Vask ja selle sulamid. Vasel on iseloomulik punane värv, mis mattpindadel omandab roosa, summutatud, pehme tooni. Poleeritud vasel on heledam värv ja läige.

Vase lisamisel sulamitele suurtes kogustes muutuvad need ka soojadeks punakateks toonideks, nagu pronks ja tombak.

Vase baasil valmistatakse punakaskollase värvusega sulameid, mis meenutavad väga kulda.

Vask on pehme ja tempermalmist metall. Seda on lihtne töödelda surve ja joonistamise teel. Vaske on lihtne tembeldada, laiendada ja vermida, kuna see võib võtta väga erinevaid kujundeid ja seda saab kõrge reljeefiga välja lüüa.

Vask veereb hästi. Sellest valmistatakse kõige õhemad lehed ja teibid (foolium), mille paksus ei ületa 0,05 mm, samuti erinevad torud, vardad ja traat, mille läbimõõt võib olla kuni 0,02 mm. Kuid oma viskoossuse tõttu on vask viiliga halvasti saetud, see võtab üles ja ummistab viili kiiresti. Puhta vase töötlemine lõikemasinatel on samuti üsna keeruline - see on halvasti teritatud, freesitud ja puuritud.

Vask on hästi lihvitud ja poleeritud, kuid madala kõvaduse tõttu kaotavad poleeritud vasest valmistatud osad kiiresti oma läike. Vase erikaal on 8,94, venivus 45 - 50 protsenti.

Vasel on kõrge soojus- ja elektrijuhtivus. Selle sulamistemperatuur on 1083 °C, keemistemperatuur on 2305–2310 °C.

Vask valatakse halvasti ja isegi kõrgel temperatuuril jääb paks ja täidab vormi halvasti. Lisaks neelab sula vask gaase ja valandid on poorsed.

Kuivas õhus vask ei oksüdeeru. See oksüdeerub kuumutamisel üle 180°C ning leeliste, vee ja hapete toimel.

Tugevas lämmastikhappes oksüdeerub vask eriti jõuliselt. Vabas õhus kaetakse punasest vasest valmistatud tooted kiiresti roheliste vaskoksiidide ja mustade vasksulfiidide kilega. See kile kaitseb seda edasise sügavuse korrosiooni eest.

Vase lisanditest on hapnikku, vismutit, tsinki, tina, väävlit, niklit, rauda, ​​arseeni, pliid, antimoni. Kõige kahjulikum neist lisanditest on vismut, mis põhjustab vase punast rabedust vahemikus 400–600°C. Sellel temperatuuril muutub see rabedaks ja ei sobi tembeldamiseks, valtsimiseks ja muudeks töötlemismeetoditeks. Edasisel kuumutamisel rabedus kaob.

Puhast või punast vaske kasutatakse kunstitoodete valmistamiseks üsna sageli, kuid mitte nii laialdaselt kui selle sulameid - messingit ja pronksi.

Puhast vaske kasutatakse selle suure elastsuse ja sitkuse tõttu, mis võimaldab väikese paksusega (0,9–1,3 mm) lehtedest stantsimise teel saada keerulisi ruumilisi kujundeid. Vask on väga korrosioonikindel.

Puhtast vasest valmistatud tooted säilivad hästi vabas õhus ilma korrosioonivastaste kateteta. Need omadused tegid sellest peamise materjali lõiketöödel suurte skulptuuri- ja ornamentkompositsioonide valmistamisel.

Lisaks lõiketöödele kasutatakse puhast vaske väga kõrgete ja keerukate reljeefide ja ornamentide stantsimiseks, mille jaoks messing ei ole piisavalt plastiline.

Punane vask on filigraantöö vallas asendamatu materjal. Filigraantöödeks kasutatav punane vasktraat muutub lõõmutamisel pehmeks ja plastiliseks. Sellest saate hõlpsalt nööre keerata ja kaunistuse keerulisi elemente painutada. See võib olla valmistatud mis tahes paksusega ja on hästi joodetud skaneeritud hõbejoodisega, sobib hästi kullamiseks ja hõbetamiseks.

Tänu oma tulekindlusele ja soojusjuhtivusele, samuti teatud paisumisteguritele kuumutamisel kasutatakse punast vaske filigraanseks või jälitatud tööks, millele järgneb emailimine. Toote jahtumisel nakkub email vasktootega hästi, ei põrga ega pragune.

Kõrgeima klassi punasest vasest valmistatud anoodid on peamiseks materjaliks kunstiliste galvanoplastiliste tööde valmistamisel, samuti galvaniseeritud vase alamkihtide paigaldamisel terasetoodete nikeldamisel ja kroomimisel, kuna otse terase pinnale sadestunud nikkel ja kroom ei hoia kindlalt.

Hõbeda järel teisel kohal oleva vase kõrge elektrijuhtivus on toonud kaasa selle laialdase kasutamise elektrijuhtmete, kaablite jms valmistamisel. Vask on asendamatu ka jootekolbide südamike valmistamiseks.

Kõvajoodiste (vask, hõbe, kuld) valmistamisel, mida kasutatakse mitmesuguste kunstiliste metalltoodete jootmiseks, alates ehetest kuni suurte dekoratiivesemeteni, on vask põhikomponent.

Vasest koos kulla ja seleeniga valmistatakse punast klaasi, smalti ja emaili.

Vask lahustub hästi lämmastikhappes, väävelhappes, lahjendatud vesinikkloriidhapetes. See on selliste sulamite nagu messing, pronks, nikkelhõbe, vasknikkel alus.

Messing on vase ja tsingi (kuni 45 protsenti) sulam, millele on sageli lisatud alumiiniumi, rauda, ​​mangaani, pliid, niklit ja muid sulameid (kokku kuni 10 protsenti).

Enamikul messingist on ilus kuldkollane värv. Kunstilised messingtooted, kui need on kaetud spetsiaalsete värvitute või kergelt värviliste alkohollakkide või nitrolakkidega, omandavad ja säilitavad kuldse välimuse ja sära kaua.

Messingist valmistatakse ainulaadseid dekoratiivesemeid, aga ka mõningaid ehteid, millele järgneb kullamine või hõbedamine.

Sulam on lõikepinkidel hästi töödeldud, poleeritud, säilitab kaua poleeritud pinna, hästi keevis, joodetud nii pehme kui kõva joodisega. Messing on hästi vermitud, stantsitud, valtsitud, kergesti ja kindlalt kaetud galvaaniliste katetega - nikkel, kuld, hõbe. See talub hästi keemilist oksüdatsiooni ja seda saab toonida mis tahes värviga. Messingi sulamistemperatuur on 980-1000°C.

Enamik messingist on halvasti valatud. Valumessingid on aga spetsiaalsed, millel on alumiiniumi segunemise tõttu head valuomadused ja mis erinevad teistest messingidest kõrge korrosioonikindluse poolest.

Erinevalt puhtast vasest on messing vastupidavam ja kõvem ning mõned neist, mis sisaldavad tsingi lisandit, ei jää oma plastilisuselt puhtale vasele alla. Lisaks on messing palju odavam kui vask ja ilusama värviga kui punane vask.

Neid kasutatakse kunstiliste roogade, spordi- ja juubelimärkide, odavate ehete valmistamiseks.

Tompac on hästi töödeldud külmas olekus - see on tembeldatud, tõmmatud juhtmesse, lähenedes selles osas puhtale vasele. Õues tumenevad tubakatooted järk-järgult ja kaetakse oksiidkilega.

Messingist kunstiteosed näevad head välja soojades ja kuivades interjöörides. Vabas õhus kaotab messing kiiresti oma läike ja kuldse värvi, kattub oksiidkilega, muutub mustaks ja kaotab oma kunstilised omadused.

Messingit toodetakse erineva paksusega lehtede, ribade, valtstraadide ja torude kujul.

Valukoja messingid väljastatakse valuplokkide kujul (sigamessing). Messingit ei saa pikka aega säilitada külmas, kütmata ladudes, kuna messing hävib temperatuurimuutuste, niiskuse ja muude tingimuste mõjul.

Alates 18. sajandist hakati messingist tootma pulbrit kipsist, puidust valmistatud kunstiesemete pruunistamiseks ja muuks otstarbeks. See saadi kõige õhemate messingplaatide mehaanilisel lihvimisel, mis olid eelnevalt valtsitud ja lamestatud auruhaamri all. Broneerimiseks mõeldud pulbrit saadakse ka vasksulfaadi lahuse redutseerimisel metallilise rauaga. Saadud käsnjas vasemass purustatakse, pestakse ja kuivatatakse, seejärel antakse sellele pronksjas toon, kuumutades seda rauast kastides parafiiniga tänu toonivärvide ilmnemisele.

Messing on üks peamisi materjale jälitajate ja juveliiride praktilisel väljaõppel. See on tähistatud tähega L ja tähtedega, mis tähistavad spetsiaalselt sulamisse lisatud elemente. Neid elemente tähistatakse tähtedega: F - raud, K - räni, Mts - mangaan, N - nikkel, C - plii jne. Tähtedele järgnevad numbrid, mis näitavad vase ja erielementide protsenti. Näiteks messingist LAZhMts 66-6-3-2 sisaldab vaske - 66, alumiiniumi - 6, rauda - 3, mangaani - 2 protsenti, ülejäänud on tsink.

Pronks on vasel põhinev sulam, milles peamisteks lisanditeks on tina 3–12 protsenti, tsink, nikkel, plii, mangaan, fosfor ja muud elemendid.

Pronks on tuntud väga pikka aega, mitu aastatuhandet eKr. Inimühiskonna arenguloos nimetatakse üht ajastut "pronksiajaks". Sel ajastul õppis inimene esimest korda vase- ja tinamaagist pronksi sulatama ning sellest majapidamistarbeid, relvi ja erinevaid ehteid valmistama.

Vana-Egiptuses, Hiinas, Indias leidub iidsete kreeklaste ja roomlaste kunstis pronksist kunstimälestisi, näiteks pronkskujusid.

Kõige iidsemate pronksiajast pärit pronksi koostises oli umbes 88 protsenti vaske ja 12 protsenti tina. Antiikpronksides oli vaske veelgi rohkem – kuni 90 protsenti.

Vana-Venemaal valmistati 12.–17. sajandil valandeid vaske, tina, tsinki ja pliid sisaldavast sulamist. 15. - 17. sajandil valmistati valandeid punase vase ja tina sulamist. Alates 18. sajandist kollasest vasest - pronks tsingi lisandiga. 19. sajandi lõpul kasutati kunstivalamisel laialdaselt pronksi, mille sisaldus oli 4 protsenti tina ja 10-18 protsenti tsinki.

Lääne-Euroopas kasutati monumentide valamiseks sellele kompositsioonile lähedasi pronkse.

Prantsuse pronksis oli 82 protsenti vaske, 13,5 protsenti tsinki, 3 protsenti tina, 1,5 protsenti pliid.

Praegu on kunstitoodete valamine valmistatud spetsiaalsest kunstilisest pronksist.

Pronksi värvus tinasisalduse suurenemisega muutub punasest, mille vasesisaldus on vähemalt 90 protsenti, kollaseks, mille vasesisaldus on vähemalt 85 protsenti, valgeks 50 protsenti ja terashalliks, mille vasesisaldus on väiksem. kui 35 protsenti.

Kui pronks sisaldab kuni 3 protsenti tina, on see külmas olekus väga plastiline. Kui tina sisaldab 5 protsenti, sepistatakse pronksi ainult punase kuumuse olekus.

Alates 18. sajandist ilmub kullatud pronks. Pronksist valmistati lühtrid, kandelinad, põrandavalgustid, dekoratiivvaasid kombineerituna lõigatud kristalli, poleeritud kivi ja värvilise klaasiga.

Kunstiline pronks on materjal monumentide ja monumentaalskulptuuride valamisel. Oma värviomaduste poolest näeb see ühtviisi hea välja nii toas kui väljas. Pronks on erakordselt vastupidav, ei puutu kokku atmosfäärimõjudega, on vastupidav mehaanilistele kahjustustele.

Praegu toodab tööstus spetsiaalset tinavaba pronksi. Need sulamid ei sisalda tina, see on asendatud alumiiniumi, tsingi, plii, räni, mangaani, nikli ja muude elementidega.

Sellised pronksid eristuvad mitmete uute mehaaniliste ja tehnoloogiliste omaduste poolest ning on mitmes mõttes paremad kui tinapronks. Näiteks mangaanpronksi eristab kõrge kuumuskindlus ja nikli lisandiga ränipronks omandab karastuse ja ei ole terasest halvem, kuid kunstivaldkonnas ei kasutata neid peaaegu kunagi.

Kunstitööstuses kasutatakse kõige laialdasemalt 5–10-protsendilise tinasisaldusega vasesulamid nende kõrgete valuomaduste, tugevuse, korrosioonikindluse ja kauni kollaka värvuse tõttu. 5-protsendilise tinasisaldusega sulamit nimetatakse mündi- või medalipronksiks.

Pronks on tähistatud tähtedega Br koos sümbolitega ja vastavalt sulami moodustavate elementide sisu. Näiteks pronks BRON 10–4 koosneb 10 protsendist tinast, 4 protsendist niklist ja ülejäänud osast vasest.

Pronksi kasutatakse peamiselt kunstilisel valamisel, suveniiride, juubelimärkide, medalite, niiskes atmosfääris töötavate mehhanismide osade, auru, merevee valmistamisel.

Cupronickel on vasesulam, mis sisaldab 30 protsenti niklit, 0,8 protsenti rauda ja 1 protsenti mangaani (mõnikord 19 protsenti niklit).

Cupronickel on kauni hõbedase värvusega ja on üks hõbedat imiteerivatest dekoratiivsetest sulamitest. Sulam on väga plastiline, vastupidav atmosfäärikorrosioonile, kergesti töödeldav - sobib hästi jälitamiseks, stantsimiseks, lõikamiseks, jootmiseks, poleerimiseks. Seda kasutatakse peamiselt söögiriistade ja ehete valmistamiseks.

Nikkelhõbe on vasesulam, milles on 20 protsenti tsinki ja 13,5–16,5 protsenti niklit. See näeb välja nagu hõbe. Erineb hea plastilisuse, elastsuse, suurenenud vastupidavuse, elastsuse ja kõrge korrosioonikindluse poolest.

Seda kasutatakse kunstitööstuses ja ehete valmistamisel.

Nikkel ja selle sulamid. Nikkelmetall oli Hiinas tuntud juba enne meie ajastut. Vana-Hiina mündid vermiti spetsiaalsest niklisulamist. Tuntud on ka iidseid Pärsia münte, mis on samuti valmistatud niklisulamist. Nikli esialgne kasutamine oli seotud peamiselt ehete ja müntide tootmisega. Keemilise elemendina avastati nikkel 18. sajandil, kuid kunstitoodete valmistamisel hakati seda kasutama alles 18. sajandi lõpus ja 19. sajandi alguses.

Nikkel on tugeva läikega hõbevalge metall, mis õhu käes ei tuhmu. Tihedus 8,8; sulamistemperatuur 1455 °C.

See keeb 3075 °C juures. Niklil on magnetilised omadused.

Temperatuuril 360°C kaovad magnetilised omadused.

Puhas nikkel ei oksüdeeru atmosfääriõhu mõjul. Lahjendatud väävel- ja vesinikkloriidhappes lahustub see aeglaselt ja kiiresti lämmastikhappes. Kontsentreeritud lämmastikhappes on see passiivne.

Niklil on suur keemiline vastupidavus, tulekindlus, tugevus, elastsus. See kuulub looduses haruldaste metallide hulka ja looduslikus olekus maakoores ei esine. Seda leiti aga meteoriitidest.

Puhas nikkel on tähistatud kui H-1, H-2, H-3, H-4.

Nikkel sisaldab alati mitmesuguseid lisandeid: koobaltit, rauda, ​​räni, mangaani, vaske, mida selles leidub väikestes kogustes. Neid ei peeta kahjulikeks lisanditeks, kuna need ei mõjuta negatiivselt selle mehaanilisi omadusi. Nikli kahjulikud lisandid hõlmavad süsinikku, väävlit ja hapnikku. Need halvendavad selle plastilisust ja tugevust. Süsinik on vastuvõetav vahemikus kuni 0,3–0,4 protsenti. Suurema sisalduse korral hakkab see sadestuma grafiidisulgudena ja muudab nikli lehtedeks rullimise võimatuks.

Väävlisisaldus üle 0,02 protsendi muudab nikli 625 °C juures punaseks rabedaks. Seetõttu ei sobi kõrge väävlisisaldusega nikkel kuumstantsimiseks. Puhas nikkel on hästi stantsitud, valtsitud ja traadiks venitatud, kuid on halvasti valatud, sest sulas olekus imab tugevalt gaase ja valandid on poorsed.

Nikkel on hästi poleeritud, toonitud ja viimistletud.

Kunstilise tootmise valdkonnas kasutatakse niklit peamiselt dekoratiiv- ja korrosioonivastaste katete nikeldamiseks, samuti mitmesuguste hõbedat asendavate sulamite valmistamiseks nõude-, pudu-, ehte- ja münditööstuses. Märkimisväärne osa kaevandatud niklist kasutatakse roostevaba terase legeerimiseks, mida kasutatakse kunstitööstuses.

Märkimisväärne hulk nikli baasil toodetakse spetsiaalseid sulameid, mida kasutatakse erinevates majandussektorites – nikroom, konstantiin, nikliin, alumell, kromel jne. Kõiki neid sulameid kasutatakse suure takistusega traadi valmistamiseks, Invari sulamit, mis koosneb 36 protsendist niklist ja 64 protsendist rauast, kasutatakse standardsete lineaarsete mõõtude jaoks, kuna selle lineaarpaisumise koefitsient on vaid 0,0000001.

Plaatina sulam, mis sisaldab 50 protsenti niklit ja 50 protsenti rauda, ​​on väga lähedane klaasi koefitsiendile, seetõttu kasutatakse seda klaasraamide valmistamiseks juhtudel, kui toodet kuumutatakse. Mõnikord joodetakse plaatina osad klaasi sisse. Platiniit sai oma nime sarnasusest plaatinaga.

Ehetes, pudukaupades ja muudes kunstitööstuse valdkondades kasutatakse hõbedat imiteerivaid sulameid. Vanim neist on paktong – valge Hiina vask, mis sisaldab 40,4 protsenti vaske, 25,4 tsinki, 2,6 rauda ja 31,6 niklit.

Vanas Pärsias kasutati müntide vermimiseks sulamit, mis koosnes 78 protsendist vasest, 20 protsendist niklist, 1,0 protsendist rauast, 0,5 protsendist koobaltist ja muudest lisanditest.

Tsink. Tsingisulamid on tuntud juba iidsetest aegadest. Neid valmistati Vana-Egiptuses, Hiinas, Indias eKr ja imporditi Euroopasse. Tsink saadi aga puhtal kujul 15. sajandil ja kunstitoodete tootmiseks hakati kasutama alles 18. sajandist ning kunstilist tsingivalu alates 19. sajandist.

Puhas tsink on sinaka varjundiga valge metall. Õhus on see kaetud tiheda kaitsekihiga. Temperatuurini 110–150 °C kuumutatuna sobib see aga hästi hapraks survetöötluseks. Tsingi sulamistemperatuur on 692,4 ° C, keemistemperatuur on 1179 K, Brinelli kõvadus on 300–350 MN / m 2, valatud tsingi erikaal on 6,9, valtstsingi 7,2.

Külmas olekus puruneb see kergesti haamriga, temperatuurini 150 ° C kuumutades muutub see plastiliseks, kergesti sepistavaks, rullitakse õhukesteks lehtedeks ja tõmmatakse traadiks. Üle 150°C kuumutamisel kaob plastilisus taas ning 250°C juures muutub tsink nii rabedaks, et seda saab pulbriks jahvatada.

Kuumutamisel paisub tsink tugevalt, rohkem kui kõik teised metallid.

Lõikeriistadega halvasti töödeldud, fail on ummistunud.

Puhtal kujul kasutatakse tsinki trükitööstuses trükiplaatide valmistamisel, keemiatööstuses valge tsingi tootmiseks, korrosioonikindluse tõttu kasutatakse teraslehtede (tsingitud raud) katmiseks jne.

Tarbekunstis kasutatakse tsinki puhtal kujul ja sulamites. Suured dekoratiivsed skulptuurid, bareljeefid ja muud arhitektuursed kaunistused valmistatakse tsinklehest lõikamise ja tagaajamise tehnikas, millele järgneb monteerimine. Tänu tsingi suurele voolavusele valmivad sellest õrnad ažuursed teosed, sulatati küünlajalgu, seinalampe, kandelaid jm.. Need tooted tooniti pronksisarnaseks või kullati. Valati ka ümmargustele dekoratiivskulptuuridele, mis valati osadena ja seejärel joodeti tina-pliijoodetiga.

Kunstis kasutatakse tsinki sisaldavaid sulameid, näiteks messingit, nikkelhõbedat.

Huvipakkuvad madala sulamistemperatuuriga tsingi sulamid surve- ja vormivalamiseks. Need on hallituse vähese kulumise tõttu väga tootlikud ja ökonoomsed. Neid sulameid kasutatakse erinevate osade valamisel: embleemid, kaubamärgid autodel, külmikud jne.

Kõrgtugev madalsulav tsingisulam koosneb 93 protsendist tsingist, 4 protsendist alumiiniumist ja 3 protsendist vasest; Keskmise tugevusega sulam koosneb 95 protsendist tsingist, 4 protsendist alumiiniumist ja 1 protsendist vasest. Neid sulameid kaitseb pragunemise eest 0,3 protsenti lisatud magneesiumist.

Tsinki kasutatakse sageli galvaanilise pinnakattena toodete korrosioonikindluse suurendamiseks ja muudel eesmärkidel.

Alumiinium on hõbevalge metall, pehme, plastiline, venib hästi ja veereb külmas olekus. Erikaal 2,7 on kolm korda kergem kui vask ja neli korda kergem kui hõbe.

Õhus on see kaetud oksiidkilega, mis kaitseb seda edasise korrosiooni eest. Pidevalt esineva oksiidkile tõttu on alumiiniumi raske jootma ja keevitada, kuna alumiiniumoksiidi sulamistemperatuur on palju kõrgem kui alumiiniumil endal (selle sulamistemperatuur on peaaegu 2050 ° C). Alumiiniumi sulamistemperatuur on 660°C, keeb 1650°C. Alumiinium lahustub kergesti söövitavates leelistes. Väävel- ja lämmastikhape söövitavad seda aeglaselt, lahustub kiiresti soolhappes, hästi töödeldav, venib kergesti traadiks ja rullub lehtedeks. Eriti õhukesed lehed (foolium) saadakse 430°C juures rullides.

See metall avastati 1827. aastal ja see on looduses kõige levinum metall, moodustades umbes 7,5 protsenti kogu maakoorest. Kvantitatiivselt jääb see alla ainult hapnikule (49,5 protsenti) ja ränile (25,7 protsenti), kuid looduslikus olekus pole seda veel leitud. Seda leidub savis, päevakivides, vilgukivis ja paljudes teistes mineraalides. Seda kaevandatakse boksiidist, maagist, mis on kuni 70 protsenti alumiiniumoksiidi sisaldav savi.

Puhtal alumiiniumil ei ole piisavaid valuomadusi, kuid selle sulamid, nagu silumiin, on heade valuomadustega ja vedelad. Tehnilist alumiiniumi (erineva puhtusastmega 96,5–99,7 protsenti) toodetakse lehtede, torude, fooliumi, nurga, riba, taurika, varraste kujul.

Alumiiniumi tugevus on madal, kuid erinevate lisanditega legeerimisel saab tugevust oluliselt suurendada. Sulamite peamised komponendid, mis oluliselt muudavad alumiiniumi omadusi, on vask, räni, magneesium, tsink, raud, nikkel, kroom ja mangaan. Neid lisatakse sulamite tugevuse suurendamiseks. Põhimõtteliselt jaguneb kogu alumiiniumisulamite komplekt mehaaniliste vahenditega töötlemiseks deformeerivateks gloorideks ja valamiseks mõeldud sulamiteks.

Alumiiniumisulamitest valmistatud kunstilised tooted on poleeritud peegelviimistluseni, mis meenutab nikeldatud pindu. Need on poleerimisel vastupidavad ja dekoratiivsed.

Puhas alumiinium on korrosioonikindel, mida ei saa öelda selle sulamite kohta.

Alumiiniumi ja selle sulameid kasutatakse kunstitööstuses koos malmiga suurte valatud arhitektuursete detailide ja skulptuuride valmistamiseks, siseviimistluseks. Lisaks kasutatakse alumiiniumi ka juveelitootmises, kus see hakkas asendama kulda ja hõbedat, samuti lennukiehituses, autoehituses ja laevaehituses. Puhta metalli kujul kasutatakse seda keemiaseadmete, elektrijuhtmete, kondensaatorite, reljeeftrükkimise jms valmistamiseks.

Plii. Värskel lõikel on see metall sinakashalli värvi, tuhmub õhu käes kiiresti ja kattub oksiidkilega. Selle erikaal on 11,9; sulamistemperatuur 327 °C. Selle keemistemperatuur on 1525 °C.

Plii on kõigist metallidest pehmeim ja viskoossem. Seda on lihtne rullida, tembeldada, pressida ja hästi valada.

Kuivas õhus plii ei muutu, kuid niiskes õhus tekib selle pinnale esmalt oksiidikile ja seejärel oksiidhüdraat, mis lahustub osaliselt vees.

Seetõttu toimub õhu ja vee muutuva mõju all plii väga aeglaselt, kuid hävib. Plii peab hästi vastu vesinikkloriidhappe ja väävelhapete toimele ning lahustub lämmastikhappes. Söövitavate leeliste vastu pole ka plii vastupidav.

Plii on tuntud iidsetest aegadest. Egiptlased, kreeklased ja teised rahvad tundsid teda.

See on ühenditest kergesti eraldatav ja looduses üsna laialt levinud. Plii on oma olekus haruldane. Pliid kaevandatakse peamiselt galeeni- või pliiläike maagist.

Pliid on pikka aega kasutatud kunstis ja käsitöös, samuti katuste ja äravoolutorude katmiseks.

Pliist valmistatud tooteid kaunistati erinevate ornamentide, linnu- ja loomakujutistega. Eriti laialdaselt kasutati seda värviliste klaaside ühendamiseks gooti vitraažides. Pliist valmistati kunstipäraseid nõusid, kamme, lusikaid jms. Mõnikord valati sellest skulptuure, arhitektuuri dekoratiivdetaile, piirdeaedade detaile, väravaid.

Sära suurendamiseks kasutatakse pliid kristalli, mõningate kunstiliste emailide ja smalti lahutamatu osana. Kuid nüüd asendatakse see nendes tööstusharudes kaaliumi ja muude elementidega, millel pole mürgiseid omadusi, nagu plii.

Pliisoolad ja plii ise on mürgised, mistõttu tuleb neid kunstilistel eesmärkidel kasutada hoolikalt, järgides töökaitse- ja ohutusreegleid.

Kunstitoodete valmistamise materjalina puhast pliid ei kasutata.

Seda kasutatakse madala sulamistemperatuuriga sulamite lahutamatu osana, mida kasutatakse teatud tüüpi dekoratiivvalandite jaoks, samuti pehmete tina-pliijoodiste jaoks terase ja vase kunstitoodete jootmiseks.

Tina tunti iidsetel aegadel ja seda kasutati müntide vermimiseks ja anumate valmistamiseks.

Looduses on tina hapnikuühendi (tinakivi) kujul ning palju harvem raua ja väävliga ühendites. Tina on hõbevalge värvusega, kuid tumedam kui hõbe. Selle sulamistemperatuur on 505, keemistemperatuur on 2635 K, Brinelli kõvadus on 50 MN/m2. Tina ei oksüdeeru õhus, kuid oksüdeerub vees väga aeglaselt. Sellel on oksiidkile välimuse tõttu hea korrosioonikindlus.

Kasutatakse pleki valmistamiseks, st. tinatatud lehtteras. Tugeval jahutamisel kaotab tina oma metallilised omadused ja muutub halliks pulbriks – "halliks tinaks". Seda nähtust nimetatakse "tinakatkuks" ja see ilmneb seoses kristallvõre muutumisega. Muudatused põhjustavad märkimisväärset mahu suurenemist, millega kaasnevad tugevad sisepinged, mis põhjustavad metalli murenemist pulbriks. Esiteks ilmub "tinakatk" eraldi hallide laikudena, mis levib edasise jahutamisega kogu objekti ulatuses. "Tinakatku" peatamiseks või vältimiseks peate toodet kuumutama üle 18 ° C.

Tina metall on pehme ja plastiline, veidi kõvem kui plii. Külmas olekus rullitakse see kõige õhemateks lehtedeks, kuid sellest pärit traat puruneb kergesti.

Alates 16. sajandist on Venemaal tina kasutatud kaunite kunstide valamisel, mida kasutati hoonete siseviimistluseks, aga ka erinevate majapidamistarvete valmistamiseks.

Ažuurset plekivalu kasutati ikonostaaside, uste, ripp- ja kauglaternate jms kaunistamiseks.

Praegu tina kunstitööstuses ei kasutata. Seda kasutatakse vase- ja pliisulamite valmistamiseks, joote valmistamiseks, mida kasutatakse kunstiliste toodete valmistamiseks mustadest ja värvilistest metallidest ning sulamitest.

Antimoni, plii, vismuti, elavhõbeda, kaadmiumi ja muude sulavate metallidega sulamites kasutatakse tina väikese kunstilise valu jaoks. Tinast saadakse tina disulfiid, mis on läikiv mass, mis on värvilt sarnane kullale. Seda ainet nimetatakse "kuldleheks" või "kuldväävliks" ja seda kasutatakse kõige õhemate lehtede või pulbrina erinevate metall-, puit- või kipstoodete viimistlemiseks kulla all.

Tina disulfiid on väga vastupidav ja säilitab oma sära pikka aega, kui seda kasutatakse mitte ainult sisekujunduses, vaid ka väliskujunduses.

Kaadmium on raske valge metall, väga pehme, viskoosne ja tempermalmist. Kaadmiumvarda painutamisel on kuulda iseloomulikku kraaksumist, mis sarnaneb tinapulga praksumisele.

Oma omaduste poolest on kaadmium tina ja tsingi vahel keskmisel positsioonil. Avatud 19. sajandi esimesel poolel. Sulamistemperatuur 321 °C, keemistemperatuur 773 °C.

Puhtal kujul on kaadmium väga vastupidav korrosioonile ja seda kasutatakse elektrolüütilise kattena – kaadmiumkattena.

Kõige sagedamini on kaadmiumiga kaetud terastooted laevade tarvikud ja seadmed merevee mõju eest kaitsmiseks. Väävligaasidega linnakeskkonnas ei sobi kaadmiumkatted nende halva vastupidavuse tõttu väävliühenditele.

Kaadmiumisoolad on mürgised ja neid ei tohi kasutada toidunõudel. Seetõttu kasutatakse seda keeruliste sulamite lahutamatu osana, see on osa paljudest ehetes sulatatavatest joodistest.

Elavhõbe on tavatemperatuuril ainus vedel metall. Sulamistemperatuur miinus 39°C, keemistemperatuur 357°C.

Metalliline elavhõbe, selle aurud ja kõik ühendid on väga mürgised. Seetõttu peate sellega töötades olema ettevaatlik, töötama ainult tõmbekappides.

Elavhõbe interakteerub kergelt lahjendatud lämmastikhappe ja kontsentreeritud väävelhappega, ei suhtle vesinikkloriidhappe ja leelistega. Sellel on omadus lahustada endas palju metalle, moodustades vedelaid ja tahkeid sulameid, mida nimetatakse amalgaamideks.

Sel juhul saadakse mõnikord elavhõbeda keemilisi ühendeid metallidega. Kullaamalgaami on eriti lihtne vormida, kuldesemeid tuleb kaitsta kokkupuute eest elavhõbedaga.

Juveliirid kasutavad elavhõbedat kulla või hõbeda amalgaami tootmiseks kuumkuldamisel ja hõbetamisel.

Kaevandamisel kasutatakse elavhõbedat kulla eraldamiseks mittemetallilistest lisanditest. Seda kasutatakse keemiatööstuses, elektrotehnikas, valgustustehnikas, instrumentide valmistamisel – elavhõbedalaldi, manomeetrite, luminofoorlampide jms tootmiseks.

Looduses on elavhõbe kivimites sisalduvate lisanditena väga haruldane. Peamiselt on see erepunase elavhõbesulfiidi ehk kinaveri kujul, millest saadakse maagi röstimisel metallilist elavhõbedat.

Elavhõbe eraldub auruna ja kondenseerub jahutatud vastuvõtjas.

Kroom on helehall metall. See avastati 18. sajandi lõpus, kuid metallina hakati seda kasutama 19. sajandi lõpust. Kroom on hästi poleeritud ja säilitab pikka aega peegelpinna. Sulamistemperatuur 1615°C, keemistemperatuur 2200°C.

Kroom on väga kõva ja rabe metall, mis talub hästi korrosiooni. Seda kasutatakse lisandina legeeritud terase ja malmi tootmisel.

Kunstis kasutatakse kroomi mustmetallide galvaniseerimiseks. Kroomitud tooted on kauni värvi ja säraga.

Tänapäeval on kroomimine muutunud väga laialt levinud. Kroomitud osad autodele, jalgratastele, külmikutele, kelladele jne.

Karastatud terasest tugevamate ja kõvemate kroomkatete erakordne tugevus võimaldab kasutada tsingitud kroomimist mitte ainult dekoratiivse ja korrosioonivastase kattena, vaid ka väga kulumiskindla kattena. Kroomoksiidi kasutatakse poleerimispasta valmistamiseks, lisaks annavad mitmesugused kroomiühendid erinevaid värve (roheline, smaragd, kollane jne).

Kroom on saanud oma nime kreekakeelsest sõnast värvi järgi, kuna selle ühendite värvus on erinev.

Titaan on läikiv hõbedane metall, mis õhu käes ei tuhmu. Erineb kõrge keemilise tugevuse poolest.

Titaan ei korrodeeru isegi merevees.

Rekristallisatsiooni lõõmutamise temperatuur 650°C, sulamistemperatuur 1668°C.

Titaan on tugev ja kerge metall.

Titaani ja selle sulamite kahjulikud lisandid on lämmastik, hapnik ja süsinik.

Lämmastik ja hapnik, suurendades tugevust, vähendavad järsult plastilisust. Lämmastikusisaldus on lubatud kuni 0,25 protsenti, hapnikusisaldus mitte rohkem kui 0,50 protsenti.

Süsinik raskendab titaani ja selle sulamite lõikamist, survestamist ja keevitamist, seega ei tohiks süsiniku lisandisisaldus ületada 0,15 protsenti.

Levinumad sulamid on titaan alumiiniumi ja kroomi või alumiiniumi ja vanaadiumiga. Seal on sulamid raua, molübdeeni, mangaaniga. Neid sulameid toodetakse mitmesuguste pooltoodetena: plaadid, ribad, vardad, torud, valtstooted, traat.

Titaanisulameid kasutatakse keemia-, lennundus- ja masinaehitustööstuses. Nendest valmistatakse mahuteid, hapete ja aktiivgaaside torustikke, kuumakindlaid materjale töötemperatuuril kuni 500°C.

Mõnda sulamit tuleb tembeldamisel, painutamisel jne kuumutada. mis on nende puuduseks.

Puuduseks on võimalus kasutada kaarkeevitust ainult neutraalsete gaaside (argoon ja heelium) keskkonnas. Rull- ja punktkeevitus on aga võimalik ka ilma neutraalgaasidega kaitsmata.

Kunstilistel eesmärkidel kasutatakse titaani monumentide ja muude tööde materjalina mitte ainult välis-, vaid ka sisetingimustes.

Mangaan on kõva, tume metall. Sulamistemperatuur 1230°C, keemistemperatuur 2200°C.

Seda kasutatakse kõrgahjude tootmisel valge (pigi) malmi tootmisel, kuna mangaani olemasolu aeglustab grafiidi vabanemist.

Seda kasutatakse ka lisandina spetsiaalsete legeerteraste tootmisel. See vähendab terase kõverdumist kõvenemise ajal, parandab lõikeomadusi ja kulumiskindlust. Mangaanoksiide kasutatakse värvainetena violetse emaili ja värvilise klaasi saamiseks, samuti pruunide, roheliste ja violetsete värvide valmistamiseks.

Koobalt on roosaka läikega hõbevalge metall. Sulamistemperatuur 1444 °C.

Koobalt lahustub lämmastikhappes, vastupidav väävel- ja vesinikkloriidhappele.

Seda kasutatakse lisandina kiirete tööriistateraste tootmisel.

Viimasel ajal on seda kasutatud ehete plaadistusena koos hõbedaga. Hõbe-koobaltkatted on vastupidavamad kui puhas hõbe.

Kunstitööstuses kasutatakse koobaltit ka koobaltsinise kujul, st. koobaltoksiidi sulam kaaliumkloriidi ja kvartsliivaga. Koobaltsinist kasutatakse kuuma emaili, klaasi, portselani ja fajansi värvina, andes neile kauni sinise värvi.

Koobaltsinised värvid olid tuntud Vana-Egiptuses ja Hiinas. Lisaks sinistele värvidele saadakse koobaltist koos kroomi ja tsingiga violetset ja rohelist värvi.

0

Värvilistest metallidest kasutatakse valu algmaterjalina enim vaske, tina, tsinki, niklit, alumiiniumi, magneesiumi, pliid ja antimoni. Valutootmises ei kasutata neid metalle peaaegu kunagi puhtal kujul, vaid neid kasutatakse peamiselt erinevate sulamite kujul. Laialdaselt kasutatakse tsingi (messing) või tina, alumiiniumi, mangaani (pronks) vasesulamid, samuti alumiiniumil ja magneesiumil põhinevaid sulameid.

Pronks

Pronksi nimetatakse vasesulamiteks tina või muude metallidega, kui nende sulamite välimus ja omadused on sarnased tinapronksi välimuse ja omadustega.

Pronksid jagunevad kahte põhirühma – tinapronks ja tinavaba pronks. Pronksi valuomadused on kõrgemad kui puhta vase valuomadused; seega on vase sulamistemperatuur 1083° ja pronksi temperatuur vahemikus 875 kuni 1050°; vase kokkutõmbumine on 2,04% ja mõnel pronksil väheneb see 0,83% -ni; võime lahustada gaase pronksides on madalam kui puhtal vasel.

Kulude vähendamiseks, aga ka vedeliku sulamistemperatuuri tõstmiseks lisatakse tinapronksidele teatud kogus tsinki. Pronksi, mis sisaldavad lisaks tsingile ka muid lisaaineid, nimetatakse spetsiaalseteks.

Allolevas tabelis. 23 ja 24 on näidatud valupronkside klassid, keemiline koostis, mehaanilised omadused ja ligikaudne otstarve.

Messing

Valandite jaoks kasutatakse tavaliselt messingit, mis sisaldab 55–60% Cu ja 45–40% Zn. Suurenenud tsingisisaldusega messingi valuomadused üldiselt vähenevad, kuna selle kokkutõmbumine suureneb.

Erinevate messingide sulamistemperatuur on praktiliselt vahemikus umbes 800 kuni 1000 °; tsingisisalduse suurenedes messingi sulamistemperatuur langeb. Spetsiaalseteks nimetatakse messinge, mis sisaldavad peale vase ja tsingi ka muid metalle. Messingis on peamised erilisandid plii, tina ja nikkel.

Plii (kuni 2,5%) lisamine suurendab messingi võimet töödelda lõikamise teel; tina segamine (kuni 1,5%) annab võime hästi vastu pidada merevee söövitavale toimele.

Vase, tsingi ja nikli sulameid nimetatakse kupronikliks; nikli lisamine (kuni 20%) annab sulamile hõbevalge värvuse ja vähendab sulami oksüdeerumisvõimet õhus.

Tabelis. 25 on näidatud valumessingide keemiline koostis ja mehaanilised omadused ning nende kasutamine tööstuses.

Alumiiniumi baasil sulamid

Valumaterjalina kasutatakse laialdaselt alumiiniumipõhiseid sulameid; olulisim neist on silumiin, mis sisaldab umbes 90-87% Al ja 10-13% Si; silumiinil on kõrged valuomadused; sulamistemperatuur - 575 °, lineaarne kokkutõmbumine kuni 1,4%; täidab hästi vorme. Selle madal erikaal (2,7) ja piisavalt kõrged mehaanilised omadused (tõmbetugevus kuni 25 kg/mm2, venivus kuni 11%) aitavad kaasa selle laialdasele kasutamisele materjalina alumiiniumipõhiste valusulamite valmistamisel. Silumiini kasutuse laiendamisel oli suur mõju selle struktuuri täiustamisel, mida nimetatakse modifikatsiooniks: sula silumiinile lisatakse kuni 0,1% Na, mille tulemusena omandab sulam peeneteralise struktuuri, mis suurendab selle mehaanilised omadused. Silumiumi toodetakse Venemaal kolmes klassis, mis erinevad lisandite sisalduse poolest (tabel 26).

Allolevas tabelis. 27 on näidatud alumiiniumipõhiste valusulamite keemiline koostis, mehaanilised omadused ja ligikaudne otstarve vastavalt standardile GOST 2685-44.

Magneesiumil põhinevad sulamid

Valamisel kasutatavad magneesiumipõhised sulamid sisaldavad kuni 11% Al, kuni 3% Zn, samuti vähesel määral Mn ja Si; Valukvaliteedi parandamiseks lisatakse neisse mõnikord berülliumi (umbes 0,02%), titaani (kuni 0,2%) ja muid elemente.

Magneesiumipõhiste sulamite sulatamine ja nende vormidesse valamise protsess nõuavad sulami süttimise eest kaitsmiseks erimeetmeid. Madala erikaaluga (-1,7) magneesiumisulamite piisava tugevuse tõttu kasutatakse magneesiumisulameid laialdaselt erinevates tehnikaharudes.

Tabelis. 28 on näidatud valukodade magneesiumisulamite klassid, nende keemiline koostis, mehaanilised omadused ja otstarve (vastavalt standardile GOST 2856-45).

Laadige abstrakt alla: Teil pole juurdepääsu failide allalaadimiseks meie serverist.

Värvilised metallid, nende omadused ja sulamid

Värviliste metallide* ja sulamite alla kuuluvad peaaegu kõik metallid ja sulamid, välja arvatud raud ja selle sulamid, mis moodustavad mustmetallide rühma. Värvilised metallid on haruldasemad kui raud ja on sageli kaevandamiseks palju kallimad kui raud. Värvilistel metallidel on aga sageli omadused, mida rauas ei leidu, ja see õigustab nende kasutamist.

Väljend "värviline metall" on seletatav mõne raskmetalli värviga: näiteks vasel on punane värv.

Kui metallid on korralikult segatud (sulas olekus), saadakse sulamid. Sulamitel on paremad omadused kui metallidel, millest need koosnevad. Sulamid omakorda jagunevad raskemetallisulamiteks, kergmetallisulamiteks jne.

Värvilised metallid jagunevad mitmete omaduste järgi järgmistesse rühmadesse:

- raskemetallid - vask, nikkel, tsink, plii, tina;

- kergmetallid - alumiinium, magneesium, titaan, berüllium, kaltsium, strontsium, baarium, liitium, naatrium, kaalium, rubiidium, tseesium;

- Väärismetallid - kuld, hõbe, plaatina, osmium, ruteenium, roodium, pallaadium;

- väikesed metallid - koobalt, kaadmium, antimon, vismut, elavhõbe, arseen;

- tulekindlad metallid - volfram, molübdeen, vanaadium, tantaal, nioobium, kroom, mangaan, tsirkoonium;

- haruldased muldmetallid - lantaan, tseerium, praseodüüm, neodüüm, samarium, euroopium, gadoliinium, terbium, ütterbium, düsproosium, holmium, erbium, tuleum, luteetsium, promeetium, skandium, ütrium;

- hajutatud metallid - indium, germaanium, tallium, tallium, reenium, hafnium, seleen, telluur;

- radioaktiivsed metallid - uraan, toorium, protaktiinium, raadium, aktiinium, neptuunium, plutoonium, ameriitsium, kalifornium, einsteinium, fermium, mendeleevik, nobeelium, Lawrencium.

Kõige sagedamini kasutatakse värvilisi metalle masinaehituses ja tööstuses erinevate sulamite kujul, mis võimaldab muuta nende füüsikalisi, mehaanilisi ja keemilisi omadusi väga laias vahemikus. Lisaks muutuvad värviliste metallide omadused kuumtöötlemisel, kõvenemisel, kunstliku ja loodusliku vananemise tõttu jne.

Värvilisi metalle töödeldakse igat liiki töötlus- ja survetöötlusega - sepistamine, stantsimine, valtsimine, pressimine, aga ka lõikamine, keevitamine, jootmine.

Valatud detaile valmistatakse värvilistest metallidest, aga ka mitmesugustest pooltoodetest traadi, profiilmetalli, ümmarguste, kandiliste ja kuusnurksete vardade, riba, lindi, lehtede ja fooliumi kujul. Märkimisväärne osa värvilistest metallidest kasutatakse pulbrite kujul pulbermetallurgiaga toodete valmistamiseks, samuti erinevate värvide valmistamiseks ja korrosioonivastaste pinnakatetena.

· - mõned keemilised elemendid Ukraina riiklik komisjon (NCU) soovitab seda nimetada nii: Silver - Argentum, Gold - Aurum, Carbon - Carbon, Copper - Cuprum jne. Elementide nimesid teatud juhtudel kasutatakse pärisnimedena - need kirjutatakse suure algustähega lause keskele. Koolides kutsuvad lapsed (keemiatundides) lämmastikhapet nitraadiks, väävelhapet - väävelhapeks jne. Muudel juhtudel (geograafia, ajalugu jne) kasutatakse üldnimetusi, s.o. kulda nimetatakse kullaks, vaske nimetatakse vaseks jne.

Värvilised metallid ja sulamid

Värviliste metallide sulameid kasutatakse agressiivses keskkonnas töötavate ja hõõrduvate osade valmistamiseks, mis nõuavad kõrget soojusjuhtivust, elektrijuhtivust ja vähendatud kaalu.

Vask on punakas metall, millel on kõrge soojusjuhtivus ja vastupidavus atmosfääri korrosioonile. Tugevus on madal: av = 180 ... ... 240 MPa kõrge plastilisusega b> ​​50%.

Messing - vase ja tsingi sulam (10 ... 40%), sobib hästi külmvaltsimiseks, stantsimiseks, joonistamiseks<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).

Pronks on vasesulam tina (kuni 10%), alumiiniumi, mangaani, plii ja muude elementidega. Sellel on head valuomadused (ventiilid, segistid, lühtrid). Pronksi Br.OTsSZ-12-5 märgistamisel näitavad üksikud indeksid: Br - pronks, O - tina, C - tsink, C - plii, numbrid 3, 12, 5 - tina, tsingi, plii protsent. Pronksi omadused sõltuvad koostisest: bv=15O...21O MPa, b=4...8%, HB60 (keskmine).

Alumiinium on kerge hõbedane metall, mille tõmbetugevus on madal - aa = 80 ... ... 100 MPa, kõvadus - HB20, madal tihedus - 2700 kg / m3, vastupidav atmosfääri korrosioonile. Puhtal kujul kasutatakse seda ehituses harva (värvid, puhumisained, foolium). Tugevuse suurendamiseks lisatakse sellesse legeerivaid lisandeid (Mn, Cu, Mg, Si, Fe) ja kasutatakse mõningaid tehnoloogilisi meetodeid. Alumiiniumisulamid jagunevad valusulamiteks, mida kasutatakse toodete valamisel (silumiinid) ja deformeeritavateks (duralumiinium), mida kasutatakse profiilide, lehtede jms valtsimiseks.

Silumiinid on alumiiniumi sulamid räniga (kuni 14%), neil on kõrged valuomadused, madal kokkutõmbumine, tugevus oi = 200 MPa, kõvadus HB50 ... 70 piisavalt kõrge plastilisusega 6 = = = 5 ... 10% . Silumiinide mehaanilisi omadusi saab modifitseerides oluliselt parandada. Samal ajal suureneb kristallide dispersiooni aste, mis suurendab silumiinide tugevust ja plastilisust.

Duralumiiniumid on keerulised alumiiniumi sulamid vasega (kuni 5,5%) ja räniga (alla 0,8%). mangaan (kuni 0,8%), magneesium (kuni 0,8%) jne Nende omadusi parandab kuumtöötlemine (jahutamine temperatuuril 500 ... 520 ° C, millele järgneb vananemine). Laagerdamine toimub õhu käes 4...5 päeva kuumutamisel 170°C juures 4...5 tundi.

Alumiiniumisulamite kuumtöötlemine põhineb hajutatud kõvenemisel keeruka keemilise koostisega kõvade hajutatud osakeste vabanemisega. Mida peenemad on uute moodustiste osakesed, seda suurem on sulamite kõvenemise efekt. Duralumiiniumide tõmbetugevus pärast kõvenemist ja vananemist on 400...480 MPa ja seda saab survetöötlusel töökarastamise tulemusena tõsta 550...600 MPa-ni.

Viimasel ajal kasutatakse alumiiniumi ja selle sulameid ehituses üha enam kande- ja piirdekonstruktsioonide jaoks. Eriti efektiivne on duralumiiniumi kasutamine konstruktsioonide jaoks suure avaga konstruktsioonides, kokkupandavates konstruktsioonides, seismilises ehituses, konstruktsioonides, mis on ette nähtud töötamiseks agressiivses keskkonnas. Vahtmaterjalidega täidetud alumiiniumisulamist lehtedest on alustatud kolmekihiliste hingedega paneelide tootmist. Puhumisainete kasutuselevõtuga on võimalik luua üliefektiivne alumiiniumvahtmaterjal keskmise tihedusega 100 ... 300 kg / m3

Kõiki alumiiniumisulameid saab keevitada, kuid keevitamine on raskem kui terase keevitamine, kuna tekivad tulekindlad AlO3 oksiidid.

Duralumiiniumi kui struktuurse sulami omadused on: madal elastsusmooduli väärtus, umbes 3 korda väiksem kui terasel, temperatuuri mõju (tugevuse vähenemine temperatuuri tõusuga üle 400 ° C ja tugevuse suurenemine ja elastsus madalatel temperatuuridel); suurenenud umbes 2 korda võrreldes terase lineaarpaisumise koefitsiendiga; vähenenud keevitatavus.

Titaani on viimasel ajal hakatud kasutama erinevates tehnoloogiaharudes tänu oma väärtuslikele omadustele: kõrge korrosioonikindlus, terasega võrreldes väiksem tihedus (4500 kg/m3), kõrged tugevusomadused, kõrgendatud kuumakindlus. Titaani baasil luuakse vähendatud mõõtmetega kerged ja vastupidavad struktuurid, mis on võimelised töötama kõrgel temperatuuril.

Metallpindade ettevalmistamise tehnoloogiad

Metalli usaldusväärne korrosioonivastane kaitse on võimalik ainult pinna kõrge ettevalmistuse korral.

Enne korrosioonivastase värvimaterjali pealekandmist tuleb enne värvimist valida metallpinna ettevalmistamise tehnoloogia ja meetod.

Pinna ettevalmistamiseks on mehaanilised ja keemilised meetodid. Mehaanilistel meetoditel on mitmeid kasutuspiiranguid ja need ei suuda tagada värvikatete häid kaitseomadusi, eriti kui neid kasutatakse karmides tingimustes. Praegu kasutatakse laialdaselt pinna ettevalmistamise keemilisi meetodeid. Need meetodid võimaldavad töödelda mis tahes kuju ja keerukusega tooteid, on kergesti automatiseeritavad ja tagavad värvitud toodete pinna kõrge kvaliteedi.

Kuidas valida pinna ettevalmistamise protsessi?

Milline pinna ettevalmistamise skeem tuleks valida erinevate metallide, erinevate värvikatete ja töötingimuste jaoks? Räägime kõigest järjekorras.

Pinna ettevalmistamise tehnoloogia valik sõltub kolmest peamisest tegurist: värvitavate toodete töötingimustest, metalli tüübist ja kasutatavast värvist.

Pinna ettevalmistamise osas võib metallid jagada kahte kategooriasse:

Mustmetallid - teras, malm jne;

Värvilised metallid - alumiinium, tsingisulamid, titaan, vask, tsingitud teras jne.

Mustmetallide pinna ettevalmistamiseks kasutatakse fosfaatimist ja värviliste metallide töötlemiseks fosfatimist või kroomimist. Tsingi ja alumiiniumi samaaegsel töötlemisel mustmetallidega eelistatakse fosfaatimist. Passiveerimist kasutatakse viimases etapis pärast fosfaadi, kroomimise ja rasvaärastuse toiminguid.

Siseruumides kasutatavate toodete pinna ettevalmistamise tehnoloogilised protsessid võivad koosneda 3-5 etapist.

Peaaegu kõigil juhtudel kuivatatakse tooted pärast pinna keemilist ettevalmistamist niiskuse eest spetsiaalsetes kambrites.

Keemilise pinna ettevalmistamise täistsükkel näeb välja järgmine:

Rasvaärastus;

Loputamine joogiveega;

Konversioonikihi rakendamine;

Loputamine joogiveega;

loputamine demineraliseeritud veega;

Passiveerimine.

Kristalse fosfaadimise tehnoloogiline protsess sisaldab aktiveerimisetappi vahetult enne konversioonikihi pealekandmist. Kui kasutatakse kroomimist, võib kasutada selgitamisetappe (kui kasutatakse suure leeliselise rasvaärastuse kasutamist) või happe aktiveerimist.

Kvaliteetset pinna ettevalmistust enne värvimist võimaldava tehnoloogia valikut piirab tavaliselt tootmispindade suurus ja rahalised võimalused. Kui selliseid piiranguid ei ole, tuleks valida mitmeastmeline tehnoloogiline protsess, mis tagab saadud värvi- ja lakikatete vajaliku kvaliteedi.

Kuid reeglina tuleb arvestada piiravate teguritega. Seetõttu on pinna eeltöötluse optimaalse variandi valimiseks vaja kohapeal läbi viia kavandatavate katete eelkatsetused.

Milline on parim metallide keemilise töötlemise meetod?

Metalli keemiliseks töötlemiseks kasutatakse pihustus- (madalsurvepuhastus), sukel-, auru- ja veejoa meetodeid.

Kahe esimese meetodi rakendamiseks kasutatakse pinna keemilise ettevalmistamise eriüksusi (AHPP).

Pinna ettevalmistamise meetodi valik sõltub tootmisprogrammist, toodete konfiguratsioonist ja mõõtmetest, tootmispindadest ja paljudest muudest teguritest.

Metalli pihustustöötlus. Metalli töötlemiseks pihustamise teel on võimalik kasutada nii tupik- kui ka läbiva tüüpi AHPP-d. Kõrge tootlikkuse tagavad pideva läbipääsuga seadmed.

Konveieri maksimaalne kiirus AHPP-s on piiratud kvaliteetse kattekihi pealekandmise võimalusega värvimiskabiinis ja reeglina ei ületa 2,0 m/min. Konveieri kiiruse suurenemisega on vaja tootmispiirkondi laiendada.

AHPP läbivoolutüübi suureks eeliseks on võimalus kasutada ühtset konveieri pinna ettevalmistamisel ja toote värvimisaladel.

Metalli töötlemine sukeldamise teel. Metalli töötlemiseks sukeldamise teel kasutatakse AHPP-d, mis koosneb järjestikku paiknevatest vannidest, segamisseadmetest, konveierist, torustikust ja kuivatuskambrist. Toodete transport toimub tõstuki, autooperaatori või talakraana abil. Kastmistöötlusseade võtab võrreldes pihustustöötlusseadmega oluliselt vähem põrandapinda. Kuid sel juhul on pärast pinna ettevalmistamist vaja täiendavat toimingut - toodete riputamist värvimiskonveierile.

aurujoa meetod. Suuremõõtmeliste toodete värvimiseks ettevalmistamiseks, samuti vajalike tootmisruumide puudumisel on võimalik kasutada aurujoaga metallitöötlust (rasvaärastus koos samaaegse amorfse fosfaadiga). Metallitöötlemist teostab operaator käsitsi puhastustünniga, millest pihustatakse toodetele temperatuuril 140 °C auru-vee segu spetsiaalsete kemikaalide lisamisega.

Aurupuhastamiseks võib kasutada statsionaarseid ja mobiilseid üksusi. Statsionaarsetes paigaldistes toimub kuumutamine auruga rõhul 4,5-5,0 atm.

Metalli töötlemine

Pinna ettevalmistamise ja metallitöötlemise tehnoloogia valik on värvimistööde korraldamise otsustava tähtsusega etapp, kuna see määrab suuresti tulevase värvi- ja lakikatte kvaliteedi ning see tuleks läbi viia kvalifitseeritud spetsialistide kaasamisel.

Ainult selline lähenemine võimaldab tagada korrosioonivastase katte kõrge kvaliteedi ja metallkonstruktsiooni ettenähtud kasutusea.

Värviliste metallide kuumtöötlus

Värviliste metallide kuumtöötlus. Värvilisi metalle reeglina kuumtöödeldakse nendega töötamise hõlbustamiseks.

Vase lõõmutamiseks kuumutatakse seda temperatuurini 500-650°C ja jahutatakse vees. Kui pehmet vaske kuumutada ja seejärel järk-järgult õhu käes jahutada, muutub see kõvemaks.

Messing ja alumiinium lõõmutatakse, kui need kuumutatakse vastavalt temperatuurini 600–750 °C ja 350–410 °C, millele järgneb õhuga jahutamine.

Pronks kustutatakse kuumutamisel temperatuurini 800-850 °C, millele järgneb jahutamine vees. Kui seda kuumutada sama temperatuurini ja jahutada õhu käes, siis see eraldub.

Duralumiinium D1 ja D6 kustutatakse kuumutamisel temperatuurini 500 ° C, millele järgneb jahutamine vees, kuid lõpliku kõvaduse omandab see toatemperatuuril 4-5 päeva pärast. Seda protsessi nimetatakse vananemiseks. Painutamise hõlbustamiseks, eriti teravate nurkade korral, lõõmutatakse duralumiiniumist osad. Selleks kuumutatakse osa temperatuurini 350-400°C, seejärel jahutatakse aeglaselt õhu käes.

Värviliste metallide omadused

1. Mõnel metallil (vask, magneesium, alumiinium) on suhteliselt kõrge soojusjuhtivus ja erisoojus, mis aitab kaasa keevituskoha kiirele jahtumisele, nõuab keevitamisel võimsamate soojusallikate kasutamist ning mõnel juhul detaili eelsoojendust. .

2. Mõnede metallide (vask, alumiinium, magneesium) ja nende sulamite puhul täheldatakse kuumutamisel mehaaniliste omaduste üsna järsku langust, mille tulemusena selles temperatuurivahemikus metall hävib kergesti löökide või keevisõmbluse mõjul. bassein langeb isegi oma raskuse alla (alumiinium, pronks).

3. Kõik värviliste metallide sulamid, kui neid kuumutatakse palju suuremates kogustes kui mustmetallid, lahustavad ümbritseva atmosfääri gaase ja interakteeruvad keemiliselt kõigi gaasidega, välja arvatud inertsed. Selles mõttes on eriti aktiivsed tulekindlamad ja keemiliselt aktiivsemad metallid: titaan, tsirkoonium, nioobium, tantaal, molübdeen. Seda metallide rühma eristatakse sageli tulekindlate, reaktiivsete metallide rühma.

Värviliste metallide töötlemise tunnused

Värvilised metallid on tugevad ja vastupidavad, taluvad kõrgeid temperatuure. Puuduseks on ainult üks - võime hapniku mõjul korrodeeruda ja kokku kukkuda.

Üks tõhusamaid meetodeid värviliste metallide kaitsmiseks atmosfääri korrosiooni eest on kaitsevärvide ja -lakkide pealekandmine. Metallpindade kaitseks on kolm tooterühma: krundid, värvid ja kolm-ühes universaalsed preparaadid. Kruntvärv on asendamatu vahend atmosfääri oksüdatsiooni vastu võitlemisel, enne värvimist teostatakse ühe- või kahekihiline kruntimine, lisaks kaitseomadused, andes pealislakile aluspinnaga parema nakkumise. Kompositsiooni valimisel on oluline teada, et erinevate metallide jaoks kasutatakse erinevaid praimereid.

Alumiiniumalustele kasutatakse spetsiaalseid tsingipõhiseid kruntvärve või uretaanvärve. Vaske, messingit ja pronksi tavaliselt ei värvita – need metallid tarnitakse turule tehasetöötlusega, mis kaitseb pinda ja tõstab selle ilu. Kui sellise "kaubamärgiga" katte terviklikkust aja jooksul rikutakse, on parem see täielikult lahustiga eemaldada, mille järel alus tuleb poleerida ja katta epoksü- või polüuretaanlakiga.

LIKONDA® 25: värvitu kroomimisprotsess värviliste metallide jaoks

Värviliste metallide värvitu kroomimise protsess

Protsess Likonda 25 mõeldud vastu võtma hõbe, vask ja selle sulamid värvitud kromaatkiled poleerimine ja metallpinna kaitsmine korrosiooni eest.

Protsessi omadused

Värvusetud kromaatkiled saadakse üheastmeline töötlemine .

· Korrosioonikindlus värvitu kromaatkiled niiskusele (vastavalt GOST 9.012.73) on vähemalt 240 tundi .

Vastu võetud kiled, mis on märjana hõõrdumiskindlad, seega saab teostada kroomimist pöörlevates paigaldistes .

Lahendus Likonda 25 saab rakendada kui automaatsetes paigaldustes, ja käsitsi juhtimisega .

Kroomilahuse korrigeerimine töö ajal viiakse läbi kompositsiooni lisamisega Likonda 25 .

Kroomimine toimub toorikute kastmisega lahusesse.

Lahuse koostis ja töörežiim

Metallkaitsekatete pealekandmiseks on mitu meetodit: galvaaniline, difusioon, metalliseerimine, kattekiht ja sulametalli sukeldamine.

Galvaneerimine- üks levinumaid meetodeid metalltoodete kaitsmiseks korrosiooni eest ja neile teatud omaduste andmiseks või täiustamiseks spetsiaalsete metall- või keemiliste katete abil. Praegu on galvaniseerimine tavaline masinaehituses ja ehituses. Galvaaniline tootmine teostab erinevat tüüpi katteid: nikeldamine, tsinkimine, kroomimine, anodeerimine, fosfaatimine ja teised.

Korrosioonivastaste katete omadused sõltuvad otseselt kaitsekihi paksusest, mille paksus muutub sõltuvalt kliimatingimuste tõsidusest ülespoole.

nikeldamine on protsess, mille käigus kantakse metalltoodete pinnale õhuke niklikiht, et kaitsta neid korrosiooni eest. Nikeldamist võib olla mitut tüüpi: elektrokeemiline, keemiline, must nikeldamine.

Elektrokeemilise nikeldamise korral kaetakse terasest ja värvilistest metallidest tooted nikliga, et saavutada kõrge korrosioonivastane tase ja suurendada kulumiskindlust. Keemilise nikeldamise, mis sisaldab ka kuni 12% fosforit, peamiseks eeliseks on katte ühtlane jaotumine üle toote pinna, samuti kuumtöötlemisel saadav suurem korrosioonivastane vastupidavus, kulumiskindlus ja kõvadus.

Anodeerimine- see on mitmesuguste sulamite (alumiinium, magneesium jne) kaitsva või dekoratiivse pinna saamise protsess voolu mõjul. Saadud kilel on paremad elektriisolatsiooni-, veekindlad ja korrosioonivastased omadused.

Kroomitud katmine on protsess, mille käigus kroomi või selle sulamit kantakse metalltootele. Samal ajal on tootel endal sellised omadused nagu kulumiskindlus, korrosioonivastane, kuumakindlus jne. Meie kaasaegsel ajal on kroomimisprotsess väga levinud. Seda kasutatakse piisavas koguses nii masinaehituses kui ka tööstuses. Kroom ise on väga vastupidav erinevate hapete, aga ka leeliste negatiivsetele mõjudele. Kroom ei lahustu väävel-, lämmastik-, vesinikkloriidhappes jne. See ei tuhmu isegi 700 K-ni kuumutamisel.

Ilu ja korrosiooni eest kaitsmiseks kroomivad inimesed suure hulga erinevaid tooteid. Kroomimise protsess on laialt levinud erinevates valdkondades. Näiteks on sageli kroomitud sisustusesemed, sealhulgas mõned mööblidetailid, ukselingid, taldrikud, kujukesed jne. Kroomikat kasutatakse märkide (ordenid, medalid, märgid jne), asjade tarvikute (mansetinööbid) vastupidavuse tagamiseks. , pandlad, lipsuklambrid), ehted. Teine levinud kasutusvaldkond on meditsiiniinstrumentide katmine.

1. Teemantidega töötlemine:- profiili lihvkettad d 10:300mm. Kõrgus kuni 100 mm. - failid pikkusega kuni 350 mm. - lihvimistorud, nõelviilid, lõikurid jne. 2. Galvaanilised katted Nikeldamine, vaskpindamine: - väikesed osad töötlemiseks pöörlevas masinas - osad katmiseks riidepuudele mõõtudega kuni 420x500mm. Tsingimine: - sarnane nikeldamisega, kuid vajab kuni 100 amprit elektrivoolu alaldit. 3. Galvaniseeritud katete täiendav töötlemine korrosioonikindluse suurendamiseks kõrge õhuniiskuse korral - HFZh immutamine / hüdrofobiseeriv vedelik /. Pärast töötlemist omandab pind vetthülgavad omadused. 4. Rekuperatsioon Teemanttööriistalt nikkelsideme jääkteemantkihi eemaldamine terastooriku taaskasutamiseks.

Vene Föderatsiooni haridusministeerium

Novosibirski Tehnoloogiainstituut

Moskva Riiklik Disaini- ja Tehnikaülikool

Kaugõppe ja eksternõppe teaduskond

Osakond: "Kergetööstuse masinad ja seadmed"

Distsipliin: Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia

Teema: Värvilised metallid ja nende sulamid

Nimetus: ZO8073

Novosibirsk - 2010

Sissejuhatus

1. Vask ja selle sulamid

1.1 Vasesulamid

1.1.1 Messing

1.1.2 Pronks

2. Alumiinium ja selle sulamid

2.1 Sepistatud alumiiniumisulamid

2.2 Valatud alumiiniumisulamid

3. Tsink ja selle sulamid

4. Magneesium ja selle sulamid

4.1 Magneesiumipõhised sulamid

Järeldus

Kasutatud allikate loetelu

Sissejuhatus

Värviline metallurgia- metallurgia haru, mis hõlmab värviliste metallide maakide kaevandamist, rikastamist ning värviliste metallide ja nende sulamite sulatamist. Füüsikaliste omaduste ja otstarbe järgi võib värvilisi metalle tinglikult jagada väärismetallideks, rasketeks, kergeteks ja haruldasteks.

Väärismetallide hulka kuuluvad kõrge korrosioonikindlusega metallid: kuld, plaatina, pallaadium, hõbe, iriidium, roodium, ruteenium ja osmium. Neid kasutatakse sulamite kujul elektrotehnikas, elektrovaakumtehnikas, mõõteriistades, meditsiinis jne.

Raskmetallide hulka kuuluvad suure tihedusega metallid: plii, vask, kroom, koobalt jne. Raskmetalle kasutatakse peamiselt legeerelementidena, samas kui selliseid metalle nagu vask, plii, tsink ja osaliselt koobalt kasutatakse ka puhtal kujul.

Kergmetallide hulka kuuluvad metallid, mille tihedus on alla 5 grammi kuupsentimeetri kohta: liitium, kaalium, naatrium, alumiinium jne. Neid kasutatakse metallide ja sulamite deoksüdeerijatena, legeerimiseks, pürotehnikas, fotograafias, meditsiinis jne.

Haruldaste metallide hulka kuuluvad eriomadustega metallid: volfram, molübdeen, seleen, uraan jne.

Laialdaselt kasutatavate värviliste metallide rühma kuuluvad alumiinium, titaan, magneesium, vask, plii, tina.

Värvilistel metallidel on mitmeid väga väärtuslikke omadusi. Näiteks kõrge soojusjuhtivus (alumiinium, vask), väga madal tihedus (alumiinium, magneesium), kõrge korrosioonikindlus (titaan, alumiinium).

Toorikute ja toodete valmistamise tehnoloogia järgi jaotatakse värviliste metallide sulamid sepistatud ja valatud (mõnikord paagutatud).

Selle jaotuse alusel eristatakse kergmetallide metallurgiat ja raskmetallide metallurgiat.

1. Vask ja selle sulamid

Vask- punane metall, roosat värvi. Vask on üks iidsetest aegadest tuntud metallidest.

Tehniliselt puhas vask on kõrge plastilisuse ja korrosioonikindlusega, kõrge elektri- ja soojusjuhtivusega (100% puhas vask standard, siis 65% alumiinium, 17% raud), samuti vastupidavus atmosfääri korrosioonile. Võimaldab kasutada seda vastutustundlike hoonete katusekattematerjalina.

Vase sulamistemperatuur on 1083 °C. FCC kristallvõre. Vase tihedus on 8,94 g/cm3. Suure elastsuse tõttu töödeldakse vaske hästi survega (vasest saab teha 0,02 mm paksust fooliumit), halvasti aga lõikamist.

Valuomadused on madalad tänu suurele kokkutõmbumisele.

Lisanditel on suur mõju vase omadustele: kõik peale hõbeda ja berülliumi halvendavad elektrijuhtivust.

Puhta vase hind tõuseb pidevalt ning maailma vasemaagi varud ammenduvad erinevatel hinnangutel järgmise 10-30 aasta jooksul.

Vask on tähistatud tähega M, millele järgneb number. Mida suurem arv, seda rohkem lisandeid see sisaldab. Kõrgeim klass M00 on 99,99% vaske, M4 on 99% vaske.

Tabel 1 sisaldab teavet vase klasside kohta sõltuvalt puhtusest vastavalt standardile GOST 859-78.

Tabel 1

Vase klass sõltuvalt puhtusest

Bränd	MIChK	M00	М0	ml	M2	MOH
Sisu	99,993	99,99	99,95	99,9	99,7	99,5

Pärast kaubamärgi tähistust on näidatud vase valmistamise meetod: k - katoodne, b - hapnikuvaba, p - deoksüdeeritud. Tulekindlalt puhastatud vask ei ole tähistatud.

M00k – kaubanduslikult puhas katoodvask, mis sisaldab vähemalt 99,99% vaske ja hõbedat.

MZ – kaubanduslikult puhas tulega puhastatud vask, sisaldab vähemalt 99,5% vaske.

1.1 Vasesulamid

Tehnoloogias kasutatakse 2 suurt rühma vasesulamid: messing ja pronks.

1.1.1 Messing

Messing- vasesulamid tsingiga (kuni 50% Zn) ja alumiiniumi, räni, plii, nikli, mangaani väikeste lisanditega (GOST 15527-70, GOST 17711-80). Vasesulameid, mis on ette nähtud detailide valmistamiseks valumeetodil, nimetatakse valusulamiteks ja sulameid, mis on ette nähtud detailide valmistamiseks plastilise deformatsiooni teel, rõhuga töödeldud sulamiteks.

Messing on vasest odavam ja ületab selle tugevuse, sitkuse ja korrosioonikindluse poolest. Neil on head valuomadused.

Messingit kasutatakse peamiselt detailide valmistamiseks stantsimise, tõmbamise, valtsimise, valtsimise teel, s.o. protsessid, mis nõuavad töödeldava detaili materjali suurt plastilisust. Erineva laskemoona varrukad on valmistatud messingist.

Sõltuvalt komponentide arvust eristatakse lihtsat (kahekomponentset) ja spetsiaalset (mitmekomponentset) messingi.

Tavalised messingid sisaldavad ainult Cu ja Zn.

Spetsiaalsed messingid sisaldavad 1–8% erinevaid legeerelemente (LE), mis suurendavad mehaanilisi omadusi ja korrosioonikindlust.

Al, Mn, Ni suurendavad messingi mehaanilisi omadusi ja korrosioonikindlust. Plii parandab töödeldavust. Silikoonmessingidel on hea voolavus ja keevitatavus.

1.1.2 Pronks

Pronks- need on vasesulamid tina (4-33% Sn), plii (kuni 30% Pb), alumiiniumi (5-11% AL), räni (4-5% Si), antimoni, fosfori ja muude elementidega.

Pronks on kõik vasesulamid peale messingi. Need on vasesulamid, milles tsink ei ole peamine legeeriv element. Pronkside ühiseks tunnuseks on kõrge korrosioonikindlus ja hõõrdumisvastasus (anti- ja lat. hõõrdhõõrdumisest). Pronksi eristatakse kõrge korrosioonikindluse ja hõõrdumisvastaste omaduste poolest. Neid kasutatakse liugelaagrite kestade, tiguülekande velgede ja muude osade valmistamiseks.

Mõne pronksi kõrged valuomadused võimaldavad neid kasutada kunstitoodete, monumentide ja kellade valmistamisel.

Keemilise koostise järgi jaotatakse need tinapronksideks ja mittetinapronksideks (eri).

Tina pronksid neil on kõrged mehaanilised, valu-, hõõrdumisvastased omadused, korrosioonikindlus, töödeldavus, kuid nende kasutamine on piiratud tina vähesuse ja kõrge hinna tõttu.

Spetsiaalsed pronksid mitte ainult ei asenda tinapronksi, vaid mõnel juhul ületavad neid oma mehaaniliste, korrosioonivastaste ja tehnoloogiliste omaduste poolest:

Alumiiniumpronksid - 5-11% alumiiniumi. Neil on kõrgemad mehaanilised ja hõõrdumist takistavad omadused kui tinapronksidel, kuid valuomadused on madalamad. Mehaaniliste ja korrosioonivastaste omaduste parandamiseks kasutatakse rauda, ​​mangaani, niklit (näiteks BrAZh9-4). Nendest pronksidest valmistatakse erinevaid pukse, juhikuid, väikseid kriitilisi detaile.

Berülliumpronksmaterjalid sisaldavad 1,8-2,3% berülliumi ning neid eristab kõrge kõvadus, kulumiskindlus ja elastsus (näiteks BrB2, BrBMN1,7). Neid kasutatakse vedrude jaoks seadmetes, mis töötavad agressiivses keskkonnas.

Ränipronksid - 3-4% nikli, mangaani, tsingiga legeeritud räni on mehaaniliste omaduste poolest lähedased terastele.

Pliipronksid sisaldavad 30% pliid, on head hõõrdumist takistavad sulamid ja neid kasutatakse liugelaagrite valmistamisel.

Vasesulamid tähistatakse nende nime algustähtedega (Br või L), millele järgnevad sulamit moodustavate põhielementide nimede esitähed ja numbrid, mis näitavad elemendi kogust protsentides.

- BrA9Mts2L - pronks, mis sisaldab 9% alumiiniumi, 2% Mn, ülejäänud Cu ("L" näitab, et sulam on valatud);

- LTS40Mts3Zh - messing, mis sisaldab 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, ülejäänud Cu;

- Br0F8,0-0,3 - pronks, mis sisaldab 8% tina ja 0,3% fosforit;

- LAMsh77-2-0,05 - messing, mis sisaldab 77% Cu, 2% Al, 0,055 arseeni, ülejäänu on Zn (survetöötluseks mõeldud messingi tähistuses näitab esimene number vasesisaldust).

Lihtsa koostisega messingis on näidatud ainult vase sisaldus sulamis:

– L96 – messing, mis sisaldab 96% Cu ja ~4% Zn (tompac);

– Lb3 – messing, mis sisaldab 63% Cu ja 37% Zn.

Vase ja selle sulamite kõrge hind viis 20. sajandil nende asendamiseks vajalike materjalide otsimiseni. Praegu on need edukalt asendatud plastide ja komposiitmaterjalidega.

2. Alumiinium ja selle sulamid

Alumiinium- Hõbedane valge metall. Sulamistemperatuur 650 °C. Alumiiniumil on fcc kristallvõre. Alumiiniumi elektrijuhtivus on 65% vase elektrijuhtivusest. Alumiinium on maakoores hapniku ja räni järel 3. kohal. Alumiinium on vastupidav atmosfääri korrosioonile, kuna selle pinnale moodustub tihe oksiidkile. Alumiiniumi kõige olulisem omadus on selle madal tihedus – 2,7 g/cm 3 versus 7,8 g/cm 3 raua ja 8,94 g/cm 3 vase puhul. Sellel on hea soojus- ja elektrijuhtivus. Töötab hästi survega.

See on tähistatud tähega A ja alumiiniumisisaldust tähistava numbriga. Kõrge puhtusastmega alumiiniumil on klass A999 – selle klassi Al-sisaldus on 99,999%. Kõrge puhtusastmega alumiinium – A99, A95 sisaldavad Al vastavalt 99,99% ja 99,95%. Tehniline alumiinium - A85, A8, A7 jne.

Seda kasutatakse elektritööstuses voolujuhtide tootmiseks, toiduaine- ja keemiatööstuses. Alumiinium ei ole vastupidav happelisele ja aluselisele keskkonnale, mistõttu alumiiniumnõusid ei kasutata marinaadide, hapukurkide, fermenteeritud piimatoodete valmistamiseks. Seda kasutatakse terase tootmisel deoksüdeerijana, detailide aluminiseerimiseks nende kuumakindluse suurendamiseks. Puhtal kujul kasutatakse seda vähese tugevuse tõttu harva - 50 MPa.

Praegu kasutatakse laialdaselt värvilisi metalle ja nendel põhinevaid sulameid. Vasel, alumiiniumil ja magneesiumil põhinevad sulamid on saanud suurima kasutuse. Puhtal kujul neid metalle tööstuses ei kasutata, kuid tehniliselt puhtaid, vähesel määral lisandeid sisaldavaid metalle kasutatakse üsna sageli.

Vask on pehme metall, millel on hea plastilisus ja korrosioonikindlus, kõrge elektri- ja soojusjuhtivus. Kaubanduslikult puhast vaske toodetakse kümnes klassis: M000, M00, MO, M01 jne (GOST 859 - 66). Kõik lisandid vähendavad vase elektrijuhtivust.

Vaske toodetakse lehtede, normaalse ja suurema täpsusega lintide, traadi, erinevate sektsioonide vardade kujul. Vask on kõige olulisemate sulamite – messing ja pronks – aluseks. Vase ja tsingi sulameid nimetatakse messing, ja sulamid kõigi muude elementidega - tina, alumiiniumi, berülliumi ja teised - pronksid.

Mida rohkem on messingis tsinki, seda suurem on selle tugevus ja väiksem elastsus.

Kõige plastilisemad on messingid, mis sisaldavad 30% tsinki. Messingi tsingisisalduse suurenemisega 42–45% -ni omandab see suure mehaanilise tugevuse, kuid muutub rabedaks. Seetõttu enam kui 45% tsingisisaldusega messingit praktiliselt ei kasutata.

Messingid jagunevad lihtsateks (topelt) legeerimata ja spetsiaalseteks kompleksseteks (mitmekomponentseteks), mis on legeeritud nikli, tina, raua jne.

Messing on tähistatud tähega L ja nendes vasesisaldust iseloomustavate numbritega, näiteks L63 (63% vaske). Lisanditele vastavad tähed ja nende protsenti iseloomustavad numbrid lisatakse täiendavalt spetsiaalsete messingide märgistusele.

Standard näeb ette mitmete messingiklasside, eriti L59, L62, tootmist, mis on hästi töödeldud, on suure tugevusega, kuid ei ole piisavalt korrosioonikindlad. Teisel messingirühmal on kõrge plastilisus, mis võimaldab saada neist toorikuid stantsimise ja muude survetöötlusmeetodite abil. Nende hulka kuuluvad messingi kaubamärgid: L60, L63, L68, L70 (GOST 15527-70).

Parema töödeldavuse huvides lisatakse messingile 1,0 - 2,0% pliid (plii messing LS59-1), korrosioonikindluse suurendamiseks - kuni 1,5% tina. GOST 15527-70 näeb ette spetsiaalse messingi tootmise: alumiinium LA77-2, alumiinium-raud LAZh 60-1-1, mangaan LMtsA57, nikkel LN65-5 jne.

Erinevat klassi messingit, eriti L62, L68, tarnitakse tarbijatele ümarate, ruudukujuliste ja kuusnurksete sektsioonide, traadi valtstoodetena.

Pronksidel on head valu- ja hõõrdeomadused, korrosioonikindlus. Pronksist toorikud saadakse valamise, stantsimise ja mehaanilise töötlemise teel.

Suurim rakendus on tinapronkside (GOST 613 - 79) valamisel, milles tinasisaldus on alla 6%, ja survega töödeldud tinapronkside (GOST 5017 - 74) valamisel, mis sisaldavad üle 6% tina. Viimaste hulka kuuluvad pronksiklassid: BrOF6,5-0,15; BrOC4-3; BrOCS4-4-2,5; BrOF4,0-0,25.

Valatud tinapronkse, näiteks BrOTsS4-4-17, BrOTsSZ, 5-7-5 jt, kasutatakse pukside, laagrikestade, igasuguste rasketes tingimustes töötavate liitmike valmistamiseks, kuna neil on kõrge hõõrdevastane toime. ja korrosioonivastased omadused; on suure poorsusega ja väikese kokkutõmbumisega (alla 1%).

Laialdaselt on kasutusele võetud tinavabad pronksid ehk vasesulamid alumiiniumi, plii, nikli, berülliumi ja muude komponentidega, millel on võrreldes tinaga paremad mehaanilised omadused ning kohati ka kõrge voolavus ja keemiline vastupidavus.

GOST 493-79 näeb ette kümne klassi tinavaba valupronksi, eelkõige BrAMts9-2L, BrSZO jne tootmist. Kõiki neid pronkse kasutatakse hõõrdevastaste osade ja liitmike valmistamiseks ning kaubamärgi BrA10Zh4N4L pronksi. keemia- ja toiduseadmete osade puhul kõrgendatud temperatuuridel töötavad osad.

Vase-nikli sulameid kasutatakse laialdaselt rahvamajanduses - vasknikkel, mõnikord väikeste raua ja mangaani lisanditega, samuti vase tsingi ja nikliga (mõnikord koos koobalti lisandiga) - nikli hõbe. Kuproniklit eristab kõrge keemiline vastupidavus merevees, soolalahustes, orgaanilistes hapetes, need on väga plastilised. Neid kasutatakse merelaevaehituses, väikeraha, meditsiiniinstrumentide, täppismehaanika seadmete osade jms valmistamiseks. Nikkelhõbedatel on kõrge tugevus ja korrosioonikindlus. Neid kasutatakse täppisinstrumentide, kellade jms valmistamisel.

Montaažitootmises kasutatakse jootmistoimingute tegemisel vase-tsingi sulameid laialdaselt tulekindlate joodisteks, mille klassid on kehtestatud standardiga GOST 23855-79.

Alumiinium. Alumiiniumi mitmete positiivsete omaduste ja selle suure hulga maapõues (kuni 7,45%) tõttu kasutatakse seda tootmises laialdaselt erinevate sulamite kujul. Puhast alumiiniumi oma kõrge keemilise aktiivsuse tõttu looduses ei esine ja seda ei kasutata ka tehnoloogias.

Alumiinium on pehme hõbevalge metall. Sellel on kõrge elektri- ja soojusjuhtivus, kõrge sulamissoojus. Kaubanduslikult puhast alumiiniumi toodetakse mitmes klassis (GOST 11069 - 64) ja seda kasutatakse peamiselt elektroonikaseadmete (elektrolüütkondensaatorid, foolium jne) tootmiseks. Alumiiniumsulamid kasutatakse peaaegu kõigis tööstusharudes (lennundus, raketiehitus, instrumentide tootmine jne). Räni, magneesiumi ja vasega (valatud ja sepistatud) alumiiniumsulamid on kõige populaarsemad.

Parim sepistatud alumiiniumi-vasesulam on duralumiinium (GOST 4784 - 65), mida toodetakse neljas klassis: D1, D6, D16 ja D18. Madala tihedusega (2,85 g / cm 3) duralumiiniumil on kõrged mehaanilised omadused, mis ei ole madalamad madala süsinikusisaldusega terase omadustest. Duralumiiniumi omadused suurenevad koos sulami kõvenemise ja vananemisega.

Teine sepistatud alumiiniumisulamite rühm on alumiiniumi - vase - räni baasil valmistatud sulamid, millele on lisatud magneesiumi ja mangaani (klassid AK1, AK6, AK8 jne), millel on kuumas olekus hea plastilisus ja mida kasutatakse stantside valmistamiseks. , keeruka kujuga sepised. Kui sellised sulamid legeeritakse nikli, titaani, rauaga (näiteks klassid AK2, AK4), suureneb nende kuumakindlus (kuni 200-300 ° C).

Valatud alumiiniumisulamite klassid on kehtestatud standardiga GOST 2685 - 71. Need on tähistatud tähtedega AL (A - alumiinium, L - valatud) ja numbritega, mis näitavad sulami seerianumbrit AL1, AL2 jne kuni AL 13. Valatud sulamid jagunevad sõltuvalt nende alusest kolme rühma: alumiinium - magneesium, alumiinium - räni ja alumiinium - vask. Neid kõiki iseloomustab hea voolavus, piisavalt kõrged mehaanilised omadused ja vähene kokkutõmbumine.

Valusulamiteks on parimad silumiinid (alumiiniumi baasil - räni), millest valmistatakse erinevate instrumentide ja raadioseadmete osi, turbopumba agregaatide korpuseid jne. Valusulamitesse viiakse mõnikord legeerelemente - titaani, mangaani.

Mõnikord kasutatakse standardse koostisega paagutatud pulbersulameid (SAS) ja paagutatud alumiiniumipulbersulameid (SAL). Pulbersulamite hulka kuuluvad eelkõige D16P, AK4P klassi sulamid.

Magneesium oksüdeerub õhu käes kiiresti ja sellel on väga madalad mehaanilised omadused. Seetõttu ei kasutata seda konstruktsioonimaterjalina, vaid võetakse kasutusele sulamite komponendina. Magneesiumisulamid jagunevad sepistatud ja valatud. Sepistatud magneesiumsulamid: MAI, MA2, MAZ jne - saadaval kujul \ kangid, lehed ja muu sortiment.

Magneesiumivalu (klasside ML5 ja ML6 sulamid) kasutatakse laialdaselt lennunduses ja instrumentide valmistamise tehnoloogias lennukiosade, mootorite ja instrumentide korpuste tootmiseks. Magneesiumivalu laialdast levikut selgitab eelkõige magneesiumi madal tihedus, mis tagab väikese massiga osade valmistamise.

Titaan on madala tugevusega hõbehall metall, puhtal kujul seda tehnoloogias ei kasutata. Kaubanduslikult puhast titaani, milles on vähe lisandeid (raud, räni, süsinik jne), toodetakse kahes klassis VT 1-00 ja VT 1-0. Erinevate komponentide lisamine titaani võimaldab saada sulamitele vajalikke omadusi. GOST 19807 - 74 reguleerib 17 klassi titaani ja selle sulamite (alumiiniumi, mangaani, molübdeeni, tsirkooniumi jne) tootmist, millest toorikuid saadakse survetöötlusega. Titaanisulamite peamised klassid on: VT5-1, OT4-1, VT14, VT22 ja teised, millel on kõrge tugevus, korrosioonikindlus, mõnel juhul kuumakindlus ja termiline stabiilsus.

Kasutatakse ka valatud titaanisulameid (VT5L, VT21L jne), mis tagavad valandite suure tiheduse. Nendel sulamitel on madal lineaarne kokkutõmbumine ja need ei allu kuumpragunemisele, mis võimaldab valmistada keeruka kujuga valandeid.

Titaanisulamite sulatamine ja valamine toimub kaitsvas atmosfääris ja vaakumis.

Babbitid on tina- või pliipõhised sulamid, millele on lisatud vaske, antimoni ja muid elemente. Vastavalt standardile GOST 1320 - 74 valmistatakse tina ja plii babbits vastavalt GOST 1209 - 78-kaltsiumile. Babbitidel on kõrgel temperatuuril kõrged mehaanilised omadused, head hõõrde- ja korrosioonivastased omadused ning need on hästi sisse jooksvad. B83 ja B88 on parimad sulamid, mida kasutatakse diislikütuse auruturbiinide, suurel kiirusel ja suurel koormusel töötavate turboülelaadurite laagrite valamisel.

Odavaimaid pliibabbitte kasutatakse erinevate sõidukite (raudteevagunid, trammid jne) laagrite täitmiseks.

METALLIDE KORROSION

Metallide korrosioon on metallmaterjalide hävimine nende füüsikalise ja keemilise koostoime tõttu keskkonnaga. Metallide korrosioon põhjustab rahvamajandusele suurt kahju. Metallkonstruktsioonide hävimine atmosfääris, laevakerede ning erinevate mere- ja jõekonstruktsioonide korrosioon, erineva otstarbega metalltorustike korrosioon, kaablite, rööbaste jms korrosioonikahjustus, kuhu maa sees olles elektrivool voolab, korrosioon. keemiaaparaadid ja -paigaldised, masinate ja seadmete korrosioon, katlakivi teke metallile selle kuumtöötlemisel – kõik need on korrosiooni näited.

Praegu puuduvad piisavalt täpsed andmed korrosioonikadude kohta, kuid üldtunnustatud arvamuse kohaselt on umbes ⅓ maailmas kaevandatavast metallist korrosiooni tõttu kasutusest väljas. Samas arvestatakse, et umbes ⅔ korrodeerunud metallist taastub vanametalli (vana) ümbersulatamise tulemusena lahtise koldeahjudes ja ülejäänu, mis moodustab umbes 10% sulatatud metalli kogusest. , kaob tolmu kujul.

Korrosioonikadusid on püütud arvutada riigi metallifondi põhjal. Metalli pöördumatut korrosioonikaotust pärast selle kasutusea lõppu, mis on määratud 12–14 aastaks, võib hinnata 6–7% ja metalli korrosioonist põhjustatud pöördumatu kao absoluutsummaks, mis vastab metalli massile. riigi metallifond 1975. aastal on umbes 5,5 miljonit tonni.Akadeemik A. P. Aleksandrovi ühel NSVL Teaduste Akadeemia istungil antud viimastel andmetel on aga metalli aastane korrosioonikadu 15 miljonit tonni, mis kinnitab eelnevalt antud arvutuste suurt usaldusväärsust.

Tööstuspotentsiaali arenedes kõigis riikides hakkas korrosioonikadude kasvutempo ületama metallifondi kasvutempot. Samas tuleb arvestada, et eelkõige mustmetallide pöördumatud kaod kiirendavad oluliselt nende loodusvarade kasutamist. Peamine korrosioonikahjustus ei ole aga seotud mitte niivõrd metalli enda kadumisega, vaid metallkonstruktsioonide rikkega, mille maksumus ületab enamikul juhtudel oluliselt selle metalli maksumust, millest need on valmistatud.

Vähem kahju ei too rahvamajandusele ka korrosiooniga seotud masinate ja konstruktsioonide õnnetused, korrosiooniproduktidega saastumisest tulenevad toidu- ja keemiatehaste toodete kahjustused, liigsest korrosioonitaluvusest tingitud metallikulu suurenemine, samuti tööseisakud. selle remondiga seotud seadmed. See hõlmab ka ennetava hoolduse, remondi ja ebaõnnestunud osade asendamise kulusid. Väga oluline kahjuartikkel on vajadus võtta korrosiooniga võitlemiseks kasutusele kõikehõlmavad meetmed: tavaliste teraste asendamine legeeritud terastega, erinevate kattekihtide, määrdeainete ja inhibiitorite pealekandmine.

Tööstusriikides moodustavad korrosioonikaod ligikaudu 5-10% rahvatulust. Viimastel andmetel ulatusid ainult otsesed metalltoodete ja -konstruktsioonide korrosioonist põhjustatud kahjud NSV Liidus 70. aastate keskpaigaks 13-14 miljardi rublani. aastal. USA-s ületab metallide korrosioonist põhjustatud kogukahju praegu 70 miljardit dollarit aastas.

Kõik see näitab korrosiooniprotsesside ja korrosioonikadude uurimise ning metallide korrosiooniga tõhusa võitluse suurt tähtsust sobivate korrosioonikaitsemeetmete väljatöötamise ja rakendamise kaudu. Koos sellega üleriigiline planeerimine] ja käimasolevate metallide korrosiooni alaste teadusuuringute koordineerimine ja praktilised meetmed! võitlus metallkonstruktsioonide, masinate korrosiooni vastu * ja mehhanismid.

Äärmiselt oluline on töötada metallide korrosiooni ja korrosioonikaitse ökonoomika alal ning eelkõige sobivate meetodite väljatöötamine korrosioonikadude suhteliselt täpseks määramiseks ning korrosioonikaitsemeetmete tehnilise ja majandusliku efektiivsuse määramiseks. Üleriigiline lähenemine korrosioonivastastele meetmetele näeb ette, et paljud majandusteadlased, tehnoloogid, disainerid ja teadlased on korrosiooniprobleemidega piisavalt kursis, et selles valdkonnas püstitatud probleeme edukalt lahendada.