Сплавы на основе олова, свинца и цинка

Лабораторная работа № 1

 

Классификация и Маркировка цветных металлов

И сплавов

Цветные металлы – промышленное название всех металлов, за исключением железа. По физическим и химическим свойствам и характеру залегания в земной коре цветные металлы подразделяют на следующие группы: легкие (алюминий, магний, титан, литий, бериллий и др.); тяжелые (медь, никель, кобальт, свинец, олово цинк и др.); тугоплавкие (вольфрам, молибден, ниобий, хром, цирконий и др.); благородные, или драгоценные (серебро, золото и металлы платиновой группы – платина, палладий, иридий, родий, осмий, рутений); рассеянные (галлий, индий, таллий); редкоземельные (скандий, иттрий, лантан и все лантаноиды); радиоактивные (технеций, франций, радий, полоний, актиний, торий, уран и все трансурановые элементы).

Для повышения эксплуатационных характеристик технически чистые металлы легируют. Наиболее широкое промышленное применение в настоящее время находят алюминиевые сплавы, сплавы на основе меди (латуни и бронзы), титановые и магниевые сплавы.

Цветные сплавы обозначаются буквами русского алфавита и цифрами (табл. 1, 2). Буквами обозначают тип сплава и название легирующих элементов, цифрами – порядковый номер сплава или процентное содержание легирующих элементов.

Таблица 1

Буквенные обозначения цветных сплавов

 

Обозначение	Наименование
АМц АМг Б Бр В ВТ, ОТ, АТ, СТ Д Л МА МЛ Ц	Алюминиевый сплав системы Al-Mn Магналий, алюминиевый сплав системы Al-Mg Баббит Бронза Высокопрочный алюминиевый сплав Титановые сплавы Дюралюминий Латунь Магниевый деформируемый сплав Магниевый литейный сплав Цинковый сплав

Таблица 2

Обозначение легирующих элементов

 

Обозначение	Наименование	Обозначение	Наименование
А Б Ж К Кд М Мг Мц Мш Н	Алюминий Бериллий Железо Кремний Кадмий Медь Магний Марганец Мышьяк Никель	О С Ср Су Т Ф Х Ц Цр	Олово Свинец Серебро Сурьма Теллур Фосфор Хром Цинк Цирконий

 

Алюминиевые сплавы

Технический алюминий выпускают марок А999, А995, А99, А97, А95 и др. (табл. 3). Алюминиевые сплавы подразделяют на две основные подгруппы: литейные и деформируемые. Деформируемые сплавы, в свою очередь, подразделяют на сплавы, неупрочняемые термической обработкой и сплавы, упрочняемые термической обработкой.

Таблица 3

Марки технического алюминия

 

Марка	Группа алюминия	Содержание примесей, %
А999	Особой чистоты	Не более 0,001
А995, А99, А97, А95	Высокой чистоты	0,005-0,05
А85, А8, А7, А5, А5Е, А0, АД0, АД1	Технической чистоты	0,15-1

 

Литейные алюминиевые сплавы. Наиболее распространенными литейными сплавами являются сплавы алюминия с кремнием Al – Si, называемые силуминами. Например, сплавы АК7М2, АК7Ц9, АЦ4Мг. В маркировке этих сплавов буквы обозначают соответствующие легирующие элементы, цифра после буквы – их процентное содержание.

К деформируемым алюминиевым сплавам неупрочняемым термической обработкой относятся сплавы системы Al – Mn, Al – Mg. Например, АМц, АМг2. Буквы обозначают соответствующие компоненты, цифра после буквы – среднее содержание легирующего элемента в процентах.

К деформируемым алюминиевым сплавам упрочняемым термической обработкой относятся дюралюминии, высокопрочные сплав и авиали.

Дюралюминами называют сплавы системы Al – Cu – Mg. Например, Д16. Буква Д обозначает сплав типа дуралюмин, цифры – условный номер.

Высокопрочными алюминиевыми сплавами называют сплавы системы Al – Zn – Mg – Cu. Например, В95. Буква В обозначает высокопрочный сплав, цифры – условный номер.

Авиаль (АВ) – сплав системы Al – Si – Mg – Cu – Mn.

 

Медные сплавы

Маркировка меди и медных сплавов. В зависимости от содержания примесей различают следующие марки меди: М00 (99,99 % Cu), М0 (99,97 % Cu), М1 (99,9 % Cu), М2 (99,7 % Cu), М3 (99,5 % Cu).

К медным сплавам относят бронзы и латуни.

Латунями называют медные сплавы, которых цинк является основным легирующим элементом.

Двойные латуни маркируются буквой Л и цифрой, показывающей процентное содержание меди. Например, Л96, Л60.

В маркировке деформируемых легированных латуней вслед за буквой Л следуют буквенные обозначения основных легирующих элементов и цифры, указывающие среднее процентное содержание меди, а затем этих элементов. Например, ЛО70-1, ЛЖМц59-1-1.

В маркировке литейных легированных латуней после буквы Л ставится буква Ц и цифра, указывающая среднее процентное содержание цинка, далее следуют буквенные обозначения легирующих элементов и после каждой буквы указывается среднее процентное содержание элемента. Например, ЛЦ40С, ЛЦ16К4.

Бронзами называют сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием и другими элементами, среди которых цинк не является основным.

В маркировке бронз на первом месте стоят буквы Бр – бронза. Далее в порядке убывания следуют буквенные обозначения основных легирующих элементов и цифры, указывающие их среднее процентное содержание.

В деформируемых бронзах сначала следует перечисление легирующих элементов, а затем указывается их процентное содержание. Например, БрОФ7-0,2, БрКМц3-1.

В литейных бронзах процентное содержание элемента указывается после каждой буквы. Например, БрА10Ж4Н4, Бр05Ц5С5.

Магниевые сплавы

Маркировка магния и магниевых сплавов. Магний выпускается марок Мг96 (магния не менее 99,96 %), Мг95 (магния не менее 99,95 %) и Мг90 (магния не менее 99,9 %) в виде чушек массой до 8 кг.

Магниевые литейные сплавы предназначены для изготовления фасонных отливок. В зависимости от химического состава выпускаются марки МЛ3, МЛ4, МЛ6, МЛ8, МЛ9, МЛ10 (МЛ – магниевый литейный сплав, цифра – порядковый номер сплава).

Магниевые деформируемые сплавы предназначены для изготовления листов, плит, прутков, профилей, труб, полос, проволоки, штамповок и поковок методом горячей деформации, а также слитков и слябов. В зависимости от химического состава выпускаются марки МА1, МА2, МА2-1, МА5, МА8, МА11, МА14 (МА – деформируемый магниевый сплав, цифра – порядковый номер сплава).

Титановые сплавы

Маркировка титана и титановых сплавов. Технический титан выпускается марок ВТ1-00 (титана 99,53 %), ВТ1-0 (титана 99,48 %) и ВТ1-1 (титана 99,44 %). Чем меньше примесей, тем ниже прочность и выше пластичность.

Сплавы на основе титана по назначению подразделяются на литейные (ВТ1Л, ВТ3-1Л и др.) и деформируемые (ВТ5, АТ3, ОТ4-1 и др.). Буквы в маркировке указывают на разработчика сплава (В – ВИАМ, А – Академия наук, О – опытная партия), цифры – порядковый номер разработки или внедрения сплава в производство.

 

Никелевые сплавы

Маркировка никеля и никелевых сплавов. Никель первичный выпускается марок Н-0, Н-1, Н-2, Н-3, Н-4, где никеля соответственно от 99,99 до 97,6%. Первичный никель предназначен для легирования сталей, производства сплавов и других целей.

Медно-никелевые сплавы выпускаются конструкционные и электротехнические. К ним относятся копель (МНМц43-0,5), константан (МНМц40-1,5), мельхиор (МНЖМц30-1-1 и МН19), куниаль (МНА13-3), нейзильбер (МНЦ15-20) и др. В маркировке данных сплавов буквы обозначают соответствующие легирующие элементы, цифры – их процентное содержание.

Сплавы на основе олова, свинца и цинка

Маркировка свинца, цинка, олова и сплавов на их основе

Марки свинца: С0000, С000, С00, С0, С1, С2 и С3, содержание примесей соответственно от 0,0001 до 0,1 %.

Марки цинка: ЦВ00, ЦВ1, ЦВ, ЦОА, Ц0, Ц1, Ц2 и Ц3 и др., содержание примесей соответственно от 0,003 до 2,5 %.

Марки олова: ОВЧ000, 01, 02, 03 и др., содержание примесей соответственно от 0,001 до 3,5 %.

Цинковые сплавы в зависимости от химического состава выпускаются марок ЦАМ9-1,5Л ЦАМ9-1, ЦАМ10-5Л и др. Цифры в маркировке указывают среднее процентное содержание алюминия (первая) и меди (вторая).

Баббиты. К сплавам на оловянной и свинцовой основе относят баббиты – подшипниковые сплавы марок Б88, Б83, Б16, БН, БС6 и др. Основа баббитов Б88 и Б83 – олово, остальных – свинец. Основные легирующие элементы баббитов: сурьма Sb и медь Cu. Баббиты обозначают буквой Б, справа от которой ставится цифра или буква. Цифра показывает процент олова (Б83, Б16, Б6), а буква – специальный элемент, входящий в сплав (БН, БТ, БКА, БК2), т.е. обозначение носит условный характер, не показывая полностью состав сплава.

 

 

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с основными принципами классификации и маркировки сплавов на основе цветных металлов.

2. Расшифровать марочный состав сплавов и классифицировать их по основным признакам. Варианты заданий приведены в Приложении.

Пример выполнения задания

1. АМг2: магналий, коррозионно-стойкий алюминиевый сплав системы Al–Mg, не упрочняемый термической обработкой, 2% Mg.

2. ЛО90-1:многокомпонентная деформируемая латунь, 90 % меди, 1 % олова, остальное – цинк.

3. ВТ20: деформируемый титановый сплав, 20 – номер сплава.

 

Лабораторная работа № 2