Чорныя металы шырока выкарыстоўваюцца ў машынабудаўнічай прамысловасці з-за іх перавагі, дыяпазону механічных уласцівасцей і меншага кошту.Тым не менш, каляровыя металы таксама выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення з-за іх асаблівых уласцівасцяў у параўнанні са сплавамі чорных металаў, нягледзячы на іх агульны высокі кошт.Пажаданыя механічныя ўласцівасці могуць быць атрыманы ў гэтых сплавах з дапамогай дэфармацыйнага ўмацавання, умацавання пад узростам і г.д., але не праз звычайныя працэсы тэрмаапрацоўкі, якія выкарыстоўваюцца для чорных сплаваў.Некаторыя з асноўных каляровых матэрыялаў, якія ўяўляюць цікавасць, - гэта алюміній, медзь, цынк і магній
1. Алюміній
З усіх сплаваў каляровых металаў алюміній і яго сплавы з'яўляюцца найбольш важнымі з-за іх выдатных уласцівасцяў.Некаторыя з уласцівасцяў чыстага алюмінія, для якіх ён выкарыстоўваецца ў машынабудаўнічай прамысловасці:
- 1) Выдатная цеплаправоднасць (0,53 кал/см/C)
- 2) Выдатная электраправоднасць (376 600/Ом/см)
- 3) Нізкая масавая шчыльнасць (2,7 г/см)
- 4) Нізкая тэмпература плаўлення (658C)
- 5) Выдатная ўстойлівасць да карозіі
- 6) Не таксічны.
- 7) Ён мае адзін з самых высокіх каэфіцыентаў адлюстравання (ад 85 да 95%) і вельмі нізкі каэфіцыент выпраменьвання (ад 4 да 5%)
- 8) Ён вельмі мяккі і пластычны, дзякуючы чаму мае вельмі добрыя вытворчыя ўласцівасці.
Частка прымянення, дзе звычайна выкарыстоўваецца чысты алюміній, - гэта электрычныя праваднікі, матэрыялы для рэбраў радыятараў, прылады кандыцыянавання паветра, аптычныя і святлоадбівальнікі, фальга і ўпаковачныя матэрыялы.
Нягледзячы на пералічаныя вышэй карысныя прымянення, чысты алюміній шырока не выкарыстоўваецца з-за наступных праблем:
- 1) Ён мае нізкую трываласць на разрыў (65 МПа) і цвёрдасць (20 BHN)
- 2. Вельмі цяжка зварваць або паяць.
Механічныя ўласцівасці алюмінія можна істотна палепшыць шляхам легіравання.Асноўнымі легіруючымі элементамі, якія выкарыстоўваюцца, з'яўляюцца медзь, марганец, крэмній, нікель і цынк.
Алюміній і медзь утвараюць хімічнае злучэнне CuAl2.Пры тэмпературы вышэй за 548 C ён цалкам раствараецца ў вадкім алюмініі.Пры загартоўцы і штучным старэнні (працяглая вытрымка пры 100 - 150C) атрымліваецца загартаваны сплаў.CuAl2, які не вытрыманы, не паспявае выпадаць у асадак з цвёрдага раствора алюмінію і медзі і, такім чынам, знаходзіцца ў няўстойлівым становішчы (перанасычаны пры пакаёвай тэмпературы).У працэсе старэння выпадаюць вельмі дробныя часціцы CuAl2, што выклікае ўмацаванне сплаву.Гэты працэс называецца зацвярдзеннем раствора.
Іншыя легіруючыя элементы, якія выкарыстоўваюцца, - гэта да 7% магнію, да 1,5% марганца, да 13% крэмнія, да 2% нікеля, да 5% цынку і да 1,5% жалеза.Акрамя іх, тытан, хром і калумбій таксама могуць быць дададзеныя ў невялікіх працэнтах.Састаў некаторых тыповых алюмініевых сплаваў, якія выкарыстоўваюцца для пастаяннага фармавання і ліцця пад ціскам, прыведзены ў табліцы 2. 10 з іх ужываннем.Механічныя ўласцівасці, чаканыя ад гэтых матэрыялаў пасля таго, як яны адліты з выкарыстаннем пастаянных форм або ліцця пад ціскам, паказаны ў табліцы 2.1.
2. Медны
Падобна алюмінію, чыстая медзь таксама знаходзіць шырокае прымяненне дзякуючы сваім наступным уласцівасцям
- 1) Электраправоднасць чыстай медзі высокая (5,8 х 105 /Ом/см) у яе чыстым выглядзе.Любая дробная прымешка рэзка зніжае праводнасць.Напрыклад, 0,1% фосфару зніжае праводнасць на 40%.
- 2) Ён мае вельмі высокую цеплаправоднасць (0,92 кал/см/C)
- 3) Гэта цяжкі метал (удзельная вага 8,93)
- 4) Яго можна лёгка злучыць паміж сабой пайкай
- 5) Ён супрацьстаіць карозіі,
- 6) Ён мае прыемны колер.
Чыстая медзь выкарыстоўваецца ў вытворчасці электрычных правадоў, шын, кабеляў перадачы, труб і трубаправодаў халадзільнікаў.
Механічныя ўласцівасці медзі ў чыстым стане не вельмі добрыя.Ён мяккі і адносна слабы.Яго можна выгадна легіраваць для паляпшэння механічных уласцівасцей.Асноўнымі легіруючымі элементамі з'яўляюцца цынк, волава, свінец і фосфар.
Сплавы медзі і цынку называюцца латунямі.З утрыманнем цынку да 39% медзь утварае аднафазную (α-фазу) структуру.Такія сплавы валодаюць высокай пластычнасцю.Колер сплаву застаецца чырвоным да ўтрымання цынку 20%, але пасля гэтага ён становіцца жоўтым.Другі структурны кампанент, званы β-фазай, змяшчае ад 39 да 46% цынку.Фактычна гэта міжметалічнае злучэнне CuZn, якое адказвае за павышаную цвёрдасць.Трываласць латуні яшчэ больш павялічваецца пры даданні невялікай колькасці марганца і нікеля.
Сплавы медзі з волавам называюцца бронзамі.Цвёрдасць і трываласць бронзы павялічваюцца з павелічэннем утрымання волава.Пластычнасць таксама зніжаецца з павелічэннем адсотка волава вышэй за 5. Калі таксама дадаецца алюміній (ад 4 да 11%), атрыманы сплаў называецца алюмініевай бронзай, якая мае значна больш высокую каразійную ўстойлівасць.Бронза параўнальна дарагая ў параўнанні з латунню з-за наяўнасці волава, якое з'яўляецца дарагім металам.
3. Іншыя каляровыя металы
цынк
Цынк у асноўным выкарыстоўваецца ў машынабудаванні з-за яго нізкай тэмпературы плаўлення (419,4 C) і больш высокай устойлівасці да карозіі, якая павышаецца з павелічэннем чысціні цынку.Устойлівасць да карозіі абумоўлена адукацыяй ахоўнага аксіднага пакрыцця на паверхні.Асноўныя прымянення цынку - цынкаванне для абароны сталі ад карозіі, паліграфічная прамысловасць і ліццё пад ціскам.
Недахопамі цынку з'яўляюцца моцная анізатрапія, якая праяўляецца пры дэфармаваных умовах, адсутнасць стабільнасці памераў ва ўмовах старэння, зніжэнне ўдарнай трываласці пры больш нізкіх тэмпературах і схільнасць да міжкрысталічнай карозіі.Яго нельга выкарыстоўваць для эксплуатацыі пры тэмпературы вышэй за 95.C, таму што гэта прывядзе да істотнага зніжэння трываласці на разрыў і цвёрдасці.
Яго шырокае выкарыстанне ў ліцця пад ціскам звязана з тым, што ён патрабуе меншага ціску, што прыводзіць да большага тэрміну службы штампа ў параўнанні з іншымі сплавамі для ліцця пад ціскам.Акрамя таго, ён мае вельмі добрую апрацоўку.Аздабленне, атрыманае ліццём пад ціскам цынку, часта дастаткова для любой далейшай апрацоўкі, за выключэннем выдалення ўспышкі, якая прысутнічае ў плоскасці падзелу.
магній
Дзякуючы лёгкаму вазе і добрай механічнай трываласці магніевыя сплавы выкарыстоўваюцца на вельмі высокіх хуткасцях.Для такой жа калянасці магніевыя сплавы патрабуюць толькі 37,2% вагі сталі C25, што дазваляе скараціць вагу.Двума асноўнымі легіруючымі элементамі з'яўляюцца алюміній і цынк.Магніевыя сплавы могуць быць адлітыя ў пясок, у форму і пад ціскам.Уласцівасці адлітых у пясок кампанентаў з магніевага сплаву параўнальныя з уласцівасцямі адліваных у формы або адлітых пад ціскам кампанентаў.Сплавы для ліцця пад ціскам звычайна маюць высокае ўтрыманне медзі, што дазваляе вырабляць іх з другасных металаў для зніжэння выдаткаў.Яны выкарыстоўваюцца для вырабу аўтамабільных колаў, картэраў і г. д. Чым вышэй утрыманне, тым вышэй механічная трываласць магніевых апрацаваных сплаваў, такіх як пракат і каваныя дэталі.Магніевыя сплавы можна лёгка зварваць з дапамогай большасці традыцыйных зварачных працэсаў.Вельмі карысным уласцівасцю магніевых сплаваў з'яўляецца іх высокая обрабатываемость.Ім патрабуецца толькі каля 15% магутнасці для апрацоўкі ў параўнанні з нізкавугляродзістай сталлю.
Час публікацыі: 18 снежня 2020 г