Порядок выполнения работы:

1. Определить плотность цветных металлов.

2. Замерять твердость цветных металлов.

3. Определить прочность цветных металлов.

Введение

Цветные металлы значительно дороже черных металлов. Их (кроме алюминия) меньше в природе, а технология добычи и получения весьма сложная и дорогостоящая.

Эти материалы имеют невысокую твердость и прочность, однако цветные металлы обладают замечательными свойствами: высокой электропроводностью и коррозийной стойкостью, значительной удельной прочностью, пластичностью и хорошими литейными свойствами, технологической простотой (литье и прокатка) изготовления деталей.

1. Классификация цветных металлов и сплавов

В чистом виде цветные металлы применяются редко, а чаще всего в виде сплавов. Цветные металлы и сплавы получают из бокситов, сульфидных и карбонатных руд меди, никеля, цинка и др.

Цветные металлы можно разделить на 4 группы: легкие и тяжелые, редкие и благородные (рис.10.1). Из легких сплавов наибольшее применение в строительстве имеют алюминиевые сплавы, а из тяжелых – медные.

2. Медные сплавы

Медь обладает рядом таких высоких показателей (табл.10.1) как теплопроводность (=394 Вт/(мхК), удельное электрическое сопротивление (0,0175 мкОмхм) и пластичность (=25…45%). Прочность меди не высокая. Чистая медь – очень пластичный и относительно мягкий материал. Обработка деформацией увеличивает ее твердость, но снижается пластичность.

Из-за низкого электрического сопротивления из меди изготовляют провода, кабели, обмотки трансформаторов и электродвигателей, контакты и др. Чем меньше примесей в меди, тем ниже омическое сопротивление. Стоимость меди и изделий из нее очень высокая.

Таблица 10.1

Физико – механические свойства цветных металлов и сплавов

№	Наименование металла и сплава	Плотность ρ, г/см3	в, МПа	, %	Тпл, ºС	Относительная электропроводность, %
1	Медь	8,94	256…409	30…35	1083	100
2	Латунь	8,5…8,9	230…850	11…40	~1100	25…55
3	Бронза	8,23…8,90	520…1350	5…40	955..1050	7…17
4	Алюминий	2,70	75…180	40	658	65
5	Дюралюминий	2,6…2,8	170…470	6…20	660	28…50
6	Силумин	2,6…2,8	90…500	10…25	680	40…58
7	Титан	4,50	950…1400	20….30	1668	3,1

В промышленности применяются, в основном, сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др. Широко применяются медные сплавы для изготовления трубок в автотракторной техники и в теплообменниках.

Сплав меди с цинком называется латунью. Латунь маркируется буквой Л и цифрой, указывающей содержание в ней меди. Например, Л 96- это латунь, содержащая 96 % меди. Максимальной пластичностью обладают латуни с 30…32 % цинка, причем при увеличении цинка свыше 45% происходит снижение прочности сплава.

Для придания каких либо специальных свойств в сплав вводят другие легирующие элементы: свинец - для улучшения обрабатываемости резанием, олово- для повышения антикоррозионности, алюминий и никель - для улучшения механических свойств.

Специальные латуни маркируют буквами, показывающими легирующий элемент: А - алюминий, Ж – железо, К – кремний, М – марганец, Н- никель, С – свинец и др. Первые две цифры за буквами указывают среднее содержание (%) меди, а последующие - содержание легирующих элементов. Например, сплав ЛАЖ60-1-1 –это латунь (Л), содержащая 60% меди, 1% алюминия (А) и 1% железа (Ж).

Бронзы – это сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, свинцом, бериллием и др. По легирующему элементу, соответственно, называются и бронзы: оловянистая, алюминиевая, кремнистая, свинцовая, бериллиевая и др. Свинцовые бронзы содержат до 30% свинца и обладают хорошими антифрикционными свойствами. Они используются для изготовления подшипников скольжения.

Оловянистые бронзы содержат 4…5 % олова и обладают хорошими литейными свойствами.

Алюминиевые и кремнистые бронзы по механическим свойствам не отличаются от оловянистых бронз, но более дешевые и химически стойкие.

Бериллиевые бронзы имеют наилучшие механические показатели из бронз (прочность на растяжение _в после термообработки достигает 1300…1350 МПа).

Бронзы маркируются аналогично латуням. Например, БрОЦСН3-7-5-1 - оловянистая бронза, содержащая 3 % олова, 7 % цинка, 5 % свинца, 1% никеля, остальное (84 % медь).