Химическая проверка материала поршня

[wagner]

Чтобы быть твёрдо уверенным в составе сплава, из которого изготовлен поршень, надо спектрограф.
Но ведь что то можно понять с помощью химического способа.

К примеру, у дедушки всегда есть под рукой состав для меднения, состоящий из медного купороса и серной кислоты.

Допустим у нас поршень из АМГ, куплен на базаре.

Алюминий с магнием весьма пластичный сплав, он относится к деформируемым сплавам. Для поршней этот сплав непригоден абсолютно. 20 км и бобышки расплющивает и размазывает. В цилиндре образуется чёрный налёт. Сам по себе чистый алюминий никак не прореагирует на купорос и слабый раствор серной кислоты. А вот магний сразу почернеет и начнётся бурная реакция.
Значит тот поршень, что сделан из АМГ почернеет и не замеднится.


Теперь рассмотрим поршень из Алюминия-меди-марганца, термоупрочнённого типа. То есть болванку этого материала нагревают, а потом дают очень медленно остыть. Это так называемая дюраль, марок Д1 или Д16 (Д16Т)
Дюраль тоже относится к деформируемым сплавам, твёрдости у неё недостаточно. Такой поршень прослужит 500 км, произойдёт истирание поверхности до критического зазора.

Что будет если поместить такой поршень в раствор купороса и кислоты?  Марганец прореагирует, медь. Скорее всего и этот поршень почернеет и не замеднится.

И наконец сплав АК, где есть кремний, алюминий, никель, медь, цинк.  АК это самый подходящий для поршней сплав. К примеру АК21.
Такие поршня меднятся через некоторое время, поверхность становится рябой, в мелкую точку. Видимо какие то крупинки полностью растворяются в кислоте.


Вот примерно такие умозаключения. Поправьте меня и поделитесь своими методиками.

[SEvg]

Только что прибыл домой, отрулив 600 км (Ярославль - Шереметьево - Ярославль) и пролетев 5000 км (Москва - Франкфурт - Москва) и все это - за 30 часов, посему сил отвечать нет, но завтра все расскажу, чесслов!

[Sphagnum]

Поправьте меня и поделитесь своими методиками.

навеску металла растворить, а дальше дробный качественный анализ (ну, особо бойкие и количественный могут провести). Вы что же Вагнер, думаете, что каждый раз, когда требуется провести качественный/количественный анализ, используют спектрограф? Да, используют, но только в серьезных, богатых конторах. Вообще спектрометрия (во всех ее видах) как рутинный метод анализа вошла в жизнь химиков сравнительно недавно - примерно в 80-х годах, а до этого всех спасал титрометрический анализ. А что касается Вашего случая, надо определить никель, именно он должен содержаться в правильном сплаве? Правильно я понял? Растворяем навеску металла в разбавленной серной кислоте кислоте (25-30%, при нагревании). Осадок фильтруем и промываем, растворяем в разбавленной азотной кислоте и проводим реакцию комплексообразования с раствором аммиака. Метод чуть точнее описанного Вами.

[Vinsent]

На любом крупном пункте приема лома есть ручной прибор для определения состава. Сам лично видел его работу. Там на экране выводится информация о процентном содержании элементов.

[Sphagnum]

На любом крупном пункте приема лома есть ручной прибор для определения состава. Сам лично видел его работу. Там на экране выводится информация о процентном содержании элементов.

У любого колхозника/огородника есть портативный прибор для количественного (!!!) определения ионов в почве и продуктах - сам видел, как измеряют. Вы наверное имеете ввиду искровые оптико-эмиссионные спектрометры или рентгеновские спектрометры, ну они же стоят как все приемная контора (~500-700к), если ее на органы распродать.

[omich]

[Vinsent]

Да примерно такой. У мелких скупщиков конечно нет таких. Как по вашему определить бронза или латунь? А если бронза то какая?

[omich]

Больше походит на бронзу, но что-то или прибор на этой фотке привирает или какой-то состав совсем свой. С таблицей бронз что-то совсем не сходится.

[Sphagnum]

Больше походит на бронзу, но что-то или прибор на этой фотке привирает или какой-то состав совсем свой. что-то совсем не сходится.

Этот "прибор" не проходил калибровку с того самого момента, как его желтолицые друзья слепили (да и тогда, наверное, его никто не калибровал). Для точного определения чего-либо в чем-либо необходимо калибровать прибор перед началом каждого рабочего дня (да-да и в журнал это заносить). В большинстве случаев, экспресс-анализаторы это ничто иное как обман трудящихся и способ выколотить из них деньги. Экспресс-анализаторы, как правило, используются для качественного анализа (в полевых, так сказать, условиях), а после этого отбирают образцы для точного лабораторного анализа. Нет, конечно есть точные портативные приборы для рентгенофлуоресцентного анализа, но, повторюсь, они стоит, как малоформатная квартира в Москве.

[SEvg]

Но ведь что то можно понять с помощью химического способа.

Что - то можно. Только толку от этого "что - то" нуль.
Во - первых надо знать чего же искать. И химию соответствующую применять. А ее ценник иной раз выше поршня фирменного, с гарантией качества.
Во - вторых, если, к примеру, в сплаве 2% какого - то элемента, то это не значит, что этот элемент находится в виде раствора в  алюминии. Он вполне даже так неплохо связывается с другими элементами, образую химические вещества, а реакция компонента в веществе может радикально отличатся от реакции чистого вещества. Как пример - сам же алюминий. Его оксид не берут кислоты, сам же он, в чистом виде - отлично с ними реагирует.
Что - то можно определить по виду, если знаешь чего определять. Ну например, чем меньше кремния - тем меньше блеска. Д16 вообще легко отличается внешне, если набить глаз.

[SEvg]

То есть болванку этого материала нагревают, а потом дают очень медленно остыть. Это так называемая дюраль, марок Д1 или Д16 (Д16Т)

С точностью до наоборот. Закалка подразумевает нагрев до высокой (на границе расплавления) температуры для распада интерметаллидов и окунание в чего - то холодное. Даже искуственное старение не подразумевает медленного остывания.

Подбивая итог - в домашних условиях все же лучше и проще ориентироваться на твердость. Как определять - да хоть куском другого поршня, из заведомо нормального материала, пытаясь поцарапать. Но это тоже требует навыка.
Особо продвинутым можно предложить заполировать фрагмент и рассматривать при увеличении хотя бы 50. При известной сноровке определить "что это" с вероятностью эдак 75% можно.

[SEvg]

Такие поршня меднятся через некоторое время, поверхность становится рябой, в мелкую точку. Видимо какие то крупинки полностью растворяются в кислоте.

Кремния первичного дофига, вот он то(его кристаллы)  и не меднится. На него чисто механически чего - то из раствора прилипнет, но через некоторое время отвалится, связи то нет.

[wagner]

Прочитал в журнале "Мото" что поршня на довоенных мотоциклах по инструкции надо было менять через 2000 км пробега.
Очевидцы пишут что на самом деле поршня меняли гораздо раньше.
Задумался.

Пока думал, решил увеличить диаметр цилиндра притиркой с 38 до 39 мм.



А процесс то не идёт! шкурка тут же заглаживается, цилиндр становится зеркальным (от шкурки 120!!!) А размер не изменяется.
Пробовал притирочные пасты. Далее сотых за пару часов работы не продвинулся.

Зато цилиндр от Ш58 притирается на ура, только успевай ловить десятки в плюс.
Значит чугуны то разные. Видимо для В50М замесили что то иное. Помню что там не только графит, но и хром добавляют.
Поэтому немного о теории, ведь поршень он не сам по себе, он в цилиндре работает.
Так что же такое чугун, во всём его разнообразии. Это он для нас чугун и латун, а на деле стопиисят марок и разновидностей, которые весьма сильно различаются по свойствам.

Применение серого чугуна обусловлено тем фактом, что в нем сочетаются высокая износостойкость и противозадирные свойства при трении с ограниченной смазкой, демпфирующая способность. Основная номенклатура изделий - это блоки, головки и гильзы цилиндров, крышки коренных подшипников двигателей, тормозные диски и диски сцепления, тормозные барабаны и другие детали, для которых серый чугун является оптимально технологичным и экономичным конструкционным материалом.

Блоки цилиндров карбюраторных и дизельных двигателей изготавливают из низколегированных чугунов марки СЧ20, СЧ25

В конструкции автомобильных дизельных, карбюраторных, а также тракторных двигателей широко применяют гильзы цилиндров из специальных легированных чугунов, чаще всего - фосфористые.

Для блоков и головок цилиндров тяжело нагруженных дизельных двигателей (автомобильных и судовых) применяют специальные легированные чугуны, а для головок цилиндров - высокоуглеродистые (более 3,5% С) легированные термостойкие чугуны.

Чугунные распределительные валы дизельных и карбюраторных двигателей (легированные чугуны марки СЧ 25 и СЧ 30) имеют высокую износостойкость и широко применяются в автомобилестроении. Легирование молибденом, хромом, никелем обеспечивает хорошую закаливаемость и прокаливаемость чугуна, и заданную глубину отбеленного слоя (в отбеленных кулачках). Высокая твердость и износостойкость кулачков достигаются либо за счет поверхностной закалки чугуна, в структуре которого (в носике кулачков) имеются игольчатые карбиды, либо за счет поверхностного отбела чугуна в кулачках при кристаллизации в контакте с холодильником. Отбеленные кулачки предпочтительны в тяжелых условиях работы.

Тормозные диски, барабаны и нажимные диски сцепления, работающие в условиях сухого трения с высокими скоростями скольжения должны обеспечивать в паре с фрикционной пластмассой стабильный коэффициент трения и износостойкость. При многократных циклах торможения, во время которых в контакте фрикционной пары выделяется тепло, а затем быстро отводится, на поверхности чугунной детали образуются термические трещины, снижающие прочность. Для тормозных барабанов и дисков средней нагруженности чаще всего применяют серый чугун марки СЧ20 или СЧ25. В условиях высокой нагруженности деталей, когда на поверхности трения образуются термические трещины, применяют специальные высокоуглеродистые термостойкие чугуны с повышенным уровнем легирования. Для наиболее тяжелых условий работы рекомендуется использовать перлитные чугуны с вермикулярным графитом*.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом используется во многих областях промышленности, все больше заменяя изделия из литой или кованной стали, а также серого и ковкого чугуна.

*Чугун с вермикулярным графитом обладает целым рядом специфических свойств по сравнению с серым. Вермикулярный графит имеет форму взаимосвязанных графитовых лепестков подобно пластинчатому графиту. Однако эти лепестки отличаются меньшей степенью неравноосности, меньшими размерами и округлой формой кромок. В целом, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что по одним показателям чугун с вермикулярным графитом близок к серому чугуну, а по другим - к чугуну с шаровидным графитом.

Какие выводы из всего вышеизложенного?  Они очень простые: "Ни хрена мы ничего про моторы не знаем".
Нам ещё итальянцы сказали, мотор жигулей будет нормально работать только при наличии гильз из чугуна выплавленного в Италии.
Кто у нас тут серьёзно занимается изучением материалов? Кроме Евгения.
А если даже и он знает, что он может изменить в существующем порядке вещей?

Это я  говорю для того, чтобы стало понятно, советский мопед от довоенного мотоцикла ресурсом поршневой сильно не отличался.
Но уже на В50М что то пытались изменить. Видимо с чугуном получилось, а с поршнями нет.

[linil]

А ещё есть термообработка чугуна. И не всегда запланированная, иной раз проглядели-и не притирается.

[SEvg]

Никто там ничего скорее всего отродясь не менял, все случайно получилось.
На самом деле, чтоб не рисовать трактат на сто тыщь знаков, попробую кратко.
Чугун - это такая противная вещь, которая даже при одинаковом химическом составе изделия может иметь совершенно разные свойства. Охлади его при литье чуть быстрее - получить и распишитесь в такой штуке как цементит (Fe3C), в простонародье именуемой "отбел", а эту гадость вообще ничего режущее  не берет. Если его немного - то поимеете просто фигово обрабатываемую деталь - видимо как раз Ваш, Григорий случай. И к прочности это никакого отношения не имеет. Например, легированный молибденом гильзовый чугуний имеет прочность на разрыв эдак под 35 Мпа, но при этом прекрасно обрабатывается (Саша (YPS) - подтверди, у тебя как раз такая была заготовка), зато отбеленное дерьмо типа СЧ 20  - не берет ни один алмаз.
Гильзы делают ТОЛЬКО из серого чугуна. Ни с шаровидным ни с вермикулярным графитом, а только пластинчатым, потому что остальные графиты по поведению в парах трения - абразивы. Идеалом, к которому стремятся все производители гильз - иметь структуру по ASTM типа А или В (кому не лень - погуглите), без свободных карбидов (тот самый цементит) с длиной пластинок графита 90 - 120 мкм.
Термообработка гильз (Закалка ТВЧ с слоем около 1 мм) - абсолютный анахронизм. Отказались от этого почти все в мире.
Проще найти материал правильный. Да и логика из серии "мотор должен работать в условиях пыльного карьера, в варианте когда какой - то м#дак не поставил или снял воздушный фильтр вообще" уже неактуальна.