40. Сплави на основі кольорових металів. Т-ча х-ка, застосування.

Кольорові метали відзначаються унікальними властивостями: жа-роміцністю, тугоплавкістю, високою електропровідністю, пластичні-стю, корозійною стійкістю, малою питомою вагою, твердістю, здатн-істю утворювати різноманітні сплави і т.д. Вони широко використо-вуються у машинобудуванні, електротехніці, приладобудуванні, ра-діотехніці, електроніці, хімічній промисловості, в атомній та космічнійтехніці, у побуті. Надзвичайно широкий асортимент вироблюванихкольорових металів (більше 70) і їх сплавів пояснюється їх викори-станням. Кольорові метали і сплави використовують у вигляді на-півфабрикатів (листи, стрічки, фольга, труби, прутки, дріт, профілі)або відливок чи поковок. Розвиток і створення нових галузей про-мисловості викликали необхідність використання кольорових ме-талів високої чистоти та надчистих, які володіють властивостяминедосяжними для технічно чистих металів.

Кольорові метали класифікують за ознаками:

• за щільністю (легкі, важкі);

• за температурою плавлення (легкоплавкі, тугоплавкі);

• за схильністю до окислення (звичайні, благородні);

• за поширеністю (поширені, рідкісноземельні, розсіяні).

3.5.1. Легкі метали та їх сплави

До них відносять метали з щільністю до 4500кг/м³. Найбільшпоширені алюміній, магній, титан.

Алюмінієві сплави поділяють на деформуємі (для виготовленнялистів, стрічок, труб, профілів, дроту), ливарні (для виготовленнявідливок) та підшипників (табл.3.9).

Деформуємі алюмінієві сплави характеризуються невисокоюміцністю, але високою пластичністю та стійкістю проти корозії. Вонидобре зварюються і легко піддаються обробці тиском. Вони поділя-ються на сплави зміцнювані та незміцнювані термічною обробкою.

До сплавів зміцнюваних термічною обробкою відносять:

• дюралюміни (дуралюміни) — для виготовлення деталей серед-ньої та підвищеної міцності які сприймають змінні навантаження(будівельні конструкції, деталі автомобілів та літаків);

• авіалі для виготовлення деталей середньої міцності які дефор-муються при експлуатації (деталі двигунів, трубопроводи);

• високоміцні мають низьку корозійну стійкість і не придатнідля роботи при температурах вищих за 150°С;

• ковочні для виготовлення куванням або штампуванням дета-лей складної форми, середньої та підвищеної міцності, невисокої ко-розійної стійкості;

• жароміцні для виготовлення деталей що працюють при тем-пературах до 350°С (головка блока циліндрів, поршні, обшивка над-звукових літаків).

До сплавів не зміцнюваних термічною обробкою відносять

• магналії (Al+Mg) та сплави з марганцем. Вони зміцнюютьсятільки холодним деформуванням і використовуються для зварних та клепаних конструкцій які експлуатують при невеликому наван-тажені в корозійно-активному середовищі.

Ливарні алюмінієві сплави характеризуються високою рідкоте-кучістю, хорошими механічними властивостями та корозійноюстійкістю. В залежності від основних компонентів їх поділяють нагрупи. Найбільш поширені сілуміни (Al+Si). Для поліпшення по-казників міцності та технологічності ливарні сплави рафінують (ви-даляють гази та неметалічні вкраплення) або модифікують (для пол-іпшення структури).

Підшипникові алюмінієві сплави використовуються замість оло-вянистих бронз і баббітів при р<150кг/см², У<10мс/с та рУ<400кгм/см²*с.

У маркуванні алюмінієвих сплавів літерами позначають:компоненти: А — алюмінійК — кремнійМц — марганецьМг — магнійпризначення: Д — деформуємийЛ — ливарнийвластивості: В — високоміцнийМ — м'який відпаленийП — напівнагартованийН — нагартованийЦифри за літерами позначають або порядковий номер маркисплава, або вміст відповідного елемента у %. Для високоміцних алю-мінієвих сплавів на першому місці цифрового маркування ставлятьцифру 9.

Сплави магнія поділяють на деформуємі (маркують МА) та ли-варні (маркують МЛ). Деформуємі випускають марок MAI, МА2,МА5, МАЮ, МА11, а ливарні марок— MJI2, MJI3, MJI4, MJI5,MJI10, MJI12. Цифра у маркуванні позначає номер марки сплава.

Сплави титана класифікуютьза ознаками:

По міцності: підвищеної пластичності невисокої та середньої міцностівисокої міцногсті

За призначенням: ливарні (літера JI у кінці маркування)деформуємі

Ливарні титанові сплави випускають марок ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л і т.д.

Деформуємі титанові сплави випускають марок ВТ5, ВТ5-1, ОТ4-1, ОТ4, ВТ4, ВТ18, ВТ6, ВТ8, ВТ14, ВТЗ-1, ВТ22, ВТ15. Цифри умаркуванні — порядковий номер марки, який, інколи, збігається звмістом легуючих елементів.

3.5.2. Важкі метали та їх сплави

Найбільш поширені мідь, нікель, свинець, олово та цинк.

Сплавиміді класифікують за ознаками:

За властивостями: високоміцні

антифрикційніхімічно стійкі

За хімічним складом: латуні

бронзи

мідно-нікелевіспеціальні

За способом обробки: ливарні

деформуємі

Латуні — сплави міді де основним легуючим елементом (<45%) єцинк. Латуні відзначаються пониженою вартістю, високою міцністю,пластичністю, оброблюваністю різанням, зварюваністю, хорошимиливарними властивостями.

Латуні бувають простими (подвійними) та складними (багато-компонентними). Подвійні латуні (Cu+Zn) випускають марок: Л96,Л90 (томпак), Л85, Л80 (напівтомпак), Л70, Л68, Л63, Л60. Цифрау маркуванні — середній вміст міді у відсотках. Латуні з високимвмістом міді (Л80 і вище) мають колір золота і використовуютьсядля ювелірних та декоративних виробів. Латуні легують для підви-щення їх механічних властивостей, корозійної стійкості та для пол-іпшення оброблюваності. Всі легуючі елементи маркують літерами:О — олово, С — свинець, А— алюміній, К — кремній, Ж — залізо,Мц — марганець, Н — нікель, Т — титан, Ф — фосфор, Б —берилій. Позначення легуючих елементів записують після літери Л,а їх вміст у цілих відсотках цифрами: ЛС74-3 (мідь — 74%, свинець— 3%, все інше цинк), ЛМцА57-3-1 (мідь — 57%, марганець —3%, алюміній — 1%, все інше — цинк). Леговані латуні буваютьолов'янистими (Л070-1), свинцовистими (ЛС59-1), алюмінієвими(ЛА77-2), кремністими (ЛК72-1), марганцовистими (ЛМц76-2) табільш складного складу (ЛАЖ60-1-1, ЛЖМц59-1-1, ЛКС80-3-3 іт.д.).

Бронзи — сплави міді з різними металами де цинк не є основнимлегуючим елементом. Вони відзначаються твердістю, високими ливарними та антифрикційними властивостями та стійкістю до ко-розії. За складом вони бувають олов'янистими і безолов'янистими, аза способом обробки — ливарними і деформуємими.

Бронзи маркують літерами «Бр» і літерами умовного позначен-ня легуючих елементів. Далі цифри вмісту легуючих елементів упорядку їх запису в цілих відсотках.

Олов'янисті бронзи використовують як антифрикційний матері-ал та для виготовлення трубопровідної арматури. Безолов'янистібронзи, в залежності від легуючих елементів, називають алюмінієви-ми, кремністими, і т.п.

Мідно-нікелеві сплави відзначаються високими механічними вла-стивостями, корозійною стійкістю та специфічними фізичними влас-тивостями, що і визначає область їх використання.

Найбільш відомі:нейзільбер (нім. Neusilber — нове срібло) марок МНЦ15-30,МНЦ15-20 — для приладів точної механіки, технічного посуду, якдекоративний матеріал;

мельхіор марок МНЖМц30-0,8-1, МН19, МНЖМцЗО-1-1 — дляпосуду, прикрас, труб для термостатів, монет;

копель марки МНМц43-0,5 — для термопар та компенсаційнихдротів;

монель марок МНЖМц28-2,5-1,5 — для деталей та виробів, щопрацюють у корозійному середовищі;

манганин марки МНМцЗ-12 — для вимірювальних та електро-технічних приладів;

константан марок МНМц40-1,5 — для елктротехнічних при-ладів та компенсаційних дротів.

Припої використовують для паяння мідних сплавів та сталі.Найбільш відомі марки: ПМЦ36 (Си — 36%, Zn — інше), ПМЦ48(Си — 48%, Zn — інше) та ПМЦ54(Си — 54%, Zn — інше).

Нікель —Найчастіше використовуютьдля сплавів які використовують у машинобудуванні, авіаційній таракетній техніці, хімічній, харчовій та інших галузях промисло-вості. Його поставляють у вигляді катодів, катодних листів (наріза-них квадратиками), чушек, гранул та кубиків таких марок: Н-0, Н-1, H-ly, Н-2, Н-3, Н-4. Марки відрізняються чистотою (відповідно0,01>2,4%).

Свинець та олово. Свинець — метал синювато-сірого відтінка(щільність 11,34г/см³, температура плавлення 327°С). Легко піддаєть-ся деформації та відзначається корозійною стійкістю. Використо-вується виготовлення легкоплавких та антифрикційних сплавів, дзер-кального скла та кришталю, для захисту від іонізуючого випромі-нювання, при виробництві акумуляторів і т.д. В залежності від чис-тоти випускають марок С0000 (99,9999 Pb%), С000, COO, CO, СІ,С2, СЗ (99,90РЬ%).

Основними сплавами на основі свинцю являються свинцовості тасвинцево-олов'янисті баббіти (підшипникові сплави): олов'яносурь-мянисті (Б89, Б83), свинцевоолов'яносурьмянисті (Біб, БН, БТ, Б6),безолов'янисті (БС, БК); типографські (для виготовлення типографсь-кого шрифта) марок (табл. 3.11).

Сплави свинцю широко використовують для виготовлення за-хисних оболонок кабелів, а сам свинець разом із іншими елементамивходить до складу м'яких припоїв.

3.5.3. Дорогоцінні (благородні) метали

До них відносять золото, срібло, метали платинової групи (родій,палладій, іридій, платина) та їх сплави. Відзначаються дуже висо-кою корозійною стійкістю.

Для ювелірних виробів використовують сплави золота з срібломта міддю які характеризуються пробою (кількістю грам золота на1000г сплава). Випускають таких проб:золото — 375, 500, 583, 750, 958срібло — 750, 800, 875, 926, 960платина — 950

Для технічних потреб використовують сплави, які характеризу-ються маркою. Умовне позначення марки — літерно-цифрове. Літе-рою позначають компоненти сплава (Зл — золото, Ср — срібло, Пл— платина, М — мідь, Пд — палладій), а цифрами — їх вміст, %(табл. 3.12)