LISOVSKY.tu1.ru / Кольорові метали і сплави
Кольорові метали поділяються на благородні, важкі, легкі і рідкісні.
До шляхетних металів відносять метали з високу корозійну стійкість: золото, платина, паладій, срібло, іридій, родій, рутеній і осмій. Їх використовують у вигляді сплавів в електротехніці, електровакуумної техніці, приладобудуванні, медицині і т.д.
До важких відносять метали з великою щільністю: свинець, мідь, хром, кобальт і т.д. Важкі метали застосовують головним чином як легуючі елементи, а такі метали, як мідь, свинець, цинк, почасти кобальт, використовуються і в чистому вигляді.
До легких металів відносяться метали з щільністю менше 5 грам на кубічний сантиметр: літій, калій, натрій, алюміній і т.д. Їх застосовують в якості розкислювачів металів і сплавів, для легування, в піротехніці, фотографії, медицині і т.д.
До рідкісних металів відносять метали з особливими властивостями. вольфрам, молібден, селен, уран і т.д.
До групи широко застосовуються кольорових металів відносяться Алюміній, титан, магній, мідь, свинець, олово.
Кольорові метали мають цілу низку дуже цінних властивостей, наприклад, високою теплопровідністю (алюміній, мідь), дуже малою щільністю (алюміній, магній), високу корозійну стійкість (титан, алюміній).
За технологією виготовлення заготовок і виробів кольорові метали діляться на деформуються і литі (іноді спечених).
Позначення легуючих елементів
Позначення легуючих елементів однакове у всіх кольорових сплавах:
МІДЬ І ЇЇ СПЛАВИ
Мідь належить до металів, відомим з глибокої давнини. Мідь має високу електро- і теплопровідністю (100% чиста мідь-еталон, то 65%-алюміній, 17% залізо), а також стійкістю проти атмосферної корозії. Завдяки високій пластичності мідь добре обробляється тиском (з міді можна зробити фольгу товщиною 0,02 мм), але ливарні властивості низькі. На властивості міді великий вплив мають домішки: все, крім срібла та берилію погіршують електропровідність і електропровідність.
Мідь широко застосовують для провідників електричного струму, різних теплообмінників.
Мідь маркуютьлітерою М, після якої стоїть цифра. Чим більше цифра, тим більше в ній домішок. Найвища марка М00- 99,99% міді, М4-99% міді.
У техніці застосовують 2 великі групи мідних сплавів: латуні і бронзи.
Al, Mn, Ni- підвищують механічні властивості і корозійну стійкість латуні. Свинець поліпшує оброблюваність різанням. Крем'янисті латуні мають гарну жидкотекучестью і зварюваністю. Олово підвищує корозійну стійкість латуней в морській воді.
Бронзою називається всякий мідний сплав, крім латуні. Це сплави міді, в яких цинк не є основним легуючим елементом. Загальною характеристикою бронз є висока корозійна стійкість і антіфрікционность (від анти- і лат. Frictio- тертя).
За хімічним складом поділяються на олов'яні і безолов'яні (спеціальні).
Олов'яні бронзи мають високі хутро. ливарними, антифрикційними властивостями, корозійну стійкість, оброблюваністю різанням, але мають обмежене застосування через дефіцитності і дорожнечі олова.
Спеціальні бронзи не тільки служать замінниками олов'яних бронз, але і в ряді випадків перевершують їх за своїми хутро. антикорозійним і технологічними властивостями:
- Алюмінієві бронзи - 5-11% алюмінію. Мають вищі механічні та антифрикційні властивості ніж у олов'яних, але ливарні властивості - нижче. Для підвищення механічних і антикорозійних властивостей вводять залізо, марганець, нікель (наприклад -БрАЖ9-4). З цих бронз Ізготавляются різні втулки, направляючі, дрібні відповідальні деталі.
- Беріллівие бронзи містять 1,8-2,3% берилію відрізняються високою твердістю, зносостійкістю і пружністю (наприклад -БрБ2, БрБМН1,7). Їх застосовують для пружин в приладах, які працюють в агресивному середовищі.
- Крем'янисті бронзи -3-4% кремнію, леговані нікелем, марганцем, цинком за механічними властивостями наближаються до сталей.
- Свинцюваті бронзи містять 30% свинцю, є хорошими антифрикційними сплавами і йдуть на виготовлення підшипників ковзання.
Алюміній і його сплави
Деформуються алюмінієві сплави
Залежно від можливості термічного зміцнення деформуються алюмінієві сплави поділяються на неупрочняемие і зміцнює термічною обробкою.
До сплавів, незміцнюючих т / о відносяться сплави Al c Mn (АМц1), і сплави Al c Mg (Aмг 2, АМг3). Цифра- умовний номер марки.
Ці сплави добре зварюються, мають високі пластичні властивості і корозійну стійкість, але невисокою міцністю, Упрочняются ці сплави нагартовка. Сплави даної групи знайшли застосування в якості листового матеріалу, використовуваного для виготовлення складної за формою виробів, одержуваної холодної та гарячої штампуванням і прокаткою. Вироби, одержувані глибокої витяжкою, заклепки, рами і т.д.
Сплави, зміцнюється т / о. широко застосовуються в машинобудуванні, особливо в літакобудуванні, тому що мають малий питому вагу при досить високих механічних властивостях. До них відносяться:
Дуралюміни- основні легуючі компоненти- мідь і магній:
Д1- лопаті повітряних гвинтів, Д16-обшивки, шпангоути, лонжерони літаків, Д17- основний заклепувальний сплав.
Високоміцні сплави- В95, В96- поряд з міддю і магнієм містять ще значну кількість цинку. Застосовують для високонавантажених конструкцій.
Сплави підвищеної пластичності і корозійної стійкості - АВ, АД31, АД33. Лопаті вертольотів, штамповані і ковані деталі складної конфігурації.
Ливарні алюмінієві сплави
Найбільш широко поширені сплави системи Al-Si- силуміни.
Силумін має поєднання високих ливарних і механічних властивостей, мала питома вага. Типовий силумін сплав АЛ2 (АК12) містить 10-13% Si, має високу жидкотекучестью, малою усадкою, стійкий проти корозії. Піддається загартуванню і старіння (АК7 (АЛ9), АК9 (АЛ4).
Цинк і його сплави
Цинк - метал з невеликою температурою плавлення (419 ° С) і високою щільністю (7,1 г / см 3). Міцність цинку низька (150 МПа) при високій пластичності.
Цинк застосовують для гарячого і гальванічного оцинкування сталевих листів, в поліграфічній промисловості, для виготовлення гальваніче¬скіх елементів. Його використовують як добавку в сплави, в першу чергу в сплави міді (латуні і т.д.), і як основу для цинкових сплавів, а також як друкарський метал.
Залежно від чистоти цинк ділиться на марки ЦВОО (99,997% Zn), ЦВО (99,995% Zn), ЦВ (99,99% Zn), ЦОА (99,98% Zn), Ц0 (99,975% Zn), Ц1 (99 , 95% Zn), Ц2 (98,7% Zn), ЦЗ (97,5% Zn).
Цинкові сплави широко застосовуються в машинобудуванні і поділяються на сплави для лиття під тиском, в кокіль, для відцентрового лиття і на антифрикційні сплави.
Основними легуючими компонентами цинкових сплавів є алюміній, мідь і магній.
Виливки з цинкових сплавів легко поліруються і сприймають гальванічні покриття.
Склад, властивості і застосування деяких цинкових сплавів:
ЦА4 містить 3.9-4.3% Al, 0,03-0,06% Mg, тимчасовий опір 250-300 МПа, пластичність 3-6%, твердість 70-90HB). Застосовується при литті під тиском деталей, до яких пред'являються вимоги стабільності розмірів і механічних властивостей.
ЦАМ10-5Л містить 9,0-12,4% Al, 4,0-5,5% Cu, 0,03-0,06% Mg, тимчасовий опір не менше 250 МПа, пластичність не менше 0,4%, твердість -не менш 100HB. З сплаву виготовляють підшипники і втулки металообробних станаков, пресів, що працюють під тиском до200-10000 Па.
ЦАМ9-1.5 містить 9,0-11,0% Al, 1,0-2,0% Cu, 0,03-0,06% Mg, тимчасовий опір не менше 250 МПа, пластичність не менше 1%, твердість не менше 90HB. Сплав застосовують для виготовлення різних вузлів тертя і підшипників рухомого складу.
Магній і його сплави
Магній - метал сріблясто-білого кольору. Відрізняється низькою щільністю (1,74 г / см 3), хорошою оброблюваністю різанням, здатністю сприймати ударні і гасити вібраційні навантаження.
Залежно від змісту домішок встановлені наступні марки магнію: Мг96 (99,96% Mg), Мг95 (99,95% Mg), Мг90 (99,90% Mg), магній високої чистоти (99,9999% Mg).
Магній хімічно активний метал, легко окислюється на повітрі, а при температурах вище 623 ° С запалюється. Чистий магній через низькі механічних властивостей (тимчасовий опір 100 - 190 МПа, відносне подовження 6 - 17%, твердість 30 - 40НВ) як конструкційний матеріал практично не застосовують. Його використовують в піротехніці, у хімічній промисловості для синтезу органічних сполук, в металургії різних металів і сплавів як раскислитель, відновник і легуючий елемент.
Сплави на основі магнію
Перевагою магнієвих сплавів є висока питома міцність. Межа міцності магнієвих сплавів досягає 250 - 400 МПа при щільності менше 2 грам на кубічний сантиметр. Сплави в гарячому стані добре куються, прокочуються і пресуються. Магнієві сплави добре обробляються різанням (краще, ніж стали, алюмінієві і мідні сплави), добре шліфуються і поліруються. Задовільно зварюються контактної і дугового зварювання в середовищі захисних газів.
До недоліків магнієвих сплавів поряд з низькою корозійну стійкість і малим модулем пружності слід віднести погані ливарні властивості, схильність до газонасичених, окислення і займання при їх приготуванні.
За механічними властивостями магнієві сплави підрозділяють на сплави невисокою і середньої міцності, високоміцні і жароміцні. по схильності до зміцнення за допомогою термічної обробки - на зміцнюючі й неупрочняемие.
Деформуємі магнієві сплави. У сплавах МА1 і МА8 основним легуючим елементом є марганець. Термічною обробкою ці сплави не зміцнює, мають гарну корозійну стійкість і зварюваність. Сплави МА2-1 і МА5 відносяться до системи Mg-Al-Zn-Mn. Алюміній і цинк підвищують міцність сплавів, надають хорошу технологічну пластичність, що дозволяє виготовляти з них ковані і штамповані деталі складної форми (крильчатки і жалюзі капота літака). Сплави системи Mg-Zn, додатково леговані цирконієм (МА14), кадмієм, рідкоземельними металами (МА15, МА19 і ін.) Відносять до високоміцних магнієвих сплавів. Їх застосовують для несваріваемих сильно навантажених деталей (обшивки літаків, деталей вантажопідйомних машин, автомобілів, ткацьких верстатів і ін.).
Ливарні магнієві сплави. Найбільше застосування знайшли сплави системи Mg-Al-Zn (МЛ5, МЛ6). Вони широко застосовуються в літакобудуванні (корпуси приладів, насосів, коробок передач, ліхтарі і двері кабін і т.д.), ракетній техніці (корпуси ракет, обтічники, паливні та кисневі баки, стабілізатори), конструкціях автомобілів, особливо гоночних (корпусу, колеса , помпи та ін.), в приладобудуванні (корпусу і деталі приладів). Внаслідок малої здатності до поглинання теплових нейтронів магнієві сплави використовують в атомній техніці, а завдяки високій демпфирующей здібності - при виробництві кожухів для електронної апаратури.
Більш високими технологічними та механічними властивостями володіють сплави магнію з цинком і цирконієм (МЛ 12), а також сплави, додатково леговані кадмієм (МЛ8), рідкоземельними металами (МЛ9, МЛ10). Дані сплави застосовують для навантажених деталей літаків і авіадвигунів (корпусів компресорів, картерів, ферм шасі, колонок управління і ін.).
Магнієві сплави піддаються таким видам термічної обробки: Т1 - старіння, Т2 - отжиг, Т4 - гомогенізація і гарт на повітрі, Т6 - гомогенізація, гарт на повітрі і старіння, Т61 - гомогенізація, гарт в воду і старіння.
Всі питання, зауваження можна надсилати через модуль зворотного зв'язку. Прохання повідомити про знайдені помилки і неточності. Заздалегідь дякуємо. Назад I На головну