Цветные металлы и сплавы на их основе

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
МАГНИЙ
Магний – химический знак Mg
Относится к легким металлам.
Имеет ГПУ.
Коррозионная стойкость в сухом состоянии
Легко окисляется и самовоспламеняется
при повышении температуры
Низкая прочность σ = 100 МПа
Низкая пластичность δ = 7%;
Физические параметры:
Плотность ρ=1,7г/см3
Температура плавления
t пл = 651°С

МАРКИ ПРОМЫШЛЕННОГО МАГНИЯ
Мг1 - 99,92% магния
Мг2 – 99,65% магния
Производят:
Сплавы магния с алюминием и цинком (механические свойства)
Сплавы магния и титана (измельчение зерна)
Сплавы магния и марганца (повышает коррозионную стойкость)

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Магниевые сплавы (основной легирующий элемент Al, Zn)
Деформируемые Литейные
Маркировка: МА2 Маркировка: МЛ4
Упрочняют:
Отжиг при t=340-400°С Отжиг при t=200-250°С
Охлаждении на воздухе.
Выдержка 3-12 часов Закалка при t=380-415°С
Выдержка 10-16 часов
↑пластичность ↑пластичность
↓прочность
Основное преимущество – легкость, хорошая обрабатываемость резанием и свариваемость, поэтому применяют в авиа- ракето- и машиностроении. Низкая коррозионностойкость.

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ.
ИЗДЕЛИЯ ИЗ МАГНИЕВЫХ И АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
АЛЮМИНИЙ
Алюминий – металл серебристого цвета; химический знак Al (ГЦК). Относится к легким металлам.
Сравнительно высокая:
Электропроводность;
Теплопроводность;
Пластичность δ = 40%;
Коррозионная стойкость.
Низкая:
Прочность σ = 80 МПа;
Твердость 25 НВ.
Физические параметры:
Плотность ρ=2,7г/см3
Температура плавления t пл = 659°С

МАРКИ ПРОМЫШЛЕННОГО АЛЮМИНИЯ
А00 – 99,7% алюминия фольга
А0 – 99,6 % алюминия покрытия
А1 – 99,5 % алюминия чушковый
А2 – 99,0 % алюминия материал для
А3 – 98,0 % алюминия производства

Алюминиевые сплавы
Деформируемые Литейные
ГОСТ 4784-97 ГОСТ 1583-93
- прессованные
- катанные - кованные
Упрочняемые Неупрочняемые
термообработкой термообработкой

АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ: ДЕФОРМИРУЕМЫЕ, УПРОЧНЯЕМЫЕ ТО
Дюралюминий
Al+Cu(4%)+Mg(0,5%)+
+Mn(0,5%)+Si(<0,7%)+Fe(<0,7%)
Маркировка: ГОСТ 4784-97 Д1, Д16
σв=400-440МПа; σ0,2=240-330МПа; δ=20-18%
Хорошо деформируется в холодном и горячем состоянии (втулки кранов, шпиндели, гайки, обшивка, каркасы самолетов).
Ковочные сплавы алюминия (состав, как у Д1)
Маркировка: АК6 ГОСТ4784-97
σв=400МПа; σ0,2=300МПа; δ=12%
Лопатки компрессоров, крыльчатки
Высокопрочные сплавы Al содержат кроме Cu, Mg ещё и Zn (до10%)
Маркировка: В (В95, В96) σв=540-750МПа; σ0,2=470-720МПа; δ=10-7%

АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ: ДЕФОРМИРУЕМЫЕ, НЕ УПРОЧНЯЕМЫЕ ТО
К ним относят сплавы на основе алюминия и марганца (Mn) АМг1, АМг6 (ГОСТ 4784-97)
Низкая прочность σв=340МПа; σ0,2=170МПа;
Высокая пластичность δ=20%;
Высокая коррозионная стойкость.
Применение: трубопроводы, ёмкости для жидкостей.

АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ - ЛИТЕЙНЫЕ
Сплавы системы Al+Si(10-13%)(силумины)
Маркировка АЛ2, АЛ12 (ГОСТ 1583-93)
↓ Литейную усадку
↑ высокую жидкотекучесть
механические свойства σв=260МПа; σ0,2=200МПа; δ=4%
Применяют: крышки и корпуса редукторов

ПРИМЕНЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ.
ТИТАН
Титан химический знак –Ti.
Физические параметры:
Плотность ρ=4,5 г/см3
Температура плавления
t пл = 1668°С
Аллотропные модификации
α- титан (ГПУ) β-титан (ОЦК)
t= 882°C
Свойства титана зависят от чистоты
↓ теплопроводность, электропроводность
↑коррозионная стойкость во многих агрессивных средах
Предел прочности σ = 300МПа
Относительное удлинение δ = 80%
При высокой t титан очень активен, либо растворяет либо образует химические соединения.

ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ. ПРЕИМУЩЕСТВА
сочетание прочности с пластичностью;
малая плотность и высокая удельная прочность;
жаропрочность (600-700°С);
коррозионная стойкость (конц.HNO3);
хорошие литейные свойства.

ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ
α- сплавы α+β – сплавы
Подвергают всем видам термообработки
Алюминий – основной легирующий элемент
↑ прочность
↑ жаропрочность
↓ вредное влияние водорода
↑ износостойкость

ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ
Маркировка: ВТ8, ВТ-14
Применение:
Авиационная и химическая промышленность, ракетостроение и других областях где можно использовать вышеперечисленные свойства.
Недостаток – плохая обрабатываемость режущим инструментом.

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ.
ИЗДЕЛИЯ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ.
МЕДЬ
Медь – химический знак Cu ГЦК
Высокая:
Электропроводность
Теплопроводность
Пластичность
Коррозионная стойкость
Физические параметры:
Плотность ρ= 8,9г/см3
Температура плавления t пл = 1083°С
Механические свойства:
Предел прочности 150-200МПа
Относительное удлинение холодное деформирование 25%, горячее деформирование 50%
Твердость 60НВ

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
МАРКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ МЕДИ
МО – 99,95% меди
М1 – 99,9 % меди
М2 – 99,7 % меди
М3 – 99,5 % меди
М4 – 99,0 % меди

Латунь – сплав меди и цинка. ГОСТ 17711-72
Простые латуни
в зависимости от % Zn:
однофазные двухфазные
α – латуни (Zn<39%) α+β – латуни (Zn>39%)
Маркировка простых латуней: Л62- 62%Cu; 38%Zn
↑ пластичность
↓ прочность → хорошая деформируемость

Специальные (сложные) латуни
Вводят специальные элементы:
Свинец(Pb)- для улучшения обработки
Олово(Sn) – для повышения сопротивления в морской воде
Алюминий(AL), никель(Ni) – для повышения механических свойств

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ. ЛАТУНИ.
ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И МАРКИРОВКА
А – Алюминий
Ж –Железо
К – Кремний
Мц – Марганец
Н – Никель
С - Свинец
О - Олово
ЛЦ40Мц3Ж- литейная латунь
ЛМцЖ55-3-1
55% меди
3% марганец
1% железо
Количество цинка определяется по разности (Zn=41%)
Пример ЛС74-3; ЛАЖ60-1-1 –деформируемые латуни

Бронза
– сплав меди с оловом. ГОСТ18175-72
Для предания особых свойств в бронзы добавляют свинец, кремний, алюминий, бериллий.
Названия бронз зависит от легирующих элементов.
Простые бронзы маркируют:
БрО10, 10% олова, остальное медь.

Оловянные бронзы
однофазные двухфазные
α-бронзы (Sn=4-5%) α+ε -бронзы ( Sn>5%)
Для снижения стоимости вводят цинк
Маркировка: БрОЦ4-3
олово 4%, цинк 3%, медь остальное.
Пример: БрОЦС5-5-5
олово 5%, цинк 5%, свинец 5%,
остальное медь.

Алюминиевые бронзы –однофазные.
Содержание алюминия от 5 до 10%.
Алюминиевые бронзы обладают:
↑ стойкостью к коррозии
↑ пластичностью
↑ устойчивость к износу
Маркировка: БрАМц9-2, алюминий 9%, марганец 2%, остальное медь (деформируемая бронза)
Пример:БрА9Мц2-алюминий9%,марганец2%,
остальное медь (литейная бронза).

Кремнистые бронзы – однофазные.
Содержание кремния от 2 до 3%.
Кремниевые бронзы обладают:
↑ прочность
↑ литейные свойства
↑ устойчивость к коррозии
Маркировка:БрКЦ4-4, кремний 4%, цинк 4%, остальное медь.
Пример: БрКМц3-1 кремний 3%,
марганец 1%, остальное медь.

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
МЕДНЫЕ СПЛАВЫ. БРОНЗЫ. ПРИМЕНЕНИЕ
Бериллиевые - ответственные детали, пружины, мембраны, инструмент для взрывоопасных работ.
Фосфористые - сложное литье, водяная и паровая арматура, шестерни.
Свинцовистые – водяная арматура, художественное литье.
Оловянные – ленты, полосы вкладыши подшипников.
Оловянно-цинково-свинцовые- арматура устойчивая к морской воде и работающая под p=2500кПа.
Алюминиевые- монеты, ленты. Отливки с высокими требованиями к чистоте поверхности.
Кремнистая- проволока, прутки.