Магний и сплавы на его основе

ИНФОРМАЦИОННАЯ СПРАВКА№1

 

Алюминий и сплавы на его основе

Алюминий – лёгкий металл серебристого цвета; его свойства:

- устойчив к коррозии;

- легко обрабатывается.

-обладает антимагнитностью,

-огне- и сейсмоустойчивостью

 

Изделия в конструкциях из алюминиевых сплавов при ударе не дают искр. Они экономичны по профилю, имеют также хороший внешний вид и не требуют дополнительной отделки лицевой поверхности, легко обрабатывается резанием.

Алюминий широко применяется в авиации, электротехнике, строительстве, быту, машиностроении (элементов каркаса, обшивки кузова полуприцепа автофургона, рефрижератора) и других видах деятельности человека.

Алюминиевые сплавы делят на две группы по способам получения изделий из них: деформируемые сплавы, изделия из которых получают обработкой давлением, и литейные сплавы, изделия из которых получают литьем.

Существуют 5 групп деформируемых сплавов алюминия по ГОСТ 4784 – 97 и 5 групп литейных сплавов алюминия по ГОСТ 1583 – 93.

Доля деформируемых сплавов алюминия, используемых в машиностроении, составляет около 80%, доля литейных около 20%.

Деформируемые сплавы делят на две подгруппы: сплавы упрочняемые термической обработкой. Дюралюминий – сплав алюминия с медью, магнием, цинком и др. серебристого цвета.  Дюралюмины обладают высокой пластичностью (относительное удлинение до 40%) и хорошо обрабатываются давлением, как в горячем, так и в холодном состоянии.

Примеры марок: Д1, Д16, Д18.

Состав группы литейных сплавов также очень разнообразен.

Здесь широкое применение находят силумины – сплавы алюминия с кремнием до 13,5% и другими элементами. Эти сплавы имеют плотность почти в три раза меньше, чем у стали и имеют хорошие механические свойства. Силумины, как и дюралюмины, очень чувствительны к примесям железа, снижающим их прочность и пластичность.

Примеры марок: АК13, АК12, АК9.

 

ИНФОРМАЦИОННАЯ СПРАВКА№1

Титан и сплавы на его основе

Титан – металл серебристо-белого цвета. Температура плавления – 1670 °С. Этот металл имеет две полиморфные модификации. Низкотемпературная модификация – Τiα, решетка ГПУ, существует до 882 °С. Высокотемпературная модификация – Tiβ, решетка ОЦК. Плотность α-титана составляет 4,5 г/см3, а плотность β-титана – 4,3 г/см3 при 900 °С.

Промышленные марки технического титана – ВТ1-00 (99,53% Ti) и ВТ1-0 (99,48% Ti).

    Как и большинство чистых металлов, титан имеет невысокую прочность и высокую пластичность, но совсем другое дело сплавы на основе титана. Однако титан имеет низкий модуль упругости (почти в 2 раза меньший, чем у железа), что не позволяет изготавливать из него жесткие конструкции. К недостаткам титана относятся также низкие антифрикционные свойства и плохая обрабатываемость резанием. Для титана и его сплавов характерны следующие ценные свойства:

Высокая удельная прочность. Сплавы титана превосходят по удельной прочности основные металлические конструкционные материалы: сталь, сплавы меди и алюминия.

Высокая коррозионная стойкость в самых агрессивных средах.

Высокая жаропрочность и хладностойкость.

 

Технический титан широко применяется в химической промышленности для изделий, работающих в агрессивных средах.

Титановые сплавы – это, может быть самые совершенные материалы, которыми располагает современная техника. Прочность некоторых титановых сплавов в два – три раза выше прочности чистого титана. Они превосходят все другие распространенные сплавы по такому важному показателю, как удельная прочность (отношение прочностной величины к плотности материала). Поэтому основную роль в современном машиностроении играют титановые сплавы, а не чистый титан.

Важной особенностью титановых сплавов является то, что они поддаются упрочняющей термической обработке.

Маркировка титановых сплавов ВТ1-00 (99,53% Ti) и ВТ1-0 (99,48% Ti).

Основными легирующими элементами в титановых сплавах служат Al, Mo, V, Mn, Cr, Sn, Fe, Zr, Nb, причем место каждого элемента в этом перечне соответствует его важности и масштабу применения в качестве легирующей добавки к титану.

 

По назначению можно выделить следующие титановые сплавы:

ž сплавы конструкционные свариваемые;

ž сплавы для фасонного литья;

ž высокопрочные сплавы;

ž жаропрочные сплавы;

ž сплавы со специальными свойствами (для криогенных температур, для особо суровых условий коррозии).

 

Сплавы на основе титана делятся на однофазные и двухфазные.

Широко применяются сплавы титана и химической, медицинской и атомной промышленности. Большая масса титановых сплавов потребляются оборонной промышленностью.

 

В авиастроении сплав применяется для получения обшивки, различных креплений, деталей шасси, силовых наборов и других агрегатов. Как показывают результаты проводимых исследований, внедрение подобного материала снижает вес примерно на 10-25%.

Еще одной сферой применения является ракетостроение. Кратковременная работа двигателя, движение на большой скорости и вхождение в плотные слои становится причиной, по которой конструкция переживает серьезные нагрузки, способные выдержать не все материалы.

 

В химической промышленности титановый сплав применяется по причине того, что он не реагирует на воздействие различных веществ.

В судостроении титан хорош тем, что не реагирует на воздействие соленой воды.

В целом можно сказать, что область применения титановых сплавов весьма обширна. При этом проводится легирование, за счет чего существенно повышаются основные эксплуатационные качества материала.

 

ИНФОРМАЦИОННАЯ СПРАВКА№1

Магний и сплавы на его основе

Магний — металл серебристо-белого цвета с плотностью 1,74 г/см³ и температурой плавления 651°С; имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую решетку; аллотропических превращений не имеет.

Немагнитный, обладает высокой теплопроводностью. При нормальных условиях на воздухе покрывается оксидной пленкой. При нагревании свыше 600 °С металл горит с выделением большого количества тепла и света. Горит в углекислом газе и активно реагирует с водой.

Магний не взаимодействует со щелочами, реагирует с кислотами с выделением водорода. Устойчив к галогенам и их соединениям; Магний малостоек к коррозии, этот недостаток исправляют добавлением в сплав небольших количеств титана, марганца, цинка, циркония.

Получают магний различными способами, из природных минералов и морской воды. Для получения сплавов к магнию добавляют легирующие элементы, повышающие его свойства.

Магниевые сплавы разделяют на литейные и деформируемые. Из литейных сплавов получают детали методом фасонного литья; их маркируют буквами МЛ, что означает магниевый литейный сплав. Деформируемые сплавы используют для получения полуфабрикатов и изделий путем пластической деформации (прокатка, ковка, штамповка и т.д.). Деформируемые магниевые сплавы маркируются двумя буквами МА. За буквами МЛ и МА ставятся цифры, указывающие номер сплава.

По плотности магниевые сплавы разбиваются на легкие и сверхлегкие. К сверхлегким относится сплавы, легированные литием (МА21, МА18), а к легким – все остальные. Сплавы магния с литием (МА21, МА18) – самые легкие конструкционные металлические материалы.

Различают термические упрочняемые и термически не упрочняемые сплавы.

Магниевые сплавы применяют в конструкциях переносных ручных и механизированных инструментов и машин (сверлильные и шлифовальные машины, пилы для лесной промышленности, газонные косилки, пневматические инструменты и др.).

Их используют в электротехнике и радиотехнике (корпуса приборов, электродвигателей), в текстильной промышленности (бобины, шпульки, катушки и др.) и других отраслях.

Большая часть добываемого магния используется для производства магниевых конструкционных сплавов, востребованных в авиационной, автомобильной, атомной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в приборостроении.

— Магний широко используется для получения некоторых металлов методом восстановления (ванадий, цирконий, титан, бериллий, хром и т. д.); для придания стали и чугуну лучших механических характеристик, для очистки алюминия.
— В чистом виде входит в состав многих полупроводников.
— В химической промышленности порошковый магний используют для осушения органических веществ, например, спирта, анилина. Магнийорганические соединения применяются в сложном химическом синтезе (например, для получения витамина А).
— Порошок магния востребован в ракетной технике в качестве высококалорийного горючего. В военном деле — при производстве осветительных ракет, трассирующих боеприпасов, зажигательных бомб.
— Чистый магний и его соединения идут на изготовление химических мощных источников тока.