Доклад о цветных металлах

Обновлено: 22.09.2024

Ценные свойства цветных металлов обусловили их широкое применение в различных машинах современного производства. Медь, алюминий, цинк, магний, титан и дру гие метадгы и их сплавы являются незаменимыми материалами для приборостроительной и электротехнической промышленности, самолетостроения и радиоэлектроники, ядерной и космической отраслей техники.

1. Медь и ее сплавы

В настоящее время медь широко используется в электромашиностроении, при строительстве линий электропередач, для изготовления оборудования телеграфной и телефонной связи, ради- и телевизионной аппаратуры. Из меди изготовляют провода, кабели, шины и другие токопроводящие изделия. Большое количество меди идет на производство бронзы, латуни и других медных, а также алюминиевых и железных сплавов.

ГОСТ 859-2001 предусматривает следующие марки меди:

катодная — МВ4к, МООк, МОку, МОк, М1к;
бескислородная — М006, М06, М1б;
катодная переплавленная — Mly, Ml;
раскисленная — М1р, М1ф, М2р, МЗр, М2, М3 (для раскисления используется фосфористая медь).

Обладая замечательными свойствами, медь в то же время как конструкционный материал не удовлетворяет требованиям машиностроения, поэтому ее легируют, т.е. вводят в ее состав такие металлы, как цинк, олово, алюминий, никель и др., за счет чего улучшаются ее механические и технологические свойства.

По химическому составу медные сплавы подразделяют на латуни, бронзы и медноникелевые, по технологическому назначению — на деформируемые, используемые для производства полуфабрикатов (проволоки, листа, полос, профиля), и литейные, применяемые для литья деталей.

2. Латунь

Латунь — сплав меди с цинком и другими компонентами. Латуни, содержащие кроме цинка другие легирующие элементы, называются сложными, или специальными, и именуются по вводимым, кроме цинка, легирующим компонентам. Например: железомарганцовая (ЛЖМц59-1-1), алюминиевоникелькремнистомарганцовая (ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5) и др.

В обозначении марок латуней принята буквенно-цифровая система. Первая буква означает «латунь», остальные буквы соответствуют условным обозначениям химических элементов, входящих в латунь; первая цифра указывает на содержание меди, остальные цифры — на содержание других легирующих элементов. Содержание цинка в обозначении марки не указывается. Для того чтобы определить содержание цинка в латуни, необходимо от 100% вычесть процентное содержание меди и других химических элементов, входящих в данную латунь. Например: томпак Л90 — это латунь, содержащая 90% меди, остальное — цинк; латунь алюминиевая ЛА77-2 — 77% меди, 2% алюминия, остальное — цинк; латунь алюминиевоникель- кремнистомарганцовая ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 -75% меди, 2% алюминия, 2,5% никеля, 0,5% кремния, 0,5% марганца, остальное — цинк.

По сравнению с медью латуни обладают большей прочностью, коррозионной стойкостью и упругостью. Детали получают литьем, давлением и резанием. Латуни, обрабатываемые давлением, нормируются ГОСТ 15527-2004. Из них изготовляют полуфабрикаты (листы, ленты, полосы, трубы конденсаторов и теплообменников, проволоку, прутки, фольгу, поковки, штамповки), медали и значки, художественные изделия, музыкальные инструменты, сильфоны, гибкие шланги, застежки- молнии, подшипники скольжения и разную фурнитуру. В табл. 27 приводятся марки этих латуней, их основные свойства и области применения.

Таблица 27. Латуний, их основные свойства и применение

Литейные латуни поставляются в виде чушек ( ГОСТ 1020-97) и служат сырьем для получения латуней определенных марок для фасонных отливок (ГОСТ 17711-93) — это различная арматура, работающая при температурах до 250°С и подвергающаяся гидровоздушным испытаниям; детали, работающие в морской воде (при условии их протекторной защиты); подшипники и втулки неответственного назначения, гайки нажимных винтов, детали без притираемых поверхностей, сепараторы подшипников, шестерни, детали, подвергающиеся лужению или заливке баббитом; детали судо- и автомобилестроения и др. (табл. 28).

Таблица 28. Марки литейных латуней

ГОСТ 17711-80 кроме химического состава нормирует механические свойства медноцинковых сплавов: предел прочности σ_в — от 146 до 705 МПа (от 15 до 72 кгс/мм 2 ), относительное удлинение δ — от 6 до 20%, твердость — от 587 до 1600 МПа (от 60 до 165 кгс/мм 2 ).

Доклад на тему Цветные металлы

К цветным металлам относят все металлы, за исключением железа и его сплавов. Цветные металлы характеризуются рядом свойств, имеющих преимущества над железом. К таким свойствам относится огнестойкость, высокое механическое сопротивление и способность образовывать оксидную пленку, которая предохраняет металл от окисления и сохраняет его долговечность.

В зависимости от обработки и применения все цветные металлы подразделяются на виды – легкие, тугоплавкие, легкоплавкие, урановые, благородные, щелочные и редкоземельные.

Легкие цветные металлы характеризуются относительно низким показателем плотности. К таким металлам относится алюминий, титан, бериллий, литий, магний.

Для тугоплавких металлов, к примеру, молибден, ниобий, тантал, вольфрам, характерна высокая, превышающая 1500 градусов, температура.

А вот легкоплавкие металлы, такие, как цезий, свинец, олово, ртуть, цинк, рубидий, напротив, плавятся при относительно невысокой температуре.

К урановым относят металлы, применяемые в атомной технике.

Щелочные цветные металлы характеризуются высокой химической активностью с водой и обладают высокой электро- и теплопроводимостью. К таким металлам относятся литий, цезий, натрий, калий, рубидий.

Редкоземельные металлы, такие, как, скандий, иттрий, лантан, применяются в большей части как присадка, в результате чего улучшаются свойства и качества сплавов тех или иных металлов.

Благородные цветные металлы характеризует высокая стойкость к окислению. К таким металлам относят золото, серебро, платину.

Цветные металл самое распространенное сырье, применяемое при производстве металлопроката, всевозможных металлических конструкций и изделий. Цветные металлы отлично поддаются некоторым видам металлообработки, таким, как, сварка, механическая обработка, обработка металла давлением.

Область применения цветных металлов обширна. Их широко используют в химической и пищевой промышленности, медицине, электроэнергетике, авиастроении, машиностроении, электронике, военно-промышленном комплексе, при создании атомной, ракетной техники и космических исследованиях.

Цветными металлами называют большую группу металлов, в составе которой нет железа. Фактически подобные вещества - это нежелезные металлы, которые в противовес ему не ржавеют и долго сохраняют свои свойства, так как обладают способностью покрываться особой защитной пленкой.

Для цветных металлов характерен блеск и яркий цвет, что оправдывает их название. Эти минералы являются дорогим и ценным сырьем. Современные технологии испытывает острую потребность в меди, олове, алюминии, цинке, титане. Сырье для промышленности получают, расплавляя цветную руду при высокой температуре. Добывать цветные металлы из руды гораздо дороже, чем производить железо, но во многих случаях их нельзя заменить дешевыми аналогами. Для меди и алюминия свойственна хорошая электропроводность, из них делают проводники тока. Сплавы магния и титана уменьшают плотность и повышают прочность материалов, так необходимых для машиностроения.

Для цветных металлов принято деление на группы веществ, обладающих похожими свойствами. Ископаемые условно классифицируют на тяжелые, легкие, легирующие, драгоценные, редкие. Более всего промышленность нуждается в тяжелых и легких металлах.

Все цветные металлы долговечны, имеют большое сопротивление и высокую теплопроводность. Эти материалы обладают пластичностью, поэтому их легче обрабатывать. Многим сплавам не опасна даже кислота.

Цветной металл в современном мире сделался универсальным сырьем. В повседневности с ним можно встретиться каждую минуту. Этот материал использован для производства кастрюль, сковородок, кухонной утвари, хозяйственного инвентаря и множества других предметов, полезных в быту.

Из цветного металла сделаны многочисленные строительные детали. Это различного вида проволока, фольга, крепежные элементы, рейки и прочее.

Цветной металл особенно востребован там, где нужна прочность и легкость. Этот материал используется в самолетостроении, автомобильной промышленности, при создании космических аппаратов.

Промышленность сегодня является крупным потребителем алюминия и меди. Медь – обязательный компонент химического машиностроения. Ее используют в производстве труб, котлов, резервуаров. Алюминий – обладатель замечательных свойств, которые иногда делают его популярнее железа. Благодаря ковкости и пластичности этому материалу легко придать нужную форму. Алюминиевые изделия – долгожители, так как данный металл особо прочен, защищен от коррозии и сохраняется даже в агрессивной среде.

Цветные металлы - свойства, группы, применение

Цветные металлы — особый класс нержавеющих металлов и сплавов, в составе которых нет железа. Сюда входят олово, медь, цинк, никель, серебро, золото. Металлы называются цветными, потому что каждый из них имеет определенный окрас. Они отличаются прочностью и долговечностью, поскольку формируют на своей поверхности защитную оксидную пленку и проявляют устойчивость к негативным факторам внешней среды.

В начале XX века насчитывалось около 20 наименований нежелезных металлов, а сегодня их количество уже превышает 70. Добычей, обогащением руд и выплавкой таких материалов занимается цветная металлургия. Способ производства — высокотемпературная плавка. За каждым изделием стоит долгая и кропотливая работа — металлы подвергаются механической обработке и проходят через ковку, сварку, прессование, штамповку, грунтование и прочие процессы.

Свойства

Цветные металлы обладают высокой тепло– и электропроводностью, коррозионной стойкостью, стабильностью в температурном диапазоне и инертностью к воздействию агрессивной среды. В отличие от железа, они не реагируют на влагу и кислород, растворяют газы при нагревании (кроме интертных) и с легкостью взаимодействуют с ними.

Группы

Ученые подразделяют цветные металлы на несколько групп:

Тяжелые. Олово, медь, никель, цинк, свинец и т.п. Добываются из сульфидных и окисленных полиметаллических руд. Мировое производство металлов данной категории достигает нескольких миллионов тонн в год.
Легкие. Алюминий, титан, магний, натрий, калий, кальций, бериллий, стронций, барий и другие элементы этой группы имеют самую низкую удельную массу среди остальных нежелезных металлов.
Благородные. Золото, серебро, платина, рутений, родий, палладий, осмий и иридий входят в число редких драгоценных металлов и отличаются повышенной стойкостью к окислению и коррозии.
Малые. Представители группы — ртуть, кобальт, мышьяк, сурьма, висмут и т.п. Добываются в небольшом количестве вместе с тяжелыми металлами.
Тугоплавкие. Известны как самые износостойкие металлы. К ним относится цирконий, ванадий, хром, вольфрам, молибден и другие элементы с высокой плотностью и температурой плавления.
Редкоземельные. Представлены 17 металлами серебристо–белого цвета: гольмий, тулий, скандий, самарий, европий, диспрозий, лютеций, прометий и т.д. Обладают одинаковыми химическими свойствами.

Применение

В последние годы спрос на цветные металлы резко увеличился. Они влияют на развитие многих отраслей промышленности и широко применяются в авиа– и машиностроении, радиоэлектронике, ракетной и атомной технике, сфере высоких технологий, а также в быту.

Нежелезные металлы — незаменимое сырье в производстве металлопроката, крупных конструкций и небольших изделий.

Вы можете заказать цветные металлы и сплавы на нашем сайте. На странице каталога представлен широкий ассортимент товаров с подробным описанием и ценами. Стоимость за 1 кг зависит от вида материала и варьируется от 135 до 2200 рублей. Денежные средства принимаем на расчетный счет. Подробнее об условиях покупки цветного металла в Москве и регионах России читайте здесь.

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ — всё, кроме железа

Цветные металлы отличаются от черных. Цветных металлов много, а к черным относятся только железо, его сплавы. Часто к черным металлам относят ванадий, марганец, хром.

В Европе цветные металлы называют нежелезными, происхождение этих названий точнее отражает суть и свойства наших героев.

Англичане называют их non-ferrous metals.
Для немцев их название — Nichteisenmetalle, Buntmetalle.
Французы обозначили цветные металлы как меtaux non-ferreux.

Разделяем металлы по свойствам и группам

Условно цветные металлы различают на 2 большие группы — тяжелые и легкие.

Более подробная классификация проводится по свойствам (физико-химическим). Есть разделение на 5 и 7 групп.

Виды цветных металлов:

Легкие цветные металлы.
Тяжелые металлы. .
Редкие и малые.
Рассеянные.
Радиоактивные.
Тугоплавкие.

Свойства цветных металлов разнообразны. Это устойчивость к коррозии, высокие электро-и теплопроводность, устойчивость во многих агрессивных средах.

Где применяются

Представьте мир без цветных металлов. Выбросите телефон и компьютер, вместе с ними ключи от машины. Отключите свет — ведь ток течет по проводам из цветмета. Газовую и электрическую плиту тоже придется выбросить, а готовить на костре или построить печку. Поэтому к этим разным и таким нужным человечеству металлам давайте относиться уважительно.

Невозможно представить современный мир без использования цветных металлов.

Некоторые из них добываются миллионами тонн в год, другие по несколько тонн в год. Но все они абсолютно необходимы современной промышленности и нам, потребителям.

Электротехника, легировка сталей, сенсоры, диоды, термопары, инфракрасная оптика, военно-промышленный комплекс.

Знакомство с нежелезными металлами

Список цветных металлов обширен. Руд цветных металлов в разы больше.

Важными рудами на медь являются халькозин, борнит, халькопирит. Встречается и самородная медь, но редко. Про медь читайте здесь.

Добычу медных руд производят:

Познавательно: крупнейшее месторождение в мире находится в знойной пустыне Атакама, его пока не разрабатывают.

Алюминий

Главное сырье на алюминий — бокситы. Руды бокситов — диаспор (его ювелирная разновидность султанит подробно описана здесь), гетит, бемит, каолинит. Подробнее про этот металл читайте на этой странице.

Российские месторождения бокситов находятся в областях:

Архангельской;
Белгородской;
Свердловской;
Челябинской.

Богатые запасы бокситов расположены в Корее, Венгрии, Югославии, Китае.

Значительные запасы бокситовых руд в Австралии, Бразилии, США, Франции.

Свинец

Главная руда на свинец — галенит, кроме него церуссит и англезит.

Галенит образует полиметаллические руды со сфалеритом и халькопиритом.

48 стран мира могут добывать на своей территории свинец.

Основная цинковая руда — сфалерит. Это сульфид цинка, и в природе его естественными спутниками являются галенит и халькопирит.

Главные мировые запасы цинка находятся в Канаде, немногим отстают Китай, Австралия, США.

В России цинк добывают на Каменном Поясе. Есть месторождения в Сибири и Приморье.

Магний

Этого цветного металла в земной коре около 2%.

Руд, содержащих магний, около 60, но для промышленной добычи используют:

доломит;
магнезит;
брусит;
карналлит;
морская вода.

Каждая страна обладает запасами магния. Магнезит находят в США, Испании, Австралии, Канаде, Югославии, Греции. Карналлит используют в странах СНГ.

Огромные запасы магния находятся в воде залива Кара-Богаз-Гол.

Никель

Никелевые руды могут быть сульфидные и силикатные. Подробнее о металле читайте здесь.

халькопирит;
пирротин;
магнетит;
пентландит.

Силикатные никелевые руды:

гарниерит;
гетит;
ревдинскит;
контронит;
асболан.

Кобальт

В природе немного кобальтсодержащих руд, особенно пригодных для промышленного использования. Среди них кобальтин, скуттерудит, линнеит, шмальтин, эритрин.

По минеральному и химическому составу кобальтовые руды делятся на сульфидные, арсенидные, оксидные. В основном все руды комплексные, собственно кобальтовые встречаются только среди мышьяковых (арсенидных) руд.

За рубежом кобальтосодержащие месторождения находятся в Канаде, Финляндии, Австралии, Африке.

В России — на Урале, в Красноярском крае, на Кольском полуострове.

Основные добытчики кобальта — Заир и Замбия.

Олово

Главные минералы для добычи олова — касситерит и станнин. Половина добычи олова приходится на месторождения Юго-Восточной Азии. Подробнее про олово написано здесь.

Немного отстает Китай, за ним идут Индонезия, Малайзия, Бразилия, Россия.

Молибден

Основной рудный минерал на молибден — молибденит. В природе «дружит» с сульфидами меди и касситеритом.

В добыче металла первенствуют США, следом идут Чили и Китай, на третьем месте — Канада.

В России тоже есть молибденовые руды, в Забайкалье, на Северном Кавказе, на юге Западной Сибири.

Вольфрам

Основные руды на вольфрам — вольфрамит и шеелит.

Китаю повезло, у него более 40% мировых запасов вольфрамита. Россия отстала не сильно, у нас шеелит есть на Кавказе, в Забайкалье, на Чукотке.

Есть месторождения в Германии, Канаде, Турции, США.

Висмут

Существует самородный висмут. В Боливии и Австралии его добывают вместе с висмутином. Подробнее о нём читайте здесь.

Боливия единственная страна, где металл добывают прямо из висмутовой руды. В основном висмут извлекают из полиметаллических руд.

Мировые лидеры по запасам:

Перу;
Мексика;
Китай;
Австралия;
Канада.

Месторождения висмутовых руд редки и невелики по масштабам.

Сурьма

Главный источник сурьмы — антимонит. Кроме него, рудой на сурьму могут служить бертьерит, джемсонит, ливингстонит, стибиконит.

Австралия, Россия и Китай обладают залежами антимонита, остальные страны могут только облизываться на такое богатство. Среди завидующих США, КНР, ЮАР. У них есть полиметаллические месторождения.

Ртуть

Киноварь — единственный минерал для качественной добычи ртути.

Основные производители жидкого металла:

Россия обладает небольшими запасами киновари на Чукотке, Алтае, Камчатке.

У Америки с этим и того хуже — маленький рудничок в Неваде.

А вот на юге Испании известно ртуть добывают почти две тысячи лет.

Вторичное сырье

Уже понятно, что добыча цветмета не всегда обеспечивает потребности промышленности. Приходится изворачиваться. То есть организовывать пункты приема вторсырья, собирать металлолом для сдачи в этих пунктах. Кстати, за лом цветных металлов платят довольно неплохо.

Стоимость металлических отходов формируется, исходя из нескольких компонентов:

Металл (тип, редкость).
Габариты.
Размер партии.
Чистота металла, его качество.

Охотникам за металлоломом

Большим спросом у приемщиков пользуются медь, алюминий, свинец, титан.

Медь содержат сплавы меди (латунь).
Олово гораздо дороже меди, особенно в чистом виде, но и в виде посуды, баббита (в подшипниках, например).
Никель металл дорогостоящий, но в чистом виде попадается редко. В мельхиоровой посуде, отработанных электродах, ТЭНах бытовых приборов.
Свинец сдают «в виде» аккумуляторов, типографского оборудования, оплетки кабелей.
Алюминий стоит недорого.
Чистый цинк найти проблематично, сдают его в виде сплавов.
Самые дорогие металлы — молибден и вольфрам.

Плюсы и минусы переработки вторсырья

Перерабатывать металлолом выгодно, это понижает себестоимость продукции.

Цветмет приходится сортировать — это самый нудный и трудоемкий этап работы.

Рассортированное сырье измельчают. Для этого применяют газовые резки, шредеры, а потом прессуют для уменьшения объемов и удобства транспортировки.

Далее подготовленное сырье отправляют на металлургические комбинаты, или продают (чаще всего на экспорт).

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Реферат на тему: Цветные металлы

Цветная металлургия - это отрасль металлургии, которая включает добычу, переработку руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По своим физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на благородные, тяжелые, легкие и редкие.

К драгоценным металлам относятся металлы с высокой коррозионной стойкостью: золото, платина, палладий, серебро, иридий, родий, рутений и осмий. Они используются в виде сплавов в электротехнике, электровакуумной технике, приборостроении, медицине и др.

К тяжелым металлам относятся металлы с высокой плотностью: свинец, медь, хром, кобальт и т. д. Тяжелые металлы используются в основном в качестве легирующих элементов, а такие металлы, как медь, свинец, цинк и частично кобальт, также используются в чистом виде.

К легким металлам относятся металлы с плотностью менее 5 граммов на кубический сантиметр: литий, калий, натрий, алюминий и т. д. Они используются в качестве раскислителей металлов и сплавов, для легирования, в пиротехнике, фотографии, медицине и т. д.

К редким металлам относятся металлы с особыми свойствами: вольфрам, молибден, селен, уран и др.

В группу широко используемых цветных металлов входят алюминий, титан, магний, медь, свинец и олово.

Цветные металлы обладают рядом очень ценных свойств. Например, высокая теплопроводность (алюминий, медь), очень низкая плотность (алюминий, магний), высокая коррозионная стойкость (титан, алюминий).

По технологии изготовления заготовок и изделий сплавы цветных металлов делятся на деформируемые и литые (иногда спеченные).

На основе этого разделения проводится различие между металлургией легких металлов и металлургией тяжелых металлов.

Медь и ее сплавы

Медь - красный металл, на изломе розовый. Медь относится к металлам, известным с древних времен.

Технически чистая медь обладает высокой пластичностью и коррозионной стойкостью, высокой электрической и теплопроводностью (100% чистая медь, затем 65% алюминия, 17% железа), а также стойкостью к атмосферной коррозии. Позволяет использовать его как кровельный материал для ответственных построек.

Температура плавления меди составляет 1083 ° C. Кристаллическая решетка FCC. Плотность меди составляет 8,94 г / см 3. Благодаря высокой пластичности медь хорошо обрабатывается давлением (из меди можно сделать фольгу толщиной 0,02 мм), плохо режется.

Низкие литейные свойства из-за большой усадки.

На свойства меди большое влияние оказывают примеси: все, кроме серебра и бериллия, ухудшает электропроводность.

Стоимость чистой меди постоянно растет, а мировые запасы медной руды, по разным оценкам, будут исчерпаны в ближайшие 10-30 лет.

Медь обозначается буквой M, за которой следует цифра. Чем больше число, тем больше в нем примесей. Высший сорт М00 - медь 99,99%, М4 - мед 99%.

Медные сплавы

В технике используются 2 большие группы медных сплавов: латунь и бронза.

Латунь - сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Сплавы меди, предназначенные для изготовления деталей методами литья, называют литьем, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей путем пластической деформации, - сплавами, обработанными давлением.

Латунь дешевле меди и превосходит ее по прочности, ударной вязкости и коррозионной стойкости. У них хорошие литейные свойства.

Латунь в основном используется для изготовления деталей штамповкой, волочением, прокаткой, прокаткой, то есть процессами, требующими высокой пластичности материала заготовки. Гильзы различных боеприпасов изготавливаются из латуни.

В зависимости от количества компонентов различают простую (двойную) и специальную (многокомпонентную) латунь.

Обычная латунь содержит только Cu и Zn.

Специальная латунь содержит от 1 до 8% различных легирующих элементов (ЛЭ), повышающих механические свойства и коррозионную стойкость.

Al, Mn, Ni повышают механические свойства и коррозионную стойкость латуни. Свинец улучшает обрабатываемость. Силиконовые латуни обладают хорошей текучестью и свариваемостью.

Бронзы - это сплавы меди с оловом (4-33% Sn), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой, фосфором и другими элементами.

Бронза - это любой медный сплав, кроме латуни. Это медные сплавы, в которых цинк не является основным легирующим элементом. Общей характеристикой бронз является высокая коррозионная стойкость и антифрикционные свойства (от анти- и лат. Трение). Бронзы отличаются высокой коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Из них изготавливают вкладыши подшипников скольжения, венцы червячных передач и другие детали.

Высокие литейные свойства некоторых бронз позволяют использовать их для изготовления предметов искусства, памятников и колоколов.

По химическому составу делятся на оловянные бронзы и без оловянные (специальные).

Оловянные бронзы обладают высокими механическими, литейными, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью и обрабатываемостью, но имеют ограниченное применение из-за редкости и высокой стоимости олова.

Специальные бронзы не только заменяют оловянные бронзы, но в некоторых случаях превосходят их по своим механическим, антикоррозийным и технологическим свойствам:

Алюминиевые бронзы - 5-11% алюминия. У них более высокие механические и антифрикционные свойства, чем у оловянных бронз, но их литейные свойства ниже. Для улучшения механических и антикоррозионных свойств вводятся железо, марганец, никель (например, БрАЖ9-4). Из этих бронз изготавливают различные втулки, направляющие, мелкие ответственные детали.

Бериллиевые бронзы содержат 1,8–2,3% бериллия, отличаются высокой твердостью, износостойкостью и эластичностью (например, БрБ2, БрБМН1,7). Они используются для пружин в устройствах, которые работают в агрессивной среде.

Кремниевая бронза - 3-4% кремния, легированная никелем, марганцем, цинком, по механическим свойствам близка сталям.

Свинцовые бронзы содержат 30% свинца, являются хорошими антифрикционными сплавами и используются при производстве подшипников скольжения.

Медные сплавы обозначаются начальными буквами их названий (Br или L), за которыми следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и числа, указывающие количество элемента в процентах.

Примеры:

БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu («L» означает, что сплав литейный);
ЛЦ40Мц3Ж - латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~ 1% Fe, остальное Cu;
Бр0Ф8,0-0,3 - бронза, содержащая 8% олова и 0,3% фосфора;
ЛАМш77-2-0.05 - латунь, содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055 мышьяка, остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первая цифра указывает на содержание меди).

В латунях простого состава указывается только содержание меди в сплаве:

L96 - латунь, содержащая 96% Cu и ~ 4% Zn (томбак);
Lb3 - латунь, содержащая 63% Cu и 37% Zn.

Высокая стоимость меди и сплавов на ее основе привела в 20 веке к поиску материалов для их замены. В настоящее время их успешно заменяют пластмассы и композитные материалы.

Алюминий и его сплавы

Алюминий - серебристо-белый металл. Температура плавления 650 ° C. Алюминий имеет кристаллическую решетку с ГЦК-решеткой. Электропроводность алюминия составляет 65% от меди. Алюминий занимает 3-е место по распределению в земной коре после кислорода и кремния. Алюминий устойчив к атмосферной коррозии за счет образования на его поверхности плотной оксидной пленки. Важнейшей особенностью алюминия является его низкая плотность - 2,7 г / см 3 против 7,8 г / см 3 у железа и 8,94 г / см 3 у меди. Обладает хорошей теплопроводностью и электропроводностью. Хорошо справляется с давлением.

Он отмечен буквой A и числом, указывающим на содержание алюминия. Алюминий высокой чистоты имеет марку A999 - содержание Al в этой марке составляет 99,999%. Алюминий высокой чистоты - A99, A95 содержат Al 99,99% и 99,95% соответственно. Технический алюминий - А85, А8, А7 и др.

Он используется в электротехнической промышленности для изготовления токопроводов, в пищевой и химической промышленности. Алюминий нестабилен в кислой и щелочной среде, поэтому алюминиевая посуда не используется для маринадов, солений, кисломолочных продуктов. Используется в качестве раскислителя в производстве стали, для алюминирования деталей с целью повышения их термостойкости. В чистом виде применяется редко из-за невысокой прочности - 50 МПа.

Деформируемые алюминиевые сплавы

В зависимости от возможности термического упрочнения деформируемые алюминиевые сплавы подразделяются на незакаленные и термически упрочняемые.

К сплавам, не упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы Al c Mn (AMts1) и сплавы Al c Mg (AMg 2, AMg3). Цифра - условный номер бренда.

Эти сплавы хорошо свариваются, обладают высокими пластическими свойствами и коррозионной стойкостью, но невысокой прочностью. Эти сплавы упрочняются холодной обработкой. Сплавы этой группы нашли применение в качестве листового материала для изготовления изделий сложной формы, получаемых методом холодной и горячей штамповки и прокатки. Изделия глубокой вытяжки, заклепки, рамы и т. д.

Сплавы, упрочненные теплопередачей, широко используются в машиностроении, особенно в авиастроении, поскольку имеют низкий удельный вес при достаточно высоких механических свойствах. Они включают:

Дуралюминий - основными легирующими компонентами являются медь и магний:

D1 - лопасти винта, D16 - обшивки, шпангоуты, лонжероны самолетов, D17 - сплав основной заклепки.

Высокопрочные сплавы - В95, В96, наряду с медью и магнием, также содержат значительное количество цинка. Используется для высоконагруженных конструкций.

Сплавы повышенной пластичности и коррозионной стойкости - АВ, АД31, АД33. Лопасти вертолетов, штампованные и кованые детали сложной конфигурации.

Литые алюминиевые сплавы

Наиболее распространенными сплавами системы Al-Si являются силумины.

Силумин обладает сочетанием высоких литейных и механических свойств и небольшого удельного веса. Типичный силуминный сплав AL2 (AK12) содержит 10-13% Si, закален и состарен (AK7 (AL9), AK9 (AL4).

Цинк и его сплавы

Цинк - вязкий металл голубовато-серого цвета. Металл с низкой температурой плавления (419 градусов С) и высокой плотностью (7,1 г / см ). Прочность цинка низкая (150 МПа) при высокой пластичности.

Цинк используется для горячего и гальванического цинкования стальных листов, в полиграфической промышленности, для изготовления электрохимических ячеек. Он используется в качестве добавки к сплавам, в первую очередь в медных сплавах (латунь и т. д.), А также в качестве основы для цинковых сплавов, а также в качестве печатного металла.

В зависимости от чистоты цинк подразделяется на марки ЦВ00 (99,997% Zn), ЦВ0 (99,995% Zn), ЦВ (99,99% Zn), Ц0А (99,98% Zn), Ц0 (99,975% Zn), Ц1 (99,95%). % Zn), C2 (98,7% Zn), CZ (97,5% Zn).

Цинковые сплавы широко используются в машиностроении и делятся на сплавы для литья под давлением, кокильные, для центробежного литья и антифрикционные сплавы. Основными легирующими компонентами цинковых сплавов являются алюминий, медь и магний. Отливки из цинкового сплава легко полировать и допускать гальванические покрытия.

Состав, свойства и применение некоторых цинковых сплавов:

CA4 содержит 3,9-4,3% Al, 0,03-0,06% Mg, предел прочности 250-300 МПа, пластичность 3-6%, твердость 70-90HB). Он используется для литья под давлением деталей, требующих стабильности размеров и механических свойств.
ЦАМ10-5Л содержит 9,0-12,4% Al, 4,0-5,5% Cu, 0,03-0,06% Mg, предел прочности при растяжении не менее 250 МПа, пластичность не менее 0,4%, твердость - не менее 100HB. Из сплава изготавливают подшипники и втулки для металлообрабатывающих станков и прессов, работающих под давлением до 200-10000 Па.
ЦАМ9-1,5 содержит 9,0-11,0% Al, 1,0-2,0% Cu, 0,03-0,06% Mg, предел прочности не менее 250 МПа, пластичность не менее 1%, твердость не менее 90HB. Сплав используется для изготовления различных узлов трения и подшипников качения.

Магний и его сплавы.

Магний - серебристо-белый металл. Температура плавления магния 650 ° C. Кристаллическая решетка гексагональная. Отличается невысокой плотностью (1,74 г / см ), хорошей обрабатываемостью, способностью воспринимать ударные и демпфирующие вибрационные нагрузки.

В зависимости от содержания примесей установлены следующие марки магния: Mg96 (99,96% Mg), Mg95 (99,95% Mg), Mg90 (99,90% Mg), магний особой чистоты (99,9999% Mg).

Магний - химически активный металл, легко окисляется на воздухе. Чистый магний из-за низких механических свойств (предел прочности 100-190 МПа, относительное удлинение 6-17%, твердость 30-40HV) практически не используется в качестве конструкционного материала. Применяется в пиротехнике, в химической промышленности для синтеза органических соединений, в металлургии различных металлов и сплавов в качестве раскислителя, восстановителя и легирующего элемента.

Сплавы на основе магния

Преимущество магниевых сплавов - их высокая удельная прочность. Предел прочности на разрыв магниевых сплавов достигает 250-400 МПа при плотности менее 2 граммов на кубический сантиметр. Горячие сплавы хорошо коваются, прокатываются и прессуются. Магниевые сплавы хорошо обрабатываются (лучше, чем сплавы стали, алюминия и меди), хорошо шлифуются и полируются. Их удовлетворительно сваривают контактной и дуговой сваркой в среде защитного газа.

К недостаткам магниевых сплавов, помимо низкой коррозионной стойкости и низкого модуля упругости, можно отнести плохие литейные свойства, склонность к газонасыщению, окислению и воспламенению при их получении.

По механическим свойствам магниевые сплавы подразделяются на сплавы низкой и средней прочности, высокопрочные и жаропрочные, по склонности к упрочнению с помощью термической обработки - на упрочняемые и незакаленные.

Деформируемые магниевые сплавы. В сплавах МА1 и МА8 основным легирующим элементом является марганец. Эти сплавы не упрочняются термической обработкой, обладают хорошей коррозионной стойкостью и свариваемостью. Сплавы МА2-1 и МА5 относятся к системе Mg-Al-Zn-Mn. Алюминий и цинк повышают прочность сплавов, придают хорошую технологическую пластичность, что позволяет изготавливать из них кованые и штампованные детали сложной формы (рабочие колеса и решетки капота самолета). Сплавы системы Mg-Zn, дополнительно легированные цирконием (МА14), кадмием, редкоземельными металлами (МА15, МА19 и др.), Относятся к высокопрочным магниевым сплавам. Применяются для несвариваемых, тяжело нагруженных деталей (облицовка самолетов, детали подъемных машин, автомобилей, ткацких станков и т. д.).

Литье магниевых сплавов. Наибольшее применение нашли сплавы системы Mg-Al-Zn (ML5, ML6). Они широко используются в авиастроении (кожухи приборов, насосы, коробки передач, фонари и двери кабины и т. д.), Ракетной технике (корпуса ракет, обтекатели, топливные и кислородные баки, стабилизаторы), автомобильных конструкциях, особенно гоночных (корпуса, колеса, насосы). и др.), в приборостроении (корпусах и деталях приборов). Из-за низкой способности поглощать тепловые нейтроны сплавы магния используются в ядерной технике, а из-за их высокой демпфирующей способности - в производстве корпусов для электронного оборудования.

Сплавы магния с цинком и цирконием (МЛ 12), а также сплавы, дополнительно легированные кадмием (МЛ8), редкоземельными металлами (МЛ9, МЛ10), обладают более высокими технологическими и механическими свойствами. Эти сплавы используются для нагруженных деталей самолетов и авиационных двигателей (картеры компрессоров, картеры, фермы шасси, стойки управления и т. д.).

Магниевые сплавы подвергаются следующим видам термической обработки: Т1 - старение, Т2 - отжиг, Т4 - гомогенизация и закалка на воздухе, Т6 - гомогенизация, закалка на воздухе и старение, Т61 - гомогенизация, закалка в воде и старение.

Заключение

Цветные металлы и их сплавы широко используются в строительстве благодаря своей прочности, легкости и высокой коррозионной стойкости. Они делятся на легкие (в основном на основе алюминия) и тяжелые (на основе меди, латуни, олова и т. д.).

Цветная металлургия - одна из наиболее конкурентоспособных отраслей в России, а российские компании в ряде подсекторов (алюминий, никель, титан) входят в число мировых лидеров. Достижения участников рынка в мировом масштабе стали возможны благодаря активной инвестиционной политике предприятий отрасли. Так, например, объем инвестиций в 2006 году по сравнению с показателями 2000 года увеличился в 2,5 раза и составляет 80 млрд рублей, а объем иностранных инвестиций увеличился почти в 10 раз, достигнув 4,5 млрд долларов. Общий объем инвестиций в строительство и реконструкцию металлургических производств приходится на 2007-2010 годы. более 220 млрд руб.

Список литературы

Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металлургия и термическая обработка цветных металлов и сплавов. - М .: Металлургия, 1982. - 416 с.
Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений / Б.Н. Арзамасов, И.И.Сидорин, Г.Ф.Косолапов и др .; под итог. изд. Б.Н. Арзамасов. // 2-е изд. - М .: Машиностроение, 1987. - 384 с.
Гуляев А.П. Металлургия. - М .: Металлургия, 1987. - 544 с.
Материалы будущего: Пер. с этим. / Под ред. А. Нойман. - Л .: Химия, 1985. - 240 с.
Венецкий С.И. Рассказы о металлах. - М .: Металлургия, 1986. - 240 с.

Посмотрите похожие темы рефератов возможно они вам могут быть полезны:

Читайте также: