele sunt aliaje ale cuprului cu pn la 45% zinc, avnd proprieti

mecanice i tehnologice suficient de ridicate, precum i o bun rezisten la coroziune.


Tabelul 4

Marca aliajului Mod de

turnare

Rm

[N/mm2]

A

[%]

Duritate

HB

CuZn40PbT F

C

200

200

20

20

75

75

CuZn33Pb2T N

C

150

160

10

8

40

40

CuZn32PbSnT N

C

180

200

20

20

40

40

CuZn40PbSnT PC

280280

77

8080

CuZn40MnAlT C 350 15 100

CuZn40Pb2Mn2T C

N

350

250

8

10

80

70

CuZn35Mn2FeAlNiT C

N

400

350

10

15

90

80

Notaii: N-n amestec de formare; F-centrifugal;C-n forme metalice; P-sub presiune.

Modulul de elasticitate: 110x103N/mm2(pentru CuZn37).

Proprieti fizice(pentru CuZn37):



densitatea: 8,4 g/cm3;



conductivitatea termic: 113 W/(m K).

Proprieti tehnologice:maleabilitate cu att mai mare cu ct coninutul de

cupru este mai mare, turnabilitate bun, achiabilitate bun, sudabilitate bun.Bronzurile sunt aliaje ale cuprului cu staniu (bronzuri obinuite) sau alte

elemente de aliere - aluminiu, plumb, siliciu, mangan, beriliu, nichel .a. (bronzuri

speciale).


modulul de elasticitate: 93x103N/mm2(pentru CuSn12).

Proprieti fizice(pentru CuSn6):


conductivitatea electric: 20-25 m/(mm2

);densitatea: 8,8 g/cm

3;


5/6

Lucrarea 2 15



conductivitatea termic: 64 W/(m K).

Tabelul 5

Marca aliajului Mod de

turnare

Rm

[N/mm2]

A

[%]

Duritate

HB

Bronzuri cu staniu

CuSn14 A

M

2

0

230

2

1

75

80

CuSn12 A

M

220

250

7

5

80

90

CuSn10Zn2 AC

TC

220260

260

107

7

6575

75

CuSn6Zn4Pb4 A

C

TC

180

200

200

8

6

6

60

70

70

CuSn5Zn5Pb5 A

M

C

TC

180

200

230

230

12

10

8

8

60

65

65

65

Bronzuri cu aluminiu pentru turntorieCuAl9T N

C

F;TC

340

390

390

15

16

16

80

90

90

CuAl10Fe3T N

C

F;TC

440

490

490

10

12

12

90

100

100

CuAl10MnT N

C

F;TC

440

490

490

12

12

12

90

100

100

Bronzuri cu aluminiu deformabile

CuAl10Fe3 - 54 12 110CuAl9Mn2 - 44 20 100

Observaii: A- n amestec; M- n forme metalice; C- centrifugal; TC- continu.

Proprieti chimice: bun rezisten la coroziune.

Proprieti tehnologice: turnabilitate bun (cea mai bun o au cele cu staniu),

deformabilitate bun (mai ales cele cu aluminiu), achiabilitate bun (mai ales cele cu

beriliu sau plumb), sudabilitate corespunztoare.


6/6

16 Lucrarea 2

3.DESFURAREA LUCRRII

3.1Din diversele piese puse la dispoziie, se vor alege cele confecionate din:

a)

aluminiu;b)

b) alam;

c) c) bronz.

3.2Se va msura duritatea unei epruvete din aluminiu nealiat (Al 99) i apoi

duritatea unei epruvete din aliaj de aluminiu (DURALUMINIU - AlCuMgMn) i se

vor trage concluzii privind influena elementelor de aliere asupra proprietilor

mecanice ale aluminiului.

3.3 Studiindu-se materialele prezentate n lucrare, se vor alege cele potrivite

pentru executarea urmtoarelor piese:

a) roat dinat mediu solicitat d.p.d.v. mecanic, elaborat prin turnare, cu

rezisten la uzare i la coroziune;

b) lagr cu alunecare (cuzinet), funcionnd la turaii ridicate i presiuni

sczute, elaborat prin turnare, cu rezisten la uzare i la coroziune;

c) carcas pentru cutie de viteze, cu greutate redus, mediu solicitat mecanic

pn la temperaturi de 280 0C, elaborat prin turnare;

d) piston pentru motor auto, puternic solicitat d.p.d.v. mecanic pn latemperaturi de 250 0C, cu greutate redus;

e) rezervor pentru avion, cu greutate redus, mediu solicitat d.p.d.v. mecanic la

temperaturi de -25 0C+120 0C, rezistent la coroziune, elaborat prin deformare

plastic la rece (ambutisare).

materiale neferoase

Documents