Легкі метали ,сплави на їх основі

 

 

 

1.4. Ливарні алюмінієві сплави

 

Найширше поширені сплави системи Al-Si-силумини.

Силумин має поєднання високих ливарних і механічних властивостей, малий питому вагу. Типовий силумін сплав АЛ2 (АК12) містить 10-13% Si, Подвергается загартуванню і старіння (АК7 (АЛ9),АК9 (АЛ4).

 

1.5. Магній та її сплави

 

Магній – метал сріблисто-білого кольору. Температура плавління магнію 650°С. Кристалічна решітка гексагональна. Відрізняється низькою щільністю (1,74г/см3), добра оброблюваність різанням, здатністю сприймати ударні і гасити вібраційні навантаження.

Залежно від змісту домішок  встановлено такі марки магнію: Мг96 (99,96%Mg), Мг95 (99,95%Mg), Мг90 (99,90%Mg), магній високої чистоти (99,9999%Mg).

Магній хімічно активний метал, легко окислюється надворі. Чистий магній через низьких механічних властивостей (тимчасове опір 100-190МПа, відносне подовження 6-17%, твердість 30-40НВ) як конструкційний матеріал мало застосовують. Його використовують до піротехніки, у хімічній промисловості для синтезу органічних сполук, в металургії різних металів і сплавів як роскиснювач, восстановитель і легуючий елемент.

 

1.6. Сплави з урахуванням магнію

 

Перевагою магнієвих сплавів є висока питома міцність. Межа міцності магнієвих сплавів сягає 250-400 МПа при щільності менше двох грам на кубічний сантиметр. Сплави в гарячому стані добре куються, прокочуються і пресуються. Магнієві сплави добре обробляються різанням (краще, ніж стали, алюмінієві і мідних сплавів), добре шліфуються і поліруються.

Задовільно зварюються контактною та дугового зварюванням серед захисних газів.

До вад магнієвих сплавів  поруч із низькокоризуючою стійкістю та малим модулем пружності слід віднести погані ливарні властивості, схильність до газонасищєністю, окислювання і запаленню за її приготуванні.

По механічним властивостями  магнієві сплави поділяють на сплави невисокою і середній міцності, високопрочні і жароміцні, по схильність до зміцнення з допомогою термічної обробки – на упрочненні і не упрочнювані.

Деформуючі магнієві сплави. У сплавах МА1 і МА8 основним легирующим елементом є марганець. Термічною обробкою ці сплави не упрочнюються, мають доброю коризуючою стійкістю та зварюваністю. Сплави МА2-1 і МА5 ставляться до системи Mg-Al-Zn-Mn. Алюміній і цинк підвищують міцність сплавів, надають хорошу технологічну пластичність, що дозволяє виготовляти їх важкі, ковані і штамповані деталі складної форми (крильчатки і жалюзі капота літака). Сплави системи Mg-Zn, додатково леговані цирконієм (МА14), кадмієм, рідкоземельними металами (МА15, МА19 та інших) належать до високопрочних магнієвим сплавів. Їх застосовують для не зварюваних сильно навантажених деталей (обшивки літаків, деталей вантажопідйомних машин, автомобілів, ткацьких верстатів та інших.).

Ливарні магнієві сплави. Найбільше застосування знайшли сплави системи Mg-Al-Zn (>МЛ5,МЛ6). Вони широко застосовуються у літакобудуванні (корпусу приладів, насосів, коробок передач, ліхтарі і відчиняються двері кабін тощо), ракетній техніці (корпусу ракет, обтічники, паливні і кисневі баки, стабілізатори), конструкціях автомобілів, особливо гоночних (корпусу, колеса, помпи та інших.), в приладобудуванні (корпуси та деталі приладів). У результаті малої здатність до поглинання теплових нейтронів магнієві сплави використав атомної техніці, а завдяки високоїдемпфирующей здібності – під час виробництва кожухів для електронної апаратури.

Більше високими технологічними і механічними властивостями  мають сплави магнію з цинком і цирконієм (МЛ 12), і навіть сплави, додатково леговані кадмієм (МЛ8), рідкоземельними металами (МЛ9, МЛ10). Дані сплави застосовують для навантажених деталей літаків і авіадвигунів (корпусів компресорів, картеров, ферм шасі, колонок управління та інших.).

Магнієві сплави піддаються наступним видам термічної обробки: Т1 – старіння,Т2 – відпал,Т4 – гомогенізація і гарт надворі,Т6 – гомогенізація, гарт надворі і старіння,Т61 – гомогенізація, гарт в води і старіння.

 

1.7. Титан. Його властивості, застосування та маркування

 

Титан входить до складу більш ніж 70 мінералів і є одним з найпоширеніших елементів - вміст його в земній корі становить приблизно 0,6%. За зовнішнім виглядом титан схожий на сталь. Чистий метал пластичний і легко піддається механічній обробці тиском.

Титан існує в двох модифікаціях: до 882 ° С у вигляді модифікації  α з гексагональної щільно упакованої кристалічної гратами, а вище 882 ° С стійкістю є модифікація β об'ємно-центрованою кубічними гратами.

 Титан поєднує велику  міцність з малою щільністю  і високою корозійною стійкістю.  Завдяки цьому у багатьох випадках він має значні переваги перед такими основними конструкційними матеріалами, як сталь і алюміній. Ряд титанових сплавів по міцності в два рази перевершує сталь при значно меншої щільності і кращої корозійної стійкості. Однак через низьку теплопровідності утруднюється його застосування для конструкцій і деталей, що працюють в умовах великих температурних перепадів, і при роботі на термічну втому. До недоліків титану як конструкційний матеріал слід віднести також відносно низький модуль нормальної пружності.

Механічні властивості сильно залежать від чистоти металу і  попередньої механічної і термічної  обробки. Титан високої чистоти володіє хорошими пластичними властивостями.

Характерна властивість титану - здатність активно поглинати гази - кисень, азот і водень. Ці гази до відомих меж розчиняються в титані. Вже невеликі домішки кисню та азоту знижують пластичні властивості титану. Незначна домішка водню (0, 01-0, 005%) помітно підвищує крихкість титану.

Як конструкційний матеріал титан найбільше застосування знаходить в авіації, ракетній техніці, при спорудженні морських суден, в приладобудуванні та машинобудуванні. Титан і його сплави зберігають високі міцнісні характеристики при високих температурах і тому з успіхом можуть застосовуватися для виготовлення деталей, що піддаються високотемпературному нагріванню. Так, з його сплавів виготовляють зовнішні частини літаків (мотогондоли, елерони, керма повороту) і багато інші вузли й деталі - від двигуна до болтів і гайок. Наприклад, якщо в одному з двигунів замінити сталеві болти на титанові, то маса двигуна знизиться майже на 100 кг.

Оксид титану використовується для приготування титанових білил. Такими білилами можна забарвити в кілька разів велику поверхню, чим тим же кількістю свинцевого чи цинкового білила. До того ж титанові білила не отруйні. Титан широко застосовують у металургії, в тому числі в якості легуючого елемента в нержавіючих і жаростійких сталях. Добавки титану в сплави алюмінію, нікелю та міді підвищують їх міцність. Він є складовою частиною твердих сплавів для різальних інструментів, також успіхом користуються хірургічні інструменти із сплавів титану. Двоокис титану використовують для обмазки зварювальних електродів. Чотирихлористий титан (тетрахлорид) застосовують у військовій справі для створення димових завіс, а в мирний час для обкурювання рослин під час весняних заморозків.

В електротехніці і радіотехніці використовують порошкоподібний титан  в якості поглинача газів - при  нагріванні до 500 ° С титан енергійно  поглинає гази і тим самим забезпечує в замкнутому об’ємі високий вакуум.

Титан в ряді випадків є незамінним матеріалом в хімічній промисловості та у суднобудуванні. З нього виготовляють деталі, призначені для перекачування агресивних рідин, теплообмінники, що працюють в корозійно активних середовищах, підвісні пристрої, використовувані при анодування різних деталей. Титан інертний в електролітах та інших рідинах, застосовуваних у гальваностегії, і тому придатний для виготовлення різних деталей гальванічних ванн. Його широко використовують при виготовленні гідрометалургійної апаратури для нікелево-кобальтових заводів, так як він має високу стійкість проти корозії і ерозії в контакті з нікелевими і кобальтовими шламами при високих температурах і тисках.

Кольорове маркування титану:

2. Умови поставки, транспортування, зберігання

 

1. Металеві конструкції для будинків і промислових споруд можуть надходити на будівельні майданчики у вигляді окремих ланок і деталей (так званих «відправних елементів») або повністю підготовленими до монтажу.
2. На кожній конструкції («відправному елементі») повинні бути нанесені необхідні маркірувальні знаки:

• номер замовлення;
• умовне позначення, що прийняте в стандартах конкретних типів конструкцій або відображене в кресленнях.

3. ДБН Г.1-4-95 4.3  Перед відвантаженням виготовлені на заводі металеві конструкції потрібно обґрунтувати, а фрезеровані торці і внутрішні стінки отворів для болтів змастити маслом - технічним вазеліном або мастилом, що вказане в робочих кресленнях.

Отвори для шарнірів повинні  бути захищеними дерев'яними  заглушками.

4. Перевезення конструкцій допускається будь-яким видом транспорту за умови захисту їх від забруднення і механічних пошкоджень.

Підприємство-виготовлювач повинно складати схеми розміщення конструкцій на транспортних засобах  та їх закріплення при перевезенні.

5. Для приймання, зберігання і підготовки металевих конструкцій до монтажу при великих обсягах монтажних робіт доцільно на будівельному майданчику організувати центральний склад-базу або приоб'єктний склад. Базу потрібно оснастити кранами необхідної вантажопідйомності та іншими механізмами, стелажами і засобами зв'язку.
6. До подачі конструкцій з складу на монтаж потрібно виконати такі роботи:

• відсортувати їх за об'єктами, марками і черзі монтажу;
• оглянути, виявити пошкодження і ліквідувати їх;
• підготувати конструкції до монтажу (обчистити від іржі та забруднення і при необхідності укрупнити);
• нанести на елементи конструкцій необхідні риски, знаки, позначити місця стропування, вказати центри ваги;
• забезпечити конструкції монтажними пристроями, а опорні частини обчистити і змастити густими мастилами;
• пофарбувати в заданий колір.

7. Ферми або окремі відправні елементи потрібно перевозити і зберігати в робочому положенні. При цьому ферми повинні спиратись на дерев'яні підкладки, які встановлюють поблизу вузлів, за втовшки не менше ніж 50 мм для перевезення і не менше ніж 150 мм для зберігання ферм на будівельному майданчику.

(ДБН Г.1-4-95 Правила перевезення,  складування та зберігання матеріалів, виробів, конструкцій і устаткування  в будівництві.) Довжина підкладки  повинна перевищувати ширину  нижнього поясу ферми не менше  ніж на 100 мм.

При перевезенні і зберіганні потрібно забезпечувати надійність закріплення ферм і захист їх від  пошкоджень. Відправні елементи ферм доцільно з'єднати в пакети. Вага пакету повинна бути узгоджена з споживачем і не перевищувати 20 т.

8. Металеві листи та смуги завтовшки від 0,4 до 1,5 мм і завширшки понад 300 мм потрібно перевозити упакованими в дерев'яні гратовидні ящики, а смуги завширшки менше ніж 200 мм - загорнутими в щільний папір і покритими зверху і знизу дошками і перев'язаними сталевою пакувальною стрічкою (вага пачки до 20 т).

Листи холоднокатані завтовшки  до 1 мм слід перевозити упакованими  в дерев'яні ящики у вигляді  ґрат, а завтовшки понад 1 мм - без  упаковки.

Листи завдовжки понад 2 м  допускається поставляти згорнутими в  рулон.

Листи і смуги повинні  зберігатись в сухих закритих складських приміщеннях захищеними від дії атмосферних опадів, хімічних реагентів та корозії.

9. Дріт алюмінієвий діаметром від 0,6 до 5 мм потрібно перевозити в мотках до 20 кг. Допускається відвантажувати дріт діаметром до 1,5 мм намотаним на дерев'яні котушки і запакованим в дерев'яні ящики, застелені промисловим папером (загальною вагою не більше ніж 80 кг).

Дріт мідний для повітряних ліній зв'язку діаметром від 2,5 до 4 мм потрібно поставляти в мотках. Дріт біметалевий для повітряних ліній  зв'язку діаметром від 1,2 до 6 мм відвантажують  в мотках вагою від 10 до 40 кг, обгорнутих промасленим папером і обшитих  мішковиною або рогожею.

10. Прутки латунні, мідні і бронзові перевозять без упаковки зв'язаними в пачки вагою до 80 кг.
11. Дріт, що має захисні покриття, при перевезенні потрібно захищати від механічних пошкоджень, сонячних променів, атмосферних опадів і агресивних середовищ, що негативно впливають на дріт і його тару. Мідний дріт повинен зберігатись в приміщенні при температурі від плюс 5 до плюс 35°С і відносній вологості не більше ніж 80%.
12. Профілі з алюмінієвих сплавів потрібно перевозити зв'язаними в пакети з сплавів марок Д1, Діб, 895, попередньо змащеними безводними мастилами і складеними в щільний конверт, який складається з двох шарів промасленого обгорткового паперу і одного зовнішнього шару водонепроникного паперу, і упакованими в дерев'яні ящики у вигляді ґраток, виготовлених з обрізного деревоматеріалу без примусової сушки.

Вага упаковочного листа повинна бути не більше ніж 300 кг.