Цветные металлы и сплавы
t Медь — очень пластичный и вязкий металл красновато - ■рбзового цвета, обладает высокой тепло - и электропроводностью. Температура плавления технической меди 1080— 1083° С. Из меди можно прокатывать очень тонкие листы (фольгу) и ленту толщиной 0,05—0,06 мм, а также вытягивать проволоку диаметром всего 0,02—0,03 мм.
Медь получают из руд, попутно извлекая из них и другие ценные металлы: цинк, свинец, никель и др.
При нагревании выше 500°С медь резко снижает свою прочность и становится хрупкой. При нагревании свыше 400° С медь склонна сильно окисляться, образуя закись (СигО) и окись (СиО) меди. Особенно легко окисляется расплавленная медь. Закись меди имеет температуру плавления 1235° С, т. е. более высокую, чем медь. Она растворяется в жидкой меди и, располагаясь между ее зернами, в 2—3 раза понижает прочность меди. Окисленная медь имеет излом темно-красного цвета.
По ГОСТ 859—66 выпускается медь марок МО, Ml, М2, М3 и М4, отличающихся содержанием примесей. Самой чистой является медь МО,#которая содержит не менее 99,95% чистой меди. Наиболее широкое применение имеет медь М3, содержащая не менее 99,5% меди. Чем чище медь и чем меньше в ней закиси меди, тем лучше она сваривается. Присутствие в меди свыше 1% закиси меди сильно затрудняет ее сварку. Примеси серы, мышьяка, висмута, сурьмы и свинца придают меди хрупкость. Ничтожное количество этих примесей очень затрудняет сварку меди Содержание в меди 0,1% и более серы делает медь красно - ломкой. Кремний и марганец способствуют раскислению меди. Раскисленная кремнием и марганцем медь хорошо сваривается.
Медь выпускают в виде чушек и проката — листов, ленты, проволоки, прутков и труб различных размеров. Чаше всего приходится сваривать изделия из медных листов и труб.
►' Латунь — сплав меди с цинком, содержащий от 20 до 50% цинка и соответственно от 80 до 50% меди. Латунь в зависимости от состава плавится при 880—940°С, она хорошо прокатывается и сваривается. Обычно латунь применяют в виде листов, труб, прутков и проволоки. Сварке чаше всего подвергают листы и трубы из латуни Л62, содер - жашей 62% меди. Эту латунь широко применяют при изготовлении различной химической аппаратуры.
По ГОСТ 1019—47 латуни делятся в зависимости от их состава на ряд марок. Латунь, содержащая от 88 до 97% меди (остальное цинк), носит название томпак, содержащая от 79 до 88% меди, — полутомпак. Алюминиевые латуни, кроме цинка, содержат еще от 1,75 до 2,5% алюминия. Существуют латуни марганцовистые, содержащие 57—60% меди, 1—2% марганца, остальное — цинк (марки ЛМц 58-2), железомарганцовистые, содержащие 57—60% меди, 0,6—1,2% железа, 0,5—0,8% марганца, остальное — цинк (марка ЛЖМц 59-1-1). Такие латуни обладают повышенной прочностью и вязкостью. Латуни ЛМц 58-2 и ЛЖМц 59-1-1 достаточно хорошо отливаются и свариваются.
Бронза — сплав меди с оловом, марганцем, алюминием, никелем, кремнием и др. В зависимости от состава бронзы делятся на литейные и обрабатываемые давлением. Литейные бронзы применяют для изготовления литых деталей. В зависимости от состава бронзы температура ее плавления составляет от 1020 до 1060° С.
Медноникелевые и никелевые с п л а в ы отличаются стойкостью против коррозии, большим удельным сопротивлением. Сплавы на никелевой основе отличаются также высокой жаропрочностью и жаростойкостью, хорошими механическими свойствами К медноникелевым сплавам относится, например, монель (НМЖМц 28-2,5-1,5), содержащий около 28% меди, 2,5% железа, 1,5% марганца, остальное — никель. Из монеля изготовляют изделия высокой прочности и коррозийной стойкости.
Мельхиор (МН19) содержит около 19% никеля, остальное— медь; применяется для изготовления коррозийностойких деталей и бытовых изделий. Для тех же целей применяют нейзильбер (МНЦ 15-20), содержащий 15% никеля, 20% цинка, остальное — медь. Сплав манганин (МНМц 3-12), содержащий 3% никеля, 12% марганца, остальное — медь, обладает большим электрическим сопротивлением и применяется в виде проволоки для катушек реостатов.
Алюминий и его с п л а в ы. Алюминий — очень легкий металл, имеющий плотность 2,7 г/см3 и высокую теплопроводность, превышающую теплопроводность малоуглеродистой стали примерно в три раза. Температура плавления (алюминия значительно ниже, чем стали, и равна 657°С. При нагревании и соприкосновении с кислородом алюминий легко окисляется, образуя тугоплавкую окись алюминия, плавящуюся при температуре свыше 2060° С.
Металлический алюминий получают электролизом смеси кристаллического глинозема А120з и криолита 3NaF* •AIF3 при температуре 950—970° С в специальных печах - ваннах. При этом применяют ток 35 000—50 000 а низкого напряжения 4—5 в■ Кристаллический глинозем получают обработкой алюминиевых руд — бокситов, в которых содержание его достигает 75% Применяют алюминий в виде проката: листов, прутков, труб, профилей, проволоки.
В технике широко применяют преимущественно не чистый алюминий, но сплавы его с другими металлами — марганцем, магнием, медью и кремнием, обладающие большей прочностью, чем чистый алюминий. Литейные алюминиевые сплавы, содержащие до 4—5% меди (АЛ7) или от 10 до 13% кремния (АЛ2) или 9,5—11,5% магния (АЛ8), способны хорошо отливаться.
В сварных конструкциях из алюминиевого проката наибольшее применение находят алюминиево-марганцевые сплавы АМц, содержащие от 1 до 1,6% марганца, и алюминиево-магниевые сплавы АМг, содержащие до 6% магния.
В самолетостроении применяют сплав дюралюминий (сплав Д), плотность которого 2,8 г/см3. Дюралюминий марки Д1 содержит (%): меди 3,8—4,8, магния 0,4—0,8, марганца 0,4—0,8, остальное — алюминий. Высоколегированные дюралюмины Д6 и„Д16 содержат (%): меди 3,8—5,2, магния 0,65—1,8, марганца 0,3—1,0, остальное — алюминий
После термической обработки сплавы Д6 и Д16 имеют предел прочности 42—46 кгс/мм2 и относительное удлинение 17—15%.
Магний и его сплавы. Магний — самый легкий металл, плотность его 1,74 г/см3, температура плавления 65ГС. Предел прочности литого магния 10—13 кгс /мм2, относительное удлинение 3—6%. Магний интенсивно окисляется кислородом, а будучи в порошке или в виде ленты, легко воспламеняется на воздухе. Применяют его в виде магниевых сплавов плотностью около 2 г/см3 и пределом прочности около 27 кгс/мм2.
Литейные магниевые сплавы МЛІ, МЛЗ и т. д. до МЛ6 содержат (%): алюминия до 9, цинка до 3, марганца до 2, остальное — магний. Деформируемые магниевые сплавы MAI, МА2 и т. д. до МА5 близки по химическому составу к литейным магниевым сплавам. Изделия из деформируемых магниевых сплавов штампуют в нагретом состоянии с доследующей термической обработкой. Сплав МА5 (7,8 — '9,2% алюминия, 0,2—0,8% цинка, 0,15—0,5% марганца, остальное — магний) после закалки при 410—425° С и охлаждения на воздухе имеет предел прочности 27 кгм/мм2, относительное удлинение 6%, твердость НВ56.
Для предохранения от крррозии детали из магниевых сплавов сверху покрывают защитной окисной пленкой, получаемой при обработке их растворами хромпика и азотной кислоты.
Цинк — металл синевато-белого цвета, используется в виде чушек, листов, лент, проволоки. Применяется для легирования медных сплавов и покрытия стальных изделий с целью защиты их от коррозии. Кроме того, расплавленная цинковая проволока применяется для покрытия деталей методом распыления. Температура плавления цинка около І420° С. Сварка цинка затрудняется из-за его быстрого ^окисления. Под действием кислот и щелочей цинк разрушается.
ь Свинец — тяжелый, легкоплавкий металл с температурой плавления 327°С и плотностью 11,34 г/см3. Применяется для приготовления припоев, изготовления и облицовки сосудов для химической промышленности, прокладок, защитных стенок от действия лучей радиоактивных элементов, облицовки электрических кабелей, пластин электрсгаккуму - ляторов и пр. При нагревании легко окисляется, покрываясь пленкой окиси с температурой плавления 850° С. Свинец достаточно легко поддается газовой сварке.
Олово — легкоплавкий металл серебристого цвета, 'температура плавления 232°С, плотность 7,3 г/см3. Применяется для изготовления припоев в сплаве со свинцом, для фольги, а также для получения различных медных сплавов (бронз).
Титан — металл серебристо-белого цвета, плотностью 4,54 г/см3 и температурой плавления 1800° С, обладающий ^высокой коррозийной стойкостью. Технический титан высокой чистоты содержит менее 0,1% примесей, обладает невысокой прочностью, но очень пластичен.
В сплавах титана, кроме углерода, могут содержаться в десятых и сотых долях процента алюминий, хром, железо, марганец, молибден, ванадий, олово. Ряд сплавов титана имеет предел прочности 100—ПО кгс/мм2 и относительное удлинение 10—15%. Прочность этих сплавов титана, равная прочности высококачественной стали, наряду с легкостью, высокой жаропрочностью, коррозийной стойкостью
и хорошей свариваемостью, обеспечивает им широкое применение в самолетостроении, производстве ракет и космических кораблей.
§ 5
Комментарии закрыты.