Медь и ее сплавы.

Медь: t_{плавления} = 1084°C, низкий коэффициент трения, высокая электропроводность, высокая теплопроводность, высокая устойчивость против коррозии, низкая прочность σ_В ≈ 25 кгс/мм², пластичность высокая δ = 40%. Сплавы меди. Создание сплавов приводит к повышению прочности, улучшению коррозионной прочности и снижению температуры плавления. Zn явл. легирующим компонентом. Сплавы Cu с Zn – латуни. Бронзы – сплавы с др. компонентами. Al + Cu – алюминиевые бронзы, Be + Cu – бериллиевые, Sn + Cu, … Особенности влияния компонентов на структуру.

л.к. – легирующий компонент, х.с. – хим. соединение. Если полиморфные превращения, значит перекристаллизация. I Сплавы – твёрдые растворы (однофазные сплавы, высокая прочность + высокая пластичность), II Механические смеси (α + х.с. – двухфазные: более высокая прочность), III Хим. соединения (хрупкие) – редко исп. В промышленности.

Сплав меди с цинком (латуни).

α – тв. р-р Zn в меди, β и β′ - хим. соединения, β′ - более хрупкое. Сплавы, в которых много β и β′, плохо деформируются, поэтому используются как литейные. Для кованных и литых сплавов весной и осенью (влажность высокая) образуются трещины на поверхности. Сезонное растрескивание – коррозия под действием влаги и напряжения (наклёп + влага). Стараются снять наклёп, сделать нагрев выше t_кр, порядка 300°C, тогда сезонного растрескивания не возникнет. Изменение свойств латуни.

Латуни: 1) красные латуни, самые дорогие, цинк – жёлтый, медь красная, красные латуни не подвержены сезонному растрескиванию, Л80 (80% Cu), самовары делают из красной латуни; 2) сплавы, характеризующиеся пластичностью; 3) латуни с высокой прочностью, автоматные (изг. на станках-автоматах), обладают хорошей обрабатываемостью резанием, ЛС-59-1 (латунь свинцовая с 59% Cu и 1% Pb), самые дешёвые; 4) сложные латуни.

 

 

Оловянные бронзы – сплавы на основе меди + олово.

Влияние олова на сплавы меди. Олово улучшает литейные св-ва, т.к. снижает температуру плавления, образуется эвтектика, которая уменьшает ликвацию. Олово уменьшает коэффициент усадки, можно сделать художественное литьё. Много пор у оловянной бронзы, поэтому плохо работает под давлением пара. Эти сплавы коррозионно-стойкие, используются в судостроении. Оловянная бронза с течением времени темнеет, поэтому из них часто изготавливают украшения. Низкий коэффициент трения. Есть однофазные (5-6% Sn) и двухфазные (>8% Sn). Из однофазной бронзы изготавливают медные монеты, т.к. у них высокая пластичность и хорошая коррозионная стойкость. Чаще используются двухфазные бронзы, их используют для подшипников скольжения. БрОФ-10-1 (бронза оловянно-фосфорная, 10% олова, 1% фосфора), БрОЦС-5-5-5 (с цинком свинцовая).

7. АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫАлюминий и его свойства

Алюминий(лат. Aluminium, от alumen - квасцы) - химический элемент III гр. периодической системы, атомный номер 13, атомная масса 26,98154. Серебристо-белый металл, легкий, пластичный, с высокой электропроводностью, tпл = 660 С. Химически активен (на воздухе покрывается защитной оксидной пленкой). По распространенности в природе занимает 4-е место среди элементов и 1-е среди металлов (8,8% от массы земной коры). Известно несколько сотен минералов Алюминия (алюмосиликаты, бокситы, алуниты и др.). Получают электролизом глинозема Al2О3 в расплаве криолита Na3AlF6 при 950 С. Алюминий имеет решётку гранецентрированного куба, устойчив при температурах от -269 С до точки плавления (660 С). Алюминий не имеет аллотропических изменений, элементарная ячейка состоит из 4 атомов. Теоретическая плотность алюминия равна
2698,72 кг/м3. Экспериментальные значения для поликристаллического материала находятся в пределах от 2696,6 до 2698,8 кг/м3.