МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное образовательное учреждение

начального профессионального образования профессиональный лицей №71

Ростовской области

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по УМР

____________ Л.В. Петрова

«__» ______________ 201_

Цветные металлы и сплавы по дисциплине: оп. 04. Основы материаловедения

Методическая разработка для учащихся

по профессии: 151902.03. Станочник (металлообработка)

2011

Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии дисциплин профессионального цикла технологических профессий Протокол № ___ от «___»____20_г. Председатель цикловой комиссии __________________ Л. М Гуляева

Составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины: ОП. 04. Основы материаловедения по профессии: 151902.03. Станочник (металлообработка)

Составитель:

Л. М Гуляева, преподаватель высшей квалификационной категории

Пояснительная записка

Методическая разработка «Цветные металлы и сплавы» составлена в соответствии с рабочей программой дисциплины: ОП. 04. Основы материаловедение по профессии: 151902.03. Станочник (металлообработка)

Методическая разработка «Цветные металлы и сплавы» содержит теоретический материал по изучению основных свойств, марок, применению цветных металлов и сплавов. Дана информация о классификации цветных сплавов, их назначении, способах технологической обработки. Приведены марки медных, алюмениевых, титановых, магниевых сплавов, их свойства и области применения.

В методической разработке «Цветные металлы и сплавы» даны примеры расшифровки марок цветных сплавов, содержит краткую информацию о свойствах, марках и области применения олова, цинка, свинца и их сплавов, а также о баббитах и припоях.

Методическая разработка «Цветные металлы и сплавы» учебный материал для усвоения профильных базовых знаний по дисциплине ОП. 04. Основы материаловедение по профессии: 151902.03. Станочник (металлообработка)

Приведены вопросы для самоконтроля по темам.

Методическая разработка может быть использована для теоретической и самостоятельной подготовки учащихся, для подготовки к практическим занятиям и производственной практике по профессии 151902.03. Станочник (металлообработка) и других смежных профессий.

Цветные металлы и сплавы

В современном машиностроении, энергетике, радиоэлектро­нике и других отраслях народного хозяйства наряду с черными металлами и сплавами широкое применение находят цветные ме­таллы и сплавы на их основе.

Цветные металлы и их сплавы обладают различными физико-химическими, механическими и технологическими свойствами, благодаря которым они нашли широкое применение: высокой устойчивостью против коррозии, электро- и теплопроводностью, способностью подвергаться различным видам обработки, в том числе пластически деформироваться (прокатка, волочение, ков­ка, штамповка).

Цветные металлы способны сплавляться как между собой, так и с черными металлами и образовывать сплавы с высокими фи­зико-химическими и механическими свойствами.

Однако по объему производства и применению, по сравнению с черными металлами и их сплавами (сталями и чугунами), цвет­ные металлы занимают незначительное место. Это объясняется тем, что цветные металлы имеют более низкие механические свойства, значительно реже встречаются в природе и из-за сложности ме­таллургического производства они значительно дороже черных металлов.

По содержанию руды цветные металлы более бедные, чем, например, железная руда. Чтобы получить I т чугуна, требу­ется переработать 2,0...2,5 т железной руды, а чтобы получить 1 т меди, необходимо переработать до 200 т медной руды. Кроме того, в рудах цветных металлов кроме основного металла содержится еще несколько цветных металлов в виде оксидов или в чистом виде, которые затрудняют производство основного металла. На­пример, медная руда, кроме меди включает в себя золото, плати­ну, серебро, цинк, свинец и другие металлы. В связи с этим при переработке руд цветных металлов применяют комплексную тех­нологию производства, которая значительно удорожает выплавку меди.

Характерным признаком цветных металлов являются красный, желтый или белый цвет, блеск, высокая пластичность, низкие температура плавления и твердость, а также отсутствие полиморфизма. По своим физико-химическим свойствам (по А. П. Гуляе­ву) цветные металлы подразделяются на три группы: легкие, бла­городные и легкоплавкие.

В группу легких металлов входят алюминий, магний и бериллий Эта группа металлов имеет низкий удельный вес. Благодаря легко­сти эти металлы нашли широкое применение в производстве лета­тельных аппаратов.

Алюминий и магний по прогнозам ученых — металлы будущего. С развитием энергетики будет развиваться алю­миниевая и магниевая промышленности, так как для производства этих металлов требуется большое количество электроэнергии. Пла­нируется внедрение в производство алюминия и магния комплекс­ной переработки сырья. На основе алюминия и магния получают сплавы с высокими физико-механическими свойствами.

Бериллий — хрупкий металл, имеет низкую пластичность. При обычных условиях бериллий устойчив против коррозии, так как на его поверхности образуется тонкая плотная оксидная пленка, которая предохраняет металл от дальнейшей коррозии. При высо­кой температуре бериллий активно коррозирует.

Механические свойства бериллия зависят от примесей, вида материала (прокат, литье, горячепрессованный из порошка и т.д.).

Например, материал, полученный горячим прессованием порош­ков, имеет предел прочности 320 МПа (32 кгс/мм²), а материал, полученный литьем, — 120 МПа (12 кгс/мм²).

Бериллий применяется как легирующая присадка при произ­водстве бериллиевых бронз, при изготовлении изделий для элек­тротехнической, радиотехнической и других отраслей промыш­ленности (фольга, лента, листы, трубы, поковки и штамповки).

Изделия и заготовки из бериллия получают методом литья, ков­кой, штамповкой, волочением и зонным прессованием. Бериллиевые бронзы обладают высокой упругостью при высоких темпера­турах, прочностью, коррозионной стойкостью, тепло- и электро­проводностью, сопротивлением усталости.

Благодаря высокой упругости, повышенному сопротивлению усталости и другим свойствам детали из бериллиевых бронз (пру­жины, мембраны и др.) выдерживают несколько миллионов ра­бочих циклов (знакопеременных нагрузок). Уникальные свойства бериллиевых бронз позволяют применять их в точном приборо­строении, самолетостроении, военной, ракетной и космической технике.

В группу благородных металлов входят золото, серебро и металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, радий, осмий и рутений).

К этой группе относится также полублагородная медь.

Благородные металлы имеют высокую коррозионную стойкость в обычных условиях, а некоторые из них и в агрессивных средах (кислотах и щелочах).

Золото, серебро и платина находят широкое применение в ра­диоэлектронике и электротехнике, в производстве высокоточных и надежных приборов.

Полублагородная медь применяется как надежный проводник в энергетике, электротехнической промышленности, в производ­стве электрических машин, трансформаторов, электродвигателей и т.д. На основе меди производят большую группу сплавов — латуней и бронз с различными физико-химическими и механичес­кими свойствами.

В группу легкоплавких металлов входят цинк, свинец, олово, висмут, таллий, сурьма и др. Эти металлы имеют низкую темпе­ратуру плавления. Легкоплавкие металлы применяются в различ­ных металлургических процессах, в производстве сплавов, в элек­тронной и полупроводниковой промышленности, для изготовле­ния плавких вставок, низкотемпературных припоев и сплавов.

Из-за низких механических свойств чистые цветные металлы прямого применения в промышленности практически не нахо­дят, но широко применяются в виде различных конструкционных сплавов, проводников и припоев.