Цветные металлы и их сплавы очень востребованы, широко применяются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. К ним относятся все металлы за исключением железа и его производных, которые классифицируются как черные металлы.

Практически все цветные металлы обладают следующими свойствами:

• Устойчивостью к коррозии и значительным перепадам температур;
• Пластичностью;
• Многосторонностью применения.

Кроме этого, важной особенностью цветных металлов является то, что их свойства можно изменить с помощью закалки, искусственного старения или термической обработки. Также они хорошо обрабатываются штамповкой, прокаткой, ковкой, сваркой, пайкой, прессованием и резкой.

Наиболее ценными цветными металлами являются: Алюминий; Медь; Никель; Олово; Свинец; Цинк; Магний.

Алюминий.

Обладая высокой электропроводностью, алюминий в чистом виде широко применяется там, где это свойство важно, к примеру, для изготовления проводов линий электропередач.

Широко используются и алюминиевые сплавы, которые разделяются на две группы: упрочняемые и не упрочняемые.

Упрочняемые сплавы, которые подвергаются термообработке, известны под названиями дуралюмин и авиаль, в составе их содержится медь, цинк и определенное сочетание магния с кремнием.

Помимо термической обработки, такие сплавы подвергаются естественному старению и закалке, что увеличивает их прочностные характеристики. Из этих видов сплавов создаются высокопрочные конструкции с малой массой для применения в аэрокосмической промышленности.

Не упрочняемые термической обработкой сплавы, широко применяются в транспортном машиностроении для изготовления узлов самых разнообразных транспортных средств.

Медь

Медь стала первым металлом, которым человек стал пользоваться, и случилось это, скорее всего, за много тысячелетий до нашей эры. Кроме этого медь была первым материалом, который был использован для передачи электричества. Ее основными техническими характеристиками являются высокая электропроводность и ковкость.

Чистая медь широко применяется в электротехнической промышленности для изготовления кабельных изделий и различного вида проводов. Также, она используется в производстве электрогенераторов, радиоаппаратуры, телеграфного и телефонного оборудования.

В других отраслях чаще используются ее сплавы. Особенно популярны латуни, которые содержат цинк и другие элементы для придания необходимых свойств. Они обладают великолепными механическими характеристиками, легко обрабатываются, поэтому широко применяются в химической промышленности и машиностроении для изготовления различных емкостей и трубопроводов. Также они используются, повсеместно, для производства бытовых товаров различного назначения.

Кроме них широко применяются бронзы, содержащие, в качестве основной составляющей сплава, олово.

Никель

Чистый никель используется в качестве защитного антикоррозионного покрытия поверхностей от воздействия химически активных веществ.

Кроме этого, из него изготавливаются различные котлы, цистерны и тигли, обладающие высокой коррозионной стойкостью, и применяемые в химической, текстильной, пищевой промышленности. Широко используется никель при производстве различного вида аккумуляторов и электродов для топливных элементов.

В некоторых областях используется порошкообразный никель в качестве катализатора химических процессов. К примеру, он применяется в реакциях гидрогенизации спиртов, циклических альдегидов ароматических и непредельных углеводородов.

Олово

Из чистого олова, в основном, получают белую жесть, которую используют для изготовления консервных банок.

Очень популярными в различных отраслях являются сплавы из этого цветного материала. Например, при книгопечатании используются шрифты, отлитые из гарта, который представляет собой сплав олова со свинцом и сурьмой.

Очень востребованным является баббит, получаемый методом сплавления олова со свинцом, сурьмой и медью. Из этого сплава изготавливается огромное количество деталей, в частности подшипников, рабочая поверхность которых высокоустойчива и обладает низким коэффициентом трения.

Свинец и цинк.

Хотя свинец и цинк добываются на одних и тех же природных месторождениях, области их применения значительно отличаются. Устойчивость свинца к агрессивным воздействиям позволяет использовать его в качестве защитных покрытий телефонных и телеграфных проводов. В химическом производстве из него делают специальное оборудование.

Цинк в чистом виде, зачастую, применяется для изготовления оцинкованного железа. И тот и другой метал, широко используются в различных сплавах для изготовления узлов оборудования в машиностроении, металлургии, медицине и других отраслях народного хозяйства.

Цветные металлы, их свойства и сплавы

К цветным металлам* и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу чёрных металлов. Цветные металлы встречаются реже, чем железо и часто их добыча стоит значительно дороже, чем добыча железа. Однако цветные металлы часто обладают такими свойствами, какие у железа не обнаруживаются, и это оправдывает их применение.

Выражение «цветной металл» объясняется цветом некоторых тяжёлых металлов: так, например, медь имеет красный цвет.

Если металлы соответствующим образом смешать (в расплавленном состоянии), то получаются сплавы. Сплавы обладают лучшими свойствами, чем металлы, из которых они состоят. Сплавы, в свою очередь, подразделяются на сплавы тяжёлых металлов, сплавы лёгких металлов и т.д.

Цветные металлы по ряду признаков разделяют на следующие группы:

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

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

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

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

- тугоплавкие 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;

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

- радиоактивные металлы - уран, торий, протактиний, радий, актиний, нептуний, плутоний, америций, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий.

Чаще всего цветные металлы применяют в технике и промышленности в виде различных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широких пределах. Кроме того, свойства цветных металлов изменяют путём термической обработки, нагартовки, эа счёт искусственного и естественного старения и т. д.

Цветные металлы подвергают всем видам механической обработки и обработки давлением - ковке, штамповке, прокатке, прессованию, а также резанию, сварке, пайке.

Из цветных металлов изготовляют литые детали, а также различные полуфабрикаты в виде проволоки, профильного металла, круглых, квадратных и шестигранных прутков, полосы, ленты, листов и фольги. Значительную часть цветных металлов используют в виде порошков для изготовления изделий методом порошковой металлургии, а также для изготовления различных красок и в качестве антикоррозионных покрытий.

Некоторые химические элементы Национальная Комиссия Украины (НКУ) рекомендует называть так: Серебро - Аргентумом, Золото - Аурумом, Углерод - Карбоном, Медь - Купрумом и т.д. Названия элементов в определённых случаях употребляются как имена собственные - пишутся с большой буквы в середине предложения. В школах дети (на уроках химии) называют азотную кислоту нитратной, серную - сульфурной и т.д. В остальных случаях (география, история и пр.) применяются общеупотребительные названия, т.е. золото называется золотом, медь - медью и т.д.

Цветные металлы и сплавы

Сплавы цветных металлов применяют для изготовления деталей, работающих в условиях агрессивной среды, подвергающихся трению, требующих большой теплопроводности, электропроводности и уменьшенной массы.

Медь- металл красноватого цвета, отличающийся высокой теплопроводностью и стойкостью против атмосферной коррозии. Прочность невысокая: ав = 180... ...240 МПа при высокой пластичности б>50%.

Латунь - сплав меди с цинком (10...40 %), хорошо поддается холодной прокатке, штамповке, вытягиванию <7ь = 25О...4ОО МПа, 6=35..15%. При маркировке лату-ней (Л96, Л90, ..., Л62) цифры указывают на содержание меди в процентах. Кроме того, выпускают латуни многокомпонентные, т. е. с другими элементами (Мп, Sn, Pb, Al).

Бронза - сплав меди с оловом (до 10%), алюминием, марганцем, свинцом и другими элементами. Обладает хорошими литейными свойствами (вентили, краны, люстры). При маркировке бронзы Бр.ОЦСЗ-12-5 отдельные индексы обозначают: Бр - бронза, О - олово, Ц - цинк, С -свинец, цифры 3, 12, 5--содержание в процентах олова цинка, свинца. Свойства бронзы зависят от состава: бв=15О...21О МПа, б=4...8%, НВ60 (в среднем).

Алюминий - легкий серебристый металл, обладающий низкой прочностью при растяжении - аа = 80... ...100 МПа, твердостью - НВ20, малой плотностью - 2700 кг/м3, стоек к атмосферной коррозии. В чистом виде в строительстве применяют редко (краски, газооб-разователи, фольга). Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки (Мп, Си, Mg, Si, Fe) и используют некоторые технологические приемы. Алюминиевые сплавы делят на литейные, применяемые для отливки изделий (силумины), и деформируемые (дюралюмины), идущие для прокатки профилей, листов и т.п.

Силумины - сплавы алюминия с кремнием (до 14%), они обладают высокими литейными качествами, малой усадкой, прочностью ои = 200 МПа, твердостью НВ50...70 при достаточно высокой пластичности 6== =5...10 %. Механические свойства силуминов можно существенно улучшить путем модифицирования. При этом увеличивается степень дисперсности кристаллов, что повышает прочность и пластичность силуминов.

Дюралюмины - сложные сплавы алюминия с медью (до 5,5 %), кремнием (менее 0,8%). марганцем (до 0,8 %), магнием (до 0,8 %) и др. Их свойства улучшают термической обработкой (закалкой при температуре 500...520°С с последующим старением). Старение осуществляют на воздухе в течение 4...5 сут при нагреве на 170°С в течение 4...5 ч.

Термообработка алюминиевых сплавов основана на дисперсном твердении с выделением твердых дисперсных частиц сложного химического состава. Чем мельче частицы новообразований, тем выше эффект упрочнения сплавов. Предел прочности дюралюминов после закалки и старения составляет 400...480 МПа и может быть повышен до 550...600 МПа в результате наклепа при обработке давлением.

В последнее время алюминий и его сплавы все шире применяют в строительстве для несущих и ограждающих конструкций. Особенно эффективно применение дюралюминов для конструкций в большепролетных сооружениях, в сборно-разборных конструкциях, при сейсмическом строительстве, в конструкциях, предназначенных для работы в агрессивной среде. Начато изготовление трехслойных навесных панелей из листов алюминиевых сплавов с заполнением пенопластовыми материалами. Путем введения газообразователей можно создать высокоэффективный материал пеноалюминий со средней плотностью 100...300 кг/м3

Все алюминиевые сплавы поддаются сварке, но она осуществляется более трудно, чем сварка стали, из-за образования тугоплавких оксидов АЬОз.

Особенностями дюралюмина как конструкционного сплава являются: низкое значение модуля упругости, примерно в 3 раза меньше, чем у стали, влияние температуры (уменьшение прочности при повышении температуры более 400°С и увеличение прочности и пластичности при отрицательных температурах); повышенный примерно в 2 раза по сравнению со сталью коэффициент линейного расширения; пониженная свариваемость.

Титан за последнее время начал применяться в разных отраслях техники благодаря ценным свойствам: высокой коррозионной стойкости, меньшей плотности (4500 кг/м3) по сравнению со сталью, высоким прочностным свойствам, повышенной теплостойкости. На основе титана создаются легкие и прочные конструкции с уменьшенными габаритами, способные работать при повышенных температурах.

Технологии подготовки поверхности металла

Надёжная антикоррозионная защита металла возможна только при высоком уровне подготовки поверхности.

Перед нанесением антикоррозионного лакокрасочного материала необходимо, прежде всего, выбрать технологию и метод подготовки поверхности металла перед окраской.

Существуют механические и химические методы подготовки поверхности. Механические методы имеют ряд ограничений в применении и не способны обеспечить хорошие защитные свойства лакокрасочных покрытий, особенно при их эксплуатации в жёстких условиях. В настоящее время широкое распространение получили химические методы подготовки поверхности. Данные методы позволяют обрабатывать изделия любой формы и сложности, легко поддаются автоматизации и обеспечивают высокое качество поверхности окрашиваемых изделий.

Как выбрать технологический процесс подготовки поверхности?

Какую схему подготовки поверхности следует выбрать для разных металлов, различных лакокрасочных покрытий и условий эксплуатации? Давайте обо всём по порядку.

Выбор технологии подготовки поверхности зависит от трёх основных факторов: условий эксплуатации окрашенных изделий, типа металла и применяемого лакокрасочного покрытия.

С точки зрения подготовки поверхности металлы можно разделить на две категории:

Чёрные металлы - сталь, чугун и др.;

Цветные металлы - алюминий, сплавы цинка, титана, меди, оцинкованная сталь и др.

Для подготовки поверхности чёрных металлов применяют фосфатирование, для обработки цветных металлов - фосфатирование или хроматирование. При одновременной обработке цинка и алюминия с чёрными металлами предпочтение отдают фосфатированию. Пассивирование применяют на заключительной стадии после операций фосфатирования, хроматирования и обезжиривания.

Технологические процессы подготовки поверхности изделий, эксплуатирующихся внутри помещений, могут состоять из 3-5 стадий.

Практически во всех случаях после проведения химической подготовки поверхности изделия сушат от влаги в специальных камерах.

Полный цикл химической подготовки поверхности выглядит так:

Обезжиривание;

Промывка питьевой водой;

Нанесение конверсионного слоя;

Промывка питьевой водой;

Промывка деминерализованной водой;

Пассивация.

Технологический процесс кристаллического фосфатирования предусматривает стадию активации непосредственно перед нанесением конверсионного слоя. При применении хроматирования могут быть введены стадии осветления (при использовании сильнощелочного обезжиривания) или кислотной активации.

Выбор технологии, обеспечивающей высокое качество подготовки поверхности перед окраской, обычно ограничен размерами производственных площадей и финансовыми возможностями. Если таких ограничений нет, то следует выбирать многостадийный технологический процесс, гарантирующий необходимое качество получаемых лакокрасочных покрытий.

Однако, как правило, с ограничивающими факторами приходится считаться. Поэтому для выбора оптимального варианта предварительной обработки поверхности следует провести предварительные испытания предполагаемых покрытий на месте.

Какой метод химической обработки металла лучше?

Для химической обработки металла применяют распыление (струйная обработка низкого давления), погружение, паро- и гидроструйный методы.

Для реализации первых двух методов используют специальные агрегаты химической подготовки поверхности (АХПП).

Выбор метода подготовки поверхности зависит от производственной программы, конфигурации и габаритов изделий, производственных площадей и ряда других факторов.

Обработка металла распылением. Для обработки металла методом распыления можно применять АХПП как тупикового, так и проходного типов. Высокую производительность обеспечивают агрегаты проходного типа непрерывного действия.

Максимальная скорость движения конвейера в АХПП ограничивается возможностью качественного нанесения ЛКМ в камере окраски и составляет, как правило, не более 2,0м/мин. При возрастании скорости конвейера потребуется расширение производственных площадей.

Большим достоинством АХПП проходного типа является возможность применения единого конвейера для участков подготовки поверхности и окраски изделий.

Обработка металла погружением. Для обработки металла методом погружения используют АХПП, состоящие из ряда последовательно расположенных ванн, оборудования перемешивания, транспортёра, разводки трубопроводов, камеры сушки. Изделия транспортируют с помощью тельфера, автооператора или кран-балки. Агрегат обработки погружением занимает значительно меньше производственной площади по сравнению с агрегатом обработки распылением. Но в этом случае после подготовки поверхности потребуется введение дополнительной операции - перевешивания изделий на конвейер окраски.

Пароструйный метод. Для подготовки к окраске крупногабаритных изделий, а также при отсутствии необходимых производственных площадей возможно применение пароструйной обработки металла (обезжиривание с одновременным аморфным фосфатированием). Металлообработка производится оператором вручную стволом-очистителем, из которого на изделия распыляется пароводяная смесь при температуре 140°С с добавками специальных химикатов.

Для пароструйной обработки можно применять стационарные и передвижные установки. В стационарных установках нагрев осуществляется паром при давлении 4,5- 5,0ати.

Обработка металла

Выбор технологии подготовки поверхности и обработки металла - ответственный этап организации покрасочных работ, так как он во многом определяет качество будущего лакокрасочного покрытия и должен производиться с привлечением квалифицированных специалистов.

Только такой подход может обеспечить высокое качество антикоррозионного покрытия и заданный срок службы металлической конструкции.

Термическая обработка цветных металлов

Термическая обработка цветных металлов. Как правило, цветные металлы подвергают термической обработке для удобства работы с ними.

Медь отжигают, нагревая ее до температуры 500- 650°С и охлаждая в воде. Если мягкую медь нагреть, а потом постепенно охладить на воздухе, она станет более твердой.

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

Бронзу закаливают нагреванием до 800-850°С с последующим охлаждением в воде. Если ее нагреть до той же температуры и охладить на воздухе, она отпустится.

Дюралюминий Д1 и Д6 закаливают нагреванием до 500°С с последующим охлаждением в воде, однако окончательную твердость он приобретет при комнатной температуре через 4-5 дн. Этот процесс называется старением. Для облегчения сгибания, особенно под острыми углами, дюралюминиевые детали отжигают. Для этого деталь нагревают до 350-400°С, затем медленно охлаждают на воздухе.

Особенности цветных металлов

1. Некоторые металлы (медь, магний, алюминий) обладают сравнительно высокими теплопроводностью и удельной теплоемкостью, что способствует быстрому охлаждению места сварки, требует применения более мощных источников теплоты при сварке, а в ряде случаев предварительного подогрева детали.

2. Для некоторых металлов (медь, алюминий, магний) и их сплавов наблюдается довольно резкое снижение механических свойств при нагреве, в результате чего в этом интервале температур металл легко разрушается от ударов, либо сварочная ванна даже проваливается под действием собственного веса (алюминий, бронза).

3. Все цветные сплавы при нагреве в значительно больших объемах, чем черные металлы, растворяют газы окружающей атмосферы и химически взаимодействуют со всеми газами, кроме инертных. Особенно активные в этом смысле более тугоплавкие и химически более активные металлы: титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден. Эту группу металлов часто выделяют в группу тугоплавких, химически активных металлов.

Особенности обработки цветных металлов

Цветные металлы прочны и долговечны, способны переносить высокие температуры. Недостаток только один - способность корродировать и разрушаться под воздействием кислорода.

Одним из самых эффективных методов защиты цветного металла от атмосферной коррозии считается нанесение защитных лакокрасочных материалов. Существуют три группы средств для защиты металлических поверхностей: грунтовки, краски и универсальные препараты «три в одном». Грунтовка - незаменимое средство борьбы с атмосферным окислением, одно- или двухслойное грунтование производится перед окрашиванием, помимо защитных свойств сообщая финишному покрытию лучшую адгезию к основанию. При выборе состава важно знать, что для разных металлов используются разные грунтовки

Для алюминиевых оснований используют специальные грунтовки на цинковой основе либо уретановые краски. Медь, латунь и бронзу обычно не красят - эти металлы поставляются на рынок с заводской обработкой, защищающей поверхность и подчеркивающей ее красоту. Если же целостность такого «фирменного» покрытия со временем нарушается, его лучше полностью удалить с помощью растворителя, после чего основание следует отполировать и покрыть эпоксидным или полиуретановым лаком.

LIKONDA® 25: Процесс бесцветного хроматирования цветных металлов

Процесс бесцветного хроматирования цветных металлов

Процесс Likonda 25 предназначен для получения на серебре, меди и ее сплавах бесцветных хроматных пленок , полирующих и защищающих металлическую поверхность от коррозии.

Особенности процесса

Бесцветные хроматные пленки получаются при одностадийной обработке .

Коррозионная стойкость бесцветных хроматных пленок к воздействию влаги (по ГОСТ 9.012.73) составляет не менее 240 ч .

Получаемые пленки стойки к истиранию в мокром виде , поэтому хроматирование можно проводить во вращательных установках .

Раствор Likonda 25 может быть применен как на автоматических установках , так и при ручном обслуживании .

Корректировка хроматирующего раствора во время эксплуатации осуществляется добавлением композиции Likonda 25 .

Хроматирование проводится методом погружения обрабатываемых деталей в раствор.

Состав раствора и режим работы

Существует несколько методов нанесения защитных металлических покрытий: гальванический, диффузионный, металлизация, плакирование и погружение в расплавленный металл.

Гальваника – один из наиболее распространённых методов защиты металлических изделий от коррозии и придания им определённых свойств или улучшения их, путём нанесения специальных металлических или химических покрытий. На настоящее время гальваника распространена в машиностроении и строительстве. Гальваническое производство выполняет различные виды покрытий: никелирование, цинкование, хромирование, анодирование, фосфатирование и другие.

Свойства антикоррозийных покрытий напрямую зависят от толщины защитного слоя, толщина которого, в зависимости от резкости климатических условий, меняется в сторону увеличения.

Никелирование – это процесс нанесения тонкого слоя никеля на поверхность металлических изделий для защиты от коррозии. Никелирование бывает нескольких типов: электрохимическое, химическое, покрытие «чёрный никель».

При электрохимическом никелировании - никелем покрывают изделия из стали и цветных металлов для достижения высокой степени антикоррозийности и повышения износостойкости. Главным плюсом химического никелирования, в состав которого входит ещё до 12% фосфора, является равномерное распределение покрытия по поверхности изделия, а также повышенная антикоррозийная стойкость, износостойкость и твёрдость, полученные после термообработки.

Анодирование – это процесс получения защитной или декоративной поверхности различных сплавов (алюминиевых, магниевых и др.) под воздействием тока. Полученная плёнка обладает повышенными электроизоляционными, водостойкими и антикоррозионными свойствами.

Хромирование - это процесс, при котором наносится хром или его сплав на изделие из металла. При этом само изделие наделяется такими свойствами, как износостойкость, антикорозийность, жаростойкость и т.д. В наше современное время процесс хромирования очень распространен. Его в достаточном объеме используют как в машиностроении, так и в промышленности. Сам хром отличается большой стойкостью против негативного воздействия различных кислот, а также щелочей. Хром не может быть растворим в серной, азотной, соляной кислоте и т.д. Он не тускнеет, даже если его нагреть до 700 К.

Для красоты и ограждения от коррозии люди хромируют большое количество различных изделий. Процесс хромирования широко распространен в различных сферах. Например, часто хромируют предметы интерьера, среди которых некоторые детали мебели, ручки к дверям, таблички, статуэтки и т. д. Хромирование используют для долговечности нагрудных знаков (ордена, медали, значки и т. д.), аксессуаров к вещам (запонки, пряжки, зажимы к галстукам), ювелирных украшений. Также распространенная сфера применения - покрытие медицинских инструментов.

1.Алмазирование: -профильные шлифовальные круги d 10:300мм. Высотой до 100мм. -напильники длиной до 350мм. -шлифовальные оправки, надфили, шарошки и т. п. 2.Гальванические покрытия Никелирование, меднение: -мелкие детали для обработки во вращательной установке -детали для покрытия на подвесках габаритами до 420x500мм. Цинкование: -аналогично никелированию, но необходим выпрямитель электрического тока до 100 ампер. 3.Дополнительная обработка гальванопокрытий с целью повышения коррозионной стойкости при повышенной влажности – пропитка ГФЖ / гидрофобизирующая жидкость/. После обработки поверхность приобретает Водоотталкивающие свойства. 4.Рекуперация Снятие остаточного алмазного слоя на никелевой связке с алмазного инструмента для повторного использования стальной заготовки.

В настоящее время цветные металлы и сплавы на их основе находят весьма широкое применение. Наибольшее применение получили сплавы на основе меди, алюминия, магния. Указанные металлы в чистом виде в промыш­ленности не применяют, но технически чистые, содержащие небольшое количество примесей, используют достаточно часто.

Медь - мягкий металл обладает хорошей пластич­ностью и коррозионной стойкостью высокой электро- и теплопроводностью. Технически чистая медь выпу­скается десяти марок: М000, М00, МО, М01 и др. (ГОСТ 859 - 66). Все примеси снижают электропроводность меди.

Медь выпускают в виде листов, лент нормальной, и повышенной точности, проволоки, прутков разного се­чения. Медь является основой важнейших сплавов - ла­туней и бронз. Сплавы меди с цинком называют латунями, а сплавы со всеми другими элементами - оловом, алюминием, бериллием и др.- бронзами.

Чем больше в латуни цинка, тем выше ее прочность и ниже пластичность.

Наиболее пластичными являются латуни, содержащие цинка 30%. С повышением содержания цинка в латуни до 42 - 45% она приобретает высокую механическую прочность, но становится хрупкой. Поэтому латуни с со­держанием цинка более 45% практически не применяют.

Латуни делятся на простые (двойные) нелегированные и специальные сложные (многокомпонентные), которые легируются никелем, оловом, железом и т. д.

Латуни маркируются буквой Л и цифрами, характери­зующими процентное содержание в них меди, например Л63 (63% меди). В маркировку специальных латуней вво­дятся дополнительно буквы, соответствующие примесям, и цифры, характеризующие их процентное содержание.

Стандартом предусмотрен выпуск ряда марок латуни, в частности Л59, Л62, которые хорошо обрабатываются резанием, имеют высокую прочность, но недостаточно стойки против коррозии. Другая группа латуней имеет большую пластичность, благодаря чему обеспечивается возможность получать из них заготовки штамповкой и другими методами обработки давлением. К таким от­носятся латуни марок: Л60, Л63, Л68, Л70 (ГОСТ 15527-70).

Для лучшей обрабатываемости резанием в латунь до­бавляют 1,0 - 2,0% свинца (латунь свинцовая ЛС59-1), а для повышения коррозионной стойкости - до 1,5% олова. ГОСТ 15527 - 70 предусматривает выпуск специ­альных латуней: алюминиевой ЛА77-2, алюминиево-железной ЛАЖ 60-1-1, марганцевой ЛМцА57, никелевой ЛН65-5 и др.

Латуни различных марок, в частности Л62, Л68, по­ставляются потребителям в виде проката круглого, ква­дратного и шестигранного сечения, проволоки.

Бронзы обладают хорошими литейными и антифрик­ционными свойствами, коррозионной стойкостью. Заго­товки из бронз получают литьем, штамповкой и механи­ческой обработкой.

Наибольшее применение находят литейные оловян­ные бронзы (ГОСТ 613 - 79), содержание олова в ко­торых менее 6%, и бронзы оловянные (ГОСТ 5017 - 74), обрабатываемые давлением, которые содержат олова бо­лее 6%. К последним относятся бронзы марок: БрОФ6,5-0,15; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-2,5; БрОФ4,0-0,25.

Литейные оловянные бронзы, например, БрОЦС4-4-17, БрОЦСЗ,5-7-5 и другие применяют для из­готовления втулок, вкладышей подшипников, всевозмож­ной арматуры, работающей в тяжелых условиях, так как они обладают высокими антифрикционными и антикор­розионными свойствами; имеют большую пористость и малую усадку (менее 1 %).

Значительное распространение получили безоло­вянные бронзы, т. е. сплавы меди с алюминием, свинцом, никелем, бериллием и другими компонентами, которые по сравнению с оловянными имеют лучшие механические свойства, а в отдельных случаях высокие жидкотекучесть и химическую стойкость.

ГОСТ 493 - 79 предусматривает выпуск десяти марок безоловянных литейных бронз, в частности БрАМц9-2Л, БрСЗО и т. д. Все эти бронзы применяют для изготовле­ния антифрикционных деталей и арматуры, а бронзу марки БрА10Ж4Н4Л - для деталей химического и пище­вого оборудования, деталей, работающих при повы­шенных температурах.

Широко используются в народном хозяйстве сплавы меди с никелем - мелъхиоры, иногда с небольшими до­бавками железа и марганца, а также меди с цинком и ни­келем (иногда с добавлением кобальта) - нейзильберы. Мельхиоры отличаются высокой химической стойкостью в морской воде, растворах солей, органических кислотах, они весьма пластичны. Их применяют в морском судо­строении, для изготовления разменной монеты, медицин­ского инструмента, деталей аппаратуры точной механики и др. Нейзильберы обладают высокими прочностью и коррозионной стойкостью. Они используются в про­изводстве точных приборов, часов и т. д.

В сборочном производстве при выполнении операций пайки широко используются в качестве тугоплавких при­поев медно-цинковые сплавы, марки которых устанавли­вает ГОСТ 23855-79.

Алюминий. Благодаря ряду положительных свойств алюминия и большого количества его в земной коре (до 7,45%) он широко применяется в производстве в виде различных сплавов. Чистый алюминий из-за высо­кой химической активности в природе не встречается и в технике не применяется.

Алюминий - мягкий металл серебристо-белого цвета. Имеет высокие электро- и теплопроводность, большую скрытую теплоту плавления. Технически чистый алюми­ний выпускается нескольких марок (ГОСТ 11069 - 64) и применяется в основном для изготовления радиоэлек­тронной аппаратуры (электролитических конденсаторов, фольги и др.). Сплавы алюминия применяются практиче­ски во всех отраслях промышленности (авиационной, ракетостроительной, приборостроительной и др.). Наиболь­шее применение имеют сплавы алюминия с кремнием, магнием и медью (литейные и деформируемые).

Лучшим деформируемым сплавом на алюминиево-медной основе является дюралюминий (ГОСТ 4784 - 65), выпускаемый четырех марок: Д1, Д6, Д16 и Д18. Дюр­алюминий, имея малую плотность (2,85 г/см 3), обладает высокими механическими свойствами, не уступающими свойствам низкоуглеродистых сталей. Свойства дюралю­миния повышаются с проведением закалки и старения сплава.

Другой группой деформируемых алюминиевых спла­вов являются сплавы на основе алюминий - медь - кремний с добавлением магния и марганца (марки АК1, АК6, АК8 и др.), имеющие хорошую пластичность в го­рячем состоянии и применяемые для изготовления штам­повок, поковок сложной формы. При легировании подобных сплавов никелем, титаном, железом (напри­мер, марки АК2, АК4) повышается их жаропрочность (до 200-300 °С).

Марки литейных алюминиевых сплавов устанавли­вает ГОСТ 2685 - 71. Они маркируются буквами АЛ (А - алюминий, Л - литейный) и цифрами, указывающи­ми порядковый номер сплава АЛ1, АЛ2 и т. д. до АЛ 13. Литейные сплавы делятся на три группы в зависимости от их основы: алюминий - магний, алюминий - кремний и алюминий - медь. Все они отличаются хорошей жидкотекучестью, достаточно высокими механическими свойствами и малой усадкой.

Лучшими литейными сплавами являются силумины (на основе алюминий - кремний), из которых изгото­вляют детали различных приборов и радиоаппаратов, корпуса турбонасосных агрегатов и др. В литейные сплавы иногда вводятся легирующие элементы - титан, марганец.

Иногда применяют спеченные сплавы стандартного состава, полученные из порошков (САС), и сплавы из спе­ченной алюминиевой пудры (САЛ). К порошковым спла­вам относятся, в частности, сплавы марок Д16П, АК4П.

Магний быстро окисляется на воздухе, имеет весьма низкие механические свойства. Поэтому как конструк­ционный материал он не применяется, а вводится в каче­стве компонента в сплавы. Магниевые сплавы делятся на деформируемые и литейные. Деформируемые магниевые сплавы: MAI, MA2, МАЗ и т. д. - выпускаются в виде \ прутков, листов и другого сортамента.

Магниевое литье (сплавы марок МЛ5, МЛ6) широко используется в авиационной и приборостроительной тех­нике для изготовления деталей самолетов, двигателей, корпусов приборов. Широкое применение магниевого литья объясняется, в частности, малой плотностью магния, что обеспечивает получение деталей малой массы.

Титан - малопрочный серебристо-серый металл, в чистом виде в технике не применяется. Технически чистый титан с малым количеством примесей (железа, кремния, углерода и др.) выпускается двух марок ВТ 1-00 и ВТ 1-0. Введение в титан различных компонентов позво­ляет получать требуемые свойства сплавов. ГОСТ 19807 - 74 регламентирует выпуск 17 марок титана и его сплавов (с алюминием, марганцем, молибденом, цирко­нием и др.), из которых заготовки деталей получают обработкой давлением. Основными марками титановых сплавов являются: ВТ5-1, ОТ4-1, ВТ14, ВТ22 и другие, обладающие высокой прочностью, коррозионной стой­костью, в отдельных случаях жаропрочностью и терми­ческой стабильностью.

Применяют также литейные титановые сплавы (ВТ5Л, ВТ21Л и др.), обеспечивающие высокую плотность отли­вок. Эти сплавы дают малую линейную усадку, не под­вержены образованию трещин в горячем состоянии, что позволяет изготовлять отливки сложной формы.

Плавка и разливка титановых сплавов производится в защитной атмосфере и вакууме.

Баббиты представляют собой сплавы на основе олова или свинца с добавками меди, сурьмы и других элементов. По ГОСТ 1320 - 74 предусмотрен выпуск оло­вянных и свинцовых баббитов, по ГОСТ 1209 - 78-кальциевых. Баббиты обладают высокими механиче­скими свойствами при повышенных температурах, хо­рошими антифрикционными и антикоррозионными свойствами, хорошо прирабатываются. Лучшими сплава­ми, применяемыми для заливки подшипников паровых турбин дизелей, турбокомпрессоров, работающих при больших скоростях и нагрузках, являются Б83 и Б88.

Наиболее дешевые свинцовые баббиты используют для заливки подшипников различных транспортных средств (железнодорожных вагонов, трамваев и др.).

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Коррозией металлов называют разрушение металлических материалов вследствие их физико-химиче­ского взаимодействия с окружающей средой. Коррозия металлов наносит большой ущерб народному хозяйству. Разрушение металлических конструкций в атмосфере, коррозия корпусов судов и различных морских и речных сооружений, коррозия металлических трубопроводов раз­личного назначения, коррозионное разрушение кабелей, рельсов и др., до которым протекает электрический ток при их нахождении в земле, разъедание химических аппа­ратов и установок, коррозия машин и приборов, образо­вание окалины на металле при его горячей обработ­ке - все это примеры коррозии.

В настоящее время не существует достаточно точных данных о коррозионных потерях, однако, по общеприня­тому мнению, около ⅓ добываемого металла во всем мире выбывает из технического употребления в результа­те коррозии. При этом считается, что около ⅔ прокор-родированного металла регенерируется в результате переплавки металлолома (скрапа) в мартеновских печах, а остальная часть, составляющая около 10% от количе­ства выплавляемого металла, теряется в виде пыли.

Сделаны попытки подсчета коррозионных потерь ис­ходя из металлического фонда страны. Безвозвратные потери металла от коррозии по истечении срока его службы, определяемого в 12-14 лет, могут быть оценены в 6 - 7%, а абсолютный размер безвозвратных по­терь металла от коррозии соответственно массе металлофонда страны в 1975 г.- около 5,5 млн. т. Однако по по­следним данным, приведенным академиком А. П. Алек­сандровым на одной из сессий Академии наук СССР, ежегодные потери металла от коррозии составляют 15 млн. т, что подтверждает большую достоверность ра­нее приведенных расчетов.

С развитием промышленного потенциала во всех странах темп роста коррозионных потерь стал превы­шать темп роста металлического фонда. Следует при этом учитывать, что безвозвратные потери, в первую очередь черных металлов, значительно ускоряют исполь­зование их природных ресурсов. Однако основной вред от коррозии связан не столько с потерей самого металла, сколько с выходом из строя металлических конструкций, стоимость которых в большинстве случаев значительно превышает стоимость металла, из которого они изгото­влены.

Не меньшие убытки народному хозяйству наносят связанные с коррозией аварии машин и сооружений, по­рча продукции заводов пищевой и химической промыш­ленности, происходящая вследствие загрязнения продук­тами коррозии, увеличение расхода металла, обусловлен­ное завышенными допусками на коррозию, а также простои оборудования, связанные с его ремонтом. Сюда же относятся затраты на профилактику, ремонт и замену вышедших из строя деталей. Весьма значительной стать­ей убытков является необходимость в проведении ком­плексных мероприятий по борьбе с коррозией: замена обычных сталей легированными, нанесение различных по­крытий, смазок и ингибиторов.

В промышленно развитых странах убытки от корро­зии составляют примерно 5-10% от национального до­хода. По последним данным, только прямой ущерб, вы­зываемый коррозией изделий и сооружений из металла, к середине 70-х годов в СССР достиг 13-14 млрд. руб. в год. В США общие убытки, причиняемые коррозией ме­таллов, превышают в настоящее время 70 млрд. долл. в год.

Все это указывает на большую важность изучения коррозионных процессов и коррозионных потерь и про­ведения эффективной борьбы с коррозией металлов пу­тем разработки и внедрения соответствующих мер про­тивокоррозионной защиты. Наряду с этим важное значение имеет общегосударственное планирование ] и координация проводимых научных исследований по коррозии металлов и практических мероприятий по! борьбе с коррозией металлических конструкций, машин * и механизмов.

Чрезвычайно важна работа в области экономики коррозииметаллов и противокоррозионной защиты и, в частности, разработка соответствующих методик по сравнительно точному определению убытков от коррозии и определение технико-экономической эффективности мер антикоррозионной защиты. Общегосударственный подход к проведению антикоррозионных мероприятий предусматривает достаточную осведомленность широко­го круга экономистов, технологов, конструкторов и на­учных сотрудников в вопросах коррозии для успешного решения задач, поставленных в этой области.

Материаловедение: конспект лекций Алексеев Виктор Сергеевич

1. Цветные металлы и сплавы, их свойства и назначение

Ценные свойства цветных металлов обусловили их широкое применение в различных отраслях современного производства. Медь, алюминий, цинк, магний, титан и другие металлы и их сплавы являются незаменимыми материалами для приборостроительной и электротехнической промышленности, самолетостроения и радиоэлектроники, ядерной и космической отраслей техники. Цветные металлы обладают рядом ценных свойств: высокой теплопроводностью, очень малой плотностью (алюминий и магний), очень низкой температурой плавления (олово, свинец), высокой коррозионной стойкостью (титан, алюминий). В различных отраслях промышленности широко применяются сплавы алюминия с другими легирующими элементами.

Сплавы на магниевой основе отличаются малой плотностью, высокой удельной прочностью, хорошо обрабатываются резанием. Они нашли широкое применение в машиностроении и в частности в авиастроении.

Техническая медь, содержащая не более 0,1 % примесей, применяется для различных видов проводников тока.

Медные сплавы по химическому составу классифицируются на латуни и бронзы. В свою очередь латуни по химическому составу подразделяются на простые, легированные только цинком, и специальные, которые, помимо цинка, содержат в качестве легирующих элементов свинец, олово, никель, марганец.

Бронзы также подразделяются на оловянные и безоловянные. Безоловянные бронзы имеют высокую прочность, хорошие антикоррозионные и антифрикционные свойства.

В металлургии широко используется магний, с помощью которого осуществляют раскисление и обессеривание неко

торых металлов и сплавов, модифицируют серый чугун с целью получения графита шаровидной формы, производят трудно восстанавливаемые металлы (например, титан), смеси порошка магния с окислителями служат для изготовления осветительных и зажигательных ракет в реактивной технике и пиротехнике. Свойства магния значительно улучшаются за счет легирования. Алюминий и цинк с массовой долей до 7 % повышают его механические свойства, марганец улучшает его сопротивление коррозии и свариваемость, цирконий, введенный в сплав вместе с цинком, измельчает зерно (в структуре сплава), повышает механические свойства и сопротивление коррозии.

Из магниевых сплавов изготавливают фасонные отливки, а также полуфабрикаты – листы, плиты, прутки, профили, трубы, проволоки. Промышленный магний получают электролитическим способом из магнезита, доломита, карналлита, морской воды и отходов различного производства по схеме получение чистых безводных солей магния, электролиз этих солей в расплавленном состоянии и рафинирование магния В природе мощные скопления образуют карбонаты магния – магнезит и доломит, а также карналлиты.

В пищевой промышленности широко применяется упаковочная фольга из алюминия и его сплавов – для обертки кондитерских и молочных изделий, а также в больших количествах используется алюминиевая посуда (пищеварочные котлы, поддоны, ванны и т. д.).

Из книги Танки и механическая тяга в артиллерии автора Хлыстов Ф Л

§1. БОЕВЫЕ БРОНЕПОВОЗКИ, ИХ СВОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ. Танк, с одной стороны, можно рассматривать, как гусеничною самоходную пулеметную или артиллерийскую установку, покрытую со всех сторон броней, с другой стороны, как броневой автомобиль, снабженный гусеничным ходом. Таким

Из книги Процессы жизненного цикла программных средств автора Автор неизвестен

1.1. Назначение Настоящий стандарт устанавливает, используя четко определенную терминологию, общую структуру процессов жизненного цикла программных средств, на которую можно ориентироваться в программной индустрии. Настоящий стандарт определяет процессы, работы и

Из книги ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВСТРОЕННЫХ СИСТЕМ. Общие требования к разработке и документированию автора Госстандарт России

5.2.3 Назначение уровня ПО Первоначально процесс оценки безопасности системы присваивает уровень(ни) ПО, соответствующий(ие) компонентам ПО конкретной системы. При проведении данного назначения учитывают воздействие отказов как потери функции или неправильного

Из книги Материаловедение: конспект лекций автора Алексеев Виктор Сергеевич

1. Углеродистые и легированные конструкционные стали: назначение, термическая обработка, свойства Из углеродистых качественных конструкционных сталей производят прокат, поковки, калиброванную сталь, сталь-серебрянку, сортовую сталь, штамповки и слитки. Эти стали

Из книги Художественная обработка металла. Драгоценные металлы. Сплавы и добыча автора Мельников Илья

Художественная обработка металла. Драгоценные металлы. Сплавы и добыча Драгоценными металлами называют металлы, которые относятся к так называемой благородной группе. Это золото, серебро, платина и металлы платиновой группы. Такие, как рутений, палладий, иридий, осмий,

Из книги Материалы для ювелирных изделий автора Куманин Владимир Игоревич

7.4. Сплавы меди, имитирующие золотые и серебряные сплавы С целью удешевления художественных изделий при производстве недорогих украшений широко используются томпак, латунь, мельхиор, нейзильбер; при изготовлении художественных изделий – бронзы.Сплавы меди с цинком,

Из книги Основы дизайна. Художественная обработка металла [Учебное пособие] автора Ермаков Михаил Прокопьевич

Раздел II Художественное литье: чугун и цветные металлы О природе вещей «…металлам, расплавленным жаром, может даны быть фигура и форма какая угодно» Лукреций

Из книги Фильтры для очистки воды автора Хохрякова Елена Анатольевна

7.2. Металлы для изготовления знаков и ювелирных украшений Золото – химический элемент – красивый желтый металл. Тяжелый, мягкий, пластичный, химически инертный. Применяется в основном в виде сплавов с другими металлами, что повышает его прочность и твердость.

Из книги Завоевание природы автора Андреев Борис

Металлы Железо общее Железо – один из самых распространенных элементов в природе. Его содержание в земной коре составляет около 4,7 % по массе, поэтому железо, с точки зрения его распространенности в природе, принято называть макроэлементом.В природной воде железо

Из книги Гидроакумуляторы и расширительные баки автора Беликов Сергей Евгеньевич

Тяжелые металлы Понятие «тяжелые металлы» не относится к строго определенным. Разные авторы в составе группы тяжелых металлов указывают разные химические элементы. В экологических публикациях в эту группу включают около 40 элементов с атомной массой более 50 атомных

Из книги Сварка автора Банников Евгений Анатольевич

Назначение оборудования Индивидуальные магистральные промывные фильтры предназначены для очистки холодной и/или горячей воды от механических примесей. Степень очистки определяется размером ячейки фильтрующего элемента – фильтрующей

Из книги Материаловедение. Шпаргалка автора Буслаева Елена Михайловна

VI. В ЧЬЕМ РАСПОРЯЖЕНИИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ЦВЕТНЫЕ СЛУГИ. 1. Как лучше использовать цветных слуг.По мере развитии техники производственный труд человека все более и более механизируется. Работа человека и животных заменяется работой машины. И вместе с тем в высокой степени

Из книги автора

2.1. Назначение устройств По своему назначению принципиально все баки можно разделить на две большие подгруппы: баки для компенсации температурных расширений теплоносителя и баки для работы с хозяйственной и питьевой (холодной) водой, находящейся под рабочим давлением

Из книги автора

Из книги автора

44. Алюминий; влияние примесей на свойства алюминия; деформируемые и литейные алюминиевые сплавы Алюминий отличают низкая плотность, высокие тепло– и электропроводность, хорошая коррозийная стойкость во многих средах за счет образования на поверхности металла плотной

Из книги автора

45. Медь; влияние примесей на свойства меди. Латуни, бронзы, медно-никелевые сплавы Медь – это металл красного, в изломе розового цвета, имеет температуру плавления 1083о С. Кристаллическая решетка ГЦК с периодом а 0,31607 ям. Плотность меди 8,94 г/см3. Медь обладает высокими

Цветные металлы. К цветным металлам, наиболее широко применяемым в технике, относятся медь, алюминий, олово, свинец, цинк, магний, титан и их сплавы. В чистом виде цветные металлы используют редко, в основном их применяют в виде сплавов.

Цветные металлы - это наиболее дорогой и ценный технический материал.

Легирующие элементы, входящие в состав цветных металлов и сплавов, обозначают заглавными буквами русского алфавита, например алюминий - А, бериллий - Б, железо - Ж, кремний - К, медь - М и т. д.

Медь. Она имеет характерный красноватый цвет, в природе встречается в виде сернистых соединений, в окислах и очень редко в чистом виде. Медь маркируют буквой М. В зависимости от чистоты меди (ГОСТ 859-2001). Самая чистая медь - содержит 99,99% меди и 0,01% примесей. Благодаря высокой пластичности медь хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии. Она обладает хорошей электропроводностью. Из нее изготовляют проводники электрического тока - провода и кабели.

Олово . Олово очень мягкий металл серебристо-белого цвета с желтоватым оттенком. Оно разделяется на шесть марок (ГОСТ 860-41): ОВЧ-000, О1ПЧ, 01, 02, 03, 04. Самое чистое олово - марки ОВЧ-000, содержащее 99,999% олова и 0,001% примесей.

Олово в чистом виде применяют для лужения жести.

Цинк. Цинк - это хрупкий металл белого цвета с голубоватым оттенком. В зависимости от химического состава установ-лены шесть марок цинка (ГОСТ 3640-47): ЦВ (99,99% цинка), Ц0, Ц1, Ц2, ЦЗ, Ц4 (99,50% цинка). Цинк используют для покрытия изделий (цинкование), чтобы предохранить их от атмосферной коррозии.

Свинец. Это мягкий металл синевато-серого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. ГОСТ 3778-56 устанавливает шесть марок свинца: СО (99,992% свинца), С1, С2, СЗ, СЗСу, С4 (99,60% свинца). Свинец хорошо отливается и прокатывается. Из для перекачки кислот, для производства аккумуляторов и т. д. Свинец - очень хорошая защита от рентгеновских лучей.

Алюминий. Алюминий - мягкий металл белого цвета. Он добывается путем электролиза из алюминиевой руды - бокситов и хорошо поддается прокатке и ковке. Особенностями алюминия являются легкость, хорошая электропроводность (60% электропроводности меди) и высокая коррозийная стойкость.

По ГОСТ 3549-55 алюминий выпускается нескольких марок. Самой высокой по чистоте является марка АВ0000, содержащая 99,996% алюминия. Из алюминия изготовляют провода, кабели, змеевики (испарители) в холодильниках и т. д. Окислы алюминия безвредны.

Магний. Магний - самый леший металл из всех применяемых в технике (удельный вес его 1,74). Он легко воспламеняется и при его горении возникает высокая температура. Наиболее.опасны в этом отношении порошок, тонкая лента, мелкая стружка и т. п. Механические свойства магния низкие, поэтому он находит ограниченное применение в технике. В литейном деле из магния выплавляют высокопрочный магниевый чугун. Чаще всего магний используют в виде сплавов с алюминием, цинком. ГОСТ 804-62 устанавливает две марки магния: Mgl (99,92% магния) и Mg2 (99,85% магния).

Титан. Это металл серебристо-белого цвета, тугоплавкий (плавится при 1725° С) и легкий, стойкий на воздухе и даже в атмосфере морского климата.

По распространенности титан занимает четвертое место среди конструкционных металлов, уступая лишь алюминию, железу и магнию. Прочность его вдвое больше, чем у железа, и почти в шесть раз больше, чем у алюминия. Ценными свойствами титана являются его высокие химическая и коррозийная стойкость.

Титан обладает высокой пластичностью. Он хорошо куется, легко прокатывается в листы, ленты и даже в фольгу.

Наибольшее применение титан находит в виде сплавов для изготовления лопастей газовых турбин и производства жаропрочных сталей.

Медные сплавы. Важнейшими сплавами на основе меди яв-ляются латунь и бронза.

Латунь - это сплав меди с цинком. Кроме цинка, латунь содержит и другие элементы, но в меньшем, чем цинк, количестве. Латунь маркируют буквой Л, за которой стоят цифры, указывающие на содержание меди, например латунь марки Л80 состоит из 80% меди и 20% цинка. Если в латунь вводится 1% свинца, то она будет обозначаться ЛС59-1 и содержать 59% меди, 40% цинка и 1% свинца.

Латуни обладают высокой коррозийной стойкостью, пластичностью, легко поддаются прокатке, ковке и вытяжке.

В технике находят применение латуни, содержащие от 10 до 42% цинка.

В зависимости от назначения латуни могут быть обрабатываемыми давлением, литейными и специальными. Химический состав некоторых марок латуней приведен в таблице:

Химический состав латуней, % (ГОСТ 1019-47)

Наименование	Марка латуни
Латуни, обрабатываемые давлением
					Остальное
Литейные латуни
Железесто-алюминевая латунь					Остальное
Кремнисто-свинцовистая латунь
Специальные латуни
Алюминиево-никелевая латунь					остальное

Латуни, обрабатываемые давлением, используют для радиаторных трубок, прокладок, труб и т. д. Из литейных латуней изготовляют червячные винты, зубчатые колеса, подшипники и т. д. Специальные латуни, обладающие более высокими механическими свойствами, чем литейные латуни, применяют для изготовления химически стойких деталей, конденсаторных трубок и водяной арматуры. Латунные изделия, получаемые холодной обработкой (наклеп), для смягчения и пластичности подвергают отжигу рекристаллизации на 350-450° С.

Бронза - это сплав меди с оловом, свинцом, алюминием и другими элементами. Название бронзы зависит от второго компонента. Важнейшими из бронз являются оловянистые, свинцовистые, алюминиевые и кремнистые.

Бронзы маркируют следующим образом: сначала пишут буквы Бр., означающие бронзу, затем буквы, показывающие, какие элементы введены в бронзу, и далее цифры, указывающие на содержание этих элементов в процентах. Например, бронза марки Бр.ОЦС6-6-3 означает, что в ней содержится 6% олова, 6% Цинка, 3%. свинца и остальные (85%) медь. 62

Оловянистые бронзы обладают хорошими литейными свойствами, коррозийной стойкостью и высокими антифрикционными свойствами, т. е. хорошо сопротивляются износу и трению. Оловянистые бронзы в основном применяют для деталей, работающих на трение, - подшипников скольжения, червячных колес и т. п. Химический состав оловянистых бронз приведен в таблице:

Химический состав оловянистых бронз, %

Марка бронзы	Основные компоненты
Бронзы, обрабатываемые давлением (ГОСТ 5017-49)
Бр.ОФ6,5-0,15					Остальное
Бр.ОЦС4-4-2,5
Литейные бронзы (ГОСТ 613-50)
Бр.ОЦС6-6-3					Остальное
Бр.ОЦСН3-7-5-1

Олово - дорогой металл, поэтому в основном применяют бронзы, в которых олово заменяют алюминием, кремнием, марганцем и другими элементами.

Алюминиевые бронзы содержат до 10% алюминия. Они обладают прочностью, высокими антифрикционными и технологическими свойствами, устойчивостью в атмосферных условиях и морской воде. Введение в алюминиевую бронзу железа, марганца и других элементов еще больше повышает ее механические свойства. Химический состав специальных бронз, например Бр. АЖН10-4-4, следующий: алюминия - 9,5-11,0%; марганца 3,5- 5,5%; железа - 3,5-5,5%; остальное - медь.

Алюминиевые бронзы применяют как антифрикционный материал, изготовляя из них подшипники, втулки, червячные колеса и т. д.

Кремнистые бронзы содержат 2-3% кремния. Они обладают высокими литейными свойствами и коррозийной стойкостью. Из таких бронз изготовляют пружинящие детали, проволоку, ленту и т. д.

Никелевые бронзы, обладают высокой вязкостью и кислотостойкостью, сохраняют механические свойства даже при повышенных температурах.

Бериллиевые бронзы (2% бериллия) обладают исключительно высокими свойствами - хорошо упрочняются термической обработкой, имеют предел прочности σ ь = 130-150 кгс/мм 2 и твердость НВ 370-400. Бериллиевые бронзы применяют, например, для изготовления ударного инструмента, зубил, молотков, не дающих при ударе искр. Пружины из бериллиевой бронзы выдерживают до 25 млн. колебаний, в то время как стальные закаленные пружины в таких же условиях разрушаются после 3 млн. колебаний.

Алюминиевые сплавы. Они получаются добавкой к алюминию меди, цинка, магния, кремния, марганца и других компонентов. Такие сплавы имеют небольшой удельный вес и высокие механические свойства.

Алюминиевые сплавы разделяются на деформируемые и литейные.

Деформируемые сплавы , упрочняемые термической обработкой, могут быть следующих марок: АК6, АК8, АК2, АК4. Они обладают высокой прочностью и пластичностью, поэтому из них изготовляют полуфабрикаты ковкой, прокаткой и прессованием. Сплавы АК2 и АК4 содержат никель и являются жаропрочными. Они применяются после термической обработки для изготовления поршней, головок цилиндров, работающих при повышенных температурах.

К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относится также дюралюминий марок Д1, Д6, Д16, Д18. Дюралюминий выпускается в виде листов, прессованных и катаных профилей, прутков и штамповок. Сплав Д18 применяют для заклепок, так как он может расклепываться в любое время после старения.

Для повышенной коррозийной стойкости дюралюминий покрывается (плакируется) чистым алюминием. Плакированием называют горячую прокатку слитков дюралюминия вместе с листами чистого алюминия.

Химический состав деформируемых алюминиевых сплавов приведен в таблице:

Химический состав деформируемых алюминиевых сплавов, % (ГОСТ 4784-49)

Марка сплава	Основные компоненты				Прочие компоненты
						Остальное

Сплавы АМц и АМг термическому упрочнению не подвергают. Из них изготовляют трубопроводы и сварные масляные резервуары.

Литейные алюминиевые сплавы почти не стареют естественно. Их прочностные свойства повышаются искусственным старением.

Из литейных сплавов наибольшее распространение получили силумины - сплавы алюминия с кремнием.

Силумины обладают высокими механическими свойствами и большой жидкотекучестью, позволяющей отливать сложные и тонкостенные детали. Химический состав некоторых марок алюминиевых литейных сплавов дан в таблице:

Химический состав алюминиевых литейных сплавов, % (ГОСТ 2685-53)

Марка сплава	Основные компоненты				Прочие компоненты
						Остальное

Магниевые сплавы. Подобно алюминиевым магниевые сплавы подразделяются на деформируемые и литейные. Прочность и пластичность магниевых сплавов ниже, чем у алюминиевых. Удельный вес магниевых сплавов-1,74. Характерной особенностью термообработки магниевых сплавов является длительная выдержка их при закалке и отпуске. Деформируемые магниевые сплавы марок МА1, МА2, МА5, МА8 применяют для изготовления высоконагруженных деталей самолетов, а литейные сплавы марок МЛ2, МЛЗ, МЛ4, МЛ5 - для изготовления деталей двигателей, корпусов приборов, колодок колесных тормозов автомобилей и корпусов фотокамер. Химический состав магниевых сплавов приведен в таблице:

Химический состав магниевых сплавов

Антифрикционные (подшипниковые) сплавы. Антифрикционными называют сплавы, из которых изготовляют подшипники и трущиеся детали, применяя для этого баббиты, бронзы, антифрикционные чугуны, цинковые сплавы и другие материалы, предохраняющие трущиеся детали, например валы, от износа и создающие необходимые условия для смазки.

Наибольшее применение для изготовления подшипников находят оловянистые бронзы Бр.ОЦС4-4-2,5 и Бр.ОФ6,5-0,15, обладающие низким коэффициентом трения.

В целях экономии дорогостоящих оловянистых бронз для изготовления втулок, заливки вкладышей и подшипников используют цинковые сплавы ЦАМ10-5 и ЦАМЭ-1,5. По ГОСТ 7117 - 54 сплав ЦАМ10-5 содержит 9,0-12% алюминия, 4,0-5,5°/о меди, 0,03-0,06% магния и остальное - цинк.

В качестве антифрикционных сплавов для подшипников можно применять и пористые металлокерамические материалы на основе железомеднографитовых порошковых смесей (1,0-1,5% меди, 0,9-1,1°/о графита и остальное - железо).

Обычно из этих сплавов изготовляют втулки и вкладыши прессованием порошковых смесей и последующим спеканием при температуре 1100-1150° С. Такие втулки имеют от 15 до 30% тончайших, соединенных между собой пор. После пропитки машинным маслом втулки становятся самосмазывающимися. Они применяются в текстильных хлопкоуборочных и швейных машинах, в которых смазка подшипников невозможна из-за загрязнения тканей, хлопка и т. п. 66

Большую группу подшипниковых сплавов составляют баббиты. Они обладают высокой пластичностью, хорошей прирабатываемостью и низким коэффициентом трения. Высокие антифрикционные свойства их связаны с особой структурой - твердыми кристалликами в мягкой основе.

Баббиты маркируют следующим образом (ГОСТ 1320-55): Б89, Б83 и т. д. Буква Б указывает, а название сплава, а цифра - на среднее содержание в нем олова. Химический состав баббитов и их назначение приведены в таблице:

Химический состав (%) и назначение баббитов (ГОСТ 1320-55)

Марка сплава						Прочие элементы	Назначение
				Остальное			Для турбин, турбокомпрессоров и т.д.
					Остальное		Для электродвигателей и прокатных станов
							Для вкладышей подшипников автомобилей

Свинцовый баббит С0С6-6 имеет высокие эксплуатационные качества и в настоящее время является основным материалом, из которого изготовляют подшипники для двигателей легковых и грузовых автомобилей.

Для деталей, работающих с повышенным удельным давление ем, например рессорных втулок автомобилей, часто применяют антифрикционный ковкий чугун. Отожженный ковкий чугун обычно состоит из 2,5-2,75% углерода; 1,0-1,2% кремния,. 0.45-0,55% марганца; 0,06% хрома; 0,12-0,17% фосфора и 0,15-0,17% серы.