Сплавы цветных металлов, их назначение и область применения. Сплавы на медной основе. Латуни, химический состав, их свойства и маркировка по ГОСТу.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ГРУППЫ ТОР-19

ПО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ

На 18.11.2021

Преподаватель: Бережная В.Н. (тел.: 0714245587)

Выполненное задание присылать на электронную почту 

ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 21

Сплавы цветных металлов, их назначение и область применения. Сплавы на медной основе. Латуни, химический состав, их свойства и маркировка по ГОСТу.

Бронзы. Методы упрочнения бронз в зависимости от их состава. Свойства бронз и область их применения. Маркировка. Область применения. Сплавы на основе алюминия, меди, титана.

Изучение нового материала

-Изучить лекцию 17

-Краткий конспект лекции

- Ответить навопросы и задания для самоконтроля (в конспекте)

Литература:

Основная

1. В.М. Никифоров «Технология металлов и конструкционные материалы». – Л.: Машиностроение. 253 с., 1986.

2. Василий Попович, Виталий Попович «Технология конструкционных материалов и материаловедение». – Львов. «Мир» 2006.

 

Дополнительная

3. Б.А. Кузьмин и др. «Металлургия, металловедение и конструкционные материалы». – М., 1987.

4. Б.В. Кнорозов «Технология металлов» – М. 1978 г.

Лекция 17

Сплавы цветных металлов, их назначение и область применения. Сплавы на медной основе. Латуни, химический состав, их свойства и маркировка по ГОСТу.

Бронзы. Методы упрочнения бронз в зависимости от их состава. Свойства бронз и область их применения. Маркировка. Область применения. Сплавы на основе алюминия, меди, титана.

 

План

1.Сплавы цветных металлов, их назначение и область применения.

2. Сплавы на медной основе.

- Латуни, химический состав, их свойства и маркировка по ГОСТу.

-Бронзы. Методы упрочнения бронз в зависимости от их состава. Свойства бронз и область их применения. Маркировка. Область применения.

3.Сплавы на основе алюминия, меди, титана.

 

Цветная металлургия занимается добычей руд цветных металлов, а также обогащением и выплавкой чистых металлов и их сплавов. Цветные металлы имеют множество ценных свойств: малую плотность (магний, алюминий), высокую теплопроводность (медь), устойчивость к коррозии (титан) и др. Условно они делятся на тяжелые, легкие, благородные и редкие.

Группы металлов

К тяжелым металлам относятся вещества, которые отличаются высокой плотностью. Это кобальт, хром, медь, свинец и др. Некоторые из них (свинец, цинк, медь) применяют в чистом меде, но обычно используют в качестве легирующих элементов.

Плотность легких металлов — менее 5 г/см3. В этой группе относятся алюминий, натрий, калий, литий и др. Их используют как раскислители при изготовлении чистых металлов и сплавов, а также применяют в пиротехнике, медицине, фототехнике и других областях.

Благородные металлы отличаются высокой устойчивостью к коррозии. В данную группу входят платина, золото, серебро, осмий, палладий, родий, иридий и рутений. Они применяются в медицине, электротехнике, приборостроении, ювелирном деле.

Редкие металлы объединены в отдельную группу, так как имеют особые свойства, не характерные для других металлов. Это уран, вольфрам, селен, молибден и др.

Также выделяется группа широко применяемых металлов. В нее входят титан, алюминий, медь, олово, магний и свинец.

Сплавы на основе цветных металлов бывают литейные и деформируемые. Они различаются технологией создания заготовок: из литейных производят детали с помощью литья в металлические или песчаные формы, а из деформируемых делают листы, фасонные профили, проволоку и другие элементы. В этом случае используются методы прессования, ковки и штамповки. Литейные сплавы относятся к металлургии тяжелых металлов, деформируемые — к металлургии легких металлов.

Сплавы на основе меди

Медь — цветной металл, который на поверхности имеет красный оттенок, а в изломе — розовый. В периодической системе Д.И. Менделеева обозначается символом Cu. В чистом виде металл имеет высокую степень пластичности, электро- и теплопроводности, а также характеризуется устойчивостью к коррозии. Это позволяет использовать медь и ее сплавы для кровель ответственных зданий.

Важные свойства металла:

· Температура плавления — 1083°С.

· Структура кристаллической решетки — кубическая гранецентрированая.

· Плотность — 8,94 г/см3.

 

Благодаря пластичности медь легко поддается обработке давлением, но плохо режется. Из-за большой усадки металл обладает низкими литейными свойствами. Любые примеси, за исключением серебра, оказывают большое влияние на вещество и снижают его электрическую проводимость.

При маркировке меди используется буква М с числом, которое обозначает марку. Чем меньше номер марки, тем больше в ней чистого вещества. Например, М00 содержит 99,99 % меди, а М4 — 99 %.

Наиболее широкое применение в технике находят две группы медных сплавов — бронзы и латуни.

Бронзы

Бронзы — сплавы на основе меди, в которых легирующим элементом является любой металл, кроме цинка. Наиболее часто применяются сплавы меди со свинцом, оловом, алюминием, кремнием и сурьмой.

Все бронзы по химическому составу делятся на оловянные и специальные, или безоловянные, то есть не содержащие в своем составе олова.

Оловянные бронзы отличаются наиболее высокими литейными, механическими и антифрикционными свойствами, а также имеют повышенную устойчивость к коррозии. Из-за высокой стоимости олова эти сплавы применяют ограниченно.

Специальные бронзы часто используют в качестве заменителей оловянных, и некоторые имеют лучшие технологические свойства. Выделяются следующие виды специальных бронз:

· Алюминиевые. Они содержат от 5% до 11% алюминия, а также марганец, никель, железо и другие металлы. Эти сплавы обладают более высокими механическими свойствами, чем оловянные бронзы, однако их литейные свойства ниже. Алюминиевые бронзы служат для изготовления мелких ответственных деталей.

· Свинцовистые. В их состав входит около 30% свинца. Эти сплавы имеют высокие антифрикционные свойства, поэтому широко применяются в производстве подшипников.

· Кремнистые. Эти бронзы содержат примерно 4% кремния, легируются никелем и марганцем. По своим механическим свойствам почти соответствуют сталям. Применяются, в основном, для изготовления пружинистых элементов в судостроении и авиации.

· Бериллиевые. Содержат до 2,3% бериллия, характеризуются высокой упругостью, твердостью и износостойкостью. Эти бронзы используются для пружин, которые работают в условиях агрессивной среды.

Все бронзы имеют хорошие антифрикционные показатели, коррозионную стойкость, высокие литейные свойства, которые позволяют использовать сплавы для изготовления памятников, отливки колоколов и др.

При маркировке бронз используются начальные буквы Бр, после которых идут первые буквы названий основных металлов с указанием их содержания в процентах. Например, сплав БрОФ8-0,3 включает 8% олова и 0,3% фосфора.

Латуни

Латунями называют сплавы меди и цинка с добавлением других металлов — алюминия, свинца, никеля, марганца, кремния и др. В простых латунях содержится только медь и цинк, а многокомпонентные сплавы включают от 1% до 8% различных легирующих элементов, которые добавляют для улучшения различных свойств.

· Марганец, никель и алюминий повышают устойчивость сплава к коррозии и его механические свойства.

· Благодаря добавкам кремния сплав становится более текучим в жидком состоянии и легче поддается сварке.

· Свинец упрощает обработку резанием.

 

Процентное содержание цинка в любой латуни не превышает 50 %. Эти сплавы стоят дешевле, чем чистая медь, а благодаря добавлению цинка и легирующих элементов, они обладает большей устойчивостью к коррозии, прочностью и вязкостью, а также характеризуются высокими литейными свойствами. Латуни используют для изготовления деталей методами прокатки, вытяжки, штамповки и др.

При маркировке простой латуни используется буква Л и число, обозначающее содержание меди. Например, марка Л96 содержит 96% меди. Для многокомпонентных латуней используется сложная формула: буква Л, затем первые буквы основных металлов, цифра, обозначающая содержание меди, а затем состав других элементов по порядку. Например, латунь ЛАМш77-2–0,05 содержит 77% меди, 2% алюминия, 0,05% мышьяка, остальное — цинк.

Алюминий и его сплавы

Алюминий — цветной металл, который имеет серебристо-белый оттенок и плавится при температуре 650°С. В периодической системе ему соответствует символ Al. Этот элемент занимает третье место по распространенности среди всех пород в земной коре (на первом месте — кислород, на втором — кремний). В атмосферных условиях на поверхности алюминия образуется оксидная пленка, препятствующая появлению коррозии.

Важные свойства алюминия:

· Низкая плотность — всего 2,7г/см3 (например, у меди — 8,94г/см3).

· Высокая электрическая проводимость (37*106 См/м) и теплопроводность (203,5 Вт/(м·К)).

· Низкая прочность в чистом виде — 50 МПа.

· Структура кристаллической решетки — кубическая гранецентрированая.

 

Металл легко обрабатывается давлением. Находит широкое применение в электропромышленности: из алюминия изготавливают проводники электрического тока. При производстве стали его используют для раскисления. Из алюминия также делают посуду, однако она не подходит для приготовления солений и хранения кисломолочных продуктов — элемент неустойчив в щелочной и кислой среде. Некоторые стальные детали покрывают алюминием (процесс алитирования), чтобы повысить их жаростойкость. Из-за невысокой прочности алюминий практически не применяется в чистом виде.

При маркировке алюминия используется буква А в сочетании с числом, которое указывает на содержание металла. Например, марка A99 содержит 99,95% алюминия, а марка А99 — 99,99%. Существует также марка особой чистоты — А999, в которой 99,999% алюминия.

Вопросы для самоконтроля

 

Латунь - это

а) сплав меди с оловом и другими элементами

б) сплав меди с цинком

в) сплав меди с никелем
г) сплав железа с медью

5. Число 79 в марке латуни Л79 обозначает

а) содержание цинка, %

б) предел прочности при растяжении, кгс/мм²

в) содержание олова, %

г) содержание меди %

 

Бронза - это

а) сплав меди с оловом и другими элементами

б) сплав меди с цинком

в) сплав меди с никелем

г) сплав меди с железом

 

7. Сплав БР ОЦ 4-3 является бронзой…

а) бериллиевой

б) цинковой

в) оловянной

г) алюминиевой

 

8. Сплав меди с цинком называется …

а) мельхиором

б) латунью
в) силумином

г) бронзой

 

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ГРУППЫ ТОР-19

ПО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ

На 18.11.2021

Преподаватель: Бережная В.Н. (тел.: 0714245587)

Выполненное задание присылать на электронную почту 

ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 21

Сплавы цветных металлов, их назначение и область применения. Сплавы на медной основе. Латуни, химический состав, их свойства и маркировка по ГОСТу.