Все материалы по химической основе делятся на две основные группы — металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. Металлы составляют более 2/3 всех известных химических элементов.
В свою очередь, металлические материалы делятся на черные и цветные.
К черным относятся железо и сплавы на его основе — стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низкими механическими свойствами по сравнению со сплавами, и поэтому их применение ограничивается теми случаями, когда необходимо использовать их специальные свойства (например, магнитные или электрические).
Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы. На основе железа изготавливают более 90% всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми. Из цветных металлов наибольшее промышленное значение имеют алюминий, медь, магний, титан и др.
Сплавы цветных металлов.
Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы — пластмассы, керамика, резина и др. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами по сравнению с металлическими материалами. Но использование их в промышленности невелико (до 10%) и предсказание тридцатилетней давности о том, что неметаллические материалы к концу века существенно потеснят металлические, не оправдалось.
Применение чугуна в машиностроении
На машиностроительных заводах по большей части производится ковкий ферритный чугун, и в незначительных количествах перлитный, несмотря на то, что последний отличается более высокой износоустойчивостью, прочностью, отлично работает при высоких температурах, имеет высокую усталостную прочность, глушит вибрации и т. д.
Из ковкого перлитного чугуна изготовляются такие детали, как распределительные и коленчатые валы, поршни дизельных моторов, клапанные коромысла, элементы сцепления и многое другое.
Материал с шаровидным графитом нашел применение в автопромышленности в качестве современного конструкционного чугуна и заменителя углеродистой стали, а также серого и ковкого чугуна.
Области использования такого материала определяются его высокими эксплуатационными, конструкционными и технологическими характеристиками и в большинстве случаев прекрасным сочетанием данных свойств.
Главной отличительной чертой чугуна является его применение в изготовлении как небольших деталей, вес которых составляет несколько сот граммов (к примеру, поршневые кольца), так и довольно крупных деталей, вес которых может достигать до 150 т; как толстостенных (до 10 см), так и тонкостенных (от 3 до 5 мм) деталей. Детали используются не только в литом состоянии, но и после необходимой термической обработки. Все мы прекрасно помним из повседневного быта чугунные ванны, которые отличаются от прочих прекрасными эксплуатационными характеристиками, при этом их вес очень велик. В автомобилестроении же, такой вид чугуна применяют для изготовления блока цилиндров мотора.
Цветные металлы и сплавы Теория Материаловедение
Ярким примером использования такого вида чугуна, заменившего стальные поковки, считаются коленчатые валы для моторов крупных дизельных тракторов и автомобилей. Такие чугунные детали кроме того что дешевле кованых стальных, еще и превосходят их по качествам эксплуатации.
Применение сталей в машиностроении
Для изготовления автомобильных деталей применяют многие марки малоуглеродистых и среднеуглеродистых легированных и низколегированных сталей, предусмотренных ГОСТ 4543-71 и ГОСТ 19282-73. Иногда применяют также стали, не включенные в настоящее время в ГОСТ и производящиеся по ТУ заводов автомобильной промышленности. В табл. 5 приводятся наиболее распространенные группы и марки легированных сталей (ГОСТ 4543-71), примеры их применения при производстве автомобильных деталей и характерные варианты их термической обработки. Легированные стали, как правило, подвергаются термической или химико-термической обработке.
Низколегированные стали (ГОСТ 19282-73) обычно содержат до 0,25 % недефицитных, но достаточно сильно действующих легирующих элементов. Использование этих сталей вместо углеродистых позволяет уменьшить массу и сечение деталей при обеспечении прежних или более высоких механических качеств. По сравнению с качественными углеродистыми сталями эти стали отличаются повышенной прочностью, износостойкостью, коррозионной стойкостью благодаря увеличенному содержанию в них марганца, хрома, меди, других присадок. Вместе с тем они обычно дешевле легированных сталей, поэтому использование их в автостроении с годами увеличивается. Особенно большое применение низколегированные стали получили при изготовлении деталей рам грузовых автомобилей (лонжеронов и поперечин), дисков и других деталей колес, картеров задних мостов.
Применение цветных металлов и их сплавов в машиностроении
Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных свойств: хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и другими достоинствами. Благодаря этим качествам цветные металлы и их сплавы занимают важное место среди конструкционных материалов.
Из цветных металлов в автомобилестроении в чистом виде и в виде сплавов широко используются алюминии, медь, свинец, олово, магний, цинк, титан.
Дата добавления: 2016-06-05 ; просмотров: 5663 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник: poznayka.org
Цветные металлы и сплавы
1. Общие сведения о цветных металлах и сплавах. Классификация цветных металлов.
2. Алюминий, его свойства, применение и технология производства. Торговые сорта алюминия. Сплавы на основе алюминия. Маркировка.
3. Титан, свойства, применения и технология производства. Торговые сорта титана и титановых сплавов. Маркировка.
4. Медь, ее свойства, применение и технология производства. Торговые сорта меди. Медные сплавы. Маркировка.
5. Благородные (драгоценные, ювелирные) цветные металлы и сплавы. Свойства и маркировка.
6. Контроль качества цветных металлов и сплавов
Общие сведения о цветных металлах и сплавах. Классификация цветных металлов.
Цветные металлы применяются в технике реже, чем черные. Причины:
— сложность процесса их выплавки,
Во многих случаях, когда это возможно, их заменяют черными металлами, пластмассами и другими материалами. Однако цветные металлы имеют ценные свойства, которые делают их применение в технике неизбежным. Например, Cu и Al обладают высокой электро- и теплопроводность и применяются в электропромышленности.
В технике широко применяются не только чистые цветные металлы, но и их сплавы, которые нашли широкое применение в качестве продукции технического, бытового и специального назначения.
Из большого числа цветных металлов и сплавов наибольшее распространение получили сплавы на основе алюминия, титана, меди, которые широко применяются в химической промышленности, авиа- и ракетостроении, в космической технике.
Цветные металлы и сплавы условно принято делить на четыре группы:
К легким металлам относят: алюминий, магний и титан, литий, бериллий, которые имеют более низкую относительную плотность по сравнению с железом.
К тяжелым металлам из числа широко применяющихся относят: медь, никель, кобальт, относительная плотность которых выше чем у железа и температура плавления достаточно высокая.
К тяжелым легкоплавким металлам относят: цинк, свинец, олово, сурьма, кадмий, которые имеют высокую относительную плотность, но температура плавления их существенно ниже, чем у железа.
К благородным металлам относят: золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, осмий и др.); они отличаются от всех прочих металлов высокой химической стойкость и красивым внешним видом.
Дополнительно выделяют еще следующие группы металлов:
— тугоплавкие – вольфрам, молибден, ниобий, ванадий, имеющих температуру плавления более высокую, чем железо;
— урановые металлы – актиноиды, используемые в атомной технике;
— редкоземельные (РЗМ) – скандий, иттрий, лантан и лантоноиды, применяемые в качестве присадок к сплавам других элементов;
— щелочноземельные – натрий, калий, литий, которые не находят применения в свободном состоянии из-за химической активности.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
3. Сплавы цветных металлов
Латунь имеет золотистый цвет. Она твёрже, чем исходные металлы, устойчива к коррозии, имеет высокую электропроводность, легко поддаётся обработке.
Из латуни изготавливают музыкальные инструменты, водопроводные краны и трубы, дверную фурнитуру, токопроводящие детали, ювелирные изделия.
Рис. (1). Изделия из латуни
Бронза — это сплав меди с оловом и другими металлами (бериллий, алюминий, марганец).
Оловянная бронза была одним из первых сплавов, освоенных человеком. Она твёрже и тяжелее меди и имеет более низкую температуру плавления. Это литейный сплав, из которого изготавливают дверную фурнитуру и разные детали (шестерни, втулки и т. д.), а также статуи, памятники, колокола.
Рис. (2). Царь-колокол
Мельхиор — это медно-никелевый сплав, а нейзильбер состоит из меди, никеля и цинка. Эти сплавы устойчивы к коррозии и используются в судостроении и энергетике. Из них изготавливают монеты, детали различных машин, медицинские инструменты, столовую посуду. Из нейзильбера штампуют ордена и медали.
Рис. (3). Ложки из мельхиора
К медным сплавам относится также константан . Он состоит из меди, никеля и марганца, используется для изготовления электронагревательных приборов.
Сплавы алюминия
Дюралюминиевые сплавы состоят из алюминия с добавками меди, марганца, магния и других металлов. Эти лёгкие и прочные сплавы находят применение в построении корпусов самолётов, речных и морских судов.
Рис. (4). Катер из дюралюмина
Силумин — сплав алюминия и кремния. Используется в производстве бытовых предметов, в автомобилестроении и самолётостроении.
Рис. (5). Посуда из силумина
Ещё один алюминиевый сплав — электрон . Это сплав алюминия и магния с добавками цинка и марганца. Он лёгкий, прочный, устойчивый к коррозии. Применяется в производстве самолётов.
Источник: www.yaklass.ru