1 Характеристика та класифікація кольорових

МЕТАЛІВ. ЗНАЧЕННЯ В ПРОМИСЛОВОМУ ВИРОБНИЦТВІ

Си, АІ, Ті, Мg, ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛІВ І ЇХ СПЛАВІВ

Металургія кольорових металів різноманітна. До кольорових металів відносяться титан і його сплави, алюміній, магній (алюмінієві та магнієві сплави), мідь та її сплави, тугоплавкі метали та їх сплави, цирконій і його сплави. Способи отримання гідрометалургійні (переробка руд, видобування, збагачення та відновлення з оксидів різними способами) з подальшим очищенням і рафінуванням зонноюплавкою.

Мідь та її сплави. Металургійну мідь отримують із сульфідних руд (що містять СuS) піро- та гідрометалургійними способами. Висока тепло- та електропровідність, ковкість, висока міцність на розрив і корозійна стійкість зумовлюють широке застосування міді в промисловості. Вона служить основним матеріалом для проводів, кабелів, шин, контактів, інших струмопровідних частин електричних установок. Мідні солі застосовують для одержання фарб і каталізаторів.

Широко використовуються сплави міді: латуні, бронзи та мідно-нікелеві сплави.

Латунь - сплав міді з цинком (Си-2п), що містить до 45% 2п. При більшому вмісті цинку міцність і пластичність сплаву знижується. Латунь легують АІ, Ni, Мп, Sn для поліпшення механічних властивостей та підвищення корозійної стійкості, а також Sі - для поліпшення ливарних властивостей. Латуні позначають буквою Л і цифрою, що вказує відсоток вмісту міді. Наприклад, Л63 - 63% міді.

Бронза - сплав міді з Sn, АІ, Nb, Sі або Ве. Позначення Бр. Бронзи мають високі антифрикційні, механічні та ливарні властивості, корозійну стійкість, добре обробляються різанням, легко зварюються і паяються.

За призначенням сплави міді поділяються на анти­фрикційні, жароміцні, конструкційні, пружинні та електро­технічні. До антифрикційних належать свинцевиста бронза (30% РЬ), яка застосовується для заливання сталевих вкладишів важконавантажених підшипників, складні РЬ-Зп-Сu- бронзи (25% РЬ, 5% Зп), які використовуються для виготовлення втулок і вузлів тертя. Із жароміцних сплавів (Си-Сd, Сг, Мg, 2г) виготовляють зварювальні електроди для реактивної техніки. До конструкційних сплавів відносяться латуні (з домішками Ре, Зп, Зі, Ni, Мп). З них виготовляють труби для радіаторів, конденсаторів, посуд, гільзи і т. ін.

Бабіти - сплави на основі олова з домішками АІ, РЬ, Са, 2п, ЗЬ, Си =2,5/6%. Особливо поширений сплав 5п-ЗЬ, що викорис­товується для виготовлення підшипників тертя-ковзання, тому що має найвищі антифрикційні властивості.

Позначення:

• Б (для Sn-Sb, Sn-Pb, Sn-Са);

• ДАМ (для Зп-2п, міст. Си, АІ);

• АСМ (для Зп-АІ, міст. Мg та ін.).

Алюміній та його сплави, їм притаманна антикорозійна стійкість завдяки АІ2О3-поверхні. Алюміній за хімічним складом буває особливої високої і технічної чистоти (А999, А995, А85), тобто з домішками.

Алюмінієві сплави (основа АІ) містять Си, Мg, Sі, Mn, Zn, Ті, Ре, Ni та інші елементи. Кількість легуючих елементів залежить від назви сплаву. Сплави мають складну буквено-цифрову систему позначень. Букви означають групу, цифри -номер сплаву або вміст основного легуючого елемента (на­приклад, АМг, АМц - сплав АІ з Мg або Мп).

Буквені позначення:

• АД - алюміній, що деформується;

• Д - дюралюмін АІ-Си-Мg;

• АК - кувальні сплави;

• АЛ - ливарні сплави.

Магній та його сплави. Основа - магній, леговані добавки - АІ, Zn, Мп, Zr, Sе тощо. Для цих сплавів характерна висока густина та міцність. Вони поділяються на сплави, що деформуються, (М) та ливарні (МЛ). Властивість магнієвих сплавів приймати ударні навантаження дозволяє застосовувати їх для виготовлення деталей, які піддаються вібраціям. Ці сплави добре оброб­ляються різанням.

Титан і його сплави. У ряді галузей нової техніки і технології широко застосувються конструкційні сплави на основі титану з питомою густиною, яка перевищує питому густину сталі, алюмінієвих та магнієвих сплавів. Титан - метал, Тплав = 1665° С, легкий, у=4,5 кг/м3. У машинобудуванні засто­совують титан технічний двох марок: ВТ1-1 і ВТ1-2. Титанові сплави утворюються при легуванні титану різними металами: АІ, Сг, Ре, Мп, Мо, Зп, V. Легування підвищує міцність, але іноді знижує пластичність. Важливу роль відіграє алюміній: він підвищує жароміцність і забезпечує хорошу зварюваність. Із жароміцних сплавів на основі титану (ВТЗ, ВТЗ-1, ВТ8) роблять диски, лопатки та інші деталі реактивних двигунів і газових турбін, їх також виготовляють зі сплавів на основі Fе-Ni.

Тугоплавкі метали та сплави. Жароміцні композиції на основі Ni, Ре, Со тощо не можуть бути використані при робочих температурах 1000-2000 °С. Для цього застосовують тугоплавкі метали та сплави на їх основі: 2г (1855 °С), Сг (1875 °С), V( 1900°С), Нf( 1975 °С), Nb (2415 °С), Мо (2610°С), Та (2996°С), Rе (3180 °С), W (3410 °С), їх жароміцність залежить від легуючих домішок. Сплави на основі тугоплавких металів і їх сполук називають жароміцними металокерамічними сплавами. їх поділяють на три групи:

1) сплави на основі Мо, Nb, Та, W із захистом від окиснення (мають бути покриті);

2) МеС, МеВ, МеЗі з доданням Со- та Мі-звязків (ТіС-№, ТіС-Мо, ТіС-Со, Сr3С2-Ni), бороліт - В4С, ТіВ2 чи СrВ2;

3) МеО+Ме (кермети), наприклад, АІ2О3-Сr, А1-АІ2О3. Крім газотурбін і реактивних установок, ці матеріали використовують (при експлуатації) в атомних реакторах, у системі циркуляції теплоносіїв тощо. Жароміцні металокерамічні сплави застосовуються в атомній енергетиці. Використання тугоплавких і багатьох рідкісних металів (Ве, 2г та ін.) залежить від можливості отримання їх з високим ступенем чистоти.