Цветные металлы и сплавы

1. Цветные металлы и сплавы

2.

Цветные металлы — это промышленное
название всех металлов, кроме железа
и элементов его группы. Обычно
признаком цветного металла является
его специфический цвет, отличный от
темно-серого, например, белый
(алюминий, серебро), желтый (золото),
красный (медь) и т. д.

3.

4. Классификация по физико-химическим свойствам

Классификация по физикохимическим свойствам
По плотности
Цветные металлы и сплавы условно
подразделяют на легкие и тяжелые. К легким
относятся металлы, в которых плотность не
превышает 5 г/см³:
магний, бериллий, алюминий, титан и т. д.
(самый легкий металл — литий — 0,536
г/см³). К тяжелым относятся металлы, в
которых плотность превышает 5 г/см³.
Самыми тяжелыми элементами
являются осмий (22,48 г/см³), иридий (22,46
г/см³), золото и вольфрам (19,3 г/см³).

5. Классификация по физико-химическим свойствам

Классификация по физикохимическим свойствам
По температуре плавления
Цветные металлы подразделяют также по
температуре плавления. Легкоплавкие имеют
Т пл. до 600 °C (цинк, свинец, кадмий, висмут,
олово и др.). Среднюю Т пл. (600—1600 °C)
имеет медь. Тугоплавкими считаются
металлы, плавящиеся при температурах
выше 1 600 °C — титан, хром, ванадий,
цирконий и др.

6. Сплавы на основе меди

Медь имеет температуру плавления 1083 °С, обладает
очень высокой электро- и теплопроводностью. Медь
хорошо сопротивляется коррозии в обычных
атмосферных условиях, в пресной и морской воде и
других агрессивных средах, но обладает плохой
устойчивостью в сернистых газах и аммиаке. Медь
хорошо обрабатывается давлением, но плохо
резанием, имеет невысокие литейные свойства из-за
большой усадки.В чистом виде медь широко
используют для изготовления электропроводов,
деталей электрических машин и
аппаратов.

7. Сплавы на основе меди

Сплавы на основе меди обладают высокими
технологическими и механическими
свойствами, коррозионной стойкостью,
хорошо сопротивляются износу.

8. Сплавы на основе меди

9. Сплавы на основе меди

Латуни (ГОСТ 17711-93, 15527-2004) — сплавы
меди с цинком.
По химическому составу латуни делятся на двойные
и сложные. Двойные латуни состоят из меди и цинка
(Л90 — латунь, 90 % Си, остальное — цинк).
Введение цинка в сплав повышает свойства латуней
и снижает стоимость сплава по сравнению с медью.
В сложные латуни вводят легирующие элементы для
улучшения обрабатываемости резанием, повышения
коррозионной стойкости, прочности и твердости:
марганец, олово, никель повышают прочность и
коррозионную стойкость латуней, свинец улучшает
обрабатываемость, кремний увеличивает твердость
и прочность.

10.

11. Применение латуни

• Ювелирное производство
Латунь применяют в изготовлении колец, браслетов,
подвесок, памятных монет, декоративных предметов
интерьера, фурнитуры, посуды. При этом могут быть
использованы различные виды латуни (более
золотистая, с зеленоватым оттенком, классическая
желтая).
Компания Zippo использует латунь для изготовления
корпусов зажигалок . Ручки Parker также имеют корпуса
из этого сплава.

12. Применение латуни

Машиностроение, судостроение
Производство деталей и узлов для водного
транспорта, самолетов, легковых и грузовых
автомобилей, а также специализированной техники.
Производство арматуры
Из сплава изготавливают сантехническое
оборудование (краны, трубы, крепежные элементы и
другое комплектующее).

13. Применение латуни

Производство запасных частей
Латунь применяют в изготовлении деталей для холодильного
оборудования, морозильных камер, которые используются в
торговле, в заведениях общественного питания. Сплав пользуется
популярностью в производстве пружин, часовых механизмов.
Из латуни изготавливают проволоку, трубы различного назначения.
В полиграфии из такого сплава делают матрицы для шрифтов.

14. Сплавы на основе меди

Бронзы (ГОСТ 493-79, 613-79) — это сплавы меди
с оловом, свинцом, алюминием, кремнием и другими
элементами. Цинк может входить в состав бронзы в
качестве легирующего элемента. В зависимости от
состава бронзы делятся на оловянные и безоловянные.

15. Сплавы на основе меди

Оловянные бронзы — это сплавы меди с оловом, которые
легируют цинком, свинцом, никелем, фосфором и другими
элементами. Цинк снижает стоимость бронзы и улучшает ее
технологические свойства, свинец повышает плотность
отливок, облегчает обработку резанием и улучшает
антифрикционные свойства, никель увеличивает прочность и
износостойкость, фосфор повышает жидкотекучесть, упругие
и антифрикционные свойства. Оловянные бронзы обладают
высокой химической стойкостью, хорошими литейными и
антифрикционными свойствами. На практике применяют
оловянные бронзы с содержанием 10—12 % Sn. Бронзы с
более высоким содержанием олова хрупкие. Бронзы с
содержанием олова 4—5 % являются однофазными и хорошо
деформируются в холодном состоянии. Бронзы с
содержанием олова более 5 % — двухфазные обладают
хорошими антифрикционными свойствами.

16. Сплавы на основе меди

Безоловянные бронзы — это сплавы меди с алюминием, никелем,
кремнием, свинцом и другими элементами.
Алюминиевые бронзы — это сплавы меди с алюминием (5— 10 % А1).
Алюминиевые бронзы (БрА5, БрА7) обладают высокой стойкостью
против коррозии, имеют высокие механические и технологические
свойства. Бронзы, содержащие 7—8 % алюминия, обрабатываются
давлением в холодном и горячем состояниях. Бронзы с содержанием
алюминия 8—10 % обрабатываются давлением только в горячем
состоянии. В качестве легирующих элементов в алюминиевые бронзы
вводят железо и никель. Железо измельчает зерно и повышает
механические и антифрикционные свойства бронз, никель улучшает
износостойкость (БрАЖН 10-4-4).
Кремнистые бронзы — это сплавы меди с кремнием (БрКМцЗ-1). Эти
бронзы хорошо обрабатываются давлением, резанием, имеют высокие
механические свойства, обладают упругостью и коррозионной
стойкостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих
деталей приборов и радиооборудования, работающих при повышенных
температурах (до 250 °С), в агрессивных средах.

17. Сплавы на основе меди

Бериллиевые бронзы — это сплавы меди с бериллием (2— 2,5 %
Be). Бериллиевые бронзы упрочняются термической обработкой.
Эти бронзы обладают высокой прочностью и упругостью,
стойкостью против коррозии, хорошо обрабатываются резанием и
свариваются. При ударе бериллиевой бронзы о другой металл не
возникают искры, поэтому из нее делают инструмент для
взрывоопасных работ.
Свинцовые бронзы — сплавы меди со свинцом. Свинцовые
бронзы обладают высокими антифрикционными свойствами,
хорошо отводят теплоту, возникающую при трении. Для
улучшения свойств свинцовые бронзы легируют никелем, оловом
и другими элементами. Свинцовые бронзы, легированные
никелем и оловом, имеют высокие механические свойства и
используются для изготовления втулок и вкладышей
подшипников без стальной основы.

18. Применение бронзы

Оловянная бронза имеет чрезвычайно низкую склонность к усадке.
Поэтому такие марки бронзы используют для втулок, пружин, подшипников
и т.д. Пруток бронзовый используют для арматуры, фасонных отливок и
деталей, работающих в масле и паре. Также оловянную бронзу используют
для трубок манометров и иных приборов, втулок, вкладышей, прокладок для
автомобилей и тракторов.
Алюминиевая бронза дешевле оловянной, но имеет замечательные
антикоррозийные качества, что позволяет использовать ее для деталей,
работающих в пресной и морской воде. Круг бронзовый используют для
изготовления зубчатых колес, шестеренок, деталей для измерительных
приборов, прокладок машин и судовых агрегатов. Также алюминиевая
бронза применяется в производстве машин, работающих во взрывоопасных
условиях и при производстве химического оборудования.

19. Применение бронзы

Втулки относятся к расходникам в машиностроении и приборостроении. Они используются как
подшипники скольжения для бытовых приборов и различного оборудования, включая насосы,
паровые турбины, металлопрокатные станы, редукторы, генераторные установки. В
машиностроительной отрасли они служат для оснащения тяжелой техники, экскаваторов,
бульдозеров.
Круги в зависимости от диаметра поставляются в бухтах и в виде профилей. Они используются в
производстве комплектующих и запасных частей для механизмов и установок в железнодорожной,
автотракторной, машиностроительной промышленности.
Трубы из бронзы обладают хорошей пропускной способностью. Они незаменимы в создании систем
водоснабжения, отопления, а также топливных систем, сточных и водосборных, вентиляционных и
климатических. Манометрические трубки применяются в изготовлении пружинной продукции для
точных приборов.
Проволока
служит для полуавтоматической сварки, а также идет на изготовление сварочных электродов,
обмотки, кабелей, проводов. Из нее делают ювелирные украшения и бижутерию, тканую сетку для
фильтрации и очистки газов, жидкостей и суспензий, деления на фракции материалов с сыпучей
структурой.
Лента выполняет роль полуфабриката для упругих чувствительных элементов в приборостроении.
Благодаря внешней привлекательности бронзовый прокат нашел применение в создании
интерьерного и архитектурного декора.
Прутки с квадратным и шестигранным сечением используются как заготовки для крепежа и метизов
— болтов, гаек, шурупов, заклепок.

20. Сплавы на основе меди

Мельхиор - коррозионностойкий медно-никелевый
сплав. Основными компонентами являются медь (Cu)
и никель (Ni), в небольшом количестве может
присутствовать марганец (Mn) и железо (Fe).
Обладает высокой коррозионной стойкостью и
хорошей пластичностью. Данный материал
применяется в судостроительной, медицинской, а
также в аппаратостроении и при производстве
посуды и монет.

21. Сплавы на основе меди

Свойства мельхиора
Основным практически полезным свойством
является его высокая коррозионная стойкость в
морской и пресной воде, атмосфере сухих газов.
Среди механических свойств сплава стоит отметить
высокую прочность, которая обеспечена наличием в
его составе никеля. Чем больше процентное
содержание Ni в конкретной марке мельхиора, тем
выше его прочность. Описываемый материал
обладает хорошей пластичностью, которая
относится к группе технологических свойств. Это
позволяет проводить обработку описываемого
сплава под давлением как в горячем, так и в
холодном состоянии. Также он поддается пайке и
хорошо полируется.

22. Мельхиор

Достоинства: обладает высокой стойкостью к
коррозии в некоторых средах;
имеет приемлемые прочностные характеристики;
обладает хорошими технологическими свойствами пластичностью и свариваемостью;
имеет привлекательный внешний вид.
Недостатки: достаточно дорогой материал по
сравнению с другими коррозионностойкими
материалами.

23. Мельхиор

Области применения мельхиора
Основным практически полезным свойством является высокая
коррозионная стойкость в пресной и морской воде. Это
позволяет использовать мельхиор как конструкционный
материал для производства деталей судов, теплообменных
аппаратов, трубопроводной арматуры. Также из данного
материала изготавливают различные медицинские
инструменты. Мельхиор также нашел широкое распространение
при производстве монет, создании украшений и посуды. Для
данных целей, как правило, применяется марка МН25 с
содержанием никеля 24-26%.

24. Нейзильбер

Нейзильбер представляет собой трехкомпонентный
сплав на основе меди, цинка и никеля. Процентное
содержание данных металлов бывает очень разным.
Основной элемент – медь, ее может содержаться до
60%. Содержание никеля составляет от 5 до 35%,
цинка – от 13 до 45%.

25. Применение

Из сплава изготавливают заготовки в виде
слитков, лент, проволоки, прутьев, труб, которые
затем обрабатывают различными
способами. Сплав легко подвергается нагреванию,
охлаждению, его можно чеканить и ковать.
Радио-техническая промышленность

26. Применение

Производство кубков и знаков отличия, чеканка
монет

27. Применение

Медицинское оборудование
Пищевая промышленность