Порядок выполнения работы. 1. Ознакомиться с химическим составом, структурой, термообработкой, свойст­вами и применением ZK60A

1. Ознакомиться с химическим составом, структурой, термообработкой, свойст­вами и применением ZK60A.

Существует только один промышленный зарубежный деформируемый сплав на основе системы Mg – Zn. Этот сплав ZK60A, содержащий магний, 6% Zn и 0,7% Zr; применяется для деталей, подвергаемых штамповке выдавливанием и ковке[4].

Для магниевых сплавов приняты следующие обозначения термических обработок по АSTM: F – в состоянии поставки; Т5 – обработка F + искусственное старение; Т4 термическая обработка на однофазный твердый раствор; Т6 – обработка Т4 + искусственное старение; Т8 обработка Т4 + холодная деформация + искусственное старение. Свойства сплавов, в состав которых входят магний, от 0,1 до 6,7 % Zn и 0 – 0,7 % Zr, после штамповки детально исследованы.

На Красноярский металлургический завод от поставщика поступают круглые слитки Ø 260мм и длиной 2000 мм сплава ZK 60A различных плавок. Их химический состав приведен в таблице 6.3

Таблица 6.3

Химический состав сплава ZK60A,% (масс.) по ASTM В275

Структуру сплава ZK60А необходимо изучить, используя диаграммы, приведенные на рисунках 6.3-6.4.

Рисунок 6.3 – Диаграмма состояния системы магний – цинк[6,7]

Из диаграммы, приведенной на рисунке 6.3 видно, что при 342°С происходит перитектическая реакция Ж + MgZn → Mg₇Zn₃. При 340°С образуется эвтектика по реакции Ж → Mg+Mg₇Zn₃. При 325°С идет эвтектоидной превращение Mg₇Zn₃ → Мg + MgZn.

Рисунок 6.4 – Фазовая диаграмма системы Mg – Zn – Zr [5]

В сплавах Mg-Zn-Zr по данным [7] идентифицированы следующие фазы: MgZn, Mg₇Zn₃, Zn₂Zr₃ , ZnZr, (Zn,Mg)₂Zr и Zn₂(Mg,Zr).

В кузнечно – прессовом цехе КраМЗа из полученных слитков вырезают заготовки Ø260×210 мм, которые после гомогенизации подвергают горячей объемной штамповке и искусственному старению. В результате получают диски мотоциклетных колес, которые затем отправляют заказчику. Ниже дана последовательность технологических операций, применяемых в цехе.

1. Нагрев заготовок Ø260×210 мм: Т_нагр. = 380 – 390º С, время выдержки 8 часов, перевести температуру задания на 320°С. Время нахождения заготовок в печи после снижения температуры задания не менее 4 часов.

2.Редуцирование Т_деф =320°С - 290°С. Получение заготовок диаметром 240 мм.

3. Нагрев: Т_нагр. =320 – 380ºС, время выдержки не менее 6 часов.

4. Осадка Н=130 – 10 мм.: Т_деф.=380 – 280°С.

5. Нагрев: Т_нагр. = 320 – 380ºС, время выдержки 3,5 часа.

6. Штамповка окончательная: Т_деф.=380 – 280°С.

7. Старение: Т_нагр.=165 – 175ºС, время выдержки 16 часов.

8. Всесторонние исследования.

9. Отправка заказчику.

На рисунке 6.5 приведена схема диска мотоциклетного колеса.

Рисунок 6.5 – Схема диска мотоциклетного колеса

В табл. 6.4 приведены соответствующие данные, ясно показывающие влияние продолжительности и температуры старения на механические свойства сплава ZK60A после штамповки выдавливанием.

Таблица 6.4

Свойства сплава Mg+5,7% Zn+0,7% Zr после штамповки выдавливанием [4]

На Каменск – Уральском металлургическом заводе (КУМЗ) идет освоение новой номенклатуры продукции из высокопрочного магниевого сплава ZK60A, используемого для выпуска деталей авиационной и ракетной технике.

Сплав МА14, производимый ВИЛСом имеет σ_в=260 – 340 МПа, σ _0,2 = 190 – 270 МПа, δ =4 – 12 %.

2. Ознакомиться с технологией отжига-гомогенизации и обосновать режимы термичес­кой обработки сплава ZK60A: температура, время выдержки, скорость охлаждения.

3. Измерить твердость НRВ сплава ZK60A в исходном состоянии. Изучить микроструктуру с помощью микроскопа МИМ–8.

4. Приготовить шлифы и изучить микроструктуру на образцах, подвергнутых отжигу- гомогенизации при 380°С в течение 1-12 ч.

5. Схематично зарисовать изученные микроструктуры.

6. Проанализировать полученные результаты. Сделать выводы по работе.

7. Оформить отчет.

8. Ознакомиться с контрольными вопросами и заданиями.

Поиск по сайту: