Питання до контрольної роботи за темою 4

1. Що таке корозія, і які види корозії металів існують?

2. Які способи боротьби з корозією використовуються в техніці?

3. Які класи сталей (за структурою) володіють більш високою корозійною стійкістю?

4. Як впливає агресивне середовище на корозійну стійкість однієї й тіє ж сталі?

5 Сплави на основі кольорових металів

5.1 Алюміній і сплави на алюмінієвій основі

Алюміній – легкий метал сріблясто-білого кольору (з атомною масою 26,90 г/см²) і низькою температурою плавлення (661 ºС). Він володіє гарною корозійною стійкістю в багатьох кислих середовищах, але в лужних середовищах його корозійна стійкість невисока. Висока стійкість проти корозії в кислих середовищах пов'язана з тим, що на поверхні цих сплавів легко утворюється захисна плівка оксиду алюмінію – Al₂O₃. У цих сплавах дуже висока тепло- і електропровідність. Залежно від ступеня чистоти алюміній ділять на кілька груп:

1. особливої чистоти – А999 (99,999 %);

2. А995 (99,995 %) і А99 (99,99 %) – це марки алюмінію високої чистоти;

3. технічно чистий алюміній (А8, А7…А0 – домішок у цих марках до 1 %).

Домішками в технічному алюмінії є Cu, Mg, Mn, Si.

Широке застосування одержав алюміній для виготовлення різних профільованих виробів, проводів, кабелів. У хімічній, нафтопереробній, харчовій промисловостях його використовують для виготовлення різних ємностей, кришок, пробок, а також фольги для упакування продуктів.

Але ще більшою розмаїтістю властивостей і більш широкими областями застосування характеризуються сплави на основі алюмінію. Насамперед, сплави на основі алюмінію володіють високою питомою міцністю (відношенням міцності сплаву σ_в до його питомої ваги g). Зазначена характеристика обумовила їхнє широке застосування в авіації й космонавтиці. У інших галузях промисловості використання сплавів на алюмінієвій основі дозволяє значно знизити вагу й зменшити габарити конструкцій.

Основними легуючими елементами в алюмінієвих сплавах є магній, марганець, мідь, кремній. Ці матеріали розділяються на сплави, які піддають деформуванню і ливарні.

Деформовані алюмінієві сплави підрозділяються, у свою чергу, на зміцнювані тільки деформацією й зміцнювані деформацією й термообробкою (старінням). До числа перших належать бінарні сплави Al–Mg (із вмістом Mg від 2 до 6 %) і сплави Al–Mn, що містять від 1 до 2 % Mn. За структурою ці сплави є однофазними твердими розчинами. Маркуються вони як АМг2, АМг5, АМц, АМц2 (цифри вказують зміст магнію або марганцю). Міцність зазначених сплавів порівняно невелика (напр., для сплаву АМц, σ_в дорівнює 130 МПа при δ=23 %). Пластичною деформацією сплави зміцнюються приблизно у два рази, σ_в=220 МПа при δ=5 % для вищевказаного сплаву.

Із числа сплавів, які зміцнюються спільно деформацією й старінням, найбільш широко використовуються дюралюміни. Таку назву одержали сплави системи Al–Cu–Mg–Mn. Залежно від вмісту легуючих елементів вони маркуються як Д1, ….... до Д19, але цифри тут умовні. Так, класичний дюралюміній Д1 має склад: (3,8–4,8 % Cu, 0,4–0,8 % Mn, 0,4–0,8 % Mg решта алюміній). Сплави даної групи піддаються старінню (зміні фазового складу, а, отже, і міцності) після гартування. Причому старіння може бути як штучним – нагрівання загартованих сплавів до температур 190–200ºС, так і природним у результаті вилежування сплаву після гартування при кімнатній температурі. Наприклад, міцність сплаву Д1 після гартування коливається в межах 220–230 МПа, а після природного старіння впродовж 3 – 4-х днів вона збільшується до 420 – 440 МПа при δ = 60 %.

До числа ливарних алюмінієвих сплавів відносяться бінарні сплави системи Al–Si (силуміни), сплави Al–Mg, Al–Cu або комплексно леговані сплави. Найкращим сполученням механічних властивостей з технологічними (рідкоплинність) володіють силуміни. Маркуються ливарні сплави літерами АЛ і цифрами, але цифра умовна й не розкриває змісту легуючих елементів, напр., сплав АЛ12 – бінарний сплав Al–12 % Si, а сплав АЛ9 – сплав з 6-8 % Si та 0,2–0,4 % Mg. Рівень механічних властивостей силумінів змінюється від σ_в = 150–180 МПа для бінарних сплавів до 320–360 МПа для сплаву АЛ27 (11,5 % Si з добавками Ti, Zr, Be у межах від 0,05 до 0,15 %).