СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-СВИНЦОВОЛОВО

Влияние легирующих компонентов и примесей на свойства сплавов

(В данном разделе содержание компонентов сплава и примесей указано в весовых процентах.)

Оловянные бронзы. Легирующие компоненты

Банка

. Основной легирующий компонент оказывает существенное влияние на весь комплекс свойств оловянной бронзы. Литейные свойства сплавов зависят от содержания олова: с увеличением содержания олова до 10,12% увеличивается интервал температур кристаллизации сплавов, снижается их текучесть. В то же время олово снижает линейную усадку и снижает газонасыщенность расплава.

Олово повышает коррозионную стойкость сплава, твердость и прочность, уменьшает удлинение и ударную вязкость. Легирование меди оловом придает сплаву «бронзовый» оттенок.

Цинк

Читайте также: Сварка нержавеющей стали электродом

. При малых добавках цинка (0,5,1 %) текучесть сплава резко возрастает, а затем постепенно снижается с увеличением содержания цинка (до 15,20 %), но все же остается выше текучести чистой меди. Цинк в оловянной бронзе сокращает интервал кристаллизации, снижает линейную усадку, горячее охрупчивание, газонасыщенность расплава. При добавлении цинка коррозионная стойкость сплава снижается. Улучшается плотность лицевой поверхности отливок. Механические свойства при содержании цинка до 5% повышаются.

Вести

. При содержании свинца в сплавах более 1 % текучесть снижается, расплав становится расслоенным и сегрегированным по плотности. Свинец увеличивает плотность сплава, плотность отливок и облегчает обрабатываемость (отливки лучше характеризуются). Содержание свинца в художественной бронзе существенно не влияет на механические свойства.

Фосфор

. Введение в сплав фосфора улучшает текучесть и препятствует образованию оксидов. При содержании фосфора до 0,1 % горячеломкость сплавов повышается, а выше 0,1 % — снижается. Улучшается свариваемость сплава с фосфором, повышается коррозионная стойкость в бытовых условиях.

Таблица 19. Свойства меди и медно-никелевых сплавов 43, 44, 48, 49
1 (З — литье в грунт, К — литье в охлаждающую форму, М — сплав в мягком состоянии.)

Химические свойства щелочноземельных металлов: взаимодействие, получение

Основную подгруппу второй группы периодической таблицы химических элементов образуют металлы, которые называются щелочноземельными. Они названы так потому, что гидраты их оксидов («земли»), как и гидраты оксидов щелочных металлов, являются щелочами.

Внешняя электронная оболочка их атомов состоит из двух электронов. Отдавая их, атомы этих металлов превращаются в ионы, несущие две единицы положительного заряда. Во всех своих соединениях металлы подгруппы бериллия положительно двухвалентны. В периодической таблице они сосуществуют с щелочными металлами. Поэтому эти элементы проявляют высокую химическую активность, уступая ее только щелочным металлам. Свойства металла увеличиваются с увеличением серийных номеров.

1. Реагируют с кислородом, продуктом реакции являются оксиды, за исключением бария образует перекись BaO2. Бериллий и магний взаимодействуют с кислородом только при очень высоких t, так как покрыты тонкой защитной оксидной пленкой.2Са + О2 → 2СаО

   В приведенной выше реакции кусок кальция сгорает с образованием белого дыма при нагревании. Он образуется из мельчайших твердых частиц оксида кальция.

    

2. Как и щелочные металлы, они взаимодействуют с водой, но менее активно. В результате образуется гидрат оксида и вытесняется водород.Са + 2Н2О → 2Са(ОН)2 + Н2↑

   Фенолфталеин в полученном растворе окрашивается в красный цвет. Этот пример подтверждает ожидаемое сходство химических свойств между щелочноземельными металлами и щелочными металлами: оба реагируют с водой с выделением водорода. Гидраты оксидов щелочноземельных металлов, как и щелочи, являются щелочами, т е растворимы в воде.

    

3. Все металлы, кроме бериллия, реагируют с галогенами. Бериллий взаимодействует с галогенами только при высоких температурах. Продуктами реакции являются галогениды.Са + Cl2 → CaCl2

    

4. При нагревании с водородом вступают в реакцию все щелочноземельные металлы, кроме бериллия. В результате образуются гидриды.Са + Н2 → СаН2

    

5. Реагировать с серой с образованием сульфидов.Са + S → CaS

    

6. Реагирует с азотом при нагревании, за исключением магния. Реагирует с азотом при нормальных условиях. Продуктами реакции являются нитриды.

   3Be + N2 → Be3N2
   3Mg + N2 → Mg3N2

    

7. Они могут реагировать с кислотами, в результате чего образуются соли соответствующей кислоты и водорода.Be + H2SO4 (разл.) → BeSO4 + H2↑

Чек

Основными способами получения металлов второй группы основной подгруппы являются электролиз расплавов, алюминотермия и вытеснение других более активных металлов из их солей.

CaO + Al → Al2O3 + Ca

MgBr2 + Ca → CaBr2 + Mg

Методы анализа сложных сплавов

Из сказанного выше становится очевидным, насколько велик круг сплавов, представляющих практический и научный интерес, и насколько разнообразны аналитические задачи. Современные подходы к построению системы контроля качества требуют использования средств измерений, обеспечивающих возможность быстрого получения точных результатов анализа элементного состава металла или сплава. При этом обязательно учитывается финансовый эффект и окупаемость паев.

Рентгено-флюоресцентный анализ

Возможности рентгенофлуоресцентного анализа при исследовании сложных сплавов впечатляют. Метод быстрый и позволяет определять элементы от бериллия до урана с высокой степенью точности, от тысячных долей процента до 100%.

К преимуществам РЧА относятся:

• Возможность исследования твердых образцов без изменения их агрегатного состояния, а жидких – без необходимости отделения органики.
• Единицы не нуждаются в калибровке.
• Неразрушающий характер возбуждения спектра.
• Высокая скорость получения результатов анализа.

Несмотря на большие возможности рентгенофлуоресцентных спектрометров для решения аналитических задач любой сложности, существует ряд факторов, препятствующих массовому использованию этого оборудования:

• Высокая цена.
• Необходимость придания образцу определенной формы и доведения его до размера, позволяющего поместить его в измерительную кассету.
• Дорогое приборное оборудование и обслуживание.

Спектрометры с индуктивно-связанной плазмой

Приборы этого типа позволяют проводить спектральный анализ проб в жидком состоянии. Эта особенность спектрометров с индуктивно-связанной плазмой определяет их достоинства и недостатки.

Преимущества ИСП-спектрометров:

• Возможность определения десятков предметов одновременно.
• Линейная зависимость градуировочных характеристик по всему спектру.
• Доступная цена на калибровочные растворы.

К недостаткам относятся:

• Нужна помощь из химико-аналитической лаборатории.
• Большая продолжительность исследования, что связано с необходимостью перевода образца в раствор.
• Устройство не может обнаружить углерод.
• С увеличением концентрации точность результатов теста снижается.
• Неадекватные правила.
• Высокая стоимость оборудования.

Литейные алюминиевые сплавы

Литейные сплавы содержат почти те же легирующие компоненты, что и деформируемые, но в гораздо большем количестве (до 9-13% по отдельным компонентам). Литейные сплавы предназначены для изготовления фасонных отливок.

Алюминиевые литейные сплавы маркируются буквами АЛ и цифрой, обозначающей условный номер сплава.

Выпускают 35 марок литейных алюминиевых сплавов, которые по химическому составу можно разделить на несколько групп, например алюминий с кремнием (АЛ2, АЛ4, АЛ9) или алюминий с магнием (АЛ8, АЛ13, АЛ22 и др.).

Сплавы на основе кремния алюминия называются силуминами. Силумин обладает высокими механическими и литейными свойствами: высокой текучестью, малой усадкой, достаточно высокой прочностью, удовлетворительной пластичностью. Сплавы на основе алюминия и магния обладают высокой удельной прочностью, хорошо поддаются механической обработке и обладают высокой коррозионной стойкостью.

Свойства алюминиевых литейных сплавов существенно зависят от способа литья и вида термической обработки. В литье большое значение имеет скорость охлаждения закалочной отливки или скорость охлаждения при закалке. В целом увеличение скорости отвода тепла вызовет повышение прочностных свойств. Поэтому механические свойства отливок при литье в охлаждающие формы (металлоформы) выше, чем при литье в песчано-глиняные формы (табл. 8).

В графе «Способы литья» вводятся следующие обозначения: З — в песчано-глинистые формы, В — по выплавляемым моделям, К — охлаждающая форма, Д — под давлением. Буква М после первой буквы указывает на то, что сплав был модифицирован при литье.

Литейные алюминиевые сплавы имеют более крупную и крупную зернистую структуру, чем кованые. Это определяет режимы их термической обработки. Для отверждения силумины нагревают до температуры 520–540°С и дают длительную выдержку (5–10 часов) для полного растворения включений. Искусственное старение проводят при 150…180°С в течение 10…20 ч. Для улучшения механических свойств силумины, содержащие более 5% кремния, модифицируют натрием. Для этого в расплав добавляют 1…3 % по массе сплава солей натрия (2/3NaF + 1/3NaCl). Это снижает температуру кристаллизации сплава и улучшает структуру.

Способы добычи

Сплавы, состоящие из двух и более компонентов, изготавливаются искусственно. Для этого разработаны специальные технологии, на которых основано производство материалов из оригинальных комплектующих. Технология производства сплавов ЦАМ определена в государственном документе ГОСТ 19424-97.

Для изготовления зама литейщики используют низкотемпературные печи. Компоненты расплавляют в однородную массу, тщательно перемешивают и разливают по формам. Для уменьшения количества вредных примесей в составе используется метод рафинирования. Он включает в себя осаждение расплавленного сплава на несколько дней. В течение длительного времени на поверхность сплава будут всплывать сторонние включения. Затем они удаляются из металла.

Литейный завод

Сплавы с алюминием

Сплав меди и алюминия обычно содержит от двух до десяти процентов меди, а также некоторые другие элементы. Медь значительно упрочняет сплав и способствует преждевременному твердению. Добавление меди к алюминию также может снизить пластичность и коррозионную стойкость. Это один из самых сложных сплавов для сварки. Он используется в космических кораблях, военной технике и стабилизаторах ракет.

Добавление марганца к алюминию упрочняет сплав и улучшает прокаливаемость, снижая при этом пластичность и коррозионную стойкость. Этот сплав имеет среднюю твердость и остается твердым при высоких температурах. Сплав используется в производстве радиаторов, кухонного инвентаря, кондиционеров, теплообменников и сантехнических систем.

Когда кремний добавляется к алюминию, металл легче плавится и становится более жидким. Такой сплав не подвержен плавлению. Однако при добавлении магния получается легкоплавкий металл, устойчивый к затвердеванию. Кремниевые сплавы часто используются для производства отливок. Обычно из таких сплавов изготавливают присадки для сварки и пайки алюминия.

Сплав алюминия с магнием и кремнием дает сложный силицид (формула Mg2Si). Такие сплавы легко штампуются и прессуются. Они используются для изготовления перил, несущих валы для звукового оборудования, велосипедных рам, строительных лесов, тормозов для грузовиков и кораблей.

Всего насчитывается около 400 сплавов с алюминием для ковки и 200 сплавов для литья.

2. Медь и сплавы на ее основе

Медь и ее свойства. Медь — мягкий пластичный металл розово-красного цвета с низким электрическим сопротивлением и высокой электропроводностью. Температура плавления меди 1083 °С, плотность 8,96 г/см3.

Механические свойства технической меди изменяются в широких пределах в зависимости от способа получения полуфабрикатов (электролиз, литье, прокатка). Так, предел прочности σв = 220…450 МПа (22…45 кгс/мм2); относительное удлинение 5 = 4…60 %; Твердость по Бринеллю 35…130 HB. Полуфабрикат, полученный литьем или электролизом, будет иметь более низкие механические свойства, чем полуфабрикат, полученный прокаткой, ковкой или штамповкой.

Медь обладает высокой химической стойкостью, коррозионной стойкостью. На поверхности изделий из меди образуется оксидная пленка, так называемая патина, которая является естественной защитой от коррозии. Благодаря высокой электропроводности медь широко применяется в виде проводов, шин, лент в электротехнической промышленности и в энергетике как незаменимый проводник тока. В связи с тем, что электрическое сопротивление медных проводов увеличивается при наличии в них естественных примесей, для проводников применяют наиболее чистую по химическому составу медь с наименьшей массовой долей примесей. Российская промышленность выпускает медь с массовой долей примесей 0,01…1,00%. Для проводников электрического тока применяют медь с массовой долей примесей не более 0,1 %.

Изделия из токопроводящей меди, например контактные линии на городском электрическом и железнодорожном транспорте, должны помимо высоких электрических свойств обладать еще и высокими прочностными, износостойкими и антифрикционными свойствами. Эти свойства достигаются технологией производства товарной меди и последующей ее деформацией и обработкой поверхности при прокатке и волочении.

Как конструкционный материал чистая техническая медь практически не используется, но она нашла применение в производстве конструкционных сплавов с никелем, свинцом, цинком и другими химическими элементами. Эти и другие химические элементы сплавов на основе меди придают им высокие механические и технологические свойства.

По ГОСТ 859-2001 медь товарную преимущественно вырабатывают в виде катодов, слитков, полуфабрикатов, прутков, из которых перерабатываются круглые, квадратные, шестигранные, горячекатаные и тянутые полосы для радиаторов и общего назначения, полосы для кабелей, труб, электропровода, медной рулонной фольги и электролитического и медного порошка. Медь в этих продуктах в зависимости от массовой доли примесей выпускается следующих марок: М00А, М00БК, М0А, М0, МБ, М1, М2, М2Р, М3, М3Р, М4, АМФ. В маркировке первичной технической меди приняты следующие обозначения: М — медь; цифры от 00 до 4 — массовая доля природных примесей от 0,01 до 1,00 %; Б — бескислородная, Р — раскисленная, А — анодная, К — катодная.

Благодаря тому, что медь обладает высокой пластичностью в горячем и холодном состояниях, изделия из нее получают прокаткой, волочением и штамповкой.

При деформировании при производстве изделий из меди значительно увеличиваются такие свойства, как прочность и твердость, а пластичность снижается. Иногда для повышения прочности и твердости и снижения пластичности изделия из меди специально подвергают холодной деформации. Например, при строительстве линий электропередач для увеличения расстояния между опорами в качестве проводников используется нагартованная или клепаная медная проволока. Их прочность по сравнению с прочностью медных полуфабрикатов возрастает и достигает 500 МПа (50 кгс/мм2).

Различают следующие сплавы цветных металлов на основе меди: латунь, бронза, манганин, мельхиор, нейзильбер, константан и сплавы мяты.

Манганин (МНМц3-12) представляет собой сплав меди (85%), марганца (12%), никеля (до 4%). Обладает высокими антикоррозионными свойствами и высоким удельным электрическим сопротивлением. Выпускается в виде ленты, листа, полосы и проволоки. Манганин используется в электротехнической промышленности для увеличения диапазона измерения измерительных приборов (например, в амперметрах в качестве шунтов).

Мельхиор (МНЖМц30-0,8-1 и МН19) представляет собой сплав меди (80 %) и никеля (до 20 %), железа, марганца и кобальта. Обладает высокими антикоррозийными свойствами. Выпускается в виде труб, полос, полос, проволоки и стержней. Используется для производства столовых приборов, лабораторного оборудования и приборов.

Нейзильбер (МНЦ15-20) представляет собой сплав меди (65%), цинка (20%), никеля (15%) и кобальта (13,5…16,5%). Выпускается в виде ленты, проволоки, полосы и стержней. Применяется для точных механических устройств, в электронике, в технических инструментах. Обладает высокой устойчивостью к коррозии.

Константан (МНМц43-05) представляет собой сплав меди (59%), никеля и кобальта (40%) и марганца (1%). Выпускается в виде ленты и проволоки. Применяется в радиоэлектронике, термопарах и т.д.

Кроме того, выпускается большая группа монетных сплавов с никелем, золотом и платиной.

Латунь. Сплавы меди и цинка называются латунями. Латунь с массовой долей цинка до 45% нашла практическое применение. Латунь также может содержать другие химические элементы с небольшой массовой долей.

По сравнению с медью латунь обладает более высокой прочностью, твердостью, эластичностью, коррозионной стойкостью, меньшей пластичностью и высокими технологическими свойствами (литейными свойствами, деформируемостью и обрабатываемостью).

По ГОСТ 15527-2004 латунь выпускается в виде проволоки, полос, полос, труб, тянутых и прессованных изделий в отожженном и нагартованном состоянии.

Латунь, состоящую из двух химических элементов, называют двойной или одинарной, а латунь, состоящую из нескольких химических элементов, называют сложной или специальной.

Обыкновенная латунь изготавливается из меди и цинка. Цинк, легированный медью, образует твердые растворы замещения, что значительно повышает механические свойства латуни. При температуре 100…150°С латунь пластична, при температуре 200°С и выше латунь хрупка. В зависимости от массовой доли цинка простые латуни делят на однофазные α-латуни (до 39 % цинка) и двухфазные α+β-латуни.

Однофазная латунь имеет меньшую прочность, но более высокую пластичность, чем двухфазная. При деформации вследствие наклепа твердость и прочность α-латуни увеличиваются, а пластичность снижается. Например, прочность латуни марки Л80 после штамповки увеличивается с 320 МПа (32 кгс/мм2) до 620 МПа (62 кгс/мм2), но относительное удлинение снижается с 52 до 3%. Для снятия наклепа латунь отжигают.

Двухфазная латунь хорошо деформируется в горячем состоянии при температурах выше 500 °С.

Обычная латунь является деформируемым конструкционным материалом. Детали получают из этих латуни методом деформации: прессованием, штамповкой, ковкой, прокаткой и волочением.

Марки простой латуни: Л96, Л90 (томпак), Л85, Л80 (полутомпак), Л70, Л68, Л63, Л60. Латунь маркируется буквой L – латунь, после которой идут цифры, обозначающие процентное содержание в ней меди. Например, L63 означает, что латунь состоит из 63% меди и 37% цинка.

Комплексная латунь состоит из меди, цинка, алюминия, железа, марганца, никеля, олова, свинца и других химических элементов. Согласно ГОСТ 15527-2004 выпускаются следующие марки комплексной латуни: ЛА77-2 (алюминиевая), ЛАЖ60-1-1 (алюминиево-железистая), ЛАМш59-3-2 (алюминиево-мышьяковая), ЛАНКМц75-2-2,5 -0 , 5-0,5 (алюминий-никель-кремний-марганец), ЛЖМц59-1-1 (железо-марганец), ЛЖС58-1-1 (железо-свинец), ЛН65-5 (никель), ЛМц58-2 — (марганец), ЛМцА57-1-1 (марганец-алюминий), ЛО90-1 (томпак-олово), ЛО70-1, ЛО62-1, ЛО60-1 (олово), ЛС63-3, ЛС74-3, ЛС64-3, ЛС60-1, ЛС59-1, ЛС59-3, ЛС74-3 (свинец), ЛМш68-0,05 (мышьяк).

Сложные латуни маркируются буквой Л — латунь, за которой следуют буквы, обозначающие легирующие элементы: А — алюминий, Ф — железо, Мц — марганец, К — кремний, С — свинец, О — олово, Мш — мышьяк, Н — никель. Первые цифры после букв обозначают массовую долю меди в процентах, следующие цифры обозначают массовые доли компонентов в процентах в порядке их следования в буквенной части условного обозначения. Количество цинка определяют по разнице. Например, латунь марки ЛАЖ60-1-1 (алюминиево-железистая латунь) имеет следующее содержание компонентов: 60 % меди, 1 % алюминия, 1 % железа, 38 % цинка.

Данные марки сложной латуни обрабатываются давлением. Кроме того, большая группа литейных латуней выпускается в виде слитков (ГОСТ 1020-97) следующих марок: ЛС, ЛСД, ЛС1, ЛОС, ЛК, ЛК1, ЛК2, ЛКС, ЛМцС, ЛМцЖ, ЛА, ЛАЖМц.

Литейная латунь используется для производства формованных отливок методами литья, литья в грунтовые формы, центробежного литья, литья под давлением и литья под давлением. Латунные отливки подвергаются механической обработке: токарной, фрезерной, шлифовальной и др.

Из комплексной латуни изготавливают следующие детали: червячные передачи, подшипники и втулки, шестерни, трубы, фитинги, втулки и сепараторы для подшипников качения, антифрикционные детали, фитинги гидросистем автомобилей, детали, работающие в морской воде и др.

Бронза. Бронзы — это сплавы меди с оловом и другими химическими элементами. По способу обработки различают литейные и кованые бронзы, по химическому составу — оловянные и безоловянные.

Бронза оловянная (ГОСТ 613-79) выпускается в виде блоков следующих марок: БрО3Ц12С5, БрО3ЦЦ5Н1, БрО4Ц4С17, БрО5Ц5С5, БрО5С25, БрО6Ц6С3, БрО8Ц12С5, БрО10С, БрО10, БрС10Ф0Ц, БрО10, БрО10.

Оловянные бронзы представляют собой литейные сплавы. Детали из этих бронз получают разными способами литья с последующей механической обработкой (К — литье в охлаждающую форму, П — литье в песчано-глиняные формы).

Tinnfrie bronser (GOST 493-79) produseres i form av blokker for etterfølgende støping av følgende kvaliteter: BrA9Mts2L, BrA10Mts2L, BrA9Zh3L, BrA10Zh3Mts2, BrA10Zh4N4L, BrA11Zh30Mts, BrN30Mts1, BrN30Mts1, BrN30Mts1, BrN30Mts, 100 Zh3Mts2, BrA10Zh4N4L, BrA11Zh30Mts, BrN30Mts1, BrN30Mts , БрН30Мц, БрН30Мц1, БрА10Ж4Н4Л.

Бронза маркируется буквами Бр – бронза, за которыми следуют буквы, обозначающие вводимые в бронзу легирующие элементы: А – алюминий, Ж – железо, Н – никель, С – свинец, Су – сурьма, Ц – цинк, Ф – фосфор и т д на рисунках, показывающих содержание этих элементов в процентах. Количество меди определяется по разнице.

Бронза обладает высокими механическими свойствами. Например, БрО10Ф1 имеет предел прочности при растяжении σв = 245 МПа (25 кгс/мм2), твердость по Бринеллю 90 НВ, относительное удлинение δ = 3 %.

Сплавы со свинцом

Свинец известен человеку очень давно. Этот металл обладает высокой пластичностью, плавкостью, электропроводностью, гибкостью, твердостью. Легко сочетается в сплавах с другими металлами.

При добавлении сурьмы получается сурьмяный свинец. Сурьма тверже свинца, поэтому свинец в сплаве с ней становится тверже. Свинец Suryam доступен в листовой, прессованной и литой формах. Сурьмистый свинец часто заменяют сплавом свинца с кальцием. В этот сплав также добавляют алюминий в качестве стабилизатора кальция.

Сплавы для пуль включают свинец. Кроме свинца в их состав входят также олово (5-7%) и сурьма (2%). Свинец содержится в сплавах с оловом, из которых делают детские украшения, кухонную утварь, посуду. Оловянный сплав также содержит медь, сурьму, висмут и серебро. Олово в составе свинца повышает твердость сплава, и благодаря ему свинец легко сочетается со сталью и медью.

Часто делают сплав свинца с мышьяком.

Магний и его сплавы

Магний – это цветной металл серебристого цвета, обозначаемый символом Mg в периодической таблице.

Важные свойства магния:

• Температура плавления 650°С.
• Плотность — 1,74 г/см3.
• Твердость — 30-40 НВ.
• Относительное удлинение — 6-17%.
• Временное сопротивление — 100-190 МПа.

Металл обладает высокой химической активностью, в атмосферных условиях неустойчив к образованию коррозии. Он хорошо режется, воспринимает ударные нагрузки и гасит вибрации. Так как магний имеет низкие механические свойства, его практически не используют в конструкционных целях, но применяют в пиротехнике, химической промышленности и металлургии. Он часто выступает в качестве восстановителя, легирующего элемента и раскислителя при производстве сплавов.

При маркировке используются буквы Mg с цифрами, обозначающими процентное содержание магния. Например, марка Mg96 содержит 99,96% магния, а Mg90 — 99,9 %.

Сплавы на основе магния характеризуются высокой удельной прочностью (предел прочности до 400 МПа). Они хорошо режутся, шлифуются, полируются, куются, прессуются, прокатываются. К недостаткам магниевых сплавов относятся низкая коррозионная стойкость, плохие литейные свойства и склонность к воспламенению в процессе производства.

Деформируемые сплавы магния

Наиболее распространены три группы сплавов на основе магния.

Магниевые сплавы, легированные марганцем

Содержит до 2,5% марганца, не упрочненного термической обработкой. Имеют хорошую коррозионную стойкость. Поскольку эти сплавы легко поддаются сварке, их применяют для сварки простой конфигурации, а также для деталей арматуры, масляных и бензиновых систем, не испытывающих больших нагрузок. К этой группе относятся сплавы МА1 и МА8.

Сплавы системы Mg-Al-Zn-Mn

В состав этих сплавов, помимо магния и марганца, входят алюминий и цинк. Они значительно повышают прочность и пластичность, что делает сплавы пригодными для изготовления штампованных и кованых деталей сложной формы. В эту группу входят марки МА2-1 и МА5.

Сплавы системы Mg-Zn

Сплавы на основе магния и цинка дополнительно легируют кадмием, цирконием и редкоземельными металлами. Это высокопрочные магниевые сплавы, применяемые для деталей, подвергающихся высоким нагрузкам (в самолетах, автомобилях, станках и т д.). К этой группе относятся сплавы класса МА14, МА15, МА19.

Литейные сплавы магния

Наиболее распространенная группа литейных магниевых сплавов относится к системе Mg-Al-Zn. Эти сплавы практически не поглощают тепловых нейтронов; поэтому они широко используются в ядерных технологиях. Из них также изготавливают детали самолетов, ракет, автомобилей (двери кабин, приборные ящики, топливные баки и т д.). Сплавы магния, цинка и алюминия используются в приборостроении и при производстве корпусов электронной аппаратуры. В эту группу входят марки ML5 и ML6.

Высокопрочные литейные магниевые сплавы обладают лучшими механическими и технологическими свойствами. Они используются в авиации для производства нагруженных деталей. К этой группе относятся сплавы МЛ12 (магний, цинк и цирконий), МЛ8 (магний, цинк, цирконий и кадмий), МЛ9 (магний, цирконий, неодим), МЛ10 (магний, цинк, цирконий, неодим).

Сплавы с содержанием алюминия

Одним из известных сплавов, в которых можно найти алюминий, является смесь алюминия с медью. Полученный металл имеет простую формулу и прочные связи, благодаря чему сплав можно использовать в военной и ракетной технике, а также в космических кораблях. Использование меди в составе повышает показатели в плане стойкости к коррозии.

Однако, если марганец находится вместе с алюминием, его присутствие может упрочнить сплав в несколько раз со значительным улучшением параметров затвердевания. Именно такой состав останется твердым даже при очень высоких температурах. Марганец и алюминий используются в кухонном оборудовании, радиаторах отопления, трубопроводных системах и кондиционерах.

Когда кремний входит в состав алюминиевого сплава, сопротивление плавлению состава сильно снижается. Часто этот состав используют для производства отливок, наполнителей для сварки или пайки алюминия.

Классификация и виды металлов

Существуют чистые однокомпонентные структуры и сплавы. Самый классический пример – разные виды стали. Отличаются они по ГОСТу в соответствии с добавлением легирующих добавок. Чем выше содержание углерода, тем прочнее материал. Также существует общепринятое разграничение, ниже мы приводим подтипы.

Черные

Их добывают из металлической руды. В производстве они занимают 90% всего сырья. Обычно это чугун и сталь. Для изменения свойств добавляют большее или меньшее количество углерода и легирующих добавок: меди, кремния, хрома, никеля.

Одним из очень популярных подвидов является нержавеющая сталь, которая отличается блеском поверхности и уникальными свойствами – легкостью, высокой прочностью и устойчивостью к влаге, экстремальным температурам.

Что относится к цветным металлам

Второе название – цветные, то есть сплавы не содержат железа, а состоят из более дорогих материалов. Ткани имеют разный цвет, обладают уникальными свойствами:

• продолжительность;
• длительное сохранение свойств;
• образование оксидной пленки, препятствующей коррозии.

Благодаря этому отдельные разновидности можно использовать в медицине, ювелирном деле, химической промышленности и при производстве электрических проводов. К цветным металлам относятся алюминий, цинк, олово, свинец, никель, хром, серебро, золото и другие.

Медь и ее сплавы являются популярными металлами

Медная руда была переработана человеком одной из первых, поскольку подвергалась холодной ковке и штамповке. Соответствие привело к спросу повсюду. Кислород в составе приводит к красному оттенку. А вот уменьшение валентности в разных соединениях приведет к желтому, зеленому, синему цвету. Привлекательным качеством считается отличная теплопроводность – уступает только серебру, поэтому его используют для проводки. Соединения могут быть:

• твердые вещества – в сочетании с железом, мышьяком, цинком, фосфором;
• с плохой растворимостью с висмутом, свинцом;
• хрупкие — с серой или кислородом.

К металлам относятся алюминий и сплавы

Al был открыт в 1825 году и отличается легкостью и простотой в обработке металлов. Его добывают из бокситов, при этом запасы этой породы практически неисчерпаемы. Затем элемент соединяется в различных пропорциях с медью, марганцем, магнием, цинком, кремнием. Реже с титаном, литием, бериллием. Характеристики в зависимости от добавок:

• хорошая свариваемость;
• устойчивость к коррозии;
• высокая усталостная прочность;
• пластик.

Он используется для изготовления ювелирных изделий, столовых приборов, а также для производства стекла, в пищевой и военной промышленности, для производства ракет и для производства водорода и тепла в алюминиевой энергетике.

Все о металлах магний, титан и их сплавах

Mg — самое легкое вещество в этой группе. У него нет прочности, но есть преимущества, например, пластичность, химическая активность. Благодаря высокой структурной способности его добавляют в составы для повышения свариваемости, облегчения обработки металла отрезным ножом. Помните, что магний очень восприимчив к ржавчине.

Подобными качествами обладает титан – легкость, пластичность, серебристый цвет. Но антикоррозийная пленка появляется уже при первом контакте с кислородом. Характерные особенности — низкая теплопроводность, электропроводность, отсутствие магнетизма. Металл, содержащий титан, используется в авиации, химической промышленности и судостроении.

Антифрикционные сплавы

Характерной чертой этой группы является простота использования в условиях механических воздействий. Они практически не создают трения, а также уменьшают его в других композитах. Очень часто они действуют как твердая смазка для таких компонентов, как подшипники. В состав обычно входят фторопласты, латунь, бронза, железный графит и баббит.

Мягкие

Это те, которые имеют ослабленные металлические связи. По этой причине они имеют более низкую температуру плавления и кипения, достаточно легко деформируются. Иногда одним касанием пальца можно сделать вмятину, ногтем оставить царапину. К ним относятся: медь, серебро, золото, бронза, свинец, алюминий, цезий, натрий, калий, рубидий и другие. Одной из самых мягких является ртуть, она встречается в природе в жидком состоянии.

Что значит твердый металл

В природе такая руда встречается крайне редко. Камень находится рядом с упавшими метеоритами. Одним из самых популярных является хром. Он тугоплавкий и легко обрабатывается металлом. Еще один элемент – вольфрам. Он очень плохо плавится, но при правильной обработке используется в осветительных приборах из-за своей термостойкости и гибкости.

Металлические материалы в энергетике

У нас не было бы такой развитой электрической сети и множества устройств, потребляющих электричество, если бы ряд веществ не отличался наличием свободных электронов, положительных ионов и высокой электропроводностью. Провода изготавливаются из свинца, меди и алюминия. Серебро было бы здорово, но редкость влияет на стоимость, поэтому используется редко.

Особенности черных вторичных металлов

Это отходы, образующиеся в результате одного из этапов обработки металла – ковки, резки. Это может быть лом или стружка. Их отправляют в сталеплавильные печи, но перед этим они должны пройти проверки по ГОСТу. Ломом называют черный металл, по цене он разделяется на стальной и чугунный. Использование очень востребовано вместо переработки руды.

Щелочноземельные сплавы

Это твердые вещества, обладающие высокой химической активностью. В чистом виде они очень редки, но используются в соединениях. Их важность невозможно переоценить с точки зрения анатомии человека и животных. Магний и кальций являются незаменимыми микроэлементами.

Понятие щелочной металл

Они способны растворяться в воде, образуя щелочь. Из-за повышенной химической активности (происходит реакция с бурным действием, воспламенением, выделением газа, дыма) в природе почти не встречается. На самом деле на внешнем уровне находится всего один электрон, который легко отдается любому веществу. Гидроксиды очень важны в промышленности.

Общая характеристика материалов из d- и f-семейств

Это переходные элементы, которые могут быть как окислителями, так и восстановителями. Свойства зависят от среды, в которой они находятся. Но есть несколько общих:

• на внешнем уровне много электронов;
• несколько степеней окисления;
• повышенная валентность;
• прочность;
• пластичность;
• пластичность.

Из чего состоят побочные подгруппы металлов системы Менделеева

По сути, это варианты предыдущей категории — переходные элементы. Это линейка от скандия до цинка. Они часто сплавляются и обладают примерно теми же свойствами, что и упомянутые выше материалы семейств d и f.

Цветные металлы и их сплавы

Цветная металлургия занимается добычей руд цветных металлов, а также обогащением и выплавкой чистых металлов и их сплавов. Цветные металлы обладают многими ценными свойствами: малой плотностью (магний, алюминий), высокой теплопроводностью (медь), коррозионной стойкостью (титан) и др. условно их делят на тяжелые, легкие, благородные и редкие.

Типы

Лом цветных металлов делится на виды по следующим признакам:

• источник;
• химическая структура;
• физическое состояние.

Происхождение царапины может быть следующим:

• промышленные отходы;
• свадьба;
• некачественный;
• отходы готовой продукции.

Химический состав лома цветных металлов, который определяют в лаборатории, показывает, к какому металлу или сплаву он относится.

Наиболее ценным вторичным сырьем являются нелегированные металлы с низким содержанием примесей. Физические параметры так же важны при доставке, как и химические.

По этим свойствам лом делится на следующие классы:

• А — относится непосредственно к лому и крупногабаритным отходам;
• Б – включает стружку, спутавшуюся проволоку и мелкие кусочки;
• Б – порошкообразные отходы (в основном встречаются только в редких металлах: вольфраме, кобальте, молибдене и титане);
• G — прочее вторсырье.

Самый мягкий металл

Самый мягкий элемент во Вселенной — ртуть. Элемент единственный, который находится в жидком состоянии в обычных условиях: таких, в которых людям привычно и комфортно существовать. Вещество токсично — пары ртути, попадая в организм человека, могут вызвать серьезное отравление. Элемент редко встречается в земной коре, его месторождения находятся в 8 странах мира, расположенных на Кавказе, в Европе и Азии.

Ртуть известна человечеству с незапамятных времен: до открытия ее токсических свойств она использовалась в медицине в составе антисептиков, мочегонных и слабительных средств. Сегодня из этого металла делают термометры, люминесцентные лампы, датчики положения и детекторы радиации.

Твердость ртути по Моосу не может быть измерена из-за ее чрезвычайной мягкости.

Определить прочность и твердость металла непросто: всегда важно учитывать все критерии оценки, из-за чего прочность элементов будет варьироваться в зависимости от выбранной функции.