Цветные металлы и сплавы

       За исключением чёрных металлов, т.е. железа и его сплавов, все остальные металлы и сплавы называются цветными. Цветные металлы и сплавы называются лёгкими, если они имеют плотность менее 5 г/см³. К лёгким сплавам относятся материалы на основе магния (1,74 г/см³), алюминия (2,70 г/см³) и титана (4,50 г/см³). Цветные металлы и сплавы с плотностью, большей чем у железа (7,87 г/см³), называются тяжёлыми. К тяжёлым металлам относятся в порядке возрастания плотности, например, ниобий (8,57 г/см³), кобальт (8,90 г/см³), никель (8,90 г/см³), медь (8,94 г/см³), молибден (10,20 г/см³), серебро (10,50 г/см³), свинец (11,34 г/см³), ртуть (13,50 г/см³), тантал (16,60 г/см³), уран (19,04 г/см³), вольфрам (19,30 г/см³), золото (19,32 г/см³), плутоний (19,80 г/см³), платина (21,45 г/см³), осмий (22,61 г/см³), иридий (22,65 г/см³).

Наибольшее применение в машиностроении нашли сплавы на основе алюминия, магния, титана и меди.

Для изготовления деталей высокотемпературных газовых турбин, камер сгорания, корпусов двигателей и сопел ракетной и авиационной техники широко применяются нимоники – жаропрочные сплавы на никелевой основе (55-77%), легированные большим количество хрома (например, наиболее широко применяемый жаропрочный сплав ХН77ТЮР содержит 77% никеля, 20% хрома, а в остальные 3% входят титан, алюминий и бор), а в электротехнической промышленности применяются пермаллои – сплавы никеля (40-83%) с железом, обладающие высокой магнитной проницаемостью.

       Другие из перечисленных цветных металлов в основном используются в технике в качестве легирующих компонентов или по специальному назначению, например, ртуть в термометрах и манометрах, иридий – для создания эталонов мер и деталей высокоточных измерительных приборов, сплавы иридия с осмием или платиной – для создания сверхтвёрдых и износостойких изделий.

Классификация, маркировка, механические

И эксплуатационные свойства алюминиевых сплавов

       Технический алюминий маркируется как АД и АД1 и применяется для изделий, не несущих особой нагрузки (кабели, провода, фольга, посуда, цистерны для молока и т.п.).

       Более широко используются сплавы алюминия, которые разделяют на деформируемые и литейные. Те и другие могут быть неупрочняемые и упрочняемые термообработкой.

К неупрочняемым термообработкой деформируемым сплавам относят сплавы алюминия с марганцем, маркируемые как АМц (этот сплав содержит около 1,5% Mn), и сплавы алюминия с магнием, маркируемые как АМг (этот сплав содержит около 1,5% Mg, а сплав АМг6 – 6% Mg). Эти сплавы обладают высокой пластичностью и невысокой прочностью.

       К упрочняемым термообработкой деформируемым сплавам относят дуралюмины (называемые также дюралями или дюралюминиями), являющиеся сплавами алюминия с медью, магнием и марганцем, маркируемые как Д1, Д16, Д18. В ковочные сплавы АК6 и АК8 кроме меди, магния и марганца входит также кремний. Эти же компоненты входят и в авиаль (авиационный алюминий) АВ, который отличается меньшей прочность, но обладает высокими пластичностью и пределом выносливости, а также хорошей коррозионной стойкостью. Наиболее высокопрочными являются сплавы В95, В96, в которые помимо указанных компонентов входит большое (до 8,6%) количество цинка. Эти сплавы обладают пределами прочности и текучести, не уступающими многим качественным среднеуглеродистым сталям (s_в»700 МПа, s_т»600 МПа), но имеют низкую пластичность, в связи с чем их надо деформировать либо в горячем состоянии, либо в холодном после отжига.

       В качестве литейных алюминиевых сплавов наиболее широко используют силумины – сплавы алюминия с кремнием (до 13%) АК12, АК9ч, АК7ч. Используют и более сложные по составу сплавы типа сплава АК12ММг, в который, помимо кремния, входят также медь и магний.

Алюминиевые сплавы могут обладать следующими механическими свойствами: s_т=630 МПа (В96), s_в=700 МПа (В96), НВ 180 (В96), d=23% (АМц).

Алюминиевые сплавы могут проявлять высокие усталостную прочность, коррозионную стойкость и вибростойкость. Есть жаропрочные алюминиевые сплавы, хорошо работающие при температурах около 300–350°С (в компрессорах турбореактивных двигателей). Алюминиевые сплавы обладают достаточно высокой удельной прочностью, т.е. пределом прочности или текучести, отнесённым к удельному весу. Например, указанные выше прочностные показатели алюминиевого сплава В96 после закалки и искусственного старения соответствуют закалённой стали 45. Если заменить опорный цилиндр из стали 45 на такой же цилиндр из алюминиевого сплава В96, то он будет столь же прочен, но при этом будет весить в 3 раза легче. Поэтому достаточно высокая удельная прочность алюминиевых сплавов обуславливает их широкое применение в авиастроении.

Классификация, маркировка, механические