Медь и ее сплавы. Медь имеет характерный красный цвет, который на матовых поверхностях приобретает розовый, приглушенный, мягкий оттенок. Полированная медь отличается более ярким цветом и блеском.

При добавлении меди в сплавы в больших количествах они также окрашиваются в теплые красноватые тона, например, бронза и томпак.

На основе меди изготовляют сплавы, имеющие красновато-желтый цвет, близко напоминающий золото.

Медь является мягким и тягучим металлом. Она легко обрабатывается давлением и волочением. Из меди легко штамповать, дифовать и чеканить, так как она может принимать самую разнообразную форму и допускает выколотку высокого рельефа.

Медь хорошо прокатывается. Из нее изготовляют тончайшие листы и ленты (фольга), толщина которых составляет не более 0,05 мм, а также различные трубки, прутки и проволоку, диаметр которой может быть доведен до 0,02 мм. Но из-за своей вязкости медь плохо пилится напильником, задирается и быстро забивает напильник. Обработка чистой меди на режущих станках также довольно затруднительна – она плохо точится, фрезеруется и сверлится.

Шлифовке и полировке медь подвергается хорошо, но из-за малой твердости детали из полированной меди быстро теряют блеск. Удельный вес меди 8,94, удлинение 45 – 50 процентов.

Медь обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью. Температура ее плавления 1083°С, температура кипения 2305 – 2310°С.

Отливается медь плохо и даже при высокой температуре остается густой и плохо заполняет форму. Кроме того, расплавленная медь поглощает газы, и отливки получаются пористыми.

В сухом воздухе медь не окисляется. Окисляется она при нагреве более 180°С и под действием щелочей, воды и кислот.

В крепкой азотной кислоте медь окисляется особенно энергично. На открытом воздухе изделия из красной меди быстро покрываются пленкой из окислов меди зеленого цвета и сернистых соединений меди черного цвета. Эта пленка защищает ее от дальнейшей коррозии в глубину.

Из примесей в меди присутствуют кислород, висмут, цинк, олово, сера, никель, железо, мышьяк, свинец, сурьма. Наиболее вредным из этих примесей является висмут, который вызывает красноломкость меди в интевале 400 – 600°С. При этой температуре она становится хрупкой и непригодной для штамповки, прокатки и других методов обработки. При дальнейшем нагреве хрупкость исчезает.

Чистая, или красная медь для изготовления художественных изделий применяется довольно часто, однако не так широко, как ее сплавы – латунь и бронза.

Применяют чистую медь из-за ее высокой пластичности и вязкости, позволяющей из листов небольшой толщины (0,9 – 1,3 мм) получать методом выколотки сложные объемные формы. Медь отличается высокой стойкостью против коррозии.

Изделия из чистой меди хорошо сохраняются на открытом воздухе без антикоррозийных покрытий. Эти свойства сделали ее основным материалом для дифовочных работ при изготовлении крупных скульптурных и орнаментальных композиций.

Кроме дифовочных работ, чистая медь применяется для штамповки очень высоких и сложных рельефов и орнаментов, для которых латунь оказывается недостаточно пластичной.

Красная медь является незаменимым материалом в области филигранных работ. Проволока из красной меди, которую применяют для филигранных работ, в отожженном состоянии становится мягкой и пластичной. Из нее легко можно вить шнуры и выгибать сложные элементы орнамента. Она может быть изготовлена любой толщины и хорошо спаивается сканным серебряным припоем, хорошо поддается позолоте и серебрению.

Благодаря тугоплавкости и теплопроводности, а также определенным коэффициентам расширения при нагреве красную медь применяют для филигранных или чеканных работ с последующим их эмалированием. При остывании изделия эмаль хорошо держится на медном изделии, не отскакивает и не трескается.

Аноды из красной меди высших марок являются основным материалом для производства художественных гальванопластических работ, а также для нанесения гальваническим путем подслоев меди при никелировании и хромировании стальных изделий, так как никель и хром, осажденные непосредственно на стальную поверхность, держатся непрочно.

Высокая электропроводность меди, которая уступает только серебру, послужила причиной широкого применения ее для изготовления электропроводов, кабелей и т.д. Незаменима медь и для изготовления сердечников для паяльников.

При изготовлении твердых припоев (медных, серебряных, золотых), которые применяют для пайки разнообразных художественных изделий из металла, начиная от ювелирных изделий и кончая крупными декоративными предметами, медь является основным компонентом.

Наряду с золотом и селеном медь применяют для изготовления красного стекла, смальты и эмали.

Медь хорошо растворяется в азотной кислоте, серной, разбавленной соляной кислотах. Она является основой таких сплавов, как латунь, бронза, нейзильбер, мельхиор.

Латунь – сплав меди с цинком (до 45 процентов), часто с добавлением алюминия, железа, марганца, свинца, никеля и других сплавов (в сумме до 10 процентов).

Большинство латуней имеет красивый золотисто-желтый цвет. Художественные латунные изделия, если их покрыть специальными бесцветными или слабо окрашенными спиртовыми лаками или нитролаками, приобретают и надолго сохраняют вид и блеск золота.

Латуни применяются для изготовления уникальных декоративных предметов, а также для некоторых ювелирных изделий с последующим золочением или серебрением.

Сплав хорошо обрабатывается на режущих станках, полируется, надолго сохраняет полированную поверхность, хорошо сваривается, паяется как мягкими, так и твердыми припоями. Латунь хорошо чеканится, штампуется, прокатывается, легко и прочно покрывается гальваническими покрытиями – никелем, золотом, серебром. Она хорошо принимает химические оксидировки и может быть тонирована в любой цвет. Температура плавления латуни 980 – 1000°С.

Большинство латуней плохо отливаются. Однако имеются специальные марки литейных латуней, которые благодаря примеси алюминия имеют хорошие литейные свойства и отличаются от других латуней высокой коррозионной стойкостью.

В отличие от чистой меди латуни более прочны и тверды, а некоторые из них, содержащие примесь цинка, не уступают чистой меди в пластичности. Кроме того, латуни значительно дешевле меди и красивее по цвету, чем красная медь.

Применяются для изготовления художественной посуды, нагрудных спортивных и юбилейных значков, дешевых ювелирных изделий.

Томпак хорошо обрабатывается в холодном состоянии – штампуется, тянется в проволоку, приближаясь в этом отношении к чистой меди. На открытом воздухе изделия из томпака постепенно темнеют, покрываясь оксидной пленкой.

Художественные изделия из латуни хорошо смотрятся в интерьерах теплых и сухих помещений. На открытом воздухе латунь быстро теряет свой блеск и золотистый цвет, покрывается окисными пленками, чернеет и утрачивает свои художественные качества.

Латунь выпускается в виде листов различной толщины, ленты, прутков проволоки и трубок.

Литейные латуни выпускаются в виде слитков (чушковая латунь). Латунь нельзя длительно хранить в холодных, не отапливаемых складах, так как от смены температуры, наличия влажности и других условий латунь разрушается.

С 18 века из латуни начали производить порошок для бронзирования художественных изделий из гипса, дерева и иных целей. Получали его путем механического измельчения тончайших латунных пластинок, предварительно прокатанных и расплющенных под паровым молотом. Порошок для бронзирования получают и способом восстановления раствора медного купороса металлическим железом. Полученную губчатую медную массу измельчают, промывают и сушат, затем придают бронзовый оттенок путем нагревания его с парафином в железных ящиках благодаря появлению цветов побежалости.

Латунь является одним из основных материалов для практического обучения чеканщиков и ювелиров. Маркируется она буквой Л и буквами, которые обозначают специально вводимые в сплав элементы. Эти элементы обозначают буквами: Ж – железо, К – кремний, Мц – марганец, Н – никель, С – свинец и т.д. После букв ставят цифры, указывающие процент меди и специальных элементов. Например, состав латуни ЛАЖМц 66-6-3-2 содержит меди – 66, алюминия – 6, железа – 3, марганца – 2 процента, остальное цинк.

Бронза – сплав на основе меди, в котором главными добавками являются олово 3 – 12 процентов, цинк, никель, свинец, марганец, фосфор и другие элементы.

Известна бронза очень давно, за несколько тысячелетий до нашей эры. В истории развития человеческого общества одна из эпох носит название "бронзового века". В эту эпоху человек впервые из медной и оловянной руды научился выплавлять бронзу и производить из нее предметы быта, оружие, различные украшения.

В Древнем Египте, Китае, Индии, в искусстве древних греков и римлян находят памятники искусства, сделанные из бронзы, например, бронзовые статуи.

В состав наиболее древних бронз, относящихся к бронзовому веку, входило около 88 процентов меди и 12 процентов олова. Античные бронзы содержали еще больше меди – до 90 процентов.

В древней Руси в 12 – 17 веках отливки производились из сплава, в который входила медь, олово, цинк и свинец. В 15 – 17 веках отливки делались из сплава красной меди, с оловом. С 18 века из желтой меди – бронзы с добавлением цинка. В конце 19 века широкое применение для художественного литья получила бронза с содержанием 4 процентов олова и 10 – 18 процентов цинка.

В Западной Европе для отливки памятников применяли бронзы, близкие к этому составу.

Французская бронза состояла из 82 процентов меди, 13,5 процентов цинка, 3 процентов олова, 1,5 процента свинца.

В настоящее время литье художественных изделий производится из специальной художественной бронзы.

Цвет бронзы с увеличением процентного содержания олова изменяется от красного при содержании в ней меди не менее 90 процентов в желтый при содержании меди не менее 85 процентов, в белый – при 50 процентах, в серо-стальной – при содержании меди менее 35 процентов.

Если в бронзе находится до 3 процентов олова, она очень пластична в холодном состоянии. Если олова содержится 5 процентов, бронза куется только в состоянии красного каления.

Начиная с 18 века появляется золоченая бронза. Из бронзы производили люстры, канделябры, торшеры, декоративные вазы в комбинации с граненым хрусталем, полированным камнем, и цветным стеклом.

Художественная бронза является материалом для литья памятников и монументальных скульптур. По своим цветовым качествам она одинаково хорошо смотрится и в помещении, и на открытом воздухе. Бронза исключительна долговечна, не подвергается атмосферным влияниям, устойчива против механических повреждений.

В настоящее время промышленность выпускает специальную безоловянистую бронзу. В составе этих сплавов нет олова, его заменяет алюминий, цинк, свинец, кремний, марганец, никель и другие элементы.

Такие бронзы отличаются рядом новых механических и технологических свойств, и во многих отношениях превосходят оловянистую бронзу. Например, марганцевая бронза отличается высокой жаропрочностью, а кремнистая бронза с добавкой никеля получает свойство закаливаться и по прочности не уступает стали, однако в художественной сфере они почти не применяются.

В художественной промышленности наибольшее применение имеют сплавы меди с 5 – 10 процентным содержанием олова благодаря их высоким литейным качествам, прочности, антикоррозийной стойкости и красивому желтоватому цвету. Сплав с 5 процентами олова называется монетной или медальной бронзой.

Маркируют бронзу буквами Бр с условными обозначениями и соответственно содержанием элементов, входящих в состав сплава. Например, бронза БрОН 10 – 4 состоит из 10 процентов олова, 4 процентов никеля, остальное медь.

В основном бронза применяется для художественного литья, изготовления сувениров, юбилейных значков, медалей, частей механизмов, работающих во влажной атмосфере, паре, морской воде.

Мельхиор – сплав меди с 30 процентами никеля, 0,8 процентами железа и 1 процентом марганца (иногда с 19 процентами никеля).

Мельхиор обладает красивым серебристым цветом и относится к числу декоративных сплавов, имитирующих серебро. Сплав очень пластичен, устойчив против атмосферной коррозии, легко обрабатывается – хорошо поддается чеканке, штампуется, режется, паяется, полируется. Применяется в основном для изготовления столовых принадлежностей и ювелирных изделий.

Нейзильбер – сплав меди с 20 процентами цинка и 13,5 – 16,5 процентами никеля. По внешнему виду напоминает серебро. Отличается хорошей пластичностью, тягучестью, повышенной прочностью, упругостью, и высокой коррозийной стойкостью.

Применяется в художественной промышленности и ювелирном деле.

Никель и его сплавы. Металлический никель был известен в Китае еще до нашей эры. Из особого никелевого сплава чеканились древнекитайские монеты. Известны и древнеперсидские монеты также сделанные из никелевого сплава. Первоначальное применение никеля было связано главным образом с ювелирным и монетным производством. Как химический элемент никель был открыт в 18 веке, однако в производстве художественных изделий он стал применяться только в самом конце 18 века и начале 19 вв.

Никель – металл серебристо-белого цвета, с сильным блеском, не тускнеющий на воздухе. Удельный вес 8,8; температура плавления 1455°С.

Кипит он при 3075°С. Никель обладает магнитными свойствами.

При температуре 360°С магнитные свойства исчезают.

Чистый никель не окисляется под влиянием атмосферного воздуха. В разбавленных серной и соляных кислотах он растворяется медленно, а в азотной кислоте быстро. В концентрированной азотной кислоте он пассивен.

Никель обладает большой химической стойкостью, тугоплавкостью, прочностью, пластичностью. Принадлежит к малораспространенным в природе металлам и в самородном состоянии в земной коре не встречается. Однако его обнаружили в метеоритах.

Чистый никель обозначается марками Н-1, Н-2, Н-3, Н-4.

В никеле всегда находятся различные примеси: кобальт, железо, кремний, марганец, медь, которые присутствуют в нем в небольших количествах. Они не считаются вредными примесями, так как не оказывают на его механические свойства плохих воздействий. К вредным примесям никеля относят углерод, серу и кислород. Они ухудшают его пластичность и крепость. Углерод допустим в пределах до 0,3 – 0,4 процента. При более высоком содержании он начинает выделяться в виде графитовых включений и делает невозможной прокатку никеля в листы.

Присутствие серы выше 0,02 процентов вызывает красноломкость никеля при температуре 625°С. Поэтому никель с повышенным содержанием серы не пригоден к горячей штамповке. Чистый никель хорошо штампуется, прокатывается и тянется в проволоку, но плохо отливается, так как в расплавленном состоянии сильно поглощает газы и отливки получаются пористыми.

Никель хорошо полируется, тонируется и отделывается.

В области художественного производства никель применяется главным образом для никелирования декоративных и антикоррозийных покрытий, а также для приготовления различных сплавов, заменяющих серебро в посудном, галантерейном, ювелирном производствах и в монетном деле. Значительная часть добываемого никеля идет на легирование нержавеющих сталей, которые применяются в художественной промышленности.

На никелевой основе изготовляется значительное количество специальных сплавов, которые применяются в различных отраслях хозяйства, – нихром, константин, никелин, алюмель, хромель и др. Все эти сплавы применяются для приготовления высокоомной проволоки, сплав инвар, который состоит из 36 процентов никеля и 64 процентов железа, применяется для эталонных линейных мер, так как его коэффициент линейного расширения равен всего 0,0000001.

Сплав платинит, содержащий 50 процентов никеля и 50 железа очень близок к коэффициенту стекла, поэтому применяется для выделки оправ к стеклам в тех случаях, если изделие подвергается нагреву. Иногда детали из платинита запаивают в стекло. Свое название "платинит" получил за внешнее сходство с платиной.

В ювелирном, галантерейном и других областях художественной промышленности применяются сплавы, имитирующие серебро. Наиболее древним из них является пактонг – белая китайская медь, в состав которой входит 40,4 процента меди, 25,4 цинка, 2,6 железа и 31,6 никеля.

В древней Персии применялся сплав для чеканки монет, состоявший из 78 процентов меди, 20 процентов никеля, 1,0 процента железа, 0,5 процентов кобальта и других примесей.

Цинк. Сплавы цинка известны с глубокой древности. Их изготовляли в Древнем Египте, Китае, Индии до нашей эры и ввозили в Европу. Однако в чистом виде цинк был получен в 15 веке и для производства художественных изделий начал применяться только с 18 века, а художественное литье из цинка – с 19 века.

Чистый цинк представляет собой белый металл с голубоватым оттенком. На воздухе покрывается плотным защитным слоем. Довольно хрупок, однако при нагревании до 110 – 150°С хорошо поддается обработке давлением. Температура плавления цинка 692,4°С, кипения – 1179 К, твердость по Бринеллю 300 – 350 Мн/м 2 , удельный вес литого цинка 6,9, катаного 7,2.

В холодном состоянии легко разбивается молотком, при нагреве до 150°С становится пластичным, легко куется, катается в тонкие листы и вытягивается в проволоку. При нагреве выше 150°С пластичность вновь исчезает, а при 250°С цинк становится настолько хрупким, что может быть измельчен в порошок.

При нагревании цинк сильно расширяется, сильнее, чем все другие металлы.

Плохо обрабатывается режущими инструментами, напильник забивается.

В чистом виде цинк применяется в полиграфической промышленности при изготовлении клише для печати, в химической промышленности для производства цинковых белил, благодаря коррозионной стойкости он применяется для покрытия стальных листов (цинкованное железо) и т.д.

В прикладном искусстве цинк применяется в чистом виде и в сплавах. Из листового цинка выполняется техникой дифовки и чеканки с последующей монтировкой крупные декоративные скульптуры, барельефы, и другие архитектурные украшения. Благодаря высокой жидкотекучести цинка из него выполняют тонкие ажурные работы, выплавлялись подсвечники, настенные бра, канделябры и др. Эти изделия тонировались под бронзу или золотились. Литьем исполнялись и круглые декоративные скульптуры, которые отливались по частям, а затем спаивались оловянно-свинцовом припоем.

В художественном деле применяют сплавы, содержащие цинк, например, латунь, нейзильбер.

Интерес представляют легкоплавкие цинковые сплавы для литья под давлением и в кокиле. Они высокопроизводительны и экономичны, благодаря малому износу форм. Эти сплавы применяются для литья различных деталей: эмблемы, марки на автомобилях, холодильниках и др.

Легкоплавкий цинковый сплав повышенной прочности состоит из 93 процентов цинка, 4 процентов алюминия и 3 процентов меди; сплав средней прочности состоит из 95 процентов цинка, 4 процентов алюминия и 1 процента меди. От растрескивания эти сплавы предохраняет 0,3 процента добавленного магния.

Цинк часто применяется в качестве гальванических покрытий для увеличения коррозийной стойкости изделий и в иных целях.

Алюминий – металл серебристо-белого цвета, мягкий, пластичный, хорошо тянется и прокатывается в холодном состоянии. Удельный вес 2,7 – он в три раза легче меди и в четыре раза легче серебра.

На воздухе покрывается оксидной пленкой, предохраняющей его от дальнейшей коррозии. Из-за постоянно присутствующей оксидной пленки алюминий трудно паять и сваривать, так как температура плавления окиси алюминия намного выше самого алюминия (температура ее плавления почти 2050°С). Температура плавления алюминия 660°С, он кипит при 1650°С. Алюминий легко растворяется в едких щелочах. Серная и азотная кислоты его медленно разъедают, в соляной кислоте он быстро растворяется, механической обработке – резанию поддается хорошо, легко тянется в проволоку и прокатывается в листы. Особенно тонкие листы (фольгу) получают прокаткой при 430°С.

Открыт этот металл в 1827 году и является самым распространенным металлом в природе, составляя около 7,5 процента всей земной коры. В количественном отношении уступает только кислороду (49,5 процента) и кремнию (25,7 процентов), однако до сих пор не найден в самородном состоянии. Он входит в состав глины, полевых шпатов, слюды и многих других минералов. Добывается из боксита – руды, представляющей собой глину, содержащую до 70 процентов окиси алюминия.

Чистый алюминий не обладает достаточными литейными свойствами, однако его сплавы, например силумин, имеют хорошие литейные свойства, жидкотекуч. Технический алюминий (различной степени чистоты от 96,5 процента до 99,7 процента) выпускается в виде листов, труб, фольги, уголка, полосы, таврика, прутков.

Прочность алюминия невелика, но при легировании его различными добавками прочность может быть значительно повышена. Основными компонентами в сплавах, которые существенно изменяют свойства алюминия, являются медь, кремний, магний, цинк, железо, никель, хром, марганец. Их добавляют для повышения прочности сплавов. В основном все множество алюминиевых сплавов делится на деформирующие славы для обработки их механическими способами и литейные сплавы, предназначенные для литья.

Художественные изделия из алюминиевых сплавов полируются до зеркального блеска, напоминающего никелированные поверхности. Они устойчивы и декоративны в полированном состоянии.

Чистый алюминий устойчив против коррозии, чего нельзя сказать о его сплавах.

Алюминий и его сплавы используют в художественной промышленности наряду с чугуном для крупных литых архитектурных деталей и скульптур, для украшения интерьеров. Кроме того, алюминий применяется и в ювелирном производстве, где стал заменять золото и серебро, а также в авиастроении, автостроении, судостроении. В виде чистого металла его используют для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов, чеканки по листу и т.д.

Свинец. На свежем разрезе этот металл синевато-серого цвета, быстро тускнеет на воздухе, покрываясь пленкой окиси. Его удельный вес 11,9; температура плавления 327°С. Его температура кипения 1525°С.

Свинец является наиболее мягким и вязким из всех металлов. Он легко прокатывается, штампуется, прессуется, а также хорошо отливается.

В сухом воздухе свинец не изменяется, но во влажном воздухе на его поверхности образуется пленка сначала окиси, а затем гидрата окиси, которая частично растворяется в воде.

Поэтому под переменным воздействием воздуха и воды свинец очень медленно, но разрушается. Свинец хорошо сопротивляется действию соляной кислоты и серных кислот, а в азотной кислоте он растворяется. Против едких щелочей свинец также не стоек.

Известен свинец с глубокой древности. Знали его египтяне, греки и другие народы.

Он легко выделяется из соединений и довольно широко распространен в природе. В самородном состоянии свинец встречается редко. Добывают свинец в основном из руды галенита или свинцового блеска.

Свинец издавна применялся в прикладном искусстве, а также для покрытия крыш и водосточных труб.

Изделия из свинца украшались различными орнаментами, изображением птиц и зверей. Особенно широко он применялся для соединения цветных стекол в готических витражах. Выделывали из свинца художественную посуду, гребни, ложки и т.д. Иногда из него отливали скульптуры, декоративные детали архитектуры, детали на оградах, воротах.

Для повышения блеска свинец употребляют как составную часть хрусталя, некоторых художественных эмалей и смальты. Однако сейчас он заменяется в этих производствах калием и иными элементами, не обладающие ядовитыми свойствами, как свинец.

Соли свинца и сам свинец ядовиты, поэтому использовать их для художественных целей нужно осторожно, выполняя правила охраны труда и техники безопасности.

Чистый свинец как материал для производства художественный изделий не применяется.

Используется он как составная часть легкоплавких сплавов, идущих на некоторые виды декоративного литья, а также для мягких оловянно-свинцовых припоев для пайки стальных и медных художественных изделий.

Олово известно было в античное время и применялось для чеканки монет и изготовления сосудов.

В природе олово находится в виде кислородного соединения (оловянного камня) и значительно реже в соединениях с железом и серой. Олово имеет серебристо-белый цвет, но темнее серебра. Его температура плавления 505, кипения – 2635 К, твердость по Бринеллю 50 Мн/м 2 . На воздухе олово не окисляется, в воде окисляется очень медленно. Обладает хорошей коррозийной устойчивостью, благодаря появлению окисной пленки.

Используется для приготовления белой жести, т.е. луженой тонколистовой стали. При сильном охлаждении олово теряет металлические свойства и переходит в серый порошок – "серое олово". Это явление носит название "оловянной чумы" и происходит в связи с изменением кристаллической решетки. Изменения вызывают значительные увеличения объема, сопровождаемые сильными внутренними напряжениями, которые приводят к рассыпанию металла в порошок. Сначала "оловянная чума" появляется в виде отдельных серых пятен, распространяясь при дальнейшем охлаждении по всему предмету. Для того, чтобы остановить или предотвратить "оловянную чуму" нужно изделие нагреть выше 18°С.

Олово металл мягкий и вязкий, немного тверже свинца. В холодном состоянии прокатывается в самые тонкие листы, но проволока из него легко рвется.

Начиная с 16 века на Руси олово применялось для тонкого художественного литья, которое употреблялось для внутренней отделки зданий, а также для изготовления различных бытовых вещей.

Ажурное оловянное литье применялось в качестве украшения иконостасов, дверей, подвесных и выносных фонарей и т.д.

В настоящее время олово в художественной промышленности не применяется. Его используют для сплавов с медью, со свинцом, изготовляя припои, которые применяют для изготовления художественных изделий из черных и цветных металлов и сплавов.

В сплавах с сурьмой, свинцом, висмутом, ртутью, кадмием и другими легкоплавкими металлами олово применятся для мелкого художественного литья. Из олова получают двусернистое олово, которое представляет собой блестящую массу, похожую по цвету на золото. Это вещество называют "сусальным золотом" или "серным золотом" и в виде тончайших листков или порошка применяют для отделки под золото различных металлических, деревянных или гипсовых изделий.

Двусернистое олово очень стойко и надолго сохраняет блеск при применении его не только для внутренних художественных работ, но для наружных.

Кадмий – это тяжелый металл белого цвета, очень мягкий, вязкий и тягучий. При изгибе кадмиевого прутка слышно характерное потрескивание, похожее на потрескивание оловянного прутка.

По своим свойствам кадмий занимает среднее место между оловом и цинком. Открыт в первой половине 19 века. Температура плавления 321°С, температура кипения 773°С.

В чистом виде кадмий обладает высокой устойчивостью против коррозии и применяется в качестве электролитического покрытия – кадмирования.

Наиболее часто кадмируются стальные изделия – корабельная арматура и приборы для защиты от действия морской воды. В городской атмосфере с ее сернистыми газами, кадмиевые покрытия не пригодны из-за их слабой устойчивости против сернистых соединений.

Кадмиевые соли ядовиты, покрывать ими пищевую посуду нельзя. А потому используется как составная часть в сложных сплавах, входит в состав многих легкоплавких припоев в ювелирном деле.

Ртуть – единственный жидкий металл при обычной температуре. Температура плавления минус 39°С, температура кипения 357°С.

Металлическая ртуть, ее пары и все соединения очень ядовиты. А потому работая с ней, нужно соблюдать осторожность, работы производить только в вытяжных шкафах.

Ртуть взаимодействует со слабо разбавленной азотной кислотой и концентрированной серной кислотой, не взаимодействует с соляной и щелочами. Обладает способностью растворять в себе многие металлы, образуя жидкие и твердые сплавы, которые называют амальгамами.

При этом порой получаются химические соединения ртути с металлами. Особенно легко образуется амальгама золота, золотые изделия нужно оберегать от соприкосновения с ртутью.

Ювелиры использую ртуть для получения золотой или серебряной амальгамы при горячем золочении и серебрении.

В горном деле ртуть используют для отделения золота от неметаллических примесей. Она используется в химической промышленности, электротехнике, светотехнике, приборостроении – для производства ртутных выпрямителей, манометров, ламп дневного света и т.д.

В природе ртуть встречается очень редко в виде вкрапления в горные породы. Главным образом она находится в виде ярко-красного сульфида ртути или киновари, из которой металлическую ртуть получают путем обжига руды.

Ртуть выделяется в виде паров и конденсируется в охлажденном приемнике.

Хром – металл светло-серого цвета. Открыт в конце 18 века, однако как металл, начал применяться с конца 19 века. Хром хорошо полируется и долго сохраняет зеркальный блеск. Температура плавления 1615°С, температура кипения 2200°С.

Хром – металл очень твердый и хрупкий, хорошо противостоит коррозии. Применяется в качестве присадки при получении легированных сталей и чугунов.

В художественном деле хром применяется для гальванических покрытий черных металлов. Хромированные изделия обладают красивым цветом и блеском.

В настоящее время хромирование приобрело очень широкое распространение. Хромируют детали автомашин, велосипедов, холодильников, часов и т.д.

Исключительная прочность хромовых покрытий, которые оказываются прочнее и тверже закаленной стали, позволяет применять гальваническое хромирование не только как декоративное и антикоррозийное, но и как очень стойкое покрытие против истирания. Окись хрома идет на приготовление полировальной пасты, кроме того различные соединения хрома дают разнообразные краски (зеленую, изумрудную, желтую и др.).

Свое название "хром" от греческого "цвет" получил из-за разнообразной окраски его соединений.

Титан – блестящий, серебристого цвета металл, не тускнеющий на воздухе. Отличается высокой химической стойкостью.

Титан не испытывает коррозии даже в морской воде.

Температура рекристаллизационного отжига 650°С, температура плавления 1668°С.

Титан – металл прочный и легкий.

Вредными примесями титана и его сплавов являются азот, кислород и углерод.

Азот и кислород, повышая прочность, резко снижают пластичность. Содержание азота допустимо не более 0,25 процентов, кислорода не более 0,50 процентов.

Углерод затрудняет обработку резанием, давлением и сварку титана и его сплавов, поэтому примесь углерода не должна превышать 0,15 процента.

Самыми распространенными являются сплавы титана с алюминием и хромом или с алюминием и ванадием. Имеются сплавы с железом, молибденом, марганцем. Эти сплавы выпускаются в виде различных полуфабрикатов: плит, полос, прутков, труб, проката, проволоки.

Титановые сплавы применяются в химической, авиационной, машиностроительной промышленности. Из них изготовляют резервуары, трубопроводы для кислот и активных газов, жаропрочные материалы при рабочих температурах до 500°С.

Некоторые сплавы необходимо подогревать при штамповке, гибке и т.п. что является их недостатком.

Недостатком является и возможность использования дуговой сварки только в среде нейтральных газов (аргона и гелия). Однако возможны роликовая и точечная сварка и без защиты нейтральными газами.

Для художественных целей титан применяется в качестве материала для монументов и иных работ не только в экстерьерных, но и в интерьерных условиях.

Марганец – металл твердый, темного цвета. Температуру плавления 1230°С, температура кипения 2200°С.

Применяется в доменном производстве при получении белого (передельного) чугуна, так как присутствие марганца задерживает выделение графита.

Применяется и как добавка при производстве специальных легированных сталей. Он уменьшает коробление стали при закалке, повышает режущие свойства и стойкость на истирание. Окислы марганца применяются как красители для получения эмалей и цветного стекла фиолетового цвета, а также для приготовления коричневых, зеленых и фиолетовых красок.

Кобальт – металл серебристо-белого цвета с розоватым отблеском. Температура плавления 1444°С.

Кобальт растворяется в азотной кислоте, стоек против серной и соляной кислот.

Применяется в качестве присадки при производстве быстрорежущих инструментальных сталей.

В последнее время его начали применять в качестве гальванического покрытия вместе с серебром для ювелирных изделий. Покрытия серебро-кобальт более прочны, чем из чистого серебра.

В художественной промышленности кобальт применяется также в виде кобальтовой сини, т.е. сплава закиси кобальта с поташем и кварцевым песком. Кобальтовая синь употребляется как краска для горячей эмали, стекла, фарфора и фаянса, придавая им красивый синий цвет.

Кобальтовые синие краски были известны в Древнем Египте и Китае. Кроме синих красок, из кобальта вместе с хромом и цинком получают фиолетовые и зеленые краски.

0

Из цветных металлов наиболее широкое применение в качестве исходных литейных материалов имеют медь, олово, цинк, никель, алюминий, магний, свинец, сурьма. В литейном производстве эти металлы почти не применяются в чистом виде, а употребляются главным образом в виде различных сплавов. Широко применяются сплавы меди с цинком (латуни) или с оловом, алюминием, марганцем (бронзы), а также сплавы на алюминиевой и магниевой основе.

Бронзы

Бронзами называют сплавы меди с оловом или другими металлами, если внешний вид и свойства этих сплавов близки к внешнему виду и свойствам оловянистых бронз.

Бронзы подразделяют на две основные группы - бронзы оловянистые и безоловянистые. Литейные качества бронз выше литейных качеств чистой меди; так, температура плавлении меди 1083°, а температура бронзы колеблется от 875 до 1050°; усадка меди составляет 2,04%, а у некоторых бронз снижается до 0,83%; способность к растворению газов у бронз ниже, чем у чистой меди.

Для удешевления, а также для повышения жидкоплавкости к оловянистым бронзам прибавляют некоторое количество цинка. Бронзы, содержащие кроме цинка и другие присадки, называются специальными.

В помещенных ниже табл. 23 и 24 приведены марки, химический состав, механические свойства и примерное назначение литейных бронз.

Латуни

Для отливок обычно применяют латунь, содержащую от 55 до 60% Си и от 45 до 40% Zn. Литейные качества латуни с повышением содержания цинка в общем понижаются, так как при этом увеличивается ее усадка.

Температура плавления различных латуней практически колеблется в пределах приблизительно от 800 до 1000°; с повышением содержания цинка температура плавления латуни понижается. Латуни, содержащие, кроме меди и цинка, еще другие металлы, называются специальными. Главнейшими специальными примесями к латуни являются свинец, олово и никель.

Примесь свинца (до 2,5%) повышает способность латуни обрабатываться посредством резания; примесь олова (до 1,5%) придает способность хорошо сопротивляться разъедающему действию морской воды.

Сплавы меди, цинка и никеля называются мельхиором; примесь никеля (до 20%) сообщает сплаву серебристо-белый цвет и уменьшает окисляемость сплава на воздухе.

В табл. 25 приведен химический состав и механические свойства литейных латуней и их применение в промышленности.

Сплавы на алюминиевой основе

Сплавы на алюминиевой основе имеют широкое применение в качестве литейного материала; важнейшим из них является силумин, содержащий около 90-87% Аl и 10-13% Si; силумин имеет высокие литейные качества; температура плавления - 575°, линейная усадка до 1,4%; хорошо заполняет формы. Малый удельный вес (2,7) и достаточно высокие механические качества (предел прочности при растяжении до 25 кг/мм 2 , удлинение до 11%) способствуют широкому применению его в качестве материала для изготовления литейных сплавов на алюминиевой основе. Большое влияние на расширение применения силумина имело улучшение его структуры, называемое модифицированием: к расплавленному силумину добавляется до 0,1% Na, в результате чего сплав приобретает мелкозернистое строение, повышающее его механические качества. Силумин в России выпускается трех марок, отличающихся содержанием примесей (табл. 26).

В помещаемой ниже табл. 27 приведены химический состав, механические свойства и примерное назначение литейных сплавов на алюминиевой основе по ГОСТ 2685-44.

Сплавы на магниевой основе

Сплавы на магниевой основе, применяемые для литья, содержат до 11% Аl, до 3% Zn, а также небольшие количества Мn и Si; для повышения литейных качеств в них иногда вводят бериллий (около 0,02%), титан (до 0,2%) и другие элементы.

Плавка сплавов на магниевой основе и процесс заливки их в формы требует специальных мер предохранения сплава от воспламенения. Ввиду достаточной прочности магниевых сплавов при малом удельном весе (- 1,7) магниевые сплавы имеют широкое применение в разных отраслях машиностроения.

В табл. 28 приведены марки литейных магниевых сплавов, их химический состав, механические свойства и назначение (по ГОСТ 2856-45).

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Цветные металлы, их свойства и сплавы

К цветным металлам* и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу чёрных металлов. Цветные металлы встречаются реже, чем железо и часто их добыча стоит значительно дороже, чем добыча железа. Однако цветные металлы часто обладают такими свойствами, какие у железа не обнаруживаются, и это оправдывает их применение.

Выражение «цветной металл» объясняется цветом некоторых тяжёлых металлов: так, например, медь имеет красный цвет.

Если металлы соответствующим образом смешать (в расплавленном состоянии), то получаются сплавы. Сплавы обладают лучшими свойствами, чем металлы, из которых они состоят. Сплавы, в свою очередь, подразделяются на сплавы тяжёлых металлов, сплавы лёгких металлов и т.д.

Цветные металлы по ряду признаков разделяют на следующие группы:

- тяжёлые металлы - медь, никель, цинк, свинец, олово;

- лёгкие металлы - алюминий, магний, титан, бериллий, кальций, стронций, барий, литий, натрий, калий, рубидий, цезий;

- благородные металлы - золото, серебро, платина, осмий, рутений, родий, палладий;

- малые металлы - кобальт, кадмий, сурьма, висмут, ртуть, мышьяк;

- тугоплавкие металлы - вольфрам, молибден, ванадий, тантал, ниобий, хром, марганец, цирконий;

- редкоземельные металлы - лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, иттербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, лютеций, прометий, скандий, иттрий;

- рассеянные металлы - индий, германий, таллий, таллий, рений, гафний, селен, теллур;

- радиоактивные металлы - уран, торий, протактиний, радий, актиний, нептуний, плутоний, америций, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий.

Чаще всего цветные металлы применяют в технике и промышленности в виде различных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широких пределах. Кроме того, свойства цветных металлов изменяют путём термической обработки, нагартовки, эа счёт искусственного и естественного старения и т. д.

Цветные металлы подвергают всем видам механической обработки и обработки давлением - ковке, штамповке, прокатке, прессованию, а также резанию, сварке, пайке.

Из цветных металлов изготовляют литые детали, а также различные полуфабрикаты в виде проволоки, профильного металла, круглых, квадратных и шестигранных прутков, полосы, ленты, листов и фольги. Значительную часть цветных металлов используют в виде порошков для изготовления изделий методом порошковой металлургии, а также для изготовления различных красок и в качестве антикоррозионных покрытий.

· - некоторые химические элементы Национальная Комиссия Украины (НКУ) рекомендует называть так: Серебро - Аргентумом, Золото - Аурумом, Углерод - Карбоном, Медь - Купрумом и т.д. Названия элементов в определённых случаях употребляются как имена собственные - пишутся с большой буквы в середине предложения. В школах дети (на уроках химии) называют азотную кислоту нитратной, серную - сульфурной и т.д. В остальных случаях (география, история и пр.) применяются общеупотребительные названия, т.е. золото называется золотом, медь - медью и т.д.

Цветные металлы и сплавы

Сплавы цветных металлов применяют для изготовления деталей, работающих в условиях агрессивной среды, подвергающихся трению, требующих большой теплопроводности, электропроводности и уменьшенной массы.

Медь- металл красноватого цвета, отличающийся высокой теплопроводностью и стойкостью против атмосферной коррозии. Прочность невысокая: ав = 180... ...240 МПа при высокой пластичности б>50%.

Латунь - сплав меди с цинком (10...40 %), хорошо поддается холодной прокатке, штамповке, вытягиванию <7ь = 25О...4ОО МПа, 6=35..15%. При маркировке лату-ней (Л96, Л90, ..., Л62) цифры указывают на содержание меди в процентах. Кроме того, выпускают латуни многокомпонентные, т. е. с другими элементами (Мп, Sn, Pb, Al).

Бронза - сплав меди с оловом (до 10%), алюминием, марганцем, свинцом и другими элементами. Обладает хорошими литейными свойствами (вентили, краны, люстры). При маркировке бронзы Бр.ОЦСЗ-12-5 отдельные индексы обозначают: Бр - бронза, О - олово, Ц - цинк, С -свинец, цифры 3, 12, 5--содержание в процентах олова цинка, свинца. Свойства бронзы зависят от состава: бв=15О...21О МПа, б=4...8%, НВ60 (в среднем).

Алюминий - легкий серебристый металл, обладающий низкой прочностью при растяжении - аа = 80... ...100 МПа, твердостью - НВ20, малой плотностью - 2700 кг/м3, стоек к атмосферной коррозии. В чистом виде в строительстве применяют редко (краски, газооб-разователи, фольга). Для повышения прочности в него вводят легирующие добавки (Мп, Си, Mg, Si, Fe) и используют некоторые технологические приемы. Алюминиевые сплавы делят на литейные, применяемые для отливки изделий (силумины), и деформируемые (дюралюмины), идущие для прокатки профилей, листов и т.п.

Силумины - сплавы алюминия с кремнием (до 14%), они обладают высокими литейными качествами, малой усадкой, прочностью ои = 200 МПа, твердостью НВ50...70 при достаточно высокой пластичности 6== =5...10 %. Механические свойства силуминов можно существенно улучшить путем модифицирования. При этом увеличивается степень дисперсности кристаллов, что повышает прочность и пластичность силуминов.

Дюралюмины - сложные сплавы алюминия с медью (до 5,5 %), кремнием (менее 0,8%). марганцем (до 0,8 %), магнием (до 0,8 %) и др. Их свойства улучшают термической обработкой (закалкой при температуре 500...520°С с последующим старением). Старение осуществляют на воздухе в течение 4...5 сут при нагреве на 170°С в течение 4...5 ч.

Термообработка алюминиевых сплавов основана на дисперсном твердении с выделением твердых дисперсных частиц сложного химического состава. Чем мельче частицы новообразований, тем выше эффект упрочнения сплавов. Предел прочности дюралюминов после закалки и старения составляет 400...480 МПа и может быть повышен до 550...600 МПа в результате наклепа при обработке давлением.

В последнее время алюминий и его сплавы все шире применяют в строительстве для несущих и ограждающих конструкций. Особенно эффективно применение дюралюминов для конструкций в большепролетных сооружениях, в сборно-разборных конструкциях, при сейсмическом строительстве, в конструкциях, предназначенных для работы в агрессивной среде. Начато изготовление трехслойных навесных панелей из листов алюминиевых сплавов с заполнением пенопластовыми материалами. Путем введения газообразователей можно создать высокоэффективный материал пеноалюминий со средней плотностью 100...300 кг/м3

Все алюминиевые сплавы поддаются сварке, но она осуществляется более трудно, чем сварка стали, из-за образования тугоплавких оксидов АЬОз.

Особенностями дюралюмина как конструкционного сплава являются: низкое значение модуля упругости, примерно в 3 раза меньше, чем у стали, влияние температуры (уменьшение прочности при повышении температуры более 400°С и увеличение прочности и пластичности при отрицательных температурах); повышенный примерно в 2 раза по сравнению со сталью коэффициент линейного расширения; пониженная свариваемость.

Титан за последнее время начал применяться в разных отраслях техники благодаря ценным свойствам: высокой коррозионной стойкости, меньшей плотности (4500 кг/м3) по сравнению со сталью, высоким прочностным свойствам, повышенной теплостойкости. На основе титана создаются легкие и прочные конструкции с уменьшенными габаритами, способные работать при повышенных температурах.

Технологии подготовки поверхности металла

Надёжная антикоррозионная защита металла возможна только при высоком уровне подготовки поверхности.

Перед нанесением антикоррозионного лакокрасочного материала необходимо, прежде всего, выбрать технологию и метод подготовки поверхности металла перед окраской.

Существуют механические и химические методы подготовки поверхности. Механические методы имеют ряд ограничений в применении и не способны обеспечить хорошие защитные свойства лакокрасочных покрытий, особенно при их эксплуатации в жёстких условиях. В настоящее время широкое распространение получили химические методы подготовки поверхности. Данные методы позволяют обрабатывать изделия любой формы и сложности, легко поддаются автоматизации и обеспечивают высокое качество поверхности окрашиваемых изделий.

Как выбрать технологический процесс подготовки поверхности?

Какую схему подготовки поверхности следует выбрать для разных металлов, различных лакокрасочных покрытий и условий эксплуатации? Давайте обо всём по порядку.

Выбор технологии подготовки поверхности зависит от трёх основных факторов: условий эксплуатации окрашенных изделий, типа металла и применяемого лакокрасочного покрытия.

С точки зрения подготовки поверхности металлы можно разделить на две категории:

Чёрные металлы - сталь, чугун и др.;

Цветные металлы - алюминий, сплавы цинка, титана, меди, оцинкованная сталь и др.

Для подготовки поверхности чёрных металлов применяют фосфатирование, для обработки цветных металлов - фосфатирование или хроматирование. При одновременной обработке цинка и алюминия с чёрными металлами предпочтение отдают фосфатированию. Пассивирование применяют на заключительной стадии после операций фосфатирования, хроматирования и обезжиривания.

Технологические процессы подготовки поверхности изделий, эксплуатирующихся внутри помещений, могут состоять из 3-5 стадий.

Практически во всех случаях после проведения химической подготовки поверхности изделия сушат от влаги в специальных камерах.

Полный цикл химической подготовки поверхности выглядит так:

Обезжиривание;

Промывка питьевой водой;

Нанесение конверсионного слоя;

Промывка питьевой водой;

Промывка деминерализованной водой;

Пассивация.

Технологический процесс кристаллического фосфатирования предусматривает стадию активации непосредственно перед нанесением конверсионного слоя. При применении хроматирования могут быть введены стадии осветления (при использовании сильнощелочного обезжиривания) или кислотной активации.

Выбор технологии, обеспечивающей высокое качество подготовки поверхности перед окраской, обычно ограничен размерами производственных площадей и финансовыми возможностями. Если таких ограничений нет, то следует выбирать многостадийный технологический процесс, гарантирующий необходимое качество получаемых лакокрасочных покрытий.

Однако, как правило, с ограничивающими факторами приходится считаться. Поэтому для выбора оптимального варианта предварительной обработки поверхности следует провести предварительные испытания предполагаемых покрытий на месте.

Какой метод химической обработки металла лучше?

Для химической обработки металла применяют распыление (струйная обработка низкого давления), погружение, паро- и гидроструйный методы.

Для реализации первых двух методов используют специальные агрегаты химической подготовки поверхности (АХПП).

Выбор метода подготовки поверхности зависит от производственной программы, конфигурации и габаритов изделий, производственных площадей и ряда других факторов.

Обработка металла распылением. Для обработки металла методом распыления можно применять АХПП как тупикового, так и проходного типов. Высокую производительность обеспечивают агрегаты проходного типа непрерывного действия.

Максимальная скорость движения конвейера в АХПП ограничивается возможностью качественного нанесения ЛКМ в камере окраски и составляет, как правило, не более 2,0м/мин. При возрастании скорости конвейера потребуется расширение производственных площадей.

Большим достоинством АХПП проходного типа является возможность применения единого конвейера для участков подготовки поверхности и окраски изделий.

Обработка металла погружением. Для обработки металла методом погружения используют АХПП, состоящие из ряда последовательно расположенных ванн, оборудования перемешивания, транспортёра, разводки трубопроводов, камеры сушки. Изделия транспортируют с помощью тельфера, автооператора или кран-балки. Агрегат обработки погружением занимает значительно меньше производственной площади по сравнению с агрегатом обработки распылением. Но в этом случае после подготовки поверхности потребуется введение дополнительной операции - перевешивания изделий на конвейер окраски.

Пароструйный метод. Для подготовки к окраске крупногабаритных изделий, а также при отсутствии необходимых производственных площадей возможно применение пароструйной обработки металла (обезжиривание с одновременным аморфным фосфатированием). Металлообработка производится оператором вручную стволом-очистителем, из которого на изделия распыляется пароводяная смесь при температуре 140°С с добавками специальных химикатов.

Для пароструйной обработки можно применять стационарные и передвижные установки. В стационарных установках нагрев осуществляется паром при давлении 4,5- 5,0ати.

Обработка металла

Выбор технологии подготовки поверхности и обработки металла - ответственный этап организации покрасочных работ, так как он во многом определяет качество будущего лакокрасочного покрытия и должен производиться с привлечением квалифицированных специалистов.

Только такой подход может обеспечить высокое качество антикоррозионного покрытия и заданный срок службы металлической конструкции.

Термическая обработка цветных металлов

Термическая обработка цветных металлов. Как правило, цветные металлы подвергают термической обработке для удобства работы с ними.

Медь отжигают, нагревая ее до температуры 500- 650°С и охлаждая в воде. Если мягкую медь нагреть, а потом постепенно охладить на воздухе, она станет более твердой.

Латунь и алюминий отжигают при нагревании соответственно до 600-750°С и 350-410°С с последующим охлаждением на воздухе.

Бронзу закаливают нагреванием до 800-850°С с последующим охлаждением в воде. Если ее нагреть до той же температуры и охладить на воздухе, она отпустится.

Дюралюминий Д1 и Д6 закаливают нагреванием до 500°С с последующим охлаждением в воде, однако окончательную твердость он приобретет при комнатной температуре через 4-5 дн. Этот процесс называется старением. Для облегчения сгибания, особенно под острыми углами, дюралюминиевые детали отжигают. Для этого деталь нагревают до 350-400°С, затем медленно охлаждают на воздухе.

Особенности цветных металлов

1. Некоторые металлы (медь, магний, алюминий) обладают сравнительно высокими теплопроводностью и удельной теплоемкостью, что способствует быстрому охлаждению места сварки, требует применения более мощных источников теплоты при сварке, а в ряде случаев предварительного подогрева детали.

2. Для некоторых металлов (медь, алюминий, магний) и их сплавов наблюдается довольно резкое снижение механических свойств при нагреве, в результате чего в этом интервале температур металл легко разрушается от ударов, либо сварочная ванна даже проваливается под действием собственного веса (алюминий, бронза).

3. Все цветные сплавы при нагреве в значительно больших объемах, чем черные металлы, растворяют газы окружающей атмосферы и химически взаимодействуют со всеми газами, кроме инертных. Особенно активные в этом смысле более тугоплавкие и химически более активные металлы: титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден. Эту группу металлов часто выделяют в группу тугоплавких, химически активных металлов.

Особенности обработки цветных металлов

Цветные металлы прочны и долговечны, способны переносить высокие температуры. Недостаток только один - способность корродировать и разрушаться под воздействием кислорода.

Одним из самых эффективных методов защиты цветного металла от атмосферной коррозии считается нанесение защитных лакокрасочных материалов. Существуют три группы средств для защиты металлических поверхностей: грунтовки, краски и универсальные препараты «три в одном». Грунтовка - незаменимое средство борьбы с атмосферным окислением, одно- или двухслойное грунтование производится перед окрашиванием, помимо защитных свойств сообщая финишному покрытию лучшую адгезию к основанию. При выборе состава важно знать, что для разных металлов используются разные грунтовки

Для алюминиевых оснований используют специальные грунтовки на цинковой основе либо уретановые краски. Медь, латунь и бронзу обычно не красят - эти металлы поставляются на рынок с заводской обработкой, защищающей поверхность и подчеркивающей ее красоту. Если же целостность такого «фирменного» покрытия со временем нарушается, его лучше полностью удалить с помощью растворителя, после чего основание следует отполировать и покрыть эпоксидным или полиуретановым лаком.

LIKONDA® 25: Процесс бесцветного хроматирования цветных металлов

Процесс бесцветного хроматирования цветных металлов

Процесс Likonda 25 предназначен для получения на серебре, меди и ее сплавах бесцветных хроматных пленок , полирующих и защищающих металлическую поверхность от коррозии.

Особенности процесса

· Бесцветные хроматные пленки получаются при одностадийной обработке .

· Коррозионная стойкость бесцветных хроматных пленок к воздействию влаги (по ГОСТ 9.012.73) составляет не менее 240 ч .

· Получаемые пленки стойки к истиранию в мокром виде , поэтому хроматирование можно проводить во вращательных установках .

· Раствор Likonda 25 может быть применен как на автоматических установках , так и при ручном обслуживании .

· Корректировка хроматирующего раствора во время эксплуатации осуществляется добавлением композиции Likonda 25 .

Хроматирование проводится методом погружения обрабатываемых деталей в раствор.

Состав раствора и режим работы

Существует несколько методов нанесения защитных металлических покрытий: гальванический, диффузионный, металлизация, плакирование и погружение в расплавленный металл.

Гальваника – один из наиболее распространённых методов защиты металлических изделий от коррозии и придания им определённых свойств или улучшения их, путём нанесения специальных металлических или химических покрытий. На настоящее время гальваника распространена в машиностроении и строительстве. Гальваническое производство выполняет различные виды покрытий: никелирование, цинкование, хромирование, анодирование, фосфатирование и другие.

Свойства антикоррозийных покрытий напрямую зависят от толщины защитного слоя, толщина которого, в зависимости от резкости климатических условий, меняется в сторону увеличения.

Никелирование – это процесс нанесения тонкого слоя никеля на поверхность металлических изделий для защиты от коррозии. Никелирование бывает нескольких типов: электрохимическое, химическое, покрытие «чёрный никель».

При электрохимическом никелировании - никелем покрывают изделия из стали и цветных металлов для достижения высокой степени антикоррозийности и повышения износостойкости. Главным плюсом химического никелирования, в состав которого входит ещё до 12% фосфора, является равномерное распределение покрытия по поверхности изделия, а также повышенная антикоррозийная стойкость, износостойкость и твёрдость, полученные после термообработки.

Анодирование – это процесс получения защитной или декоративной поверхности различных сплавов (алюминиевых, магниевых и др.) под воздействием тока. Полученная плёнка обладает повышенными электроизоляционными, водостойкими и антикоррозионными свойствами.

Хромирование - это процесс, при котором наносится хром или его сплав на изделие из металла. При этом само изделие наделяется такими свойствами, как износостойкость, антикорозийность, жаростойкость и т.д. В наше современное время процесс хромирования очень распространен. Его в достаточном объеме используют как в машиностроении, так и в промышленности. Сам хром отличается большой стойкостью против негативного воздействия различных кислот, а также щелочей. Хром не может быть растворим в серной, азотной, соляной кислоте и т.д. Он не тускнеет, даже если его нагреть до 700 К.

Для красоты и ограждения от коррозии люди хромируют большое количество различных изделий. Процесс хромирования широко распространен в различных сферах. Например, часто хромируют предметы интерьера, среди которых некоторые детали мебели, ручки к дверям, таблички, статуэтки и т. д. Хромирование используют для долговечности нагрудных знаков (ордена, медали, значки и т. д.), аксессуаров к вещам (запонки, пряжки, зажимы к галстукам), ювелирных украшений. Также распространенная сфера применения - покрытие медицинских инструментов.

1.Алмазирование: -профильные шлифовальные круги d 10:300мм. Высотой до 100мм. -напильники длиной до 350мм. -шлифовальные оправки, надфили, шарошки и т. п. 2.Гальванические покрытия Никелирование, меднение: -мелкие детали для обработки во вращательной установке -детали для покрытия на подвесках габаритами до 420x500мм. Цинкование: -аналогично никелированию, но необходим выпрямитель электрического тока до 100 ампер. 3.Дополнительная обработка гальванопокрытий с целью повышения коррозионной стойкости при повышенной влажности – пропитка ГФЖ / гидрофобизирующая жидкость/. После обработки поверхность приобретает Водоотталкивающие свойства. 4.Рекуперация Снятие остаточного алмазного слоя на никелевой связке с алмазного инструмента для повторного использования стальной заготовки.

Министерство образования российской федерации

Новосибирский технологический институт

Московского государственного университета дизайна и технологии

Факультет заочного обучения и экстерната

Кафедра: «Машины и аппараты легкой промышленности»

Дисциплина: Технология конструкционных материалов

Тема: Цветные металлы и их сплавы

Обозначение: ЗО8073

Новосибирск – 2010

Введение

1. Медь и ее сплавы

1.1 Сплавы меди

1.1.1 Латуни

1.1.2 Бронзы

2. Алюминий и его сплавы

2.1 Деформируемые алюминиевые сплавы

2.2 Литейные алюминиевые сплавы

3. Цинк и его сплавы

4. Магний и его сплавы

4.1 Сплавы на основе магния

Заключение

Список использованных источников

Введение

Цветная металлургия – отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на благородные, тяжелые, легкие и редкие.

К благородным металлам относят металлы с высокой коррозионной стойкостью: золото, платина, палладий, серебро, иридий, родий, рутений и осмий. Их используют в виде сплавов в электротехнике, электровакуумной технике, приборостроении, медицине и т.д.

К тяжелым относят металлы с большой плотностью: свинец, медь, хром, кобальт и т.д. Тяжелые металлы применяют главным образом как легирующие элементы, а такие металлы, как медь, свинец, цинк, отчасти кобальт, используются и в чистом виде.

К легким металлам относятся металлы с плотностью менее 5 грамм на кубический сантиметр: литий, калий, натрий, алюминий и т.д. Их применяют в качестве раскислителей металлов и сплавов, для легирования, в пиротехнике, фотографии, медицине и т.д.

К редким металлам относят металлы с особыми свойствами: вольфрам, молибден, селен, уран и т.д.

К группе широко применяемых цветных металлов относятся алюминий, титан, магний, медь, свинец, олово.

Цветные металлы обладают целым рядом весьма ценных свойств. Например, высокой теплопроводностью (алюминий, медь), очень малой плотностью (алюминий, магний), высокой коррозионной стойкостью (титан, алюминий).

По технологии изготовления заготовок и изделий цветные сплавы делятся на деформируемые и литые (иногда спеченые).

На основании этого деления различают металлургию легких металлов и металлургию тяжелых металлов.

1. М едь и ее сплавы

Медь – металл красного, в изломе розового цвета. Медь относится к металлам, известным с глубокой древности.

Технически чистая медь обладает высокой пластичностью и коррозийной стойкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью (100% чистая медь-эталон, то 65%-алюминий, 17% железо), а также стойкостью против атмосферной коррозии. Позволяет использовать ее в качестве кровельного материала ответственных зданий.

Температура плавления меди 1083°С. Кристаллическая решетка ГЦК. Плотность меди 8,94 г/см 3 . Благодаря высокой пластичности медь хорошо обрабатывается давлением (из меди можно сделать фольгу толщиной 0,02 мм), плохо резанием.

Литейные свойства низкие из-за большой усадки.

На свойства меди большое влияние оказывают примеси: все, кроме серебра и бериллия ухудшают электропроводность.

Стоимость чистой меди постоянно повышается, а мировые запасы медной руды, по различным оценкам, истощатся в ближайшие 10-30 лет.

Медь маркируют буквой М, после которой стоит цифра. Чем больше цифра, тем больше в ней примесей. Наивысшая марка М00 – 99,99% меди, М4 – 99% меди.

В таблице 1 содержится информация по маркам меди в зависимости от чистоты согласно ГОСТ 859-78.

Таблица 1

Марка меди в зависимости от чистоты

Марка	МВЧк	M00	М0	Ml	М2	МЗ
Содержание	99,993	99,99	99,95	99,9	99,7	99,5

После обозначения марки указывают способ изготовления меди: к –катодная, б – бескислородная, р – раскисленная. Медь огневого рафинирования не обозначается.

М00к – технически чистая катодная медь, содержащая не менее 99,99% меди и серебра.

МЗ – технически чистая медь огневого рафинирования, содержит не менее 99,5% меди.

1.1 Сплавы меди

В технике применяют 2 большие группы медных сплавов: латуни и бронзы.

1.1.1 Латуни

Латуни – сплавы меди с цинком (до 50% Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Медные сплавы, предназначенные для изготовления деталей методами литья, называют литейными, а сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием – сплавами, обрабатываемыми давлением.

Латуни дешевле меди и превосходят ее по прочности, вязкости и коррозионной стойкости. Обладают хорошими литейными свойствами.

Латуни, применяются в основном для изготовления деталей штамповкой, вытяжкой, раскаткой, вальцовкой, т.е. процессами, требующими высокой пластичности материала заготовки. Из латуни изготавливаются гильзы различных боеприпасов.

В зависимости от числа компонентов различают простые (двойные) и специальные (многокомпонентные) латуни.

Простые латуни содержат только Cu и Zn.

Специальные латуни содержат от 1 до 8% различных легирующих элементов (Л.Э.), повышающих механические свойства и коррозионную стойкость.

Al, Mn, Ni повышают механические свойства и коррозионную стойкость латуней. Свинец улучшает обрабатываемость резанием. Кремнистые латуни обладают хорошей жидкотекучестью и свариваемостью.

1.1.2 Бронзы

Бронзы – это сплавы меди с оловом (4-33% Sn), свинцом (до 30% Pb), алюминием (5-11% AL), кремнием (4-5% Si), сурьмой, фосфором и другими элементами.

Бронзы – это всякий медный сплав, кроме латуни. Это сплавы меди, в которых цинк не является основным легирующим элементом. Общей характеристикой бронз является высокая коррозионная стойкость и антифрикционность (от анти- и лат. frictio- трение). Бронзы отличаются высокой коррозионной устойчивостью и антифрикционными свойствами. Из них изготавливают вкладыши подшипников скольжения, венцы червячных зубчатых колес и другие детали.

Высокие литейные свойства некоторых бронз позволяют использовать их для изготовления художественных изделий, памятников, колоколов.

По химическому составу делятся на оловянные бронзы и без оловянные (специальные).

Оловянные бронзы обладают высокими механическими, литейными, антифрикционными свойствами, коррозионной стойкостью, обрабатываемостью резанием, но имеют ограниченное применение из-за дефицитности и дороговизны олова.

Специальные бронзы не только служат заменителями оловянных бронз, но и в ряде случаев превосходят их по своим механическим, антикоррозионным и технологическим свойствам:

Алюминиевые бронзы – 5-11% алюминия. Имеют более высокие механические и антифрикционные свойства, чем у оловянных бронз, но литейные свойства – ниже. Для повышения механических и антикоррозионных свойств вводят железо, марганец, никель (например, БрАЖ9-4). Из этих бронз изготовляют различные втулки, направляющие, мелкие ответственные детали.

Бериллиевые бронзы содержат 1,8-2,3% бериллия отличаются высокой твердостью, износоустойчивостью и упругостью (например, БрБ2, БрБМН1,7). Их применяют для пружин в приборах, которые работают в агрессивной среде.

Кремнистые бронзы – 3-4% кремния, легированные никелем, марганцем, цинком по механическим свойствам приближаются к сталям.

Свинцовистые бронзы содержат 30% свинца, являются хорошими антифрикционными сплавами и идут на изготовление подшипников скольжения.

Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество элемента в процентах.

– БрА9Мц2Л – бронза, содержащая 9% алюминия, 2% Mn, остальное Cu («Л» указывает, что сплав литейный);

– ЛЦ40Мц3Ж – латунь, содержащая 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, остальное Cu;

– Бр0Ф8,0-0,3 – бронза содержащая 8% олова и 0,3% фосфора;

– ЛАМш77-2-0,05 – латунь содержащая 77% Cu, 2% Al, 0,055 мышьяка, остальное Zn (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первое число указывает на содержание меди).

В несложных по составу латунях указывают только содержание в сплаве меди:

– Л96 – латунь содержащая 96% Cu и ~4% Zn (томпак);

– Лб3 – латунь содержащая 63% Cu и 37% Zn.

Высокая стоимость меди и сплавов на ее основе привела в 20 веке к поиску материалов для их замены. В настоящее время их успешно заменяют пластиками, композиционными материалами.

2. Алюминий и его сплавы

Алюминий – металл серебристо-белого цвета. Температура плавления 650°С. Алюминий имеет кристаллическую ГЦК решетку. Алюминий обладает электрической проводимостью, составляющей 65% электрической проводимости меди. Алюминий занимает 3 место по распространению в земной коре после кислорода и кремния. Алюминий устойчив против атмосферной коррозии благодаря образованию на его поверхности плотной окисной пленки. Наиболее важной особенностью алюминия является низкая плотность – 2,7г/см 3 против 7,8г/см 3 для железа и 8,94г/см 3 для меди. Имеет хорошую тепло- и электропроводность. Хорошо обрабатывается давлением.

Маркируется буквой А и цифрой, указывающей на содержание алюминия. Алюминий особой чистоты имеет марку А999 – содержание Al в этой марке 99,999%. Алюминий высокой чистоты – А99, А95 содержат Al 99,99% и 99,95% соответственно. Технический алюминий – А85, А8, А7 и др.

Применяется в электропромышленности для изготовления проводников тока, в пищевой и химической промышленности. Алюминий не стоек в кислой и щелочной среде, поэтому алюминиевая посуда не используется для маринадов, солений, кисломолочных продуктов. Применяется в качестве раскислителя при производстве стали, для алитирования деталей с целью повышения их жаростойкости. В чистом виде применяется редко из-за низкой прочности – 50 МПа.

В настоящее время цветные металлы и сплавы на их основе находят весьма широкое применение. Наибольшее применение получили сплавы на основе меди, алюминия, магния. Указанные металлы в чистом виде в промыш­ленности не применяют, но технически чистые, содержащие небольшое количество примесей, используют достаточно часто.

Медь - мягкий металл обладает хорошей пластич­ностью и коррозионной стойкостью высокой электро- и теплопроводностью. Технически чистая медь выпу­скается десяти марок: М000, М00, МО, М01 и др. (ГОСТ 859 - 66). Все примеси снижают электропроводность меди.

Медь выпускают в виде листов, лент нормальной, и повышенной точности, проволоки, прутков разного се­чения. Медь является основой важнейших сплавов - ла­туней и бронз. Сплавы меди с цинком называют латунями, а сплавы со всеми другими элементами - оловом, алюминием, бериллием и др.- бронзами.

Чем больше в латуни цинка, тем выше ее прочность и ниже пластичность.

Наиболее пластичными являются латуни, содержащие цинка 30%. С повышением содержания цинка в латуни до 42 - 45% она приобретает высокую механическую прочность, но становится хрупкой. Поэтому латуни с со­держанием цинка более 45% практически не применяют.

Латуни делятся на простые (двойные) нелегированные и специальные сложные (многокомпонентные), которые легируются никелем, оловом, железом и т. д.

Латуни маркируются буквой Л и цифрами, характери­зующими процентное содержание в них меди, например Л63 (63% меди). В маркировку специальных латуней вво­дятся дополнительно буквы, соответствующие примесям, и цифры, характеризующие их процентное содержание.

Стандартом предусмотрен выпуск ряда марок латуни, в частности Л59, Л62, которые хорошо обрабатываются резанием, имеют высокую прочность, но недостаточно стойки против коррозии. Другая группа латуней имеет большую пластичность, благодаря чему обеспечивается возможность получать из них заготовки штамповкой и другими методами обработки давлением. К таким от­носятся латуни марок: Л60, Л63, Л68, Л70 (ГОСТ 15527-70).

Для лучшей обрабатываемости резанием в латунь до­бавляют 1,0 - 2,0% свинца (латунь свинцовая ЛС59-1), а для повышения коррозионной стойкости - до 1,5% олова. ГОСТ 15527 - 70 предусматривает выпуск специ­альных латуней: алюминиевой ЛА77-2, алюминиево-железной ЛАЖ 60-1-1, марганцевой ЛМцА57, никелевой ЛН65-5 и др.

Латуни различных марок, в частности Л62, Л68, по­ставляются потребителям в виде проката круглого, ква­дратного и шестигранного сечения, проволоки.

Бронзы обладают хорошими литейными и антифрик­ционными свойствами, коррозионной стойкостью. Заго­товки из бронз получают литьем, штамповкой и механи­ческой обработкой.

Наибольшее применение находят литейные оловян­ные бронзы (ГОСТ 613 - 79), содержание олова в ко­торых менее 6%, и бронзы оловянные (ГОСТ 5017 - 74), обрабатываемые давлением, которые содержат олова бо­лее 6%. К последним относятся бронзы марок: БрОФ6,5-0,15; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-2,5; БрОФ4,0-0,25.

Литейные оловянные бронзы, например, БрОЦС4-4-17, БрОЦСЗ,5-7-5 и другие применяют для из­готовления втулок, вкладышей подшипников, всевозмож­ной арматуры, работающей в тяжелых условиях, так как они обладают высокими антифрикционными и антикор­розионными свойствами; имеют большую пористость и малую усадку (менее 1 %).

Значительное распространение получили безоло­вянные бронзы, т. е. сплавы меди с алюминием, свинцом, никелем, бериллием и другими компонентами, которые по сравнению с оловянными имеют лучшие механические свойства, а в отдельных случаях высокие жидкотекучесть и химическую стойкость.

ГОСТ 493 - 79 предусматривает выпуск десяти марок безоловянных литейных бронз, в частности БрАМц9-2Л, БрСЗО и т. д. Все эти бронзы применяют для изготовле­ния антифрикционных деталей и арматуры, а бронзу марки БрА10Ж4Н4Л - для деталей химического и пище­вого оборудования, деталей, работающих при повы­шенных температурах.

Широко используются в народном хозяйстве сплавы меди с никелем - мелъхиоры, иногда с небольшими до­бавками железа и марганца, а также меди с цинком и ни­келем (иногда с добавлением кобальта) - нейзильберы. Мельхиоры отличаются высокой химической стойкостью в морской воде, растворах солей, органических кислотах, они весьма пластичны. Их применяют в морском судо­строении, для изготовления разменной монеты, медицин­ского инструмента, деталей аппаратуры точной механики и др. Нейзильберы обладают высокими прочностью и коррозионной стойкостью. Они используются в про­изводстве точных приборов, часов и т. д.

В сборочном производстве при выполнении операций пайки широко используются в качестве тугоплавких при­поев медно-цинковые сплавы, марки которых устанавли­вает ГОСТ 23855-79.

Алюминий. Благодаря ряду положительных свойств алюминия и большого количества его в земной коре (до 7,45%) он широко применяется в производстве в виде различных сплавов. Чистый алюминий из-за высо­кой химической активности в природе не встречается и в технике не применяется.

Алюминий - мягкий металл серебристо-белого цвета. Имеет высокие электро- и теплопроводность, большую скрытую теплоту плавления. Технически чистый алюми­ний выпускается нескольких марок (ГОСТ 11069 - 64) и применяется в основном для изготовления радиоэлек­тронной аппаратуры (электролитических конденсаторов, фольги и др.). Сплавы алюминия применяются практиче­ски во всех отраслях промышленности (авиационной, ракетостроительной, приборостроительной и др.). Наиболь­шее применение имеют сплавы алюминия с кремнием, магнием и медью (литейные и деформируемые).

Лучшим деформируемым сплавом на алюминиево-медной основе является дюралюминий (ГОСТ 4784 - 65), выпускаемый четырех марок: Д1, Д6, Д16 и Д18. Дюр­алюминий, имея малую плотность (2,85 г/см 3), обладает высокими механическими свойствами, не уступающими свойствам низкоуглеродистых сталей. Свойства дюралю­миния повышаются с проведением закалки и старения сплава.

Другой группой деформируемых алюминиевых спла­вов являются сплавы на основе алюминий - медь - кремний с добавлением магния и марганца (марки АК1, АК6, АК8 и др.), имеющие хорошую пластичность в го­рячем состоянии и применяемые для изготовления штам­повок, поковок сложной формы. При легировании подобных сплавов никелем, титаном, железом (напри­мер, марки АК2, АК4) повышается их жаропрочность (до 200-300 °С).

Марки литейных алюминиевых сплавов устанавли­вает ГОСТ 2685 - 71. Они маркируются буквами АЛ (А - алюминий, Л - литейный) и цифрами, указывающи­ми порядковый номер сплава АЛ1, АЛ2 и т. д. до АЛ 13. Литейные сплавы делятся на три группы в зависимости от их основы: алюминий - магний, алюминий - кремний и алюминий - медь. Все они отличаются хорошей жидкотекучестью, достаточно высокими механическими свойствами и малой усадкой.

Лучшими литейными сплавами являются силумины (на основе алюминий - кремний), из которых изгото­вляют детали различных приборов и радиоаппаратов, корпуса турбонасосных агрегатов и др. В литейные сплавы иногда вводятся легирующие элементы - титан, марганец.

Иногда применяют спеченные сплавы стандартного состава, полученные из порошков (САС), и сплавы из спе­ченной алюминиевой пудры (САЛ). К порошковым спла­вам относятся, в частности, сплавы марок Д16П, АК4П.

Магний быстро окисляется на воздухе, имеет весьма низкие механические свойства. Поэтому как конструк­ционный материал он не применяется, а вводится в каче­стве компонента в сплавы. Магниевые сплавы делятся на деформируемые и литейные. Деформируемые магниевые сплавы: MAI, MA2, МАЗ и т. д. - выпускаются в виде \ прутков, листов и другого сортамента.

Магниевое литье (сплавы марок МЛ5, МЛ6) широко используется в авиационной и приборостроительной тех­нике для изготовления деталей самолетов, двигателей, корпусов приборов. Широкое применение магниевого литья объясняется, в частности, малой плотностью магния, что обеспечивает получение деталей малой массы.

Титан - малопрочный серебристо-серый металл, в чистом виде в технике не применяется. Технически чистый титан с малым количеством примесей (железа, кремния, углерода и др.) выпускается двух марок ВТ 1-00 и ВТ 1-0. Введение в титан различных компонентов позво­ляет получать требуемые свойства сплавов. ГОСТ 19807 - 74 регламентирует выпуск 17 марок титана и его сплавов (с алюминием, марганцем, молибденом, цирко­нием и др.), из которых заготовки деталей получают обработкой давлением. Основными марками титановых сплавов являются: ВТ5-1, ОТ4-1, ВТ14, ВТ22 и другие, обладающие высокой прочностью, коррозионной стой­костью, в отдельных случаях жаропрочностью и терми­ческой стабильностью.

Применяют также литейные титановые сплавы (ВТ5Л, ВТ21Л и др.), обеспечивающие высокую плотность отли­вок. Эти сплавы дают малую линейную усадку, не под­вержены образованию трещин в горячем состоянии, что позволяет изготовлять отливки сложной формы.

Плавка и разливка титановых сплавов производится в защитной атмосфере и вакууме.

Баббиты представляют собой сплавы на основе олова или свинца с добавками меди, сурьмы и других элементов. По ГОСТ 1320 - 74 предусмотрен выпуск оло­вянных и свинцовых баббитов, по ГОСТ 1209 - 78-кальциевых. Баббиты обладают высокими механиче­скими свойствами при повышенных температурах, хо­рошими антифрикционными и антикоррозионными свойствами, хорошо прирабатываются. Лучшими сплава­ми, применяемыми для заливки подшипников паровых турбин дизелей, турбокомпрессоров, работающих при больших скоростях и нагрузках, являются Б83 и Б88.

Наиболее дешевые свинцовые баббиты используют для заливки подшипников различных транспортных средств (железнодорожных вагонов, трамваев и др.).

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Коррозией металлов называют разрушение металлических материалов вследствие их физико-химиче­ского взаимодействия с окружающей средой. Коррозия металлов наносит большой ущерб народному хозяйству. Разрушение металлических конструкций в атмосфере, коррозия корпусов судов и различных морских и речных сооружений, коррозия металлических трубопроводов раз­личного назначения, коррозионное разрушение кабелей, рельсов и др., до которым протекает электрический ток при их нахождении в земле, разъедание химических аппа­ратов и установок, коррозия машин и приборов, образо­вание окалины на металле при его горячей обработ­ке - все это примеры коррозии.

В настоящее время не существует достаточно точных данных о коррозионных потерях, однако, по общеприня­тому мнению, около ⅓ добываемого металла во всем мире выбывает из технического употребления в результа­те коррозии. При этом считается, что около ⅔ прокор-родированного металла регенерируется в результате переплавки металлолома (скрапа) в мартеновских печах, а остальная часть, составляющая около 10% от количе­ства выплавляемого металла, теряется в виде пыли.

Сделаны попытки подсчета коррозионных потерь ис­ходя из металлического фонда страны. Безвозвратные потери металла от коррозии по истечении срока его службы, определяемого в 12-14 лет, могут быть оценены в 6 - 7%, а абсолютный размер безвозвратных по­терь металла от коррозии соответственно массе металлофонда страны в 1975 г.- около 5,5 млн. т. Однако по по­следним данным, приведенным академиком А. П. Алек­сандровым на одной из сессий Академии наук СССР, ежегодные потери металла от коррозии составляют 15 млн. т, что подтверждает большую достоверность ра­нее приведенных расчетов.

С развитием промышленного потенциала во всех странах темп роста коррозионных потерь стал превы­шать темп роста металлического фонда. Следует при этом учитывать, что безвозвратные потери, в первую очередь черных металлов, значительно ускоряют исполь­зование их природных ресурсов. Однако основной вред от коррозии связан не столько с потерей самого металла, сколько с выходом из строя металлических конструкций, стоимость которых в большинстве случаев значительно превышает стоимость металла, из которого они изгото­влены.

Не меньшие убытки народному хозяйству наносят связанные с коррозией аварии машин и сооружений, по­рча продукции заводов пищевой и химической промыш­ленности, происходящая вследствие загрязнения продук­тами коррозии, увеличение расхода металла, обусловлен­ное завышенными допусками на коррозию, а также простои оборудования, связанные с его ремонтом. Сюда же относятся затраты на профилактику, ремонт и замену вышедших из строя деталей. Весьма значительной стать­ей убытков является необходимость в проведении ком­плексных мероприятий по борьбе с коррозией: замена обычных сталей легированными, нанесение различных по­крытий, смазок и ингибиторов.

В промышленно развитых странах убытки от корро­зии составляют примерно 5-10% от национального до­хода. По последним данным, только прямой ущерб, вы­зываемый коррозией изделий и сооружений из металла, к середине 70-х годов в СССР достиг 13-14 млрд. руб. в год. В США общие убытки, причиняемые коррозией ме­таллов, превышают в настоящее время 70 млрд. долл. в год.

Все это указывает на большую важность изучения коррозионных процессов и коррозионных потерь и про­ведения эффективной борьбы с коррозией металлов пу­тем разработки и внедрения соответствующих мер про­тивокоррозионной защиты. Наряду с этим важное значение имеет общегосударственное планирование ] и координация проводимых научных исследований по коррозии металлов и практических мероприятий по! борьбе с коррозией металлических конструкций, машин * и механизмов.

Чрезвычайно важна работа в области экономики коррозииметаллов и противокоррозионной защиты и, в частности, разработка соответствующих методик по сравнительно точному определению убытков от коррозии и определение технико-экономической эффективности мер антикоррозионной защиты. Общегосударственный подход к проведению антикоррозионных мероприятий предусматривает достаточную осведомленность широко­го круга экономистов, технологов, конструкторов и на­учных сотрудников в вопросах коррозии для успешного решения задач, поставленных в этой области.