Кольорові метали та сплави. Роль кольорових металів у техніці

Лекція 16. Кольорові метали та сплави

1.  Роль кольорових металів у техніці

Особливість їхніх властивостей – електропровідність (Cu, Al), низька щільність (Al, Mg, Be, Ti), немагнітність, висока корозійна стійкість (латуні, Al, Ti), низка t-ра плавлення (Pb, Sn).

2.  Властивості чистих металів і їх сплавів. Галузі використання чистих металів і сплавів

50%Cu – електротехніка, чиста мідь та сплав Cu+1%Cd,  електропровідність 90% від Cu, s_b- у два рази вищий.

3.  Порівнювальні властивості основних металів

4.  Alта його сплави. Властивості чистого Al, галузі його застосування

Марки А00; А0; А1; АД1 – м’який та нагартований.

Провідники струму, Al фольга, конденсатори, легка та харчова промисловість.

Сплави Al

Al легують  Cu, Mg, Si, Mn, Zn        Т₁⁰С 

Класифікація по видах:

-  обробки – деформівні, ливарні;

                                                                                               α+А_mВ_н

                                    тн              т _зм

                                              деформацыя     ливарны     

Рис.1

-  термозмізнювання – термічно незміцнювані та термічно зміцнювані:

термічно незміцнювані – Al, АМц, АМг, АМг3, АМг5, АМг6 зміцнюються тільки наклепом, стан поставки: М, Н, П

АМцМ; АМгН; АМцП

термічно зміцнювані – Al-Cu-Mg - Д1, Д16 дурал (гарт.+стар.)

Al-Zn-Mg-Cu -  В95 високоміцний (гарт.+штучн.стар.)

Al-Mg-Si – АВ авіалі (гарт.+штучн.стар.)

Al-Cu-Mg-Si – АК6 кувальні (гарт.+штучн.стар.)

Позначення – Д16М; Д1Т; В95Т1

Механізм термозміцнення Al сплавів заснований на зміні розчинності легуючих елементів від температури. Наприклад, при t=20°C в Al розчиняється 0,2%Cu, а при евтектичній t-рі (-548°C )-5,68%Cu. Це дає можливість при нагріванні сплава з 5%Cu до

t=500°C  повністю розчинити Cu в Al і одержати однорідний твердий розчин a. При дуже швидкому охолодженні такого розчину у воді фіксується дуже пересичений твердий розчин Cu в Al, який є термодинамічно нестійким. Він розпадається з часом навіть при t=20°C. Особливо швидко цей розпад здійснюється при підвищеній температурі, тобто при штучному старінні.

5.  Cu та її сплави

Марки міді М00, М0, М1 (99,99%Cu; 99,95%Cu; 99,9%Cu),   Умовна

електропровідність 1,0; добре паяється Cu-Sn припоями.

Сплави Cu – латуні та бронзи

Латуні (Cu+Zn) однофазні (Zn до 35%) та двофазні  (Zn> 35%), фази a+b (CuZn) Прості (Cu+Zn)  та леговані (Cu+Zn+інші елементи).

Однофазні латуні дуже пластичні, відносно м’які, погано обробляються різанням, корозійностійкі, застосовуються для тонкостінних деталей, які виготовляють витяжкою.

Двофазні латуні більш тверді, міцні, манш пластичні, добре обробляються різанням, йдуть на виготовлення деталей способами обробки різанням.

Маркування латуней   Л80 (80%Cu+20%Zn), ЛС59-1.

Латуні схильні до сезонного розтріскування.

Бронзи – сплави Cu з іншими елементами, крім Zn (осн.)

Є бронзи з Sn, Al, Be, Si – Бр05; БрАЖ9-4; БрБ2

6.  Mg та його сплави 

Легують Al, Mn, Zn, Zr, бувають деформівні (МА2-1; МА14) та ливарні (МЛ5) 9%Al+Zn+Mn (ТО – гарт.+ штучн.стар.) 4%Al+Mn, 5%Zn+Zr. Захист від корозії.

7.  Титан та його сплави

Хімічно активний, обробка у вакуумі. t_експл до 600°C. Сплави з Al, Cr, Mo, V, Mn

a - стабілізатори – Al. Сплав ВТ5 (до 6%Al) s_в до 900 МПа

b - стабілізатори – Cr, V, Mo, Mn. Сплави    a+b  гарт.+штучн. стар. ВТ3-1 (Al+Cr+Mo).