Цветные металлы и сплавы

(примеры материалов и их применения)

Алюминий – легкий металл, ρ = 2700 кг/м3, tпл = 658 °С, после прокатки и отжига σ в = 58 МПа, δ = 40 %. Высокая пластичность, невысокая прочность, хорошая свариваемость, коррозионная стойкость, на воздухе не окисляется за счет оксидной пленки, высокая электро- и теплопроводность. Деформируемые термически не упрочняемые сплавы систем Al-Mn(AМц), Al-Mg(АМг). Деформируемые термически упрочняемые сплавы систем Al-Cu-Mg: дуралюмины Д16 … Д18 и силумины АК6 … АК8, после ТО – высокая пластичность и прочность. Литейные сплавы с 10 … 13 % Si – АЛ2, АЛ4, АЛ9 – применяются наиболее

широко. Сплавы с медью и марганцем АЛ7, АЛ19 обладают повышенной прочностью. Сплавы с магнием Mg = 9, 5 … 11, 5 %, АЛ8, АЛ13 имеют хорошую коррозионную стойкость. Алюминий применяют также для приготовления спеченных алюминиевых сплавов (САС) и алюминиевых пудр (САП), обладающих коррозионной стойкостью, прочностью или пористостью. Магний – легкий металл, ρ = 1740 кг/м3, tпл = 651 °С, на воздухе окисляется, хорошо сваривается и обрабатывается резанием, после прокатки и отжига σ в =

180 МПа; δ = 15 %. Деформируемые неупрочняемые ТО сплавы – МА2, МА8. Высокопрочные, упрочняемые ТО – МА5. Жаропрочные с добавками циркония, никеля и др. литейные сплавы МЛ6, МЛ3 имеют невысокий модуль упругости (Е = 4300 МПа) и вследствие этого хорошие демпфирующие свойства (гасят колебания конструкции), но низкую коррозионную стойкость, поэтому отливки оксидируют, покрывают лаком и т. д. Магний химически активен к кислороду, поэтому применяется в качестве раскислителя при плавке стали и цветных металлов, при получении трудно восстанавливаемых металлов (Ti, V, циркония, урана и др.), для получения высокопрочного модифицированного чугуна. В химической промышленности Mg применяется для обезвоживания органических веществ (спирта, анилина и др.), в порошкообразном виде и в виде ленты горит ослепительно белым пламенем (фотовспышка, пиротехника, ракеты и зажигательные бомбы). Сплавы магния хорошо поглощают вибрации, немагнитны, не дают искры при трении и ударах. Удельная жесткость при изгибе и кручении у них на 20 % выше, чем у алюминиевых сплавов и на 50 %, чем у стали, удельная вибрационная прочность в 100 раз больше, чем у дуралюмина и в 20 раз больше, чем у легированной стали. Стружка и пыль магния взрывоопасны. Медь: ρ = 8900 кг/м3, tпл = 1083 °С, высокая тепло- и электропроводность, пластичность, хорошая коррозионная стойкость, жидкотекучесть, ковкость, 29 свариваемость. Чистая медь: σ В = 250... 270 МПа, δ = 40... 50 %. Примеси ухудшают качество меди, особенно сера и кислород, образующие соединения Cu2S и Cu2O. Латуни – основной легирующий компонент – цинк. Латуни деформируемые– Л96, Л59. Литейные латуни – ЛАЖМц 66-6-3-2. Указан состав меди и др. элементов, остальное – цинк. Бронзы – сплавы меди с оловом (4 … 33 %), свинцом (до 30 %), Al (5 … 11 %), Si (4 … 5 %), сурьмой и фосфором. Имеют высокую антифрикционность (стойкость против истирания за счет низкого коэффициента трения),

малую усадку, хорошую жидкотекучесть, высокую химическую стойкость. Литейные оловянистые бронзы – Бр.ОЦС5-5-5 и безоловянистые –Бр.АЖН10-4-4 (алюминиевые), Бр. Б2 (бериллиевая – для пружин), Бр. С30 (свинцовистая – для подшипников). Деформируемые бронзы – Бр. АЖ9-4. Медноникелевые сплавы специальные, например, мельхиор, константан. Титан: ρ = 4500 кг/м3, tпл.= 1672 °С, на воздухе коррозионно стоек за счет оксидной пленки TiO2, легкий, прочный, тугоплавкий, хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии и сваривается, но плохо обрабатывается резанием (вязок). Чем чище по примесям, тем ниже прочность и выше пластичность. Сплавы ВТ4, ВТ18 и др. легированные, в основном Al, термически не упрочняются, после ОМД подвергают отжигу, σ В = 650... 880 МПа; δ = 15... 40 %. ВТ6, ВТ14 и др. содержат Al, W, Mo, более высокая прочность за счет закалки и старения: σ В = 800... 1150 МПа; δ = 8... 15 %. Титановые сплавы применяются в химической промышленности, авиации, судостроении, медицине, пищевой промышленности, в криогенной технике (аммиачные компрессоры, холодильные установки, емкости для хранения жидких газов).