2.1.5.Свойства цветных металлов и сплавов.

Алюминий Al - легкий металл; его плотность 2,7 т/м³ (для сравнения: плотность стали - 7,8т/м³); он обладает хорошей электро- и теплопроводностью. Большое сродство к кислороду приводит к легкой окисляемости Al; тонкая (0,2 мкм) поверхностная пленка окиси Al, образующаяся на воздухе, хорошо защищает Al от коррозии.

Al и его сплавы отличают хорошие технологические свойства: низкая температура плавления, хорошая жидкотекучесть, деформируемость, свариваемость. Они легко обрабатываются резанием.

Алюминиевые сплавы делят на деформируемые и литейные. Так же, как и стали, сплавы Al легируют для придания им большей прочности, пластичности, жаропрочности. В качестве добавок применяют медь, марганец, магний, цинк и пр.

Алюминиевые сплавы применяют для изготовления деталей летательных аппаратов, легких судов, строительных конструкций (рам, дверей, витражей), корпусов (станин) легких электродвигателей и т.п.

Медь обладает высокой пластичностью, тепло - и электропроводностью, коррозионной стойкостью. Она широко применяется для изготовления электропроводных кабелей, деталей электрических машин и приборов. Свыше 50% всей используемой меди приходится на электропромышленность.

Медные сплавы - бронзы и латуни. Бронзы (сплав меди с оловом (4...44%), свинцом (до 30%), алюминием (5...11%) и др. элементами) отличаются уникальными литейными свойствами, повышенными в сравнении с медью прочностью и твердостью и хорошими антифрикционными свойствами, антикоррозийностью, что предопределяет их применение для изготовления фасонных отливок, подшипников скольжения, ходовых гаек, корпусов клапанов, задвижек и других изделий.

Латуни - сплавы меди и цинка (до 50%) обладают, но в несколько меньшей степени, теми же свойствами что и бронзы, но они дешевле бронз.

Титан и его сплавы благодаря своим свойствам оказались особо востребованными во второй половине ХХ века, в связи с бурным развитием авиационной и ракетной техники, химической промышленности. Имея приблизительно ту же прочность, что и сталь (_в=(300...550МН/м²), титан почти в 2 раза легче: его плотность 4,5т/м³. Титановые сплавы отличаются и низкой технологичностью, которая обусловлена высокой химической активностью титана, низкой теплопроводностью.

2. Изменение структуры и свойств материала

Для изменения структуры и свойств материала часто проводят термическую обработку, которая состоит в нагреве заготовки до определенных температур, выдержке при этих температурах и последующем охлаждении с различной в зависимости от задачи скоростью. Основными видами термической обработки являются отжиг, закалка, нормализация и отпуск.

Отжиг проводят для снятия внутренних напряжений и понижения твердости после обработки давлением или сварки. При отжиге заготовки нагревают до определенной для различных материалов температуры, выдерживают несколько часов и медленно со скоростью 30...50С/ч охлаждают.

Закалка проводится с целью повышения твердости и прочности материала; она состоит в нагреве заготовки и последующем быстром охлаждении в воде, масле, солях.

Отпуск - нагрев и медленное охлаждение - применяют как сопутствующую операцию при закалке для получения более устойчивых структур.

Нормализация - нагрев и охлаждение на воздухе - приводит к некоторому повышению прочности, измельчению зерен.

Среди факторов, определяющих возможность и целесообразность практического использования металлов и их сплавов, важнейшим является стоимость, зависящая от распространенности металлов в природе, химической устойчивости, определяющей способ производства, и т.п.