Презентация_магний,_олово,_титан

1. Магний, олово, титан и сплавы на его основе

2. Свойства магния. 

Свойства магния.
Магний-металл серебристо-белого цвета. Он не
имеет полиморфных превращений и кристаллизуется в
плотноупакованной гексагональной решетке.
Магний и его сплавы отличаются низкой
плотностью, хорошей обрабатываемостью
резанием и способностью воспринимать ударные
и гасить вибрационные нагрузки.
Теплопроводность магния в 1,5, а электропроводимость
— в 2 раза ниже, чем у алюминия. Примерно в 1,5 раза
меньше, чем у алюминия, и его модуль нормальной
упругости.

3.

В зависимости от содержания примесей
выпускается первичный магний (ГОСТ 804-72):
Мг96 (99,96% Mg), Мг95 (99,95% Mg), Мг90 (99,90%
Mg).

4.

Примеси Fe, Si, Ni, Си понижают и без того низкие
пластичность и коррозионную стойкость. При
нагреве магний активно окисляется и при
температуре выше 623°С на воздухе
воспламеняется. Это затрудняет плавку и разливку
магния и его сплавов.
Порошок, тонкая лента, мелкая стружка
магния представляют большую опасность, так как
самовозгораются на воздухе при обычных
температурах, горят с выделением большого
количества теплоты и излучением ослепительно
яркого света.

5.

Магний, представляющий собой легкий металл,
является привлекательным материалом, используемым
в конструкциях, например, в автомобильной и в
космической промышленности, для изготовления
корпусов портативных компьютеров, мобильных
телефонов и т.д. Однако он имеет весьма низкий
уровень прочности, ударной вязкости и
пластичности, вызванной кристаллической
структурой с гексагональной плотной упаковкой (ГПУ).
Кроме того, магний имеет низкую коррозионную
стойкость вследствие его сильной химической
активности. Таким образом, единственным способом
использования магния в некоторых областях
промышленности является создание магниевых
сплавов с усовершенствованными свойствами.

6. Применения магниевых сплавов

7. Применения магниевых сплавов

8.

По технологии изготовления магниевые сплавы
подразделяют на литейные (МЛ) и деформируемые
(МА);
по механическим свойствам - на сплавы невысокой
и средней прочности, высокопрочные и
жаропрочные;
по склонности к упрочнению с помощью
термической обработки- на сплавы, упрочняемые
и неупрочняемые термической обработкой.
Для повышения пластичности магниевых сплавов их
производят с пониженным содержанием вредных
примесей Fe, Ni, Си (повышенной чистоты). В этом
случае к марке сплава добавляют строчные буквы «пч»,
например, МЛ5пч или МА2пч.

9. МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ ДЕФОРМИРУЕМЫЕ

Магниевые сплавы, подвергающиеся прокатке,
прессованию, ковке и штамповке. Из
деформируемых вторичные магниевых сплавов
изготовляют прессованные прутки, полосы, профили и
трубы, катаные плиты и листы, поковки и
штамповки.
В промышленности применяются деформируемые
сплавы магния, легированные алюминием, цинком,
марганцем, цирконием, редкоземельными
элементами, торием и нек-рыми др. металлами.
Детали и узлы различных конструкций из
деформированных полуфабрикатов изготовляют
механич. обработкой, сваркой и клепкой,
объемной и листовой штамповкой.

10.

В зависимости от основных св-в и назначения
вторичные магниевые сплавы можно разделить на
4 группы
К 1-й группе принадлежит сплав МА1 системы Mg—
Мп, отличающийся наиболее высокой коррозионной
стойкостью, лучшей свариваемостью и высокой
пластичностью
ко 2-й группе — малолегированные сплавы МА8
системы Mg—Мп с добавкой 0,2% Се, МА9 той же
системы с добавками 0,5% А1 и 0,2% Са и
среднелегиров. сплав МА2 системы Mg— Al—Zn—Мп.
Сплавы 2-й группы имеют технологич. пластичность,
достаточную для прокатки листов, удовлетворит.
свариваемость и коррозионную стойкость и более
высокие механич. св-ва по сравнению со сплавом МА1.

11.

К 3-й группе относятся сплавы МА2-1, МАЗ и
МА5 системы Mg—Al—Zn— Мп, сплав ВМ65-1
системы Mg— Zn—Zr и сплав МАЮ системы
Mg—Al—Cd—Ag— Мп. Сплавы этой группы,
кроме МАЗ, упрочняются термич. обработкой и
(за исключением ВМ65-1) имеют склонность к
коррозии под напряжением, увеличивающуюся от
сплава МАЗ к сплаву
К 4-й группе относятся сплавы, легированные
редкоземельными элементами — ВМ17 системы
Mg—Се—Мп и МАИ системы Mg— Nd—Мп— Ni,
а также сплавы с торием МА13 и ВМД1 системы
Mg—Th—Мп. Сплавы этой группы имеют
хорошую пластичность при обработке давлением
и свариваются аргонодуговой сваркой.

12. Классификация магниевых сплавов по прочности

Группа сплавов
Классификация
сплавов
Марка литейных
Марка
магниевых сплавов деформируемых
магниевых сплавов
я
Сплавы средней
прочности
МЛЗ
II
Сплавы высокой
прочности
МЛ4, МЛ4п.ч„ МЛ5.МА5, МА14, МА15,
МЛ5п.ч„ МЛ5о.н..МА19
МЛб, МЛ8, МЛ 12,
15 МЛ
III
Жаропрочные
сплавы
МЛ9, МЛ10, МЛ11,МА11, МА12
МЛ19
IV
Сплавы пониженной плотности,
содержащие литий
МА1, МА2. МА8,
МА8п.ч„ МА2-1,
МА2-1 п.ч., МА 20
МА18, МА21

13. Классификация магниевых сплавов по коррозионным свойствам

Группа
сплавов
Коррозионная
стойкость
Марка литейных
сплавов
Марка
деформируемых
сплавов
Я
Повышенная
МЛ4п.ч., МЛ5п.ч.
МАИ, МА8,
МА8п.ч., MA2-Я п.ч.
II
Удовлетворител ь
ная
МЛЗ, МЛ4, МЛ5,
МЛб, МЛ8, МЛ9,
МЛ 10, 11 МЛ, 12
МЛ, 15 МЛ, МЛ19
МА2. МА2-1, МА5,
МА12 МА14, МА15.
МА18. . МА19,
МА20, МА21
111
Пониженная
МЛ5о.н.
МАП

14. Олово

Олово - блестящий белый металл, обладающий низкой
температурой плавления (231°С) и высокой
пластичностью. Применяется в составе припоев,
медных сплавов (бронза) и антифрикционных
сплавов (баббит).
Археологические исследования показывают, что олово
было известно человеку уже в IV тысячелетии до н. э.,
однако этот металл был малодоступен и дорог, поэтому
изделия из него редко встречаются среди римских и
греческих древностей. В течение всего «бронзового
века», более 2000 лет, этот блестящий серебристобелый материал считался «стратегическим», поскольку
входил в состав бронзы – наиболее прочного из
известных в то время металлов и сплавов. Упоминания
о нем есть даже в Библии, Четвертой Книге Моисеевой.

15.

Олово — редкий рассеянный элемент и по
распространенности в земной коре занимает лишь
47 место.
Мировые месторождения этого элемента находятся в Юго-Восточной Азии,
в основном в Китае, Индонезии, Малайзии и Таиланде. Также есть крупные
месторождения в Южной Америке (Боливии, Перу, Бразилии) и Австралии.
В России запасы касситерита расположены в Чукотском автономном округе,
в Приморском и Хабаровском краях, в Якутии и других районах.

16.

В современном мире олово используется в основном как
безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в
чистом виде или в сплавах с другими металлами.
Главные промышленные применения этого элемента — в
белой жести (лужёное железо) для изготовления тары
пищевых продуктов,
в припоях для электроники,
в домовых трубопроводах,
в подшипниковых сплавах и в покрытиях из металла и
его сплавов.
Важнейшим сплавом Sn (с медью) остается бронза.
Другой известный сплав — пьютер — используется для
изготовления посуды. В последнее время возрождается
интерес к использованию металла, поскольку он наиболее
«экологичен» среди тяжёлых цветных металлов. Эти
тенденции в современной промышленности приводят к
постоянному росту потребления, а вместе с ним
увеличивается и рыночная цена металла.

17.

Олово должно изготовляться в соответствии с
требованиями стандарта по технологической
инструкции, утвержденной в установленном
порядке.
В зависимости от химического состава установлены
марки олова: ОВЧ 000; О1 пч; О1; О2; О3 и О4.
Олово всех марок изготовляют в виде чушек. Олово
марки ОВЧ 000 изготовляют также в виде прутков, а
марок О1 пч и О1, О2 - в виде блоков.

18.

Одна треть олова идет на изготовление
припоев.
Припои - это сплавы олова в основном со
свинцом в разных пропорциях в зависимости от
назначения.
Сплав, содержащий 62% Sn и 38% Pb, называется эвтектическим
и имеет самую низкую температуру плавления среди сплавов
системы Sn - Pb. Он входит в составы, используемые в электронике
и электротехнике. Другие свинцово-оловянные сплавы, например
30% Sn + 70% Pb, имеющие широкую область затвердевания,
используются для пайки трубопроводов и как присадочный
материал. Применяются и оловянные припои без свинца.

19. ОЛОВО, СВИНЕЦ, ЦИНК И ИХ СПЛАВЫ

Свинец - металл голубовато-серого цвета, обладает низкой температурой плавления (327°С) и
высокой пластичностью. Входит в состав медных сплавов (латунь, бронза), антифрикционных
сплавов (баббит) и припоев.
Цинк - серовато-белый металл с высокими литейными и антикоррозионными свойствами,
температура плавления 419°С. Входит в состав медных сплавов (латунь) и твердых припоев.
Припои. Припой - это металлы или сплавы, используемые при пайке в качестве связки
(промежуточного металла) между соединяемыми деталями. Припои имеют более низкую
температуру плавления, чем соединяемые металлы. Незначительный нагрев соединяемых
металлов, а вследствие этого отсутствие изменения структуры металла, являются основным
преимуществом пайки в сравнении со сваркой.
По температуре расплавления припои подразделяют на легкоплавкие (145-450°С), среднеплавкие
(450-1100°С) и высокоплавкие (1100-1850°С). К легкоплавким относят оловянно-свинцовые (ПОС),
оловянные, малосурьмянистые и сурьмянистые (ПОССу) и другие припои; медно-цинковые
(латуни) относят к среднеплавким (905-985°С), а многокомпонентные на основе железа - к
высокоплавким (1190-1480°С).
Оловянно-свинцовые припои широко применяют во всех отраслях промышленности. Для
снижения охрупчивания олова при низких температурах в состав припоев вводят сурьму.
Оловянно-свинцовые припои имеют низкую коррозионную стойкость во влажной среде. В этих
условиях паяные соединения необходимо защищать лакокрасочными покрытиями.
Оловянные припои имеют высокую прочность, пластичность и коррозионную стойкость. Их
применяют при пайке радиотехнической и электронной аппаратуры.
Медно-цинковые припои (латуни) широко применяют для пайки большинства металлов (табл. 15).
Для повышения прочности паяных соединений в медно-цинковые припои вводят олово, никель и
марганец. Добавки олова понижают температуру плавления латуни, повышают коррозионную
стойкость и улучшают жидкотекучесть припоя.

20. ТИТАН

Титан широко распространен в земной коре, где
его содержится около 6 %, а по
распространенности он занимает четвертое место
после алюминия, железа и магния.
Однако промышленный способ его извлечения
был разработан лишь в 40-х годах ХХ века.
Благодаря прогрессу в области самолето- и
ракетостроения производство титана и его сплавов
интенсивно развивалось. Это объясняется
сочетанием ценных свойств титана.

21. ТИТАН

Титан – легкий и твердый металл серебристо-белого цвета с
температурой плавления около 1668°С и плотностью 4,53 г/см3. Титан и
сплавы на его основе ценятся в различных отраслях промышленности за
счет таких свойств, как: легкость, прочность, высокая коррозийная
стойкость, низкий коэффициент теплового расширения, возможность
работы в широком диапазоне температур, свариваемость,
хладостойкость, немагнитность

22.

Титан имеет две полиморфные модификации:
a -титана с гексагональной плотноупакованной
решеткой с периодами а = 0,296 нм, с = 0,472 нм
и высокотемпературную модификацию b -титана с
кубической объемно-центрированной решеткой с
периодом а = 0,332 нм при 900 ° С. Температура
полиморфного a в b -превращения составляет
882 ° С.

23.

Механические свойства титана существенно
зависят от содержания примесей в металле.
Различают :
примеси внедрения — кислород, азот, углерод,
водород
примеси замещения-железо и кремний.
Хотя примеси повышают прочность, но
одновременно резко снижают пластичность,
причем наиболее сильное отрицательное
действие оказывают примеси внедрения,
особенно газы. При введении всего лишь
0,003 % Н, 0,02 % N или 0,7 % О титан полностью
теряет способность к пластическому
деформированию и хрупко разрушается.

24.

Особенно вреден водород,
вызывающий водородную хрупкость титановых
сплавов. Водород попадает в металл при плавке и
последующей обработке, в частности при
травлении полуфабрикатов. Водород
малорастворим в a -титане и образует
пластинчатые частицы гидрида, снижающего
ударную вязкость и особенно отрицательно
проявляющегося в испытаниях на замедленное
разрушение.
Поэтому содержание примесей, особенно газов, в
титане и титановых сплавах) строго ограничено.

25. КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА

Многие сплавы на основе титана были разработаны
специально для авиакосмической промышленности
ввиду их уникальных механических свойств (сочетание
легкости с высокой прочностью).
Главная же причина применение титана в химической
промышленности – высокая устойчивость к
коррозии.
Высокая коррозийная стойкость титана объясняется
наличием на его поверхности оксидной пленки, которая
образуется при контакте металла с воздухом. Оксидная
пленка чрезвычайно химически инертна и разрушается
лишь под действием немногих веществ, например, под
действием плавиковой кислоты или при длительном
кипячении в серной кислоте.
Титан устойчив к действию влажного хлора,
соляной кислоте и ее солям при различных
температурах.

26.

27.

28.

Изготовленные титановые наноленты.
Толщина варьируется от 60 до 150 нм. Длина
несколько десятков микрон. Ленты
поликристаллические.

29. Марки и химический состав (%) деформируемых титановых сплавов

Обознач
ения
марок
Ti
Al
Zr
Mn
Si
Fe
O
H
N
C
ВТ1-00
Осно
ва
–
–
–
0,08
0,15
0,10
0,008
0,04
0,05
ВТ1-0
То же
–
–
–
0,10
0,25
0,20
0,010
0,04
0,07
ВТ1-2
То же
–
–
–
0,15
1,5
0,30
0,010
0,15
0,10
ОТ4-0
То же
0,4–
1,4
0,30
0,5–
1,3
0,12
0,30
0,15
0,012
0,05
0,10
ОТ4-1
То же
1,5–
2,5
0,30
0,7–
2,0
0,12
0,30
0,15
0,012
0,05
0,10