Презентація на тему "Кольорові метали і сплави"

Тема: Кольорові метали і сплави

МЕТА: Вивчити кольорові метали та сплави, їх властивості, маркування та застосування

ПЛАН ЗАНЯТТЯ Властивості, маркування і застосування міді, бронзи, латуні. Властивості, маркування і застосування алюмінію і сплавів на алюмінієвій основі. 3. Сплави магнію і титану, їх маркування і застосування. 4. Антифрикційні сплави.

Властивості, маркування і застосування міді, латуні, бронзи

Мідь отримують з мідних, мідно-молібденових, мідно-нікелевих і поліметалічних руд. Заводи випускають чорнову (99%), рафіновану вогневим (99,6% Cu) і електролітичним (99,95% Cu) методами мідь. Отримання міді

Процес добування міді включає три основні етапи: збагачення мідної руди; виплавка чорнової міді; рафінування міді. Отримання міді

густина 8,9∙103 кг/мі; температура плавлення tпл = 1083○С; достатньо висока механічна міцність; задовільна стійкість по відношенню до корозії; добра оброблюваність; відносна легкість паяння і зварювання. Властивості міді

М’яка мідь використовується: для виготовлення струмопровідних жил кабелів, обмотувальних і монтажних проводів. Тверда мідь використовується: для виготовлення розподільних пристроїв; для виготовлення колекторних пластин електричних машин; для виготовлення фольгованого гетинаксу. Застосування міді

Вироби із застосуванням міді Обмотки електричних машин Обмотки силового трансформатора

Мідні труби для водопроводу

Мідь в дизайні будинку

Мідні кріпильні вироби

Вироби із міді Багатожильний мідний провід Плата печатного монтажу Мідний дріт Мідна фольга

Мідні труби

СПЛАВИ НА МІДНІЙ ОСНОВІ БРОНЗА ЛАТУНЬ

ВЛАСТИВОСТІ БРОНЗ Бронзами називають сплави міді, в яких цинк або нікель не являються основними легуючими елементами. Бронзи порівняно з латунню мають кращі механічні, антифрикційні властивості і корозійну стійкість. Температура плавлення: 930-1140 °C; Густина: 7,5-8,8 г/смі.

Класифікація бронз За технологічною ознакою Б Р О Н З И деформівні ливарні

Класифікація бронз За хімічним складом Б Р О Н З И олов’яні безолов’яні

МАРКУВАННЯ ДЕФОРМІВНИХ БРОНЗ Деформівні бронзи маркують літерами Бр, далі літерами позначають елементи, що входять до складу бронзи: О — олово, Ц — цинк, А — алюміній, С — свинець, Ж — залізо, Х – хром, Мц — марганець, Б — берилій. Цифрами вказують середній вміст елементів у відсотках (вміст міді не вказують).

Приклад маркування деформівних бронз БрОЦС 6-6-3 ( міститься 6 % олова,6 % цинку, 3 % свинцю , решта – мідь). БрОФ 6,5-0,4 (міститься 6,5 % олова,0,4 % фосфору, решта – мідь). БрАМц10-2 (міститься 10 % алюмінію, 2 % марганцю, решта – мідь).

МАРКУВАННЯ ЛИВАРНИХ БРОНЗ Для ливарних бронз після букв Бр йде позначення основного легуючого елемента і цифра, яка вказує його вміст у відсотках, а потім в такому ж порядку букви і цифри для інших легуючих елементів.

Приклад маркування ливарних бронз БрА9Ж4 (містить 9% алюмінію, 4% заліза, решта – мідь). БрО3Ц7С5Н1 (містить 3% олова, 7% цинку, 5% свинцю, 1%нікель, решта – мідь).

Застосування бронз для частин насосів і арматури; для арматури, що працює у воді і водяній парі під тиском до 245 МПа; для пружин, деталей машин і підшипників; для струмопровідних пружин, контактів, штепсельних роз’ємів; для трубок контрольно-вимірювальних та інших приладів, для манометричних пружин тощо.

Застосування бронз Втулки бронзові Бронзова стрічка

Квадрига святого Марка. IV ст. до н. е (Венеція, Італія)

ЛАТУНЬ Латунь — сплав міді та цинку. Густина 8,4 ∙103 —8,73 ∙103 кг/мі. Питомий електричний опір — (0,07…0,08) ∙10-6 Ом·м. Температура плавлення латуні 900–940 °C. (Зі збільшенням вмісту цинку температура плавлення знижується).

Класифікація латуней ЗА ХІМІЧНИМ СКЛАДОМ Л А Т У Н І прості (ненаповнені) складні (леговані)

МАРКУВАННЯ ЛАТУНЕЙ Латуні маркують літерою Л. Після літери цифрою вказують вміст міді у відсотках. Для позначення легуючих елементів після літери Л пишуть початкові літери назв цих елементів (О — олово, С — свинець, Ж — залізо, Ф — фосфор, А – алюміній, К – кремній, Н - нікель). Вміст кожного з цих елементів показують відповідні цифри, які стоять після кількісного показника міді в латуні.

Приклад маркування латуней Л96 містить 95-97% міді, інше –цинк; Л68 містить 67-70% міді, інше – цинк; ЛС59-1 містить 57-60% міді, 0,8- 1,9% свинцю, інше – цинк;

МАРКУВАННЯ ЛИВАРНИХ ЛАТУНЕЙ При маркуванні ливарних латуней після літери Л вказують літеру Ц (цинк) і цифру, яка вказує вміст цинку у відсотках. Потім в такому ж порядку йдуть літери і цифри для інших легуючих елементів.

Приклад маркування ливарних латуней ЛЦ16К4 містить 16% цинку, 4% кремнію, 80%міді; ЛЦ40С містить 40% цинку;1% свинцю, 59% міді.

ЗАСТОСУВАННЯ ЛАТУНЕЙ Для виготовлення труб, прутків, дроту, фольги, втулок, підшипників, шестерень, арматури тощо.

2. Властивості, маркування і застосування алюмінію і сплавів на алюмінієвій основі

Відкриття алюмінію сталося в 1825 році. Вперше цей метал отримав датський фізик Ганс Християн Ерстед. Сучасний спосіб отримання алюмінію був відкритий в 1886 молодим американським дослідником Чарльзом Мартіном Холом. Одержання алюмінію

Густина 2,7 ∙103 кг/мі ; температура плавлення tпл = 660○С на повітрі вкривається тонкою оксидною плівкою, яка захищає метал від подальшої корозії; ковкий, пластичний; утворює легкі, міцні сплави. Властивості алюмінію

Застосування алюмінію Для виготовлення струмопровідних жил обмотувальних, монтажних і установочних проводів; для виготовлення неізольованих проводів для повітряних ліній електропередач; алюмінієві плівки використовують в інтегральних мікросхемах; з оксидованого алюмінію виготовляють котушки без додаткової міжвиткової і міжшарової ізоляції.

Застосування алюмінію Зовнішня реклама; обшивка автотранспорту; холодильна промисловість; ізоляція трубопроводу, систем кондиціювання та опалення; авіабудування; вагонобудування; виготовлення деталей.

Вироби із алюмінію Алюмінієва фольга Проводи для повітряних ліній електропередач

Вироби з алюмінію АВБбШв – кабель силовий алюмінієвий Кабель силовий алюмінієвий АВВГ СИП-2 - провід з алюмінієвими жилами Алюмінієвий дріт

Конденсатори марки "JENSEN" Вироби із застосуванням алюмінію Вимірювальні конденсатори

Вироби із застосуванням алюмінію

СПЛАВИ АЛЮМІНІЮ ДЮРАЛЮМІНІЙ (сплави типу Al—Cu—Mg, Al—Cu—Mn) АВІАЛЬ (сплави системи Al-Mg-Si) СИЛУМІН (сплави системи Al-Mn)

Маркування сплавів алюмінію "АЛ" позначають ливарні сплави – силуміни; "АВ" і "АД" позначають авіаль та деформовані алюмінієві сплави; - "Д" позначають дюралюміній; - "АК" позначають кувальні сплави; "АМг", "АМц" позначають сплави алюмінію з Mg та Mn.

Приклад маркування алюмінієвих сплавів АК6 АК8 АЛ24 Д16 Д18 АЛ4 АЛ9 АЛ5

Застосування алюмінієвих сплавів в авіаційній (обшивка літаків, шпангоути, лонжерони, паливні та масляні баки), суднобудівній (корпуси суден), автомобільній, приладобудівній та інших галузях промисловості, а також у виробництві товарів народного споживання.

Застосування алюмінієвих сплавів Поршні з алюмінієвих сплавів Рейкові стелі із алюмінієвих сплавів Казан з дюралюмінію

Застосування алюмінієвих сплавів Заготовка ключа силумін Частина газової колонки Вироби з дюралюмінію

3. Сплави магнію і титану, їх застосування і маркування

Вперше металічний магній був отриманий англійським хіміком Г. Деві у1808 р. Основними видами сировини для отримання магнію є магнезит, карналіт і бішофіт. В даний час поряд з розвитком електролі-тичного способу удосконалюються силікотермічний і карботермічний способи отримання магнію. Отримання магнію

Властивості магнію густина 1,74∙103 кг/мі; температура плавлення tпл = 651○С; задовільна стійкість по відношенню до корозії; м‘який, пластичний; добре оброблюється різанням; має невисокі механічні і ливарні властивості; з багатьма металами утворює сплави.

Застосування магнію      Магній використовується: в резервуарах для збереження хімічних речовин, трубопроводах і судах, у виробництві запалювальних бомб та феєрверків.

Застосування магнію використовується при виготовленні надлегких сплавів для авіаційної та ракетної техніки; як легуючий компонент в алюмінієвих сплавах; як відновник при магнієтермічному одержанні металів (титану, цирконію тощо); у виробництві високоміцного магнієвого чавуну зі включеним графітом.

Класифікація магнієвих сплавів За механічними властивостями МАГНІЄВІ СПЛАВИ

Класифікація магнієвих сплавів За здатністю до зміцнення з допомогою термічної обробки  МАГНІЄВІ СПЛАВИ СПЛАВИ, ЩО ЗМІЦНЮЮТЬСЯ ТЕРМІЧНИМ ОБРОБЛЕННЯМ СПЛАВИ, ЩО НЕ ЗМІЦНЮЮТЬСЯ ТЕРМІЧНИМ ОБРОБЛЕННЯМ

Класифікація магнієвих сплавів За технологією переробки  МАГНІЄВІ СПЛАВИ ЛИВАРНІ (маркують літерами МЛ і порядковим номером) ЗДЕФОРМОВАНІ (маркують літерами МА і порядковим номером)

Приклад маркування магнієвих сплавів МА5 МА14 МЛ15 МЛ8 МА11

Застосування магнієвих сплавів в авіа-, автомобіле-, судно- і ракетобудуванні; в текстильній, поліграфічній і електротехнічній промисловості;   в ланцюгових пилах і частинах обладнання; в спортивних товарах(бейсбольні біти, риболовні снасті)

Застосування магнієвих сплавів Поєднання високоміцних сталей з алюмінієвими і магнієвими сплавами, а також застосування композитних матеріалів дозволило знизити вагу кузова на 70 кг.

Застосування магнієвих сплавів Рами з магнієвих сплавів одні із самих легеньких на сьогоднішній день. Основні переваги таких рам - низька вага й здатність поглинати вібрації.

Застосування магнієвих сплавів Диск колеса автомобілю Формули-1 Ferrari, виготовлений з магнієвого сплаву

Застосування магнієвих сплавів Samsung Galaxy S7 отримає корпус зі скла і нового магнієвого сплаву

Отримання титану Вперше металічний титан добув Берцеліус у 1825 році. Промисловий спосіб добування титану був розроблений лише у 40-х рр. XX століття. Промислове добування титану в основному проводиться з рутилу (TiO2 60%) і ільменіту (FeTiO3 31,6%).

Властивості титану густина 4,54∙ 103 кг/мі; температура плавлення tпл =1675 °C; має високу корозійну стійкість, високу міцність (зберігає свою міцність при високих температурах (до 500 °C)), холодостійкість; добре оброблюється тиском та зварюється.

Застосування титану в суднобудуванні, авіаційній промисловості, виготовленні ракет, хімічних виробництвах; як легуючі добавки в різних сплавах, які володіють підвищеними характеристиками твердості і жароміцності; з титану виготовляють трубопроводи, ємності, запірну арматуру, фільтри, використовувані при перегонці і транспортуванні кислот та інших хімічно активних речовин.

ДЕ ВИ КОРИСТОВУЄТЬСЯ ТИТАН ДЕ ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ТИТАН АВІАБУДУВАННЯ СУДНОБУДУВАННЯ ВІЙСЬКОВА ТЕХНІКА МЕДИЦИНА СПОРТ Елементи фюзеляжу і двигунів Деталі суден, які найбільше піддаються корозії Деталі стрілецької зброї і броня бойових машин Протези і зубні імплантанти СПОРТ Велосипеди, клюшки для гольфу, ковзани Металічний титан Діоксид титану В Україні зосереджено 20% світових запасів титану ЛАКОФАРБНА ПРОМИСЛОВІСТЬ ВИРОБНИЦТВО ПЛАСТИКА ВИРОБНИЦТВО ПАПЕРУ КОСМЕТИЧНА ПРОМИСЛОВІСТЬ ФАРМАЦЕВТИЧНА ПРОМИСЛОВІСТЬ ПОСУД, ОДЯГ Лаки, фарби, грунтовка Склопакети, меблі Папір, картон Сонцезахисні креми, емульсії Оболонка пігулок Титанова руда

Застосування титану Аеробус

Вироби з титану

Вироби з титану

Властивості титанових сплавів легкість; висока міцність в інтервалі температур від криогенних (-250 °С) до помірно високих (300—600 °С); відмінна корозійна стійкість.

Класифікація титанових сплавів За технологічною ознакою ЛИВАРНІ ДЕФОРМІВНІ

Класифікація титанових сплавів За фізико-хімічними і механічними властивостями ТИТАНОВІ СПЛАВИ

Маркування титанових сплавів Титан і його сплави маркують літерами "ВТ" та порядковим номером: ВТ1-00, ВТЗ-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14. П'ять титанових сплавів позначені інакше: 0Т4-0, 0Т4, 0Т4-1, ПТ-7М, ПТ-3В.

Застосування титанових сплавів в авіаційній техніці (обшивка літаків, диски й лопаті компресорів тощо), ракетно-космічній техніці (корпуси двигунів, балони для стиснутих і скраплених газів, сопла тощо), в хімічній і нафтовій промисловості (клапани, вентилі для середовищ хлору та його розчинів, теплообмінники, що працюють в азотній кислоті), суднобудуванні (гребні гвинти, обшивки морських суден, підводних човнів, торпед), холодильній (кріогенній) техніці тощо.

4. Антифрикційні сплави

Антифрикці́йні спла́ви   - сплави, що характеризуються низьким коефіцієнтом тертя, значною зносостійкістю і достатньою міцністю, доброю припрацьовуваністю, корозійною стійкістю, відсутністю схоплювання з поверхнею контакту.

Класифікація антифрикційних сплавів АНТИФРИКЦІЙНІ СПЛАВИ

Вимоги до антифрикційних матеріалів забезпечення низького коефіцієнта тертя; здатність утримувати мастило; добра припрацьовуваність, тобто здатність до швидкого збільшення реальної площі контакту у початковий період роботи пари; мала зношуваність поверхонь, що труться, і в першу чергу валів та осей, які працюють у парі з підшипником (мала зношувальна здатність);

Вимоги до антифрикційних матеріалів підвищений опір до заїдання та утворення задирів; достатня міцність, необхідна для стабільної роботи підшипника при високих питомих тисках; висока контактна витривалість для виключення викришування поверхні сплаву;

Вимоги до антифрикційних матеріалів гарна теплопровідність для відводу тепла, яке виділяється у вузлі тертя, що знижує температуру поверхонь контактуючих деталей; висока корозійна стійкість, оскільки в процесі експлуатації на вкладиші можуть впливати агресивні речовини;

Застосування антифрикційних сплавів Антифрикційні сплави застосовуються для виготовлення деталей, які працюють на стирання: вкладишів підшипників, напрямних втулок різних механізмів, поршневих кілець, черв'ячних коліс тощо.

Застосування антифрикційних сплавів Матеріалом для сепараторів підшипників однорядних є антифрикційні матеріали типу текстоліту, латуні, бронзи, дюралюмінію.

Застосування антифрикційних сплавів Напрямна втулка Напрямна втулка Напрямні клапани

Застосування антифрикційних сплавів Черв’ячна передача

Антифрикційні сплави Бабіти і чавуни застосовувалися на початковому етапі розвитку техніки і мають лише історичне значення. У міру зростання потужності двигунів, жорсткості режиму експлуатації, зниження металоємності відбувся перехід до твердіших підшипникових матеріалів на мідній, цинковій та алюмінієвій основі, добре сумісних зі сталями.

БАБІТИ Олов’яні бабіти (Б88, Б83) мають склад Sn – Sb – Cu. В них найкраще сполучення антифрикційних і фізико-механічних властивостей і використовуються для підшипників відповідального призначення важко навантажених машин, турбін.

БАБІТИ Свинцеві бабіти (Б16, БС6, БН) мають склад Pb – Sb – Ni – Cd. Їх застосовують для менш навантажених підшипників, та в вузлах ударних і знакозмінних навантажень.

БАБІТИ Цинкові бабіти (ЦАМ10-5, ЦАМ 9,5-1,5) їх склад Zn – Al – Cu. Для них характерна висока міцність, температура експлуатації становить до 100°С. Їх використовують в вузлах з невисокими швидкостями ковзання, для виготовлення біметалевих виробів, вкладишів, втулок тощо.

БАБІТИ Кальцієві бабіти (БКА, БК2, БК2Ш), їх склад Ca – Pb – Na. Вони мають невисоку міцність, тому розміщуються в міцних корпусах, або з них виготовляють тонкостінні підшипникові гільзи чи біметалеву стрічку.