Ц ВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ Классификация, свойства и назначения

К ЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ Конструкционные материалы (КМ) материалы, из которых изготавливаются различные конструкции, детали машин, элементы сооружений, воспринимающих силовую нагрузку. Определяющими параметрами таких материалов являются механические свойства. Функциональные материалы (ФМ) материалы, из которых изготавливают различные изделия специального назначения. Определяющим принципом выбора является особое свойства материала (механическое, физико-химическое и т.п.).

Ц ВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ К цветным металлам и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу чёрных металлов. Цветные металлы встречаются реже, чем железо и часто их добыча стоит значительно дороже, чем добыча железа. Однако цветные металлы часто обладают такими свойствами, какие у железа не обнаруживаются, и это оправдывает их применение. Чаще всего цветные металлы применяют в технике и промышленности в виде различных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широких пределах. Кроме того, свойства цветных металлов изменяют путём термической обработки, нагартовки, за счёт искусственного и естественного старения и т. д. Цветные металлы подвергают всем видам механической обработки и обработки давлением ковке, штамповке, прокатке, прессованию, а также резанию, сварке, пайке.

А ЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ Алюминиевые сплавы по технологическому признаку разделяют на деформируемые, которые обрабатывают прокаткой, прессованием, ковкой и штамповкой, и литейные, предназначенные для фасонного литья. Деформируемые сплавы по способности упрочняться термической обработкой делят на сплавы, упрочняемые и не упрочняемые термообработкой (упрочняющей термической обработкой для алюминиевых сплавов являются закалка и старение – длительная выдержка при нормальной или повышенной температуре). К алюминиевым сплавам, не упрочняемым термической обработкой, относят: 1. Сплавы алюминия с марганцем. Примером такого сплава является сплав АМц, содержащий 1-1,5 % марганца. 2. Сплавы алюминия с магнием. Такие сплавы маркируют буквами АМг и цифрой, указывающей среднее содержание магния в сплаве. Например: АМг 2 – деформируемый сплав алюминия с магнием, содержащий около 2 % магния.

А ЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ К сплавам, упрочняемым термической обработкой, относят: 1. Дуралюмины. Это сплавы системы Аl-Cu-Mg. Их маркируют буквой Д и цифрой, обозначающей условный номер сплава. Например: Д1 – дуралюмин, условный номер Высокопрочные сплавы. К ним относят сплавы системы Al- Zn-Mg-Cu. Их маркируют буквой В и цифрой, обозначающей условный номер сплава. Например: В93 – высокопрочный сплав, условный номер Ковочные сплавы. Это сплавы системы Al-Cu-Mg-Si. Их маркируют буквами АК и цифрой, обозначающей условный номер сплава. Например: АК6 – алюминиевый ковочный сплав, условный номер 6.

Х ИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ДЕФОРМИРУЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

А ЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ К литейным алюминиевым сплавам относят: 1. Сплавы алюминия с кремнием (силумины) марок АК12, АК9, АК7, АК8М и др. Силумины обладают высокими литейными свойствами, хорошо свариваются, сравнительно легко обрабатываются резанием. Их применяют для изготовления средних и крупных литых деталей ответственного назначения: корпусов компрессоров, картеров и блоков цилиндров двигателей и т.д. 2. Сплавы алюминия с медью марок АМ5, АМ4, 5Кд. Эти сплавы обладают высокой прочностью при обычных и повышенных температурах, хорошо обрабатываются резанием и свариваются, но обладают низкими литейными свойствами. Их используют для отливки небольших деталей простой формы (арматуры, кронштейнов и т.д.). 3. Сплавы алюминия с магнием (магналии) марок АМг 10, АМг 5Мц и др. Такие сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, прочностью, вязкостью и хорошей обрабатываемостью резанием, но, как и сплавы системы Al-Cu, имеют невысокие литейные свойства. Их применяют для изготовления деталей, работающих в условиях высокой влажности в судостроении и авиации: деталей приборов, вилок шасси и хвостового оперения, штурвалов и т.д.

Х ИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

М АГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ Магниевые сплавы, как и алюминиевые, по технологическому признаку делят на деформируемые и литейные, по способности упрочняться термической обработкой – на упрочняемые и не упрочняемые термообработкой (закалкой и старением). Деформируемые магниевые сплавы разработаны на базе систем Mg- Mn, Mg-Al-Zn, Mg-Zn-Zr и Mg-Li. Их маркируют буквами МА и цифрой, обозначающей условный номер сплава. Например: МА5 – деформируемый магниевый сплав, условный номер 5. Литейные магниевые сплавы изготавливают на базе систем Mg-Al- Zn, Mg-Zn-Zr и Mg-Nd. Эти сплавы маркируют буквами МЛ и цифрой, обозначающей условный номер сплава. Например: МЛ8 – литейный магниевый сплав, условный номер 8. Магниевые сплавы широко применяются в самолетостроении (корпуса приборов, насосов, фонари и двери кабины и т.д.), ракетной технике (корпуса ракет, обтекатели, топливные и кислородные баки, стабилизаторы), конструкциях автомобилей, особенно гоночных (корпуса, колеса, помпы и т.д.), в приборостроении (корпуса и детали приборов).

Х ИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

М ЕДНЫЕ СПЛАВЫ По химическому составу сплавы меди делят на две основные группы: латуни (сплавы меди с цинком) и бронзы (сплавы меди с другими элементами). Бронзы, в свою очередь, подразделяют на оловянные и безоловянные. По технологическому признаку медные сплавы делят на деформируемые и литейные, по способности упрочняться с помощью термической обработки – на упрочняемые и не упрочняемые термообработкой. Сплавы меди маркируют буквами Л (латунь) или Бр (бронза), после чего следуют буквы и цифры, обозначающие составляющие сплав элементы и среднее содержание этих элементов в процентах. Например: Л70 – деформируемая латунь, содержащая около 70 % меди и 30 % цинка; ЛЦ40С – литейная латунь, содержащая 40 % цинка, 1 % свинца и 59 % меди; БрОФ6,5-0,4 – деформируемая бронза, содержащая 6,5 % олова, 0,4 % фосфора и 93,1 % меди БрО3Ц12С5 – литейная бронза, содержащая 3 % олова, 12 % цинка, 5 % свинца и 80 % меди

Х ИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ЛАТУНЕЙ

Х ИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ БРОНЗ

Т ИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ Титановые сплавы по технологии изготовления подразделяют на деформируемые и литейные; по способности упрочняться термической обработкой – на упрочняемые и не упрочняемые термообработкой; по структуре в отожженном состоянии – на α- (имеют гексагональную кристаллическую решётку), β- (с кубической объёмно-центрированной решёткой) и (α + β)-сплавы. К α-сплавам относятся сплавы титана с алюминием, а также сплавы дополнительно легированные оловом или цирконием. Двухфазные (α + β)-сплавы обладают лучшим сочетанием механических и технологических свойств. Они легированы в основном алюминием с добавками ванадия, молибдена, хрома, железа. Сплавы α + β упрочняются термической обработкой – закалкой и старением. Однофазные β-сплавы не имеют промышленного применения, так как обладают пониженной удельной прочностью и высокой стоимостью. Титановые сплавы получили широкое применение в авиации, ракетной технике, судостроении, химической и других отраслях промышленности. Их используют для обшивки сверхзвуковых самолетов, изготовления деталей реактивных авиационных двигателей, корпусов ракетных двигателей, баллонов для сжатых и сжиженных газов, обшивки морских судов, подводных лодок и т.д.

Х ИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ