Глава 3. Сплавы цветных металлов Литература к главе 3.

1. Воздвиженский в.М., Грачёв в.А., Спасский в.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984.432 с.

2. Машиностроение. Энциклопедия. Том 11-3.Цветные металлы и сплавы. Композиционные металлические материалы. Москва «Машиностроение» 2001.

3. Цветное литьё: Справочник/ Н.М.Галдин, Д.Ф. Чернега, Д.Ф.Иванчук и др.;

Под общ.ред. Н.М. Галдина.—М.:Машиностроение,1989.—528с.

4.Курдюмов А.В., Пикунов М.В. Чурсин В.М., Бибиков Е.Л. «Производство

отливок из сплавов цветных металлов». М.: МИСиС, Учебник для вузов.1996.

5. Металлы и сплавы. Справочник. Санкт-Петербург. 2003г.

6. ГОСТ 2171-90. Детали, изделия, полуфабрикаты и заготовки из цветных металлов и сплавов.

7. Чернышов Е.А. Литейные сплавы и их зарубежные аналоги. Справочник. М.:

«МАШИНОСТРОЕНИЕ». 2006.

8. Титановые сплавы. Производство фасонных отливок из титановых сплавов /Е.Л.Бибиков,

С.Г.Глазунов, А.А.Неуструев, Г.Л.Ходоровский, К.К.Ясинский. М.: Металлургия. 1983.

9. Колачёв Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных

металлов и сплавов: Учебник для вузов. – 4-е изд. перераб. и доп. - М.: «МИСиС», 2005.– 432 с.

3.1.Основные определения.

Сплавами называют материалы, образующиеся в результате затвердевания расплавов, состоящих из двух или нескольких компонентов.

Компонентами называют элементы, которые входят в состав сплава.

Основным компонентом или основой сплава принято называть элемент, содержание которого превышает 50% или является преобладающим.

Кроме основы сплава, в его состав входят легирующие компоненты, вводимые в состав сплава для придания ему специальных требуемых свойств. Легирующие компоненты подразделяются на основные, содержание которых в сплаве составляет 20-30%, вспомогательные (2-3%) и микролегирующие компоненты (0,1-0,3%). Отнесение элемента к основным компонентам или вспомогательным определяется не только их концентрацией, но, прежде всего, влиянием этого компонента на комплекс свойств сплава.

Вспомогательные компоненты усиливают действие основных компонентов или придают сплаву особые свойства.

В состав сплава могут входить также модифицирующие добавки или модификаторы.

Модификаторами называют специальные добавки в сплав, небольшое количество которых существенно меняет структуру и свойства сплава. Содержание модификатора часто не регламентируют стандартами, однако введение их в расплав является обязательной технологической операцией для придания сплаву определённых свойств.

Кроме легирующих компонентов и модификаторов в сплавах содержатся примеси — это элементы, попадающие в сплав с шихтой, либо из футеровки, либо из атмосферы в процессе плавки. Различают постоянные и случайные примеси.

По характеру воздействия на сплав примеси разделяют на вредные, технологические, оказывающие положительное влияние на свойства сплава (раскислители или другие добавки), и нейтральные.

Выбор состава сплава определяется целью получения заданных свойств сплава и основан на закономерностях взаимодействия элементов.

3.2. Классификация сплавов цветных металлов

Сплавы цветных металлов классифицируют по следующим основным категориям.

3.2.1. В зависимости от основы сплавы подразделяют на алюминиевые, медные, магниевые, цинковые, оловянные, свинцовые, никелевые, титановые; сплавы на основе легкоплавких металлов (висмута, натрия, кальция, ртути и др.); сплавы на основе тугоплавких металлов (молибдена, хрома, ванадия, вольфрама и др.); сплавы на основе бериллия;

-- в зависимости от способа переработки заготовок сплавы подразделяют на литейные и деформируемые.

Литейные сплавы применяют для изготовления фасонных отливок.

Из деформируемых сплавов отливают заготовки в виде слитков, которые в последствии подвергаются разнообразным видам пластической деформации.

При выборе химического состава сплава руководствуются необходимостью получения определённых физических, механических, технологических и эксплуатационных свойств. При этом литейные сплавы должны обладать хорошей жидкотекучестью, малой усадкой, низкой склонностью к образованию пористости, ликвации и трещин при затруднённой усадке, а деформируемые – хорошей пластичностью и высокой способностью к обработке давлением.

Хорошее сочетание прочности и пластичности наблюдается у сплавов, представляющих собой однородные твёрдые растворы, однако, такие сплавы обладают низкими литейными свойствами. Поэтому сплавы этого типа применяются преимущественно в качестве деформируемых. В качестве литейных сплавов используют многофазные сплавы преимущественно эвтектического типа с узким интервалом кристаллизации. Эти сплавы обладают меньшей пластичностью, имеют более низкую способность к обработке давлением, но имеют хорошие литейные свойства. Сплавы эвтектического типа обладают повышенной жидкотекучестью, малой склонностью к трещинообразованию, низкой склонностью к образованию усадочной пористости и ликвации.

Благодаря хорошим литейным свойствам цветные литейные сплавы позволяют получать тонкостенные отливки сложной конфигурации с толщиной стенок до 0,5…2мм.

3.2.2. Сплавы цветных металлов подразделяют также по назначению:

Сплавы антифрикционные, типографские, коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные, припои. В особую группу входят сплавы вторичные, предназначенные для использования в качестве шихты при плавке сплавов для отливок и слитков, а также специальные сплавы технологического назначения (лигатуры, раскислители, модификаторы и др.).

Назначение, химический состав, механические свойства, а также другие технические требования к сплавам регламентируют в России государственные стандарты (ГОСТы), стандарты предприятий (СТП) и технические условия (ТУ).

В современной отечественной технике применяют более 300 только стандартных деформируемых и более 140 литейных сплавов цветных металлов.

Классификация сплавов цветных металлов приведена в табл.11.

Алюминиевые сплавы по способу переработки подразделяются на литейные (ГОСТ 1583-93) и деформируемые (ГОСТ 4784-97).

По назначению алюминиевые сплавы подразделяют на антифрикционные (ГОСТ14113-78) и вторичные алюминиевые сплавы в чушках, химический состав и назначение которых регламентируется ГОСТ 1583-93.

Медные сплавы подразделяются на литейные оловянные бронзы (ГОСТ613-79), бронзы безоловянные литейные (ГОСТ 493 -79), литейные латуни (ГОСТ 17711-93), бронзы оловянные, обрабатываемые давлением (ГОСТ 5017-2006), безоловянные бронзы, обрабатываемые давлением, ГОСТ18175-78, латуни, обрабатываемые давлением (ГОСТ 15527-2004), медноникелевые сплавы (ГОСТ 492-2006), бронзы литейные в чушках (ГОСТ 614-97), латуни литейные в чушках (ГОСТ 1020-97).

Цинковые сплавы подразделяют на литейные сплавы (ГОСТ 25140-93),предназначенные для литья под давлением, сплавы антифрикционные для отливок (ГОСТ 21437-95), сплавы цинковые антифрикционные в чушках (ГОСТ 21438-95).

Оловянные сплавы подразделяют на сплавы для литья под давлением, антифрикционные сплавы (баббиты оловянные и свинцовые. Технические условия. ГОСТ 1320-74), оловянные припои (ГОСТ 1499- 70).

Свинцовые сплавы подразделяют на литейные типографские сплавы (ГОСТ 29.110-86) и свинцовые антифрикционные сплавы (Баббиты ГОСТ 1209- 99).

Никелевые сплавы подразделяют на сплавы, обрабатываемые давлением (ГОСТ 19241-80) и литейные сплавы.

Магниевые сплавы подразделяют на литейные сплавы (ГОСТ 2856-79), деформируемые сплавы (ГОСТ 14957-76) и сплавы магниевые в чушках (ГОСТ2581-78).

Титановые сплавы литейные и деформируемые (ГОСТ19807-91). По химическому составу эти сплавы мало отличаются друг от друга, однако деформируемые сплавы должны содержать меньшее количество примесей.

Сплавы тугоплавких металлов (хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и др.).

Сплавы цветных металлов являются дефицитными и дорогостоящими материалами, поэтому при производстве отливок стремятся максимально использовать оборотный металл. Условия хранения и сбора лома и оборотного цветного металла регламентированы ГОСТ 1639-93. Для снижения вредных примесей в оборотных металлах применение вторичных сплавов в качестве исходных шихтовых материалов требует проведения специальных операций в процессе плавки для их рафинирования.

Таблица 11. КЛАССИФИКАЦИЯ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Наименование сплавов	Н А З Н А Ч Е Н И Е С П Л А В О В
Алюминиевые сплавы	Сплавы алюминиевые литейные. ГОСТ 1583-93	Деформируемые сплавы ГОСТ 4784-97	Антифрикционные сплавы ГОСТ 14113-78	Вторичные сплавы в чушках ГОСТ 1583-93
Медные сплавы	Литейные оловянные бронзы ГОСТ 613-79 -------------------	Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением, ГОСТ 5017-2006 Безоловянные бронзы, обрабатываемые давлением, ГОСТ18175-78	Медноникелевые сплавы ГОСТ 492-2006	Бронзы литейные в чушках ГОСТ 614-97
				Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные в чушках ГОСТ1020-97
	Бронзы безоловянные литейные. Марки ГОСТ 493-79 Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Марки ГОСТ 17711-93
		Латуни, обрабатываемые давлением, ГОСТ 15527-2004
Цинковые сплавы	Литейные сплавы ГОСТ 25140-93		Сплавы цинковые антифрикционные в отливках и для обработки давлением. Марки, технические требования и методы испытаний. ГОСТ 21437-95	Сплавы цинковые антифрикционные в чушках ГОСТ 21438-95
				Сплавы цинковые литейные в чушках. Технические условия. ГОСТ 19424-97
Оловянные сплавы	Сплавы для литья под давлением		Антифрикционные сплавы (баббиты) ГОСТ 1320-98 Оловянные припои ГОСТ 1499-
Свинцовые сплавы	Литейные типографские сплавы ГОСТ 29.110-86		Свинцовые антифрикционные сплавы (баббиты) ГОСТ 1209-99
Никелевые сплавы	Никелевые литейные сплавы	Никелевые сплавы, обрабатываемые давлением, ГОСТ 19241-80
Магниевые сплавы	Литейные магниевые сплавы ГОСТ 2856-79	Сплавы магниевые деформируемые ГОСТ 14957-76		Сплавы магния в чушках ГОСТ 2581-78
Титановые сплавы	Литейные сплавы	Деформируемые сплавы ГОСТ 19807-91
Сплавы тугоплавких металлов (молибдена, вольфрама, хрома, ванадия), бериллиевые сплавы.