Цветные металлы и сплавы.
Сплавы цветных металлов применяют для изготовления деталей, работающих в ус-ловиях агрессивной среды, подвергающихся трению, требующих большой теплопровод-ности, электропроводности и уменьшенной массы. Медь – металл красноватого цвета, отличающийся высокой теплопроводностью и стойкостью против атмосферной коррозии. Прочность невысокая: σв = 180 240 МПа при высокой пластичности δ>50%. Латунь – сплав меди с цинком (10 40 %), хорошо поддается холодной прокатке, штамповке, вытягиванию σв=250 400 МПа, δ=35 15%. При маркировке латуней (Л96, Л90, Л62) цифры указывают на содержание меди в процентах.
Кроме того, выпускают латуни многокомпонентные, т.е. с другими элементами (Мn, Sn. Pb. Al). Бронза – сплав меди с оловом (до 10%), алюминием, марганцем, свинцом и другими элементами. Обладает хорошими литейными свойствами (вентили, краны, люстры). При маркировке бронзы Бр. ОЦСЗ-12-5 отдельные индексы обозначают: Бр – бронза, О – олово, Ц – цинк, С – свинец, цифры 3, 12, 5 – содержание в процентах олова цинка, свинца.
Свойства бронзы зависят от состава: σв=150 2Ю МПа, δ=4 8%, НВ60 (в среднем). Алюминий – легкий серебристый металл, обладающий низкой прочностью при растяжении – σв =80 100 МПа, твердостью – НВ20, малой плотностью – 2700 кг/м3, стоек к атмосферной коррозии. В чистом виде в строительстве применяют редко (краски, газообразователи, фольга). Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки (Мn, Сn, Mg, Si, Fe) и используют некоторые технологические приемы.
Алюминиевые сплавы делят на литейные, применяемые для отливки изделий (силумины), и деформируемые (дюралюмины), идущие для прокатки профилей, листов и т.п. Силумины – сплавы алюминия с кремнием (до 14%), они обладают высокими ли-тейными качествами, малой усадкой, прочностью σв = 200 МПа, твердостью НВ50 70 при достаточно высокой пластичности δ=5 10%. Механические свойства силуминов можно существенно улучшить путем модифицирования.
При этом увеличивается степень дисперсности кристаллов, что повышает прочность и пластичность силуминов. Дюралюмины— сложные сплавы алюминия с медью (до 5,5 %), кремнием (менее 0,8 %), марганцем (до 0,8 %), магнием (до 0,8 %) и др. Их свойства улучшают термиче-ской обработкой (закалкой при температуре 500 520°С с последующим старением). Ста-рение осуществляют на воздухе в течение 4 5 сут при нагреве на 170СС в течение 4 5 ч. Термообработка алюминиевых сплавов основана на дисперсном твердении с выде-лением твердых дисперсных частиц сложного химического состава.
Чем мельче частицы новообразований, тем выше эффект упрочнения сплавов. Предел прочности дюралюми-нов после закалки и старения составляет 400 480 МПа и может быть повышен до 550 600 МПа в результате наклепа при обработке давлением. В последнее время алюминий и его сплавы все шире применяют в строительстве для несущих и ограждающих конструкций. Особенно эффективно применение дюралюминов для конструкций в большепролетных сооружениях, в сборно-разборных конструкциях, при сейсмическом строительстве, в конструкциях, предназначенных для работы в агрессивной среде.
Начато изготовление трехслойных навесных панелей из листов алюминиевых сплавов с заполнением пенопластовыми материалами. Путем введения газообразователей можно создать высокоэффективный материал пеноалюминий со средней плотностью 100 300 кг/м3. йг Все алюминиевые сплавы поддаются сварке, но она осуществляется более трудно, чем сварка стали, из-за образования тугоплавких оксидов Аl2О3. Особенностями дюралюмина как конструкционного сплава являются: низкое зна-чение модуля упругости, примерно в 3 раза меньше, чем у стали, влияние температуры (уменьшение прочности при повышении температуры более 400°С и увеличение прочности и пластичности при отрицательных температурах); повышенный примерно в 2 раза по сравнению со сталью коэффициент линейного расширения; пониженная свариваемость.
Титан за последнее время начал применяться в разных отраслях техники благодаря ценным свойствам: высокой коррозионной стойкости, меньшей плотности (4500 кг/м3) по сравнению со сталью, высоким прочностным свойствам, повышенной теплостойкости. На основе титана создаются легкие и прочные конструкции с уменьшенными габаритами, способные работать при повышенных температурах. [2, стр.326-328]