1.

1.Дайте характеристику алюмінію і проаналізуйте вплив домішок на його структуру і властивості.

Алюміній – легкий метал, з густиною 2,7 г/см³, сріблястого кольору, який добре полірується. Полірована поверхня достатньо довго зберігає блиск. Температура плавлення становить 660…658 °С у залежності від чистоти. Кристалізується в ГЦК-ґратку. Алюміній має високу електро- і теплопровідність. Електропровідність алюмінію складає 65 % від електропровідності міді. Питома теплоємність і прихована теплота плавлення алюмінію значні, що потребує витрати великої кількості тепла на його розплавлення. Алюміній – хімічно активний метал. Проте він легко покривається з поверхні окисною плівкою, яка захищає його від подальшої взаємодії з навколишнім середовищем.

Основними домішками в алюмінію є залізо, марганець, мідь, магній, цинк, титан.

Залізо і алюміній утворюють хімічну сполуку FeAl₃, яка з алюмінієм дає евтектику, що містить у собі близько 1,82 % заліза. Розчинність заліза у твердому стані при температурі евтектики 665 °С складає 0,05 %, а при 400 °С – 0,003…0,005 %. Таким чином, уже при дуже малому вмісті заліза по границях зерен алюмінію з’являється евтектика, яка складається з алюмінію і голкоподібних кристалів сполуки FeAl₃. Дана хімічна сполука дуже крихка і знижує пластичність алюмінію.

Кремній, як і залізо, з алюмінієм утворює діаграму стану евтектичного типу. Розчинність кремнію в алюмінію при евтектичній температурі складає 1,65 %, а при кімнатній температурі – 0,05 %. При вмісті кремнію вище 0,05 % в структурі алюмінію по границях зерен з’являються виділення крихкого кремнію у вигляді голкоподібних кристалів, як залізовмісна фаза.

У технічних сортах алюмінію залізо і кремній наявні одночасно. Тому їх вплив на структуру можна оцінити за потрійною діаграмою стану Al–Fe–Si.

2. Проаналізуйте структуру і властивості ливарних сплавів магнію

Механічні властивості ливарних сплавів значною мірою залежать від розмірів зерна та змінюються у межах : σ_м =98…265 МПа, δ= 1…10%.

Ливарні сплави. Більшість промислових магнієвих ливарних сплавів утворюється додаванням до магнію алюмінію, марганцю і кремнію, а також селену, цинку, торію. Марганець, наявний у більшості сплавів, сприяє підвищенню не лише їх міцності, але і корозійної стійкості. Для зменшення окиснення сплавів у деяких випадках вводять невеликі додатки берилію, який утворює на поверхні металу міцну та щільну окисну плівку, що захищає від окиснення в рідкому і твердому станах. Подібну захисну дію надають невеликі додатки кальцію. Виливки з магнієвих сплавів (вміст до 0,2 % Са) мають чисту поверхню, містять у собі менше оксидів, нітридів. Литі деталі й вироби з магнієвих сплавів звичайно піддають термічній обробці.

Перевагою ливарних сплавів є значна економія металу при виробництві деталей, оскільки висока точність розмірів і добра чистота поверхні фасонних відливок майже виключають їх обробку різанням. Механічні властивості ливарних магнієвих сплавів нижче, ніж деформівних. Суттєве поліпшення їх досягається подрібненням зерна. Для модифікування використовують цирконій, магнезит, крейду.

2.