МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА “ФІЗИЧНЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО”

Професор, д.т.н. ГОРБАТЕНКО В.П.

Курс лекцій з дисціпліни

“КОЛЬОРОВІ МЕТАЛИ ТА СПЛАВИ”

Для студентів напрямку підготовки

“Інженерне матеріалознавство”

Розглянуто на засіданні кафедри

„Фізичне матеріалознавство”

„___” __________ 200 р.

Протокол № ____

Затверджено на засіданні Учбово-

видавницької ради ДонНТУ

„___” __________ 200 р.

Протокол № ____

г. Донецк, 2009 р.

УДК 669.01.7+621.785

Горбатенко В.П. Кольоровы метали та сплави: Курс лекцій.- Донецьк: ДонНТУ, 2009.- 95 с.

Наведені основні положення щодо структури, властивостей, застосування таких кольорових металів, як Cu, Al, Mg, Ti, Be, легкоплавких та тугоплавких металів і сплавів на їх основі.

Призначений для студентів, які навчаються за напрямом підготовки „Інженерне матеріалознавтво” за спеціальностями „Прикладне матеріалознавство”, „Металознавство”. Може бути корисним для студентів спеціальностей „Термічна обробка”, „Металургія кольорових металів”.

25 табл., 36 рис., бібл. 7 найм.

Рецензент:

ВМІСТ

Стор.

	Вступ	5
1	Загальна характеристика кольорових металів та сплавів	6
	1.1 Класифікація кольорових металів та сплавів	6
	1.2 Порівнююча характеристика кольорових металів	7
2	Мідь і сплави на її основі	10
	2.1 Властивості і застосування міді	10
	2.2 Класифікація і маркування сплавів на мідній основі	12
	2.3 Структура, властивості та застосування латуней	13
	2.4. Структура, властивості і застосування бронз 2.4.1 Олов’яні бронзи 2.4.2 Алюмінієві бронзи 2.4.3 Кремністі бронзи 2.4.4 Берилієві бронзи 2.4.5 Свинцеві бронзи	17 17 21 24 25 27
	2.5 Деякі інші сплави на основі міді	28
3	Алюміній і сплави на його основі	29
	3.1 Властивості і застосування алюмінію	29
	3.2 Класифікація і загальна характеристика алюмінієвих сплавів	30
	3.3 Деформівні алюмінієві сплави 3.3.1 Деформівні алюмінієві сплави, які зміцнюються термічною обробкою 3.3.2 Деформівні алюмінієві сплави, які не зміцнюються термічною обробкою	31 31 35
	3.4 Ливарні алюмінієві сплави	37
	3.5 Спечені сплави на основі алюмінію	42
4	Магній і сплави на його основі	44
	4.1 Властивості і застосування магнію	44
	4.2 Загальна характеристика і класифікація магнієвих сплавів	44
	4.3 Деформівні магнієві сплави	45
	4.4 Ливарні магнієві сплави	47
5	Титан і сплави на його основі	50
	5.1 Титан, його структура, властивості і застосування	50
	5.2 Загальна характеристика сплавів титану. Вплив легую­чих елементів на структуру і властивості титанових сплавів	52
	5.3 Класифікація, властивості і застосування титанових сплавів	55
6	Берилій і сплави на його основі	60
	6.1 Берилій, його властивості і застосування	60
	6.2 Сплави на основі берилію	63
7	Легкоплавкі метали і сплави на їх основі	64
	7.1 Загальна характеристика легкоплавких металів	64
	7.2 Підшипникові сплави (антифрикційні матеріали) 7.2.1 Загальна характеристика підшипникових матеріалів 7.2.2 Легкоплавкі підшипникові сплави з м’якою матрицею (бабіти)	66 66 67
	7.3 Припої	72
	7.4 Легкоплавкі сплави	73
	7.5 Типографські сплави	74
	7.6 Цинкові конструкційні сплави	74
	7.7 Корозійно-стійкі покриття	75
8	Тугоплавкі і благородні метали і сплави	77
	8.1 Загальна характеристика тугоплавких металів і їх сплавів	77
	8.2 Специфіка використання тугоплавких металів і сплавів у машинобудуванні і дослідницьких приладах	80
	8.3 Благородні метали	81
9	Основи технології термічної обробки кольорових металів і сплавів	83
	9.1 Загальні положення	83
	9.2 Відпал кольорових металів і сплавів	83
	9.3 Загальні положення зміцнюючої термічної обробки сплавів кольорових металів	91
	9.4 Гартування зі старінням сплавів алюмінію, міді, магнію	92
	9.5 Особливості зміцнюючої термічної обробки сплавів титану	93
	Список літератури	95

ВСТУП

В техніці металами називають ті речовини, які володіють металевим блиском, достатньо високою пластичністю, високою електропровідністю і теплопровідністю. Вказаними властивостями володіють не тільки чисті метали, але і сплави на їх основі (металеві сплави). Сплав - це система, яка складається з 2 і більше компонентів.

Традиційно склався розподіл усіх металів на чорні і кольорові. Такий розподіл є умовним. Звичайно до чорних металів відносять насамперед залізо, а також кобальт, нікель і близький до них за властивостями марганець. Однак, наприклад А.П.Гуляєв, до чорних металів пропонує відносити не тільки ці метали, але також і тугоплавкі метали, метали групи урану - актиніди, рідкоземельні метали, або лантаноїди, лужноземельні метали. Такий погляд не є беззаперечним.

До кольорових металів традиційно відносили усі метали, крім заліза і елементів його групи. Звичайно ознакою кольорового металу є його специфічний колір, відмінний від темно-сірого, наприклад, білий (алюміній, срібло), жовтий (золото), червоний (мідь) та ін.

Кольорові метали, такі, як мідь, срібло, золото, а також олово, свинець почали застосовувати раніше за залізо та його сплави. Початок їх застосування відноситься до “бронзового віку”.

Метою даного курсу є вивчення структури, властивостей і призначення найбільш розповсюджених в техніці кольорових металів і конструкційних та спеціальних сплавів на їх основі, а також особливостей їх термічної обробки з метою надання необхідних механічних і експлуатаційних властивостей.

Створення нових матеріалів і розвиток виробництва тих чи інших сплавів визначаються попитом тої чи іншої галузі техніки, яка швидко розвивається. Технічний прогрес є неможливим без створення і використання матеріалів з різноманітними фізичними, хімічними, механічними, експлуатаційними властивостями. Так, у свій час у коло матеріалів, які знаходять широке застосування, увійшли сплави алюмінію, у другій половині ХХ сторіччя - титан і його сплави. Зараз все більш широко починають використовуватися сплави на основі берилію, цирконію, ніобію та інших металів. Тому розробка нових матеріалів, здешевлення технології виробництва сплавів і створення методів направленого впливу на їх структуру та властивості може вважатися основою розвитку техніки нового покоління.

При викладанні цього курсу враховується, що студенти вже вивчили основні закономірності процесів структуростворення в металах та сплавах (курси “Металознавство”. „Теорія фазових перетворень” та ін.), а також основні методи дослідження структури і властивостей матеріалів.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЬОРОВИХ

МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ