ЦВЕТНЫЕ СПЛАВЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

NON-FERROUS ALLOYS: CHARACTERISTICS AND BASIC PROPERTIES

Alexander Kuznetsov

Student, Department of Mechanical Engineering, A. Baitursynov Kostanay Regional University,

Kazakhstan, Kostanay

Rakhimova Dinara Bolatovna

Senior lecturer of the Department of Mechanical Engineering, A. Baitursynov Kostanay Regional University,

Kazakhstan, Kostanay

АННОТАЦИЯ

Цветные сплавы обладают многими ценными свойствами, такими как:коррозионная стойкость,низкий коэфицент трения,жарапрочность. Имеют широкое применение в разных отраслях промышлености.

ABSTRACT

Non ferrous alloys have many valuable properties, such as:corrosion resistance,low coefficient of friction,heat resistance. They are widely used in various industries.

Ключевые слова: сплавы, металлы, обработка, свойства.

Keywords: alloys, metals, processing, properties.

Цветные металлы и сплавы включают почти все металлы, за исключением железа и его сплавов, которые составляют группу черных металлов. Цветные металлы встречаются реже, чем железо, и зачастую их добыча обходится значительно дороже, чем добыча железа. Однако цветные металлы часто обладают свойствами, которых нет у железа, и это оправдывает их использование.

Термин "цветной металл" объясняется цветом некоторых тяжелых металлов: например, медь имеет красный цвет.

Когда металлы правильно перемешаны, получаются сплавы. Сплавы обладают лучшими свойствами, чем металлы, из которых они изготовлены. Сплавы, в свою очередь, подразделяются на сплавы тяжелых металлов, легкие сплавы и т.д.

Цветные металлы делятся на следующие группы по ряду характеристик:

- Тяжелые металлы - медь, никель, цинк, свинец, олово;

- Легкие металлы-алюминий, магний, титан, бериллий, кальций, стронций, барий, литий, натрий, калий, рубидий, цезий;

- Драгоценные металлы-золото, серебро, платина, осмий, рутений, родий, палладий;

- Мелкие металлы -кобальт, кадмий, сурьма, висмут, ртуть, мышьяк;

- Легкоплавкие металлы -вольфрам, молибден, ванадий, тантал, ниобий, хром, марганец, цирконий;

-Редкоземельные металлы-лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, иттербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, лютеций, прометий, скандий, иттрий;

- Дисперсные металлы-индий, германий, таллий, таллий, рений, гафний, селен, теллур;

Чаще всего цветные металлы используются в машиностроении и промышленности в виде различных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широком диапазоне. Кроме того, свойства цветных металлов изменяются в результате термической обработки, карбонизации, окисления в результате искусственного и естественного старения и т. Д.

Цветные металлы подвергаются всем видам механической обработки и обработки давлением: ковке, штамповке, прокатке, прессованию, резке, сварке и пайке.

Медь - это металл красноватого цвета, который отличается высокой теплопроводностью и устойчивостью к атмосферной коррозии. Сопротивление низкое: от = 180... ... 240 МПа с высокой пластичностью b > 50%.

Латунь представляет собой сплав меди с цинком (10...40%), хорошо подходит для холодной прокатки, штамповки, растяжения <7h = 25O...4OO МПа, 6 =35..15%. При выборе латуни (L96, L90, ..., L62), цифры указывают содержание меди в процентах. Кроме того, изготавливается многокомпонентная латунь, то есть с другими элементами (Mp, Sn, Pb, Al).

Бронза - это сплав меди с оловом (до 10%), алюминием, марганцем, свинцом и другими элементами. Обладает хорошими литейными свойствами (клапаны, краны, подсвечники). При выборе бронзы Бр.ОКСЗ-12-5, отдельные индексы указывают: Бр-бронза, О-олово, С - цинк, С -свинец, цифры 3, 12, 5-процентное содержание в олове цинка, свинца. Свойства бронзы зависят от состава: bv =15O...21 МПа, b=4...8%, NV60 (в среднем).

Алюминий - светло-серебристый металл с низкой прочностью на разрыв - аа =80......100 МПа, твердостью-НВ20, низкой плотностью - 2700 кг/м3, устойчив к атмосферной коррозии. В чистом виде он редко используется в строительстве (краски, газовые обогреватели, пленка). Для повышения прочности вводятся легирующие добавки (Mp, Si, Mg, Si, Fe) и используются некоторые технологические приемы. Алюминиевые сплавы подразделяются на отливки, используемые для литья изделий (силумин) и ковких (дюралюминий) изделий для прокатки профилей, листов и т. Д. Алюминиевые сплавы делятся на отливки, используемые для литья изделий (силумин) и ковких (дюралюминий) изделий для прокатки профилей, листов и т.д.

Силумины - это алюминиевые сплавы с кремнием (до 14%), они обладают высокими литейными свойствами, малой усадкой, прочностью oi=200 МПа, твердостью HB50...70 с достаточно высокой пластичностью 6===5...10%. Механические свойства силуминов могут быть значительно улучшены путем модификации. В то же время степень дисперсности кристаллов увеличивается, что увеличивает прочность и пластичность силуминов.

Дюралюминий - сложные сплавы алюминия с медью (до 5,5%), кремнием (менее 0,8%), марганцем (до 0,8%), магнием (до 0,8%) и др. Их свойства улучшаются в результате термической обработки (быстрое охлаждение до температуры 500...520°C с последующим выдерживанием). Выдержку проводят на воздухе в течение 4...5 дней при нагревании до 170°C в течение 4 дней...5 часов.

Термическая обработка алюминиевых сплавов основана на дисперсном упрочнении с выделением дисперсных твердых частиц сложного химического состава. Чем меньше частицы новообразования, тем больше эффект отверждения сплава. Предел прочности дюралюминия на разрыв после закалки и старения составляет 400... 480 МПа, и его можно увеличить до 550...600 МПа клепкой во время обработки давлением.

В последнее время алюминий и его сплавы все чаще используются при строительстве несущих и ограждающих конструкций. Особенно эффективным является использование дюралюминия для конструкций в крупнопролетных, складных, сейсмических и конструкциях, рассчитанных на эксплуатацию в агрессивных средах. Началось производство трехслойных шарнирных пластин из листов алюминиевого сплава, заполненных пенопластом. Вводя газообразователи, можно создать высокоэффективный вспененный алюминиевый материал со средней плотностью 100... вес: 300 кг/ м3.

Свойствами дюралюминия как конструкционного сплава являются: низкое значение модуля упругости, примерно в 3 раза ниже, чем у стали, влияние температуры (снижение прочности при повышении температуры более чем на 400°C и увеличение прочности и пластичности при отрицательных температурах); повышенный коэффициент линейного расширения около 2 раз по сравнению со сталью; пониженная свариваемость.

Титан в последнее время используется в различных областях технологий благодаря своим ценным свойствам: высокая коррозионная стойкость, более низкая плотность (4500 кг/м3) по сравнению со сталью, высокие прочностные характеристики, повышенная термостойкость. Титан используется для создания легких и прочных конструкций небольших размеров, способных работать при повышенных температурах.

Термическая обработка цветных металлов. Как правило, цветные металлы подвергаются термообработке для удобства работы с ними.

Медь отжигают, нагревая ее до температуры 500-650°C и охлаждая в воде. Когда мягкую медь нагревают, а затем постепенно охлаждают на воздухе, она затвердевает.

Латунь и алюминий отжигают при нагревании до 600-750 ° C и 350-410 ° C соответственно с последующим охлаждением на воздухе.

Бронзу оставляют в воде, нагревая до 800-850°C и затем охлаждая. Когда он нагревается до той же температуры и охлаждается на воздухе, он высвобождается.

Дюралюминий D1 и D6 отжигают путем нагревания до 500°C с последующим охлаждением в воде, но окончательную твердость он приобретает через 4-5 дней при комнатной температуре. Этот процесс называется старением. Для облегчения изгиба, особенно под острыми углами, детали из дюралюминия отожжены. Для этого деталь нагревают до 350-400°C, а затем медленно охлаждают на воздухе.

1. Некоторые металлы (медь, магний, алюминий) обладают относительно высокой теплопроводностью и удельной теплоемкостью, что способствует быстрому охлаждению места сварки, требует использования более мощных источников тепла во время сварки и, в некоторых случаях, предварительного нагрева заготовки.

2. Некоторые металлы (медь, алюминий, магний) и их сплавы испытывают довольно сильное снижение механических свойств при нагревании, в результате чего металл в этом диапазоне температур легко разрушается от ударов или сварочная ванна даже выходит из строя под действием собственного веса (алюминий, бронза).

3. Все цветные сплавы при нагревании в гораздо больших количествах, чем черные металлы, растворяют газы окружающей атмосферы и химически взаимодействуют со всеми газами, кроме инертных. Особенно активны в этом отношении наиболее тугоплавкие и химически активные металлы: титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден. Эта группа металлов часто выделяется в группе тугоплавких, химически активных металлов.

Цветные металлы прочны и долговечны и могут выдерживать высокие температуры. Есть только один недостаток - способность разъедать и разрушаться под воздействием кислорода.

Вывод: Цветные металлы и их сплавы обладают хорошими физико-химическими свойствами. Имеют широкую область применения. Цветные металлы встречаються реже чем черные металлы, что делает их более ценными.

Список литературы:

1. Осинцев О.Е., Федоров В.Н.- Медь и медные сплавы : отечественные и зарубежные марки.
2. Цыганов А.С.- Производство цветных металлов и сплавов.
3. Хвойка И.- Цветные металлы и их сплавы.