Механические свойства сплавов цветных металлов

Основные характеристики механических свойств сплавов цветных металлов

• E - модуль упругости - коэффициент пропорциональности между нормальным напряжением и относительным удлинением;
• G - модуль сдвига (модуль касательной упругусти) - коэффициент пропорциональности между касательным напряжением и относительным сдвигом;
• μ - коэффициент Пуассона - абсолютное значение отношения поперечной деформации к продолной в упругой области;
• σ_т - предел текучести (условный) - напряжение при котором остаточная деформация после снятия нагрузки составляет 0,2%;
• σ_в - временное сопротивление (предел прочности) - прочность на разрыв;
• δ - относительное удлинение - отношение абсолютного остаточного удлинения образца после разрыва к начальной расчётной длине;
• твёрдость (HB, HRC, HV).

Механический свойства алюминиевых сплавов

Для обозначения состояний деформируемых сплавов приняты следующие обозначения: М - мягкий, отожжённый; П - полунагартованный; Н - нагартованный; Т - закалённый и естественно состаренный; Т1 - закалённый и искусственно состаренный на высокую прочность; Т2 - закалённый и искусственно состаренный по режиму, обеспечивающему по сравнению с режимом Т1 более высокие значения вязкости разрешения и сопротивления коррозии под напряжением; Т3 - аналогично Т2 с улучшенными свойствами. Буква "ч" в обозначении марки сплава указывает на повышенную чистоту сплава (по содержанию примесей). Деформируемые алюминиевые сплавы подразделяются на не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

Механические свойства алюминиевых деформируемых сплавов

E = 70...72 ГПа, G = 27...28 ГПа, коэффициент Пуассона μ = 0,31...0,33.

Механические свойства титановых сплавов

Титан имеет следующие преимущества по сравнению с другими конструкционными металлами: малый удельный вес, высокие механические свойства в широком диапазоне температур, отсутствие хладноломкости и хорошую коррозионную стойкость. Прочностные и пластические свойства нелегированного титана определяются содержанием в нём примесей кислорода, азота и в меньшей степени углерода, железа и кремния. Особо прочный титан имеет предел прочности 251 МПа, предел текучести 104 МПа, относительное удлинение 72% (на расчетной длине 13 мм) при поперечном сужении 86,2%. По структуре титановые сплавы можно разделить на четыре группы. 1) Сплавы с α-структурой, к которым относится технический титан и сплавы на его основе системы титан - алюминий. Кроме алюминия эти сплавы могут содержать нейтральные элементы, такие как, олово и цирконий. Достоинствами этих титановых сплавов является их отличная свариваемость плавлением, хорошая пластичность и высокая прочность при криогенных температурах. 2) Двухфазные сплавы с преобладанием α-структуры, содержащие примерно 2% элементов из группы β-стабилизаторов; данные сплавы имеют более высокую технологическую пластичность. 3) Двухфазные сплавы, содержащие более 2% β-стабилизаторов, обладают хорошей пластичностью после отжига или закалки и высокой прочностью после закалки и старения. Свариваются хуже, чем сплавы первых двух групп, после сварки необходим отжиг, который можно совместить с режимом старения. Эти титановые сплавы имеют более высокую прочность при комнатной и повышенных температурах, чем сплавы первых двух групп. 4) Сплавы с преобладанием β-структуры благодаря кубической решётке очень пластичны при комнатной температуре, мало уступая техническому титану. Другим преимуществом сплавов этой группы является возможность достижения чрезвычайно высокого уровня прочности путём термической обработки.

E = 110...120 ГПа, G = 42...45 ГПа, коэффициент Пуассона μ = 0,31...0,34.

Механический свойства медных сплавов

Медные сплавы разделяются на две основные группы: латуни и бронзы.
Латуни - сплавы, легированные цинком. Различают простые и специальные латуни. Простые латуни (двойные сплавы) маркируют буквой Л, за которой следует содержание меди в процентах. В обозначении специальных латуней после буквы Л следуют заглавные буквы легирующих элементов и содержание меди в процентах, затем через тире - процентное содержание каждого легирующего элемента.
Бронзы - сплавы, легированные различными элементами за исключением цинка. Маркируют бронзы буквой Бр, в остальном повторяется система маркировки латуней. Сплавы, в которых основным легирующим элементом является никель, именуются медно-никелевыми и имеют специальные названия. Деформируемые медные сплавы поставляются в мягком (отожженном и закаленном), полутвердом (обжатие 10-30%), твердом (обжатие 30-50%) и особо твердом (обжатие более 60%) состояниях.
Сплавы на основе олова или свинца - баббиты, маркируются буквой Б, за которой следует цифра, обозначающая содержание олова в сплаве.

Механические свойства деформируемых латуней

E = 105...115 ГПа.

Механические свойства деформируемых бронз

E = 92...130 ГПа.

Механические свойства медно-никелевых сплавов

E = 120...145 ГПа.