1. Классификация литейных сплавов.

К сплавам в широком смысле должны быть отнесены все системы, полученные сплавлением металлов, неметаллов, окислов, сульфидов, солей, органических веществ.

К литейным металлическим сплавам обычно относят системы, состоящие из двух или нескольких металлов и неметаллов, которые обладают характерными свойствами, присущими металлическому состоянию (хорошая электро- и теплопроводность, отрицательный температурный коэффициент электропроводности, хорошая отражательная способность светового излучения, повышенная пластичность и т. д.).

Практическое значение металлических сплавов определяется тем, что они по некоторым важным для литых изделий свойствам (прочности, твердости, пластичности, способности заполнять литейные формы, обрабатываемости режущим инструментом и т. п.) превосходят чистые металлы. Применение сплавов и улучшение тем или иным способом их свойств позволяют получать для производства новые материалы с непрерывно улучшающимися ценными качествами, отвечающими растущим потребностям техники.

Сплавы, используемые для литья, должны удовлетворять требованиям техники в отношении прочности, твердости, упругости, пластичности, сопротивления истираемости, хрупкости, вязкости, жесткости, ползучести, усталости, свариваемости, обрабатываемости, теплопроводности, теплового расширения, плавкости, теплоемкости, жаропрочности, жаростойкости, электропроводности, электросопротивления, магнитных свойств, сопротивления воздействию агрессивных сред, плотности и т. д.

Металлы, используемые в промышленности, принято делить на черные и цветные.

Черные металлы – промышленное название железа и его сплавов.

Цветные металлы – промышленное название всех без исключения металлов и их сплавов, кроме железа и его сплавов.

Промышленная классификация металлов в отличие от химической сложилась исторически и не имеет строгой научной основы.

Из большой группы металлов, называемых цветными, принято выделять тяжелые и легкие. К тяжелым, например, относят, медь, никель, олово, цинк.

К легким относят алюминий, магний, кальций, калий, натрий.

Это деление также условно и является следствием деления цветных металлов на две группы по способу получения, из которых одна (тяжелая) получается, главным образом, в результате металлургических процессов, а вторая (легкие) – путем электролиза расплавленных солей.

Обособленные группы в числе цветных металлов занимают так называемые благородные и редкоземельные металлы.

В промышленности также различают первичные и вторичные металлы. Первичными называют те, которые получены из руд, а вторичными – полученные в результате переплава и переработки первичных металлов, также лома и отходов.

Рис. 2

2. Плавление. Особенности плавления двухкомпонентных сплавов.

Плавление – переход из кристаллического состояния в жидкое – представляет собой один из видов фазовых переходов 1-го рода, характеризующихся разрывным изменением объема и энтропии, или теплосодержания (при постоянном давлении).

Кристаллическим телам свойственна строгая периодичность в расположении частиц. При плавлении нарушаются термодинамическая устойчивость кристаллических решёток и характерный для твердого состояния порядок. При плавлении твердые кристаллические тела теряют постоянство формы, происходит скачкообразное, изменение (увеличение) внутренней энергии, объема, энтропии и некоторых других физических свойств металлов и сплавов.

Характерной особенностью плавления сплавов в отличие от плавления однокомпонентного вещества является то, что они плавятся в некотором интервале температур, зависящем от состава и давления. Как чистые металлы, так и сплавы при плавлении претерпевают резкое качественное изменение. Из тел кристаллических они превращаются в жидкие с характерными для последних свойствами.

Процесс плавления может рассматриваться как переход из состояния, в котором атомы расположены правильным образом, образуя кристаллическую решетку, в состояние, при котором решетка уничтожается, т.е. образуется жидкое тело.

При плавлении происходит увеличение объема. У металлов объем увеличивается не более чем на 10% (чаше всего на 2...6%).