Магній і його сплави
В ряду технічних легких металів (Al, Be, Mg, Ti) найбільш легким є магній. Його щільність - близько 1740 кг / м3, Температура плавлення 651?С. Він володіє ГПУ кристалічною решіткою. Mg - активний метал, енергійно взаємодіє з киснем повітря. Тонка плівка оксиду MgO при температурі нижче 450 ?З оберігає поверхню від подальшого оксидування, однак, при більш високих температурах захисні властивості оксиду порушуються, і при 623 ?З магній згоряє сліпуче білим полум'ям. Магній має досить низьким, особливо в литому стані, комплексом механічних властивостей (?в= 100 ... 120 МПа; ?0,2= 20 ... 30 МПа; ? = 6 ... 8%; НВ = 300 МПа; Е = 45 ГПа). Міцність значною мірою залежать від зернистості і дефектності литої структури. Низька пластичність Mg пояснюється тим, що в металах з гексагональної кристалічною решіткою при температурі, близькій до кімнатної, ковзання відбувається тільки по базисних площинах і лише при нагріванні з'являються додаткові площини ковзання і двійникування.
Для зміцнення магнієвих сплавів широко використовується ефект твердіння з виділенням дисперсних фаз типу Mg4Al3, MgZn2 і ін., що протікає при штучному старінні загартованих сплавів. Дифузійні процеси в магнієвих сплавах протікають надзвичайно повільно, тому операції термообробки мають більшу тривалість (час витримки при температурі гарту доходить до 24 год.). Охолодження при загартуванню ведуть в гарячій воді або на повітрі.
Основні види термічної обробки мають певні умовні позначення. Відпал позначають Т2, загартування - Т4, загартування і старіння для отримання максимальної твердості - Т6, загартування і стабілізуючий відпустку - Т7 і т. Д. Наприклад, МА11Т4 означає деформується магнієвий сплав МА11, підданий загартуванню.
За технологією виготовлення магнієві сплави підрозділяють на ливарні и деформуються (Ливарні маркують літерами МЛ, деформуються - МА). По застосуванню сплави класифікують на конструкційні (Більшість сплавів) і сплави зі спеціальними властивостями (Наприклад, МА17 застосовують для виготовлення звукопроводу ультразвукових ліній затримки). За щільністю сплави підрозділяють на легкі и надлегкі. До легких відносяться сплави, леговані літієм (МА18, МА21), інші - легкі. Сплави, леговані значною кількістю ітрію (ІМВ5, ІМВ7) відрізняє висока міцність і пластичність при температурах вище 250?С.
Сплави кольорових металів широко застосовуються в якості антифрикційних (підшипникових) матеріалів. Вони мають гетерогенною структурою, що складається з м'якої основи з рівномірно розподіленими включеннями твердих частинок (бабіти, ряд сплавів на основі міді, цинку антифрикційні сплави) або з твердої основи і м'яких включень (свинцюваті бронза, олов'янистими алюміній).
Бабіти, наприклад, Б83, Б18, БКА - сплави на основі олова (Б83) або свинцю (Б16 - з добавкою Sn, БКА - безоловяністий). Застосовують бабіти для виготовлення вкладишів підшипників ковзання швидкохідних важконавантажених машин (Б83, Б88), автомобільних моторів (Б16), підшипників вагонів (БКА, БК2).
Алюмінієві підшипникові сплави, наприклад АО9-2, АО20-1, працюють в умовах високої енергонапряженності (при високому тиску і швидкостях ковзання).
Трохи поступається по антифрикційним властивостям алюмінієвих сплавів свинцюваті бронза БрС30. Бронзу О5Ц5С5, латунь ЛЦ16К4 і ін. Застосовують як антифрикційні матеріали при невисоких швидкостях ковзання (1 ... 3 м / с).
Антифрикційні матеріали на основі заліза
Основні завдання, що виникають при заміні литих антифрикційних матеріалів порошковими, такі: заміна традиційних підшипникових сплавів, що містять в собі дефіцитні метали (олово, сурму, свинець та інші), на менш дорогі і недефіцитних при одночасному задоволенні необхідних вимог; отримання при малому коефіцієнті тертя високої зносостійкості; забезпечення при роботі самосмазиваемості, швидкої прірабативаемості, а також подовження терміну служби при звичайних температурах, малих і середніх швидкостях ковзання і тисках, при кріогенних і високих температурах і швидкостях ковзання понад 100 м / с і тисках понад 10 МПа. При роботі в корозійних середовищах вони повинні бути корозійностійким, а при високих температурах мати підвищену окаліностойкостью. Забезпечення поставлених вимог здійснюється шляхом створення антифрикційних матеріалів, на основі заліза, кольорових металів, твердих сплавів, корозійностійких матеріалів.
В даний час антифрикційні порошкові матеріали на основі заліза знаходять широке застосування при виготовленні підшипників ковзання в автомобільному і сільськогосподарському машинобудуванні, в легкій і текстильному машинобудуванні, приладобудуванні і т. Д.
Антифрикційні чавуни
Антифрикційні чавуни мають низький коефіцієнт тертя і задовільною стійкістю проти зносу. Вони застосовуються для підшипників, втулок і подібних деталей в якості замінників бронзи при легких умовах роботи. В виходять на поверхню деталі графітних гніздах масло затримується, що покращує умови мастила.
Антифрикційні чавуни виготовляються по ГОСТ 1518-85. Стандартні марки: антифрикційних чавунів позначаються трьома буквами і умовним номером: АЧС-15, АЧК-2, АЧВ-1. Буквена частина марки означає: АЧ - антифрикційний чавун, С - сірий чавун (з пластинчастим графітом), К - ковкий чавун (з пластівчастим графітом), В - високоміцний чавун (з кулястим графітом). Приклад маркування виливки: "Відливка АЧС-1 ГОСТ 1518-85". Залежно від марки антифрикційні чавуни мають перлітною, перлито-феритної, феритної і аустенитную металеву основу. Для отримання заданої металевої основи чавуни легують хромом, міддю, нікелем, титаном, сурмою, марганцем, алюмінієм, свинцем і іншими елементами в різних поєднаннях і співвідношеннях.
За ГОСТ 1518-85 виготовляють такі антифрикційні чавуни: АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2.
Підшипник антифрикційних чавунів успішно працюють в різних умовах: в парі з валом, в вузлах тертя з температурою до 300 °C, При підвищених окружних швидкостях і т.п.