Цветные металлы и сплавы

2.

Алюминий (Al) – металл серебристого цвета.
КР - ГЦК
Плотность 2700 кг/м3
Температура плавления 659 ° С.
Высокая электро- и теплопроводность,
коррозионная стойкость, удельная
прочность.

Сплавы алюминия в зависимости от способа получения
полуфабрикатов и изделий бывают:
1) деформируемые, которые предназначены для
получения полуфабрикатов и изделий методами
обработки металлов давлением (дуралюмины, сплавы
авиаль, высокопрочные сплавы, сплавы для ковки и
штамповки, жаропрочные сплавы);
2) литейные, предназначенные для фасонного литья
(АЛ2, АЛ4, АЛ9);
3) получаемые методом порошковой металлургии.

4.

Сплавы алюминия
Дуралюмины - сплавы системы Аl—Сu—Мg —Мn.
Маркировка: Д1, Д16, Д16М, Д16Т, Д16Н, Д19.
М — мягкий (отожженный), Т — термически
обработанный (закалка и естественное старение);
Н — нагартованный, П — полунагартованный.
Предел прочности σв= 400 - 500 МПа
Высокопрочные сплавы - Al-Zn-Mg-Cu.
Маркировка: В95, В96.
Предел прочности σв=550-700 МПа
Являются основными конструкционными материалом в
авиации и космонавтике, а также в других областях
машиностроения.

5.

Ковочные сплавы - сплавы системы Аl-Cu-Si-Mg-Mn.
Маркировка: АК6, АК8.
Предел прочности σв=330-440 МПа
Сплавы широко применяют в промышленности для
изготовления штампованных кованных деталей
сложной формы.
Жаропрочные сплавы - Al-Cu-Mn.
Маркировка: Д20, Д21.
Предел прочности σв=280-360 МПа
Сплавы применяют для изготовления изделий,
длительно работающих при повышенных
температурах, например детали двигателей.

6.

Производство алюминия

7.

Медь (Cu) – металл красно-розового цвета.
КР - ГЦК
Плотность 8400 кг/м3
Температура плавления 1083 ° С.
Высокая электро- и теплопроводность,
коррозионная стойкость.

8.

Сплавы меди
Латунь - сплавы меди с цинком. Цинк повышает прочность
и пластичность, а так же удешевляет сплав.
Так же добавляют Sn, Si, Ni и другие.
Маркировка:
ЛЦ40Мц3А содержит 40% цинка, 3% марганца, менее 1%
алюминия и 56% меди (литейные);
ЛЖМц 59-1-1 — латунь, содержащая 59 % Сu. 1 % Fе и 1 %
Мn и остальное цинк (деформируемые).
Предел прочности σв=300-550 МПа
Деформируемые латуни предназначаются для
изготовления листов, лент, труб, прутков, проволоки и
других полуфабрикатов.
Литейные латуни применяются для фасонного литья –
арматуры, деталей приборов, гребневых винтов, гаек,
подшипников, втулок, вкладышей и др.

9.

Бронза - сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом и
другими элементами, среди которых цинк не является
основным.
Маркировка:
БрОЗЦ7С5Н — 3% олова, 7% цинка, 5% свинца, менее 1%
никеля (литейные)
БрОФ 6,5-0,15 — бронза, содержащая 6,5 % Sn, 0,15 % Р и
остальное медь (деформируемые)
Предел прочности σв=450-800 МПа
Применяется в химической промышленности для
изготовления литой арматуры, а также в качестве
антифрикционного материала в других отраслях.
О — олово, Ц — цинк, Мц — марганец, Ж — железо, Ф —
фосфор, Б — бериллий, Х — хром и т.д.

10.

Производство меди

11.

Магний и его сплавы
Магний – легкий, блестящий
серебристо-белый металл с
температурой плавления 650 С.
Магний имеет ГПУ решетку с
периодами: а = 0,320 нм, с = 0,520 нм.
Механические свойства литого магния:
в = 115 МПа, δ = 8 %, = 1,74 г/см3.

12.

Деформируемые магниевые сплавы
Магний
плохо
деформируется
при
нормальной температуре.
Температура обработки давлением 360–520 С
и обязательно при малых скоростях
деформации.
Исключение – сплавы с 10–14 % Li, которые
имеют ОЦК решетку и допускают
обработку в холодном состоянии.

13.

Промышленные марки магниевых
сплавов
Группа сплавов
Классификация
сплавов
Марки литейных
магниевых
сплавов
Марки
деформируемых
магниевых
сплавов
I
Сплавы средней
прочности
МЛ3
МА1, МА2, МА8,
МА2-1, МА20
II
Сплавы высокой
прочности
III
Жаропрочные
сплавы
IV
Сплавы
пониженной
плотности,
содержащие литий
МЛ4, МЛ5, МЛ6, МА5, МА14, МА15,
МЛ8, МЛ12, МЛ15
МА19
МЛ9, МЛ10, МЛ11,
МЛ19
МА11, МА12
МА18, МА21

14.

Титан
• Титан – легкий металл, его плотность составляет
всего 4,5 г/см3.
• Температура плавления - 1668±3 °С
• Имеет полиморфное превращение при температуре
882 °С
• -титан
(до
882
°С)
гексагональная
плотноупакованная решетка
• -титан (свыше 882 °С, вплоть до температуры
плавления) - ОЦК решёткой

15.

Применение титана
Основная часть титана расходуется на нужды
авиационной и ракетной техники и морского
судостроения.
Технический
титан
идет
на
изготовление
химических реакторов, арматуры, насосов и
других изделий, работающих в агрессивных
средах.
Из титана изготавливают сетки и другие детали
элетктровакуумных приборов, работающих при
высоких температурах

16.

Промышленные титановые сплавы
Марка
сплава
Al
Mn
V
Mo
Cr
Si
Другие
α-сплавы
ВТ5
4.3 - 6.2
0.7
-
-
-
0.18
2-3%Sn
ВТ5 - 1
4.5 – 6.0
2
-
-
-
-
0.5-1.5 Nb
ОТ4 - 1
1.0 – 2.5
0.8
-
-
-
-
10 – 12 Zr
ВТ18
7.2 – 8.2
-
-
0.2 – 1.0
-
0.5
-
α-β-сплавы
ВТ6
5.5 – 7.0
-
4.2 – 6.0
2.8 – 3.8
-
0.2 – 0.4
-
ВТ8
6.0 – 7.3
-
0.9 – 1.9
2.5 – 3.8
-
-
-
β-сплавы
ВТ3 - 1
5.5 – 7.0
-
4 – 5.5
2.0 – 3.0
1.0 – 2.5
3.15
0.2 – 0.7 Fe
ВТ22
4.0 – 5.7
-
-
4.0 – 5.5
0.2 - 2
-
0.5 – 1.5 Fe
ВТ15
2.3 – 3.6
-
-
6.8 – 8.0
9.5 – 11.0
-
-

17.

Маркировка титановых сплавов
Марка ВТ означает «ВИАМ титан», затем следует
порядковый номер сплава.
Марка ОТ означает «Опытный титан» - сплавы,
разработанные совместно ВИАМом и заводом ВСМПО
(г. Верхняя Салда, Свердловской области).
Марка ПТ означает «Прометей титан» - разработчик
ЦНИИ КМ («Прометей», г. Санкт-Петербург.)

18.

Механические свойства титановых
сплавов
Марка
сплава
ВТ4
ВТ5
ВТ6
ВТ8
σ в,
σ0.2,
δ, %
кгс/мм2 кгс/мм2
α-сплавы
80 - 90
70 -80
15 - 22
70 - 85
55 - 65
15 - 17
α-β-сплавы
90 – 100 80 – 90 8 – 13
105 - 118 95 - 110 9 - 15
ψ, %
ан, кгсм/см2
20 - 30
25 - 55
3.5 – 6.5
-
30 – 45
30 - 55
4–8
3-6

19.

Производство титана

20.

Бериллий и его сплавы
Бериллий – легкий (1,845 г/см3), пластичный (δ = 140 %)
металл светло-серого цвета.
Температура плавления – 1287 С. До 1250 С имеет ГПУ
решетку, выше – ОЦК.
Бериллий чрезвычайно токсичен.
По удельной прочности и жесткости, удельной
теплоемкости он превосходит все другие металлы.
Бериллий
отличается
высокой
электрои
теплопроводностью.
Недостатки – высокая стоимость, сложность переработки, а
также низкая хладостойкость и ударная вязкость (ниже 5
Дж/см2).

21.

Применение бериллия
-
Рентгенотехника
Ядерная энергетика
Лазерные материалы
Аэрокосмическая техника
Ракетное топливо
Огнеупорные материалы

22.

Цинк и его сплавы
Цинк – синевато-белый металл, температура
плавления 419 С, плотность 7,13 г/см3, решетка –
ГПУ. Полиморфных превращений не имеет.
Чистый цинк обладает высокой пластичностью (δ =
50 %), низкой прочностью ( в = 150 МПа). При
100–150
С
цинк
пластичен
и
легко
прокатывается в листы и фольгу толщиной до
сотых долей миллиметра. При 250 С становится
хрупким.
Половина производимого цинка расходуется на
защитные антикоррозионные покрытия для
сталей.

23.

Стоимость металлов
Металл
Обозначение
$/кг
1
Железо
Fe
0,25
2
Серебро
Ag
5500
3
Золото
Au
40000
4
Платина
Pt
42000
5
Церий
Ce
130
6
Неодим
Nd
230
7
Берилий
Be
500
8
Индий
In
700
9
Лютций
Lu
3500
10
Скандий
Sc
12000
11
Осмий
Os
200000
12
Калифорний
Kf
6500000

English Русский Правила