Именно с цветных металлов началось применение металлов человеком. Вначале это были самородные металлы: медь, золото, серебро, затем олово и свинец.
Характерные особенности цветных металлов:
· окраска,
· большая пластичность,
· низкая твердость,
· низкая температура плавления,
· отсутствие полиморфных превращений.
Общепринято подразделение цветных металлов на следующие группы:
Благородные Легкие Легкоплавкие Тугоплавкие
Pt, Ag, Au, [Cu] Be, Mg, Al, [Ti] Zn, Sn, Pb, Sb, Bi, Hg W, Mo, Ta, Nb, Zr
.
35. АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ
АЛЮМИНИЙ
Название «алюминий» происходит от латинского слова alumen - так за 500 лет до н. э. называли алюминиевые квасцы, которые использовались для протравливания при крашении тканей и дубления кож.
По распространенности в природе алюминий занимает третье место после кислорода и кремния и первое место среди металлов. По использованию в технике он занимает второе место после железа. В свободном виде алюминий не встречается, его получают из минералов - бокситов, нефелинов и алунитов, при этом сначала производят глинозем, а затем из глинозема путем электролиза получают алюминий.
В зависимости от содержания постоянных примесей алюминийделят на следующие группы (ГОСТ 11069-74):
· алюминий особой чистоты марки А999 (0,001% примесей);
· алюминий высокой чистоты - А995, А99, А97. А95 (0,005-0,55 примесей);
· алюминий технической чистоты -А85, А8, А7, А5, А0 (0,15-0,5% примесей).
Название марки указывает ее чистоту. Например, марка А8 обозначает, что в металле содержится 99,8% алюминия, в марке А995 -99,995% и А99 - 99,99% алюминия.
Порядковый номер - 13. Атомная масса - 27,0. Плотность при 20°С - 2,7 г/см3. Температура плавления - 660°С. Цвет - серебристо-белый Полиморфных превращений нет, решетка ГЦК с параметром а = 0,404 им.
Механические свойства алюминия невысоки: сопротивление на разрыв – 50-90 МПа (5-9 кгс/мм2), относительное удлинение – 25-45%, твердость – 13-28 НВ.
Алюминий хорошо сваривается, однако трудно обрабатывается резанием, имеет большую линейную усадку - 1,8%. В чистом виде алюминий применяется редко, в основном широко используются его сплавы с медью, магнием, кремнием, железом и т. д. Алюминий и его сплавы необходимы для авиа- и машиностроения, линий электропередач, подвижного состава метро и железных дорог.
Хорошая коррозионная стойкость. Обладает высокой электрической проводимостью (65% от электропроводимости меди). Чистый алюминий:
Основные примеси – железо, кремний - попадают в алюминий при производстве. Железо нерастворимо в алюминии, образует хрупкое соединение Fe AI3, которое имеет форму игл, снижает прочность, а также коррозионную стойкость. Кремний присутствует в алюминии в свободном элементарном виде, кристаллы кремния охрупчивают AI. Кремний снижает жидкотекучесть, ухудшает литейные свойства. В промышленном алюминии одновременно присутствуют Fe и Si в виде тройных химических соединений: Al-Fe-Si.
Технический алюминий изготавливают в виде листов, профилей, прутков и других полуфабрикатов, маркируют АД0 и АД1 и применяют для ненагруженных деталей палубных надстроек речных и морских судов, корпуса часов, посуды, цистерн для молока, оконных рам и т.д.
36. СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ
Сплавы на основе алюминия классифицируются:
1. По технологии изготовления полуфабрикатов и изделий:
· деформируемые - имеют высокую пластичность, используются для изготовления полуфабрикатов, поковок, штамповок различными способами ОМД (прокатка, ковка и т.д.);
· литейные - предназначены для изготовления деталей методами фасонного литья;
· спеченные (порошковые) - детали изготавливаются методом порошковой металургии.
2.По способности упрочняться термической обработкой:
· неупрочняемые;
· упрочняемые.
Способность упрочняться при термической обработке зависит от изменения концентрации твердого раствора с изменением температуры, а также от природы выделяющихся при термической обработке упрочняющих фаз.
3.По свойствам:
· сплавы повышенной прочности;
· жаропрочные;
· коррозионностойкие
Сплавы алюминия, обладая хорошей технологичностью, малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью, при достаточной прочности и пластичности широко применяются в авиации, судо- и автостроении, строительстве и др. отраслях промышленности.
Принадлежность алюминиевых сплавов к той или иной группе определяется типом диаграммы состояния алюминий -легирующий элемент.
