Оптимизация состава сплавов

Определение оптимального состава нового сплава производится с использованием методов математического планирования экспериментов.

При помощи математических моделей можно построить номограммы зависимостей исследуемых свойств от химического состава, по которым легко найти пределы содержания легирующих элементов, обеспечивающие требуемый уровень свойств, или определить,

какие свойства будет иметь сплав при данном составе. Если по какимто свойствам изученная область составов сплава не обеспечивает требуемый уровень, то проводится поиск оптимального состава сплава методом крутого восхождения.

Следует отметить, что составы некоторых давно применяемых сплавов также требуют уточнения (оптимизации). Опыт практической работы со многими литейными сплавами показывает, что при определенных соотношениях концентраций легирующих элементов фактические свойства существенно отличаются от свойств, заявленных в нормативном документе. Встречаются такие случаи, когда состав сплава отвечает требованиям стандарта, а одно или несколько свойств не удовлетворяют требованиям того же стандарта. Рассмотрим подобную ситуацию на следующем примере. На многих заводах, где использовали литейную латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2, при испытаниях механических свойств относительное удлинение часто оказывалось ниже допустимого значения 7 %. Отливки изза несоответствия механических свойств приходилось отправлять на переплавку.

Состав латуни по ГОСТ 17711–93 следующий: 64–68 % Cu, 4–7 % Al, 2–4 % Fe, 1,5–3,0 % Mn, остальное – Zn. Для выяснения степени влияния легирующих элементов на механические свойства произвели корреляционный анализ выборки (n = 100) из журнала регистрации производственных плавок латуни на одном машиностроительном заводе. Оказалось, что статистически значимое влияние на прочность σв, МПа, и пластичность δ, %, оказывали только медь и алюминий.

  • Читать все новости