- •Содержание
- •Введение
- •1. Общие сведения о цветных металлах и сплавах
- •1.1 Классификация и свойства чистых металлов
- •1.2. Цветные сплавы
- •1.1.3. Термическая обработка цветных сплавов
- •1.3. Принципы разработки литейных сплавов
- •1.3.1. Общие положения синтеза сплавов
- •1.3.2. Оптимизация состава сплавов
- •2. Легкие цветные сплавы
- •2.1. Алюминиевые сплавы
- •2.1.1. Состав и свойства первичного алюминия
- •2.1.2. Классификация и маркировка алюминиевых сплавов
- •2.1.3. Взаимодействие алюминия с другими элементами
- •2.1.4. Литейные алюминиевые сплавы
- •2.1.5. Новые поршневые сплавы и режимы их термической обработки
- •2.2. Магниевые сплавы
- •2.2.1. Состав и свойства первичного магния
- •2.2.2. Выбор основы и легирующих элементов
- •2.2.3. Классификация магниевых сплавов
- •2.2.4. Литейные магниевые сплавы
- •2.2.5. Сверхлегкие магниевые сплавы.
- •2.3. Титановые сплавы
- •2.3.1. Состав и свойства чистого титана
- •2.3.2. Взаимодействие титана с другими элементами
- •2.3.3. Классификация титановых сплавов
- •2.3.4. Литейные титановые сплавы
- •2.3.4.1. Особенности литейных свойств
- •2.3.4.2. Термическая обработка титановых сплавов
- •2.3.4.3. Области применения титановых сплавов
- •3. Тяжелые цветные сплавы
- •3.1. Медные сплавы
- •3.1.1. Состав и свойства чистой меди.
- •3.1.2. Классификация и маркировка медных сплавов.
- •3.1.3. Взаимодействие меди с другими элементами.
- •3.1.4. Литейные латуни
- •3.1.5. Оловянные бронзы
- •3.1.6. Безоловянные бронзы
- •3.1.6.1.Алюминиевые бронзы
- •3.1.6.2. Свинцовая бронза
- •3.1.6.3. Прочие безоловянные бронзы
- •3.1.7. Медно-никелевые сплавы
- •3.2. Никелевые сплавы
- •3.2.1. Состав и свойства чистого никеля
- •3.2.1. Взаимодействие никеля с другими элементами
- •3.2.2. Жаропрочные литейные никелевые сплавы
- •3.3. Сплавы тугоплавких металлов
- •3.4. Цинковые сплавы
- •3.4.1. Состав и свойства чистого цинка
- •3.4.2 Литейные цинковые сплавы
- •Марки и химический состав литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •Некоторые физические и технологические свойства литейных цинковых сплавов (гост 25140–93)
- •3.4.3. Антифрикционные цинковые сплавы
- •3.5. Сплавы на основе олова и свинца
- •3.6. Легкоплавкие сплавы
- •3.7. Сплавы благородных металлов
- •3.7.1. Золото и его сплавы
- •3. Тяжелые цветные сплавы Медные сплавы. Классификация и маркировка медных сплавов
- •Методические указания
- •Плавка цветных сплавов
2.3.4.3. Области применения титановых сплавов
Основным потребителем титановых сплавов являются авиационная промышленность и ракетостроение. Использование титановых сплавов для авиационных двигателей началось в конце 50-х годов прошлого века. Из них начали изготовлять рабочие и направляющие лопатки компрессоров, диски компрессоров, детали корпусов и оболочек. Применение титановых сплавов позволяет снизить массу при замене стальных деталей титановыми в 1,7 раза с сохранением показателей прочности и долговечности. В газотурбинных двигателях современного 4-го поколения доля титановых сплавов составляет около 31 %.
Особенно выгодно применять титановые сплавы для изготовления деталей, работающих при температурах 300 – 600 оС. В этом интервале температур алюминиевые и магниевые сплавы работать уже не могут, а стали и жаропрочные никелевые сплавы значительно тяжелее титановых.
Широкое применение титановые сплавы находят в судостроении для изготовления гребных винтов, обшивки кораблей, подводных лодок, торпед.
В химической промышленности титановые сплавы применяют в насосах, предназначенных для перекачки серной и соляной кислот, а также оборудования хлорной промышленности.
Титановые сплавы сохраняют высокую ударную вязкость до температур жидкого водорода (-253 оС), поэтому их можно применять в холодильной промышленности и криогенной технике. Благодаря высокой коррозионной стойкости, титановые сплавы можно использовать в медицинской промышленности для изготовления инструментов и аппаратов. Эти сплавы хорошо вживляются в человеческий организм. Различные протезы из титана применяют в стоматологии .В пищевой промышленности титановые сплавы успешно используются для наиболее ответственных деталей и узлов аппаратов, которые работают в условиях контакта с пищевыми средами, кислотами.
Из титановых сплавов изготовляют памятники покорителям космоса, спортивный инвентарь (клюшки для хоккея и гольфа) и др.
Ограничением для более широкого применения этих сплавов пока является высокая стоимость.
Многие перечисленные изделия и детали из титановых сплавов получают методами литейного производства.
3. Тяжелые цветные сплавы
Плотность более 5 г/см3 имеют 37 элементов. В качестве основы сплавов используются 10 тяжелых металлов: вольфрам, золото, медь, молибден, никель, олово, свинец, серебро, хром и цинк. Наибольшее распространение в литейном производстве получили медные, никелевые и цинковые сплавы. Основные физико-химические свойства некоторых тяжелых цветных металлов приведены в таблице 1.
Таблица 1
Основные физико-химические свойства некоторых тяжелых цветных металлов
|
Cu |
Ni |
Zn |
Sn |
Pb |
Атомный номер Атомная масса Плотность при 20 оС, г/см3 Температура плавления, оС Температура кипения, оС Давление пара при температуре плавления, Па Удельная теплота плавления, кДж/кг Удельная теплоемкость при 20 оС, кДж/(кг·К) Удельная теплопроводность при 20 оС, Вт/(м·К) Коэффициент линейного термического расширения при 25 оС, х 106/К Удельное электросопротивление при 20 оС, мкОм·см
|
29 63,54 8,96 1083 2500
0,13 205
0,51
300
16,8
1,7 |
28 58,70 8,90 1455 2823
1,3 302
0,63
88,5
13,7
8,0 |
30 65,38 7,14 419 910
13,3 110
0,48
96,5
32,5
6,0 |
50 118,69 7,30 232 2600
10-21 60
0,25
59
22,4
11,0 |
82 207,19 11,35 327 1900
10-6 24
0,14
35,17
29,5
19,0 |
Тяжелые цветные сплавы находят свое применение в промышленности благодаря особым физическим свойствам. Все они отличаются хорошей коррозионной стойкостью, отлично работают в условиях трения, имеют достаточно высокую конструкционную прочность. Большое значение в современной технике имеют жаропрочные сплавы на никелевой основе.