Виды сплавов цветных металлов

30.08.2022

Рейтинг: 5 Голосов: 1

Время прочтения: 10 мин

Рейтинг: 4.6

Время прочтения: 10 мин

Полезное

Цветные металлы и сплавы постепенно появлялись и открывались. Например, каменный век сменился медным. Медь использовали в быту и на войне. Затем была бронза, которую получали из меди и свинца, а затем появилось железо.

Кузнецы постоянно искали новые материалы и экспериментировали, чтобы получить более крепкую броню и оружие.

Цветной металл – это все вещества и сплавы, в которых нет примесей железа. Это медь, алюминий, никель, цинк и ряд драгоценных металлов.

Сегодня затронем производство цветных сплавов, назначение, применение, разновидности.

Виды цветных металлов и сплавов

Никель и его сплавы
Алюминий и его сплавы
Титан и его сплавы
Цирконий и его сплавы
Медь и ее сплавы
Кобальт и его сплавы

Достоинства цветных металлов

Главное преимущество цветных металлов – это простота и низкая ударная вязкость, если сравнивать с черными металлами. Изделия из меди или алюминия на порядок лучше переносят коррозию. Благодаря немагнитным свойствам, детали и составные части из цветных металлов идеально используются в электроустановках. Также они используются в средах с повышенной вероятностью воспламенения и взрыва, так как не образуют искру.

К примеру, алюминий легко ковать и обрабатывать, сваривать. Есть самолеты, созданные из литого алюминия. Помимо использования в экранах, рамах, поршнях и радиаторах, ему нашлось место в автомобилях, мотоциклах и лодках.

Цинк используется в качестве защитного слоя для черных металлов, чтобы повысить их устойчивость к коррозии. Процесс называется цинкование.

Высокая электропроводимость по достоинству оценили в производстве проводников, полупроводников и проволоки.

Другие преимущества цветных металлов:

Отличная проводимость электричества и тепла.
Способность цветных металлов нейтрализовать газы при контакте с рабочей средой.
Высокая пластичность и гибкость.
Продолжительная эксплуатация.

Единственный недостаток или особенность сплавов и материалов – это повышенные требования к уходу, необходимая изоляция от внешних факторов окружающей среды.

Способы получения сплавов цветных металлов

Чтобы различать виды цветных металлов, разработана маркировка, по которой определяются основные свойства сплава (температура расплава, прочность и другие).

Маркировка выглядит так:

Медь и продукты из нее – основной материал обозначается буквой «М», и она дополняется другими. Например, К – катодная, Б – бескислородная, Р – раскисленная.
Латунь – это сплав, маркирующийся буквой «Л», за которой идет несколько цифр, указывающие содержание меди и прочих легирующих примесей.
Бронза – это сокращенно «Бр». Если далее указана буква «Л», то она литейная.
Алюминий обозначается буквой «А», далее указывается содержание примесей. Если есть «Л», это говорит о литейных свойствах материала, «В» указывает на высокую прочность.

Получение сплавов цветных металлов возможно по нескольким технологиям:

Пирометаллургия – техпроцесс, в рамках которого сырье очищается и образуется сплав при высоком температурном режиме. По этой технологии создается примерно 60% цинка, 100% свинца и 95% меди.
Гидрометаллургия – это получение сырья или сплавов из руды с добавлением химических растворов. Основная задача состоит в поэтапном выделением веществ из рабочей среды.
Электрометаллургия – это техпроцесс, в котором задействуется электрический ток для получения металла и соединений. Чаще всего так образуется алюминий.

Назначение цветных сплавов:

Детали и составные части электроустановок, инструментов.
Трубопроводы и теплообменники.
Ювелирные изделия.
Провода, проводники и полупроводники, взаимодействующие с токами разной силы.
Прутья, арматура, крепежные изделия и листы.

[include_post id="11127"]

Сплавы на основе меди

Есть несколько видов цветных сплавов. Начнем с меди. Залежей в чистом виде в мире мало.

У материала высокие тепло- и электропроводность, а также пластичность и отличная защита от окисления.

Технологические характеристики меди следующие:

Разнообразие видов медного проката за счет отличной обрабатываемости прессами и давлением.
Повышенная пластичность мешает обработке резанием.
Низкие литейные качества объясняются существенными усадочными процессами.
Составные части из меди можно надежно соединить сваркой или пайкой.

Рассмотрим несколько сплавов на базе меди.

Латунь – это сплав меди и цинка, которого в материале 45%. Чем в составе меньше цинка, тем более выраженный красноватый цвет. Соединение часто используют в ювелирном деле для имитации золота. Иначе оно называется хризорином, симилором или хризохалком.

Сплав на латуни по качеству и объему компонентов бывает:

Двухкомпонентным – сплав на основе только меди и цинка. Продукт маркируется буквой Л с цифровой группой, указывающей на содержание. Сплав легко обрабатывается прокатом и прессованием. Состав и качество латуни регулирует ГОСТ 15527-2004.
Многокомпонентным – в качестве примесей используется марганец, никель, олово и свинец. Продукт используется в отливках. Технические характеристики регламентированы ГОСТ 17711-93.

Бронза – это сплав, в котором роль и содержание цинка не такое значительное, как у латуни. Дополнительно используются кремний, алюминий, свинец, олово или бериллий.

Большинство сплавов имеют отличные литейные свойства. На заводах из бронзы создают зубчатые и червячные колеса, седла клапанов за счет повышенной устойчивости к окислению.

Алюминиевые сплавы

Алюминий – это очень податливый металл бело-серебристого оттенка. Он добывается из пород, а в чистом виде не представлен. Сырье получают за счет электролиза бокситов. На поверхности металла автоматически образуется и поддерживается оксидная пленка, препятствующая окислению.

Алюминий пластичный и легко деформируется, сваривается, но плохо поддается режущим инструментам.

Изначальный алюминий обозначается буквой «А». Требования к качеству металла прописаны в ГОСТ 11069-2019.

На базе металла создаются упрочняемые сплавы, в состав которых добавляют, помимо основы в виде AL, медь и магний (дюралюмины) и цинк (высокопрочные). Особенность этого материала – отличные механические свойства при низком удельном весе. Сплав используется в машино- и авиастроении.

Неупрочняемые разновидности также содержат марганец, либо магний. В виде листового проката материал используется в деталях со сложной геометрией.

Отдельная группа сплавов – это литейные на основе алюминия и кремния (силумины). Материал легко встретить в бытовых приборах, мотодеталях и автомобилестроении

Цинковые сплавы

Цинк – это металл с серым оттенковм у которого повышенные параметры пластичности и вязкости, а также устойчивость к влаге.

Деформирующие цинковые сплавы создаются с примесями алюминия, магния и меди по методам прокатки, опрессования или вытяжки. Готовый сплав особо пластичен и прочен.

Литейные цинковые сплавы состоят из основного компонента и примесей меди, магния и алюминия. Готовый продукт с отличной текучестью используется в измерительных приборах.

Сплавы на основе магния

Магний – это металл с серебристым оттенком, который переплавляется при низком температурном режиме, устойчив к окислению в окружающей среде. Низкие механические параметры не дают использовать магний в конструктивных целях.

Деформируемые сплавы на основе магния:

Смесь с марганцем, которого в составе не более 2.5%.
Смесь марганца, магния, алюминия и цинка.
Сплав на основе циркония, кадмия, цинка и магния.

При добавлении в состав примесей значительно увеличиваются механические параметры сплава. Это позволяет использовать его при создании составных частей автомобилей, кораблей, ракет и летательных аппаратов.

Титановые сплавы

Очищенный от примесей титан и сплавы имеют следующие свойства:

Невысокая удельная масса при больших показателях прочности.
Устойчивость к окислению и агрессивным рабочим средам.
Можно обрабатывать давлением.
Титановые детали эксплуатируются при значительно повышенных температурах.

Главный недостаток титана – это высокая стоимость. Но в авиатехнике, машиностроении и других секторах промышленности сплав активно используется.

Человечество создало и открыло массу сплавов, которые решают отдельные технические или технологические задачи. Каждый материал имеет преимущества и недостатки, область применения, маркируется и поставляется соответствующим образом.