50. Алюминий и его сплавы, литейные и деформируемые алюминиевые сплавы, их назначение, термообработка и свойства.
Алюминий – лёгкий металл, плотность 2,7 г/см3. Температура плавления 660ºС. Имеет высокую электропроводность (две трети электропроводности меди). Удельная электропроводность выше, чем у меди. Высокая коррозионная стойкость за счёт образования на поверхности Al2O3. Из технически чистого алюмниния изготавливают электрические провода, посуду, фольгу, палубные надстройки судов, листы. В промышленности различают 2 группы сплавов: литейные и деформируемые.
Литейные сплавы обладают повышенными литейными характеристиками, изготавливаются отливкой. Наиболее ходовые сплавы – силумины (Al+Si). Al2 – 13% Si. Из силуминов изготавливают блоки цилиндров двигателей, корпуса компрессоров, картеры, поршни, детали авиа-, судостроения.
Деформируемые сплавы изготавливают за счёт штамповки или других операций давления. Наиболее распространённые сплавы – дюралюмины. Основной легирующий элемент – медь (4-5%). Дополнительно вводят магний (0,3-1,5%), марганец (0,3-0,9%).
Особенности: упрочнение термообработкой. Закалка с t 500ºС в воде, после закалки прочность не увеличивается. После выдержки при комнатной t 5-7 суток (естественное старение) прочность увеличивается в 1,5-2 раза. На производстве для ускорения процесса проводят искусственное старение: нагрев до 150ºС, выдержка несколько часов. В результате старения из перенасыщенных твёрдых растворов меди в алюминии выделяются зоны, близкие по составу CuAl2, и за счёт возникновения искажений кристаллической решётки увеличивается прочность. Из дюралюминов изготавливают поршни, головки цилиндров, лопатки и диски компрессоров, обшивки сверхзвуковых самолётов.
51. Медь и её сплавы. Латуни, бронзы, их свойства, маркировка и области применения.
Медь – металл красноватого цвета. Более высокая плотность, чем у железа – 8,94 г/см3. Высокая тепло-, электропроводность, коррозионная стойкость, высокая пластичность, небольшая твёрдость, плохо обрабатывается резанием. В технически чистом виде широко используют при изготовлении проводов, кабелей, электродов, монет. Чаще в промышленности используются сплавы меди: латуни и бронзы.
Латуни – медь+цинк, содержание цинка до 45%. Чем больше цинка, тем выше прочность, одновременно увеличивается пластичность до 30%, затем падает.
Маркировка – Л80, Л62, Л58 (ХХ – содержание меди, остальное цинк). Изготовление сантехники. Низкая усадка, хорошая текучесть – заливка. Хорошая платичность – возможны обработка давлением, штамповка, гибка, вытяжка. Также изготовление труб, листов, профилей. Латуни широко используются в ювелирной промышленности (Л80 имеет цвет золота).
Бронзы – сплавы меди с другими элементами, кроме цинка, или если цинк – дополнительный легирующий элемент. Название по основным легирующим элементам: кремниевая, алюминистая, оловянистая, берилиевая, свинцовая бронзы.
Маркировка – Бр О10, Бр С30, Бр Б2 (О,С,Б – легирующий элемент (олово, свинец, берилий), ХХ – % содержания). Имеет высокую коррозионную стойкость, хорошие литейные характеристики. Оловянистая бронза широко используется для изготовления крупногабаритных отливов (памятники).
Свинцовая бронза имеет повышенную корозионную стойкость.
Берилиевая бронза – единственная бронза, которая упрочняется за счёт термообработки (закалка в воде с t 800ºC, а затем старение (разновидность отпуска) при t 300…350ºC). После закалки твёрдость и прочность почти не увеличивается (НВ100), а после старения твёрдость увеличивается до НВ400 (упрочнение за счёт выделения мелкодисперсных частиц). Изготовление пружинных мембран и контактов.