Мідь та її сплави. Мідь має характерний червоний колір, який на матових поверхнях набуває рожевого, приглушеного, м'якого відтінку. Полірована мідь відрізняється яскравішим кольором і блиском.

При додаванні міді в метали у великих кількостях вони також забарвлюються в теплі червоні тони, наприклад, бронза і томпак.

На основі міді виготовляють сплави, що мають червонувато-жовтий колір, що близько нагадує золото.

Мідь є м'яким та тягучим металом. Вона легко обробляється тиском та волочінням. З міді легко штампувати, дифувати і карбувати, так як вона може набувати найрізноманітнішої форми і допускає вибивання високого рельєфу.

Мідь добре прокочується. З неї виготовляють найтонші листи та стрічки (фольга), товщина яких становить не більше 0,05 мм, а також різні трубки, прутки та дріт, діаметр якого може бути доведений до 0,02 мм. Але через свою в'язкість мідь погано пилиться напилком, задирається і швидко забиває напилок. Обробка чистої міді на ріжучих верстатах також досить скрутна - вона погано точиться, фрезерується і свердлиться.

Шліфування та полірування мідь піддається добре, але через малу твердість деталі з полірованої міді швидко втрачають блиск. Питома вага міді 8,94 подовження 45 - 50 відсотків.

Мідь має високу теплопровідність і електропровідність. Температура її плавлення 1083 ° С, температура кипіння 2305 - 2310 ° С.

Відливається мідь погано і навіть за високої температури залишається густою і погано заповнює форму. Крім того, розплавлена ​​мідь поглинає гази і виливки виходять пористими.

У сухому повітрі мідь не окислюється. Окислюється вона при нагріванні понад 180°З під дією лугів, води та кислот.

У міцній азотній кислоті мідь окислюється особливо енергійно. На відкритому повітрі вироби із червоної міді швидко покриваються плівкою з оксидів міді зеленого кольору та сірчистих сполук міді чорного кольору. Ця плівка захищає її від подальшої корозії углиб.

З домішок у міді присутні кисень, вісмут, цинк, олово, сірка, нікель, залізо, миш'як, свинець, сурма. Найбільш шкідливим із цих домішок є вісмут, який викликає червоноламкість міді в інтевалі 400 – 600°С. При цій температурі вона стає крихкою та непридатною для штампування, прокатки та інших методів обробки. При подальшому нагріванні крихкість зникає.

Чиста або червона мідь для виготовлення художніх виробів застосовується досить часто, проте не так широко, як її сплави – латунь та бронза.

Застосовують чисту мідь через її високу пластичність і в'язкість, що дозволяє з листів невеликої товщини (0,9 - 1,3 мм) отримувати методом вибивання складні об'ємні форми. Мідь відрізняється високою стійкістю проти корозії.

Вироби із чистої міді добре зберігаються на відкритому повітрі без антикорозійних покриттів. Ці властивості зробили її основним матеріалом для дифузних робіт під час виготовлення великих скульптурних та орнаментальних композицій.

Крім дифувальних робіт, чиста мідь застосовується для штампування дуже високих та складних рельєфів та орнаментів, для яких латунь виявляється недостатньо пластичною.

Червона мідь є незамінним матеріалом у сфері філігранних робіт. Дріт із червоної міді, яку застосовують для філігранних робіт, у відпаленому стані стає м'яким та пластичним. З неї легко можна вити шнури та вигинати складні елементи орнаменту. Вона може бути виготовлена ​​будь-якої товщини і добре спаюється сканним срібним припоєм, добре піддається позолоті та срібленню.

Завдяки тугоплавкості та теплопровідності, а також певним коефіцієнтам розширення при нагріванні червону мідь застосовують для філігранних або карбованих робіт з подальшим емальуванням. При остиганні виробу емаль добре тримається на мідному виробі, не відскакує і не тріскається.

Аноди з червоної міді вищих марок є основним матеріалом для художніх гальванопластичних робіт, а також для нанесення гальванічним шляхом підшарів міді при нікелюванні та хромуванні сталевих виробів, оскільки нікель і хром, обложені безпосередньо на сталеву поверхню, тримаються неміцно.

Висока електропровідність міді, яка поступається тільки сріблу, спричинила широке застосування її для виготовлення електропроводів, кабелів і т.д. Незамінна мідь для виготовлення сердечників для паяльників.

При виготовленні твердих припоїв (мідних, срібних, золотих), які застосовують для паяння різноманітних художніх виробів із металу, починаючи від ювелірних виробів та закінчуючи великими декоративними предметами, мідь є основним компонентом.

Поряд із золотом та селеном мідь застосовують для виготовлення червоного скла, смальти та емалі.

Мідь добре розчиняється в азотній кислоті, сірчаній, розведеній соляній кислоті. Вона є основою таких сплавів як латунь, бронза, нейзильбер, мельхіор.

Латунь – сплав міді з цинком (до 45 відсотків), часто з додаванням алюмінію, заліза, марганцю, свинцю, нікелю та інших сплавів (до 10 відсотків).

Більшість латунів мають красивий золотисто-жовтий колір. Художні латунні вироби, якщо їх покрити спеціальними безбарвними або слабо забарвленими спиртовими лаками або нітролаками, набувають і надовго зберігають вигляд та блиск золота.

Латуні застосовуються для виготовлення унікальних декоративних предметів, а також для деяких ювелірних виробів із наступним позолоченням або сріблом.

Сплав добре обробляється на ріжучих верстатах, полірується, надовго зберігає поліровану поверхню, добре зварюється, паяється як м'якими, і твердими припоями. Латунь добре карбується, штампується, прокочується, легко та міцно покривається гальванічними покриттями – нікелем, золотом, сріблом. Вона добре приймає хімічні оксидування та може бути тонована у будь-який колір. Температура плавлення латуні 980 - 1000 ° С.

Більшість латунів погано відливаються. Однак є спеціальні марки ливарних латунів, які завдяки домішку алюмінію мають хороші ливарні властивості та відрізняються від інших латунів високою корозійною стійкістю.

На відміну від чистої міді латуні міцніші і твердіші, а деякі з них, що містять домішка цинку, не поступаються чистою міді пластичності. Крім того, латуні значно дешевші за мідь і красивіші за кольором, ніж червона мідь.

Застосовуються для виготовлення мистецького посуду, нагрудних спортивних та ювілейних значків, дешевих ювелірних виробів.

Томпак добре обробляється в холодному стані – штампується, тягнеться у дріт, наближаючись щодо чистої міді. На відкритому повітрі вироби з томпак поступово темніють, покриваючись оксидною плівкою.

Художні вироби з латуні добре виглядають в інтер'єрах теплих та сухих приміщень. На відкритому повітрі латунь швидко втрачає свій блиск та золотистий колір, покривається окисними плівками, чорніє та втрачає свої художні якості.

Латунь випускається у вигляді листів різної товщини, стрічки, прутків дроту та трубок.

Ливарні латуні випускаються у вигляді злитків (чушкова латунь). Латунь не можна довго зберігати в холодних складах, що не опалюються, тому що від зміни температури, наявності вологості та інших умов латунь руйнується.

З 18 століття з латуні почали виробляти порошок для бронзування художніх виробів із гіпсу, дерева та інших цілей. Отримували його шляхом механічного подрібнення найтонших латунних пластин, попередньо прокатаних і розплющених під паровим молотом. Порошок для бронзування отримують способом відновлення розчину мідного купоросу металевим залізом. Отриману мідну губчасту масу подрібнюють, промивають і сушать, потім надають бронзовий відтінок шляхом нагрівання його з парафіном в залізних ящиках завдяки появі квітів втечі.

Латунь є одним з основних матеріалів для практичного навчання карбувальників та ювелірів. Маркується вона буквою Л і буквами, які позначають елементи, що спеціально вводяться в сплав. Ці елементи позначають буквами: Ж – залізо, К – кремній, Мц – марганець, М – нікель, З – свинець тощо. Після літер ставлять цифри, що вказують відсоток міді та спеціальних елементів. Наприклад, склад латуні ЛАЖМц 66-6-3-2 містить міді – 66, алюмінію – 6, заліза – 3, марганцю – 2 відсотки, решта цинку.

Бронза - сплав на основі міді, в якому головними добавками є олово 3-12 відсотків, цинк, нікель, свинець, марганець, фосфор та інші елементи.

Відома бронза дуже давно, за кілька тисячоліть до нашої ери. В історії розвитку людського суспільства одна з епох зветься "бронзового віку". У цю епоху людина вперше з мідної та олов'яної руди навчилася виплавляти бронзу та виготовляти з неї предмети побуту, зброю, різні прикраси.

У Стародавньому Єгипті, Китаї, Індії, у мистецтві стародавніх греків і римлян знаходять пам'ятники мистецтва, зроблені з бронзи, наприклад, бронзові статуї.

До складу найдавніших бронз, що належать до бронзового віку, входило близько 88 відсотків міді та 12 відсотків олова. Античні бронзи мали ще більше міді – до 90 відсотків.

У Стародавній Русі в 12 – 17 століттях виливки виготовлялися з металу, куди входила мідь, олово, цинк і свинець. У 15 – 17 століттях виливки робилися з металу червоної міді, з оловом. З 18 століття із жовтої міді – бронзи з додаванням цинку. Наприкінці 19 століття широке застосування для художнього лиття отримала бронза із вмістом 4 відсотків олова та 10 – 18 відсотків цинку.

У Західній Європі для відливання пам'яток застосовували бронзи, близькі до складу.

Французька бронза складалася з 82% міді, 13,5% цинку, 3% олова, 1,5% свинцю.

В даний час лиття художніх виробів виготовляється зі спеціальної художньої бронзи.

Колір бронзи зі збільшенням відсоткового вмісту олова змінюється від червоного при вмісті в ній міді не менше 90 відсотків у жовтий при вмісті міді не менше 85 відсотків, у білий – при 50 відсотках, у сіро сталевій – при вмісті міді менше 35 відсотків.

Якщо у бронзі знаходиться до 3 відсотків олова, вона дуже пластична у холодному стані. Якщо олова міститься 5 відсотків, бронза кується лише у стані червоного жару.

Починаючи з 18 століття, з'являється золочена бронза. З бронзи виробляли люстри, канделябри, торшери, декоративні вази в комбінації з граненим кришталем, полірованим каменем, кольоровим склом.

Художня бронза є матеріалом для лиття пам'ятників та монументальних скульптур. За своїми кольорами вона однаково добре виглядає і в приміщенні, і на відкритому повітрі. Бронза винятково довговічна, не піддається атмосферним впливам, стійка проти механічних пошкоджень.

В даний час промисловість випускає спеціальну бронзу безолов'янисту. У складі цих сплавів немає олова, його замінює алюміній, цинк, свинець, кремній, марганець, нікель та інші елементи.

Такі бронзи відрізняються рядом нових механічних і технологічних властивостей, і багато в чому перевершують олов'янисту бронзу. Наприклад, марганцева бронза відрізняється високою жароміцністю, а кремниста бронза з добавкою нікелю отримує властивість гартуватися і по міцності не поступається сталі, проте в художній сфері вони майже не застосовуються.

У художній промисловості найбільше застосування мають сплави міді з 5 – 10 процентним вмістом олова завдяки їх високим ливарним якостям, міцності, антикорозійній стійкості та красивому жовтому кольору. Сплав із 5 відсотками олова називається монетною або медальною бронзою.

Маркують бронзу літерами Бр з умовними позначеннями та відповідно до вмісту елементів, що входять до складу сплаву. Наприклад, бронза БрОН 10 - 4 складається з 10 відсотків олова, 4 відсотків нікелю, решта міді.

В основному бронза застосовується для художнього лиття, виготовлення сувенірів, ювілейних значків, медалей, частин механізмів, що працюють у вологій атмосфері, парі, морській воді.

Мельхіор – сплав міді з 30 відсотками нікелю, 0,8 відсотками заліза та 1 відсотком марганцю (іноді з 19 відсотками нікелю).

Мельхіор має красивий сріблястий колір і належить до декоративних сплавів, що імітують срібло. Сплав дуже пластичний, стійкий проти атмосферної корозії, легко обробляється – добре піддається карбуванні, штампується, ріжеться, паяється, полірується. Застосовується в основному для виготовлення столового приладдя та ювелірних виробів.

Нейзильбер – сплав міді з 20 відсотками цинку та 13,5 – 16,5 відсотками нікелю. На вигляд нагадує срібло. Відрізняється гарною пластичністю, тягучістю, підвищеною міцністю, пружністю та високою корозійною стійкістю.

Застосовується у художній промисловості та ювелірній справі.

Нікель та його сплави. Металевий нікель був відомий у Китаї ще до нашої ери. З особливого нікелевого сплаву карбувалися давньокитайські монети. Відомі і давньоперські монети також зроблені з нікелевого сплаву. Початкове застосування нікелю було пов'язане головним чином з ювелірним та монетним виробництвом. Як хімічний елемент нікель був відкритий у 18 столітті, проте у виробництві художніх виробів він став застосовуватися лише наприкінці 18 століття та на початку 19 ст.

Нікель – метал сріблясто-білого кольору, з сильним блиском, що не тьмяніє на повітрі. Питома вага 8,8; температура плавлення 1455 °С.

Кипить він за 3075°С. Нікель має магнітні властивості.

При температурі 360° магнітні властивості зникають.

Чистий нікель не окислюється під впливом повітря. У розведених сірчаної та соляних кислотах він розчиняється повільно, а в азотній кислоті швидко. У концентрованій азотній кислоті він пасивний.

Нікель має велику хімічну стійкість, тугоплавкість, міцність, пластичність. Належить до малопоширених у природі металів та у самородному стані у земній корі не зустрічається. Однак його виявили у метеоритах.

Чистий нікель позначається марками Н-1 Н-2 Н-3 Н-4.

У нікелі завжди знаходяться різні домішки: кобальт, залізо, кремній, марганець, мідь, які є в ньому в невеликих кількостях. Вони не вважаються шкідливими домішками, тому що не надають на його механічні властивості поганих впливів. До шкідливих домішок нікелю відносять вуглець, сірку та кисень. Вони погіршують його пластичність та міцність. Вуглець допустимо в межах до 0,3 – 0,4 відсотка. При вищому змісті він починає виділятися у вигляді графітових включень і унеможливлює прокатку нікелю в листи.

Присутність сірки вище 0,02 відсотків викликає червоноламкість нікелю за температури 625°С. Тому нікель із підвищеним вмістом сірки не придатний до гарячого штампування. Чистий нікель добре штампується, прокочується і тягнеться у дріт, але погано відливається, так як у розплавленому стані сильно поглинає гази та виливки виходять пористими.

Нікель добре полірується, тонується та обробляється.

В галузі художнього виробництва нікель застосовується головним чином для нікелювання декоративних та антикорозійних покриттів, а також для приготування різних сплавів, що замінюють срібло у посудному, галантерейному, ювелірному виробництвах та монетній справі. Значна частина нікелю, що видобувається, йде на легування нержавіючих сталей, які застосовуються в художній промисловості.

На нікелевій основі виготовляється значна кількість спеціальних сплавів, які застосовуються в різних галузях господарства, – ніхром, константин, нікелін, алюмель, хромель та ін. заліза, застосовується для еталонних лінійних заходів, оскільки його коефіцієнт лінійного розширення дорівнює всього 0,0000001.

Сплав платініту, що містить 50 відсотків нікелю і 50 заліза дуже близький до коефіцієнта скла, тому застосовується для вироблення оправ до скла в тих випадках, якщо виріб піддається нагріванню. Іноді деталі з платініту запаюють у скло. Свою назву "платініт" отримав за зовнішню схожість із платиною.

У ювелірному, галантерейному та інших галузях художньої промисловості застосовуються сплави, що імітують срібло. Найдавнішим із них є пактонг – біла китайська мідь, до складу якої входить 40,4 відсотка міді, 25,4 цинку, 2,6 заліза та 31,6 нікелю.

У давній Персії застосовувався сплав для карбування монет, що складався з 78 відсотків міді, 20 відсотків нікелю, 1,0 відсотка заліза, 0,5 відсотка кобальту та інших домішок.

Цинк. Сплави цинку відомі з глибокої давнини. Їх виготовляли у Стародавньому Єгипті, Китаї, Індії до нашої ери і ввозили до Європи. Однак у чистому вигляді цинк було отримано у 15 столітті й ​​у виробництва художніх виробів почав застосовуватися лише з 18 століття, а художнє лиття з цинку – з 19 століття.

Чистий цинк є білим металом з блакитним відтінком. На повітрі покривається захисним шаром щільним. Досить тендітний, проте при нагріванні до 110 - 150 ° С добре піддається обробці тиском. Температура плавлення цинку 692,4 ° С, кипіння - 1179 К, твердість по Брінеллю 300 - 350 Мн / м 2, Питома вага литого цинку 6,9, катаного 7,2.

У холодному стані легко розбивається молотком, при нагріванні до 150 ° С стає пластичним, легко кується, катається в тонкі листи та витягується у дріт. При нагріванні вище 150 ° С пластичність знову зникає, а при 250 ° С цинк стає настільки крихким, що може бути подрібнений на порошок.

При нагріванні цинк сильно розширюється, сильніше, ніж інші метали.

Погано обробляється різальними інструментами, напилок забивається.

У чистому вигляді цинк застосовується в поліграфічній промисловості при виготовленні кліше для друку, в хімічній промисловості для виробництва білків цинку, завдяки корозійній стійкості він застосовується для покриття сталевих листів (цинковане залізо) і т.д.

У прикладному мистецтві цинк застосовується у чистому вигляді та у сплавах. З листового цинку виконується технікою дифування та карбування з подальшим монтуванням великі декоративні скульптури, барельєфи та інші архітектурні прикраси. Завдяки високій рідині цинку з нього виконують тонкі ажурні роботи, виплавлялися свічники, настінні бра, канделябри та ін. Ці вироби тонувалися під бронзу або золотилися. Литтям виконувались і круглі декоративні скульптури, які відливались частинами, а потім спаювалися олов'яно-свинцевим припоєм.

У художній справі застосовують сплави, що містять цинк, наприклад латунь, нейзильбер.

Інтерес становлять легкоплавкі цинкові сплави для лиття під тиском та в кокілі. Вони високопродуктивні та економічні, завдяки малому зносу форм. Ці сплави застосовуються для лиття різних деталей: емблеми, марки на автомобілях, холодильниках та ін.

Легкоплавкий цинковий сплав підвищеної міцності складається з 93 відсотків цинку, 4 відсотків алюмінію та 3 відсотків міді; сплав середньої міцності складається з 95 відсотків цинку, 4 відсотків алюмінію та 1 відсотка міді. Від розтріскування ці метали захищає 0,3 відсотка доданого магнію.

Цинк часто застосовується як гальванічні покриття для збільшення корозійної стійкості виробів та в інших цілях.

Алюміній – метал сріблясто-білого кольору, м'який, пластичний, добре тягнеться та прокочується у холодному стані. Питома вага 2,7 – він утричі легший за мідь і вчетверо легший за срібло.

На повітрі покривається оксидною плівкою, що оберігає його від подальшої корозії. Через постійно присутню оксидну плівку алюміній важко паяти і зварювати, так як температура плавлення окису алюмінію набагато вище самого алюмінію (температура її плавлення майже 2050°С). Температура плавлення алюмінію 660°, він кипить при 1650°С. Алюміній легко розчиняється у їдких лугах. Сірчана та азотна кислоти його повільно роз'їдають, у соляній кислоті він швидко розчиняється, механічній обробці – різанню піддається добре, легко тягнеться у дріт та прокочується у листи. Особливо тонкі листи (фольгу) одержують прокаткою при 430°С.

Відкритий цей метал у 1827 році і є найпоширенішим металом у природі, становлячи близько 7,5 відсотка всієї земної кори. У кількісному відношенні поступається тільки кисню (49,5 відсотка) та кремнію (25,7 відсотка), проте досі не знайдений у самородному стані. Він входить до складу глини, польових шпатів, слюди та багатьох інших мінералів. Видобувається з бокситу – руди, що є глини, що містить до 70 відсотків окису алюмінію.

Чистий алюміній не має достатніх ливарних властивостей, проте його сплави, наприклад силумін, мають хороші ливарні властивості, рідкий. Технічний алюміній (різного ступеня чистоти від 96,5% до 99,7%) випускається у вигляді листів, труб, фольги, куточка, смуги, таврика, прутків.

Міцність алюмінію невелика, але при легуванні його різними добавками міцність може бути значно підвищена. Основними компонентами у сплавах, які суттєво змінюють властивості алюмінію, є мідь, кремній, магній, цинк, залізо, нікель, хром, марганець. Їх додають підвищення міцності сплавів. В основному все безліч алюмінієвих сплавів ділиться на слави, що деформують, для обробки їх механічними способами і ливарні сплави, призначені для лиття.

Художні вироби із алюмінієвих сплавів поліруються до дзеркального блиску, що нагадує нікельовані поверхні. Вони стійкі та декоративні в полірованому стані.

Чистий алюміній стійкий проти корозії, чого не можна сказати про його сплави.

Алюміній та його сплави використовують у художній промисловості поряд з чавуном для великих литих архітектурних деталей та скульптур, для прикраси інтер'єрів. Крім того, алюміній застосовується і в ювелірному виробництві, де почав замінювати золото та срібло, а також в авіабудуванні, автобудуванні, суднобудуванні. У вигляді чистого металу його використовують для виготовлення хімічної апаратури, електричних проводів, конденсаторів, карбування по аркуші тощо.

Свинець. На свіжому розрізі цей метал синювато-сірого кольору швидко тьмяніє на повітрі, покриваючись плівкою окису. Його питома вага 11,9; температура плавлення 327°. Його температура кипіння становить 1525°С.

Свинець є найбільш м'яким і в'язким із усіх металів. Він легко прокочується, штампується, пресується, добре відливається.

У сухому повітрі свинець не змінюється, але у вологому повітрі на його поверхні утворюється плівка спочатку окису, а потім гідрату окису, який частково розчиняється у воді.

Тому під змінним впливом повітря та води свинець дуже повільно, але руйнується. Свинець добре пручається дії соляної кислоти та сірчаних кислот, а в азотній кислоті він розчиняється. Проти їдких лугів свинець також не стійкий.

Відомий свинець із глибокої давнини. Знали його єгиптяни, греки та інші народи.

Він легко виділяється із сполук і досить поширений у природі. У самородному стані свинець трапляється рідко. Добувають свинець переважно з руди галеніту чи свинцевого блиску.

Свинець здавна застосовувався у прикладному мистецтві, а також для покриття дахів та ринв.

Вироби із свинцю прикрашалися різними орнаментами, зображенням птахів та звірів. Особливо широко він застосовувався для з'єднання кольорового скла у готичних вітражах. Виробляли зі свинцю художній посуд, гребені, ложки тощо. Іноді відливали скульптури, декоративні деталі архітектури, деталі на огорожах, воротах.

На підвищення блиску свинець використовують як складову частину кришталю, деяких художніх емалей і смальти. Однак зараз він замінюється в цих виробництвах калієм та іншими елементами, що не мають отруйних властивостей, як свинець.

Солі свинцю та сам свинець отруйні, тому використовувати їх для художніх цілей потрібно обережно, виконуючи правила охорони праці та техніки безпеки.

Чистий свинець як матеріал для виробництва художніх виробів не застосовується.

Використовується він як складова частина легкоплавких сплавів, що йдуть на деякі види декоративного лиття, а також для м'яких олов'яно-свинцевих припоїв для паяння сталевих та мідних художніх виробів.

Олово відомо було в античний час і застосовувалося для карбування монет та виготовлення судин.

У природі олово знаходиться у вигляді кисневої сполуки (олов'яного каменю) і значно рідше у сполуках із залізом та сіркою. Олово має сріблясто-білий колір, але темніше срібла. Його температура плавлення 505, кипіння - 2635 К, твердість за Брінеллем 50 Мн/м 2 . На повітрі олова не окислюється, у воді окислюється дуже повільно. Має гарну корозійну стійкість, завдяки появі окисної плівки.

Використовується приготування білої жерсті, тобто. лудженої тонколистової сталі. При сильному охолодженні олово втрачає металеві властивості і перетворюється на сірий порошок – " сіре олово " . Це явище носить назву "олов'яної чуми" і відбувається у зв'язку зі зміною кристалічних ґрат. Зміни викликають значні збільшення обсягу, що супроводжуються сильними внутрішніми напругами, які призводять до розсипання металу в порошок. Спочатку "олов'яна чума" з'являється у вигляді окремих сірих плям, поширюючись при подальшому охолодженні з усього предмета. Для того, щоб зупинити або запобігти "олов'яній чумі", потрібно виріб нагріти вище 18°С.

Олово метал м'який і в'язкий, трохи твердіший за свинець. У холодному стані прокочується в найтонші листи, але дріт із нього легко рветься.

Починаючи з 16 століття на Русі олово застосовувалося для тонкого художнього лиття, яке використовувалося для внутрішнього оздоблення будівель, і навіть виготовлення різних побутових вещей.

Ажурне олив'яне лиття застосовувалося як прикраса іконостасів, дверей, підвісних та виносних ліхтарів тощо.

Нині олово у художній промисловості не застосовується. Його використовують для сплавів з міддю, зі свинцем, виготовляючи припої, які застосовують для виготовлення художніх виробів із чорних та кольорових металів та сплавів.

У сплавах із сурмою, свинцем, вісмутом, ртуттю, кадмієм та іншими легкоплавкими металами олово застосовуються для дрібного художнього лиття. З олова отримують двосірчисте олово, яке є блискучою масою, схожою за кольором на золото. Цю речовину називають "сусальним золотом" або "сірчаним золотом" і у вигляді найтонших листків або порошку застосовують для обробки під золото різних металевих, дерев'яних або гіпсових виробів.

Двосірчисте олово дуже стійке і надовго зберігає блиск при застосуванні його не тільки для внутрішніх художніх робіт, але для зовнішніх.

Кадмій – це важкий метал білого кольору, дуже м'який, в'язкий та тягучий. При згинанні кадмієвого прутка чутно характерне потріскування, схоже на потріскування олов'яного прутка.

За своїми властивостями кадмій займає середнє місце між оловом та цинком. Відкритий у першій половині 19 століття. Температура плавлення 321°, температура кипіння 773°С.

У чистому вигляді кадмій має високу стійкість проти корозії і застосовується як електролітичне покриття – кадмування.

Найчастіше кадмуються сталеві вироби – корабельна арматура та прилади для захисту від дії морської води. У міській атмосфері з її сірчистими газами, кадмієві покриття не придатні через їх слабку стійкість проти сірчистих сполук.

Кадмієві солі отруйні, покривати ними харчовий посуд не можна. А тому використовується як складова частина у складних сплавах, входить до складу багатьох легкоплавких припоїв у ювелірній справі.

Ртуть – єдиний рідкий метал за нормальної температури. Температура плавлення -39°С, температура кипіння -357°С.

Металева ртуть, її пари та всі сполуки дуже отруйні. А тому працюючи з нею, потрібно бути обережними, роботи виконувати тільки у витяжних шафах.

Ртуть взаємодіє зі слабо розведеною азотною кислотою та концентрованою сірчаною кислотою, не взаємодіє із соляною та лугами. Має здатність розчиняти в собі багато металів, утворюючи рідкі та тверді сплави, які називають амальгамами.

При цьому часом утворюються хімічні сполуки ртуті з металами. Особливо легко утворюється амальгама золота, золоті вироби потрібно оберігати від зіткнення з ртуттю.

Ювеліри використовую ртуть для отримання золотої або срібної амальгами при гарячому позолоченні та срібленні.

У гірській справі ртуть використовують для відокремлення золота від неметалевих домішок. Вона використовується в хімічній промисловості, електротехніці, світлотехніці, приладобудуванні - для ртутних випрямлячів, манометрів, ламп денного світла і т.д.

У природі ртуть зустрічається дуже рідко як вкраплення в гірські породи. Головним чином вона знаходиться у вигляді яскраво-червоного сульфіду ртуті або кіноварі, з якої металеву ртуть одержують шляхом випалу руди.

Ртуть виділяється як пари і конденсується в охолодженому приймачі.

Хром – метал світло-сірого кольору. Відкритий наприкінці 18 століття, проте як метал почав застосовуватися з кінця 19 століття. Хром добре полірується та довго зберігає дзеркальний блиск. Температура плавлення 1615°, температура кипіння 2200°С.

Хром – метал дуже твердий та тендітний, добре протистоїть корозії. Застосовується як присадка при отриманні легованих сталей і чавунів.

У художній справі хром використовується для гальванічних покриттів чорних металів. Хромовані вироби мають гарний колір і блиск.

В даний час хромування набуло дуже широкого поширення. Хромують деталі автомашин, велосипедів, холодильників, годинників і т.д.

Виняткова міцність хромових покриттів, які виявляються міцнішими і твердішими за загартовану сталь, дозволяє застосовувати гальванічне хромування не тільки як декоративне та антикорозійне, але і як дуже стійке покриття проти стирання. Окис хрому йде на приготування полірувальної пасти, крім того різні сполуки хрому дають різноманітні фарби (зелену, смарагдову, жовту та ін.).

Свою назву "хром" від грецького "колір" отримав через різноманітне забарвлення його сполук.

Титан - блискучий, сріблястого кольору метал, що не тьмяніє на повітрі. Вирізняється високою хімічною стійкістю.

Титан не зазнає корозії навіть у морській воді.

Температура рекристалізації відпалу 650°С, температура плавлення 1668°С.

Титан – метал міцний та легкий.

Шкідливими домішками титану та його сплавів є азот, кисень та вуглець.

Азот та кисень, підвищуючи міцність, різко знижують пластичність. Вміст азоту допустимо трохи більше 0,25 відсотків, кисню трохи більше 0,50 відсотків.

Вуглець ускладнює обробку різанням, тиском та зварювання титану та його сплавів, тому домішка вуглецю не повинна перевищувати 0,15 відсотка.

Найпоширенішими є сплави титану з алюмінієм та хромом або з алюмінієм та ванадієм. Є сплави із залізом, молібденом, марганцем. Ці сплави випускаються як різних напівфабрикатів: плит, смуг, прутків, труб, прокату, дроту.

Титанові сплави застосовуються у хімічній, авіаційній, машинобудівній промисловості. З них виготовляють резервуари, трубопроводи для кислот та активних газів, жароміцні матеріали за робочих температур до 500°С.

Деякі сплави необхідно підігрівати при штампуванні, згинанні тощо. що є їх недоліком.

Недоліком є ​​можливість використання дугового зварювання лише серед нейтральних газів (аргону і гелію). Однак можливе роликове та точкове зварювання і без захисту нейтральними газами.

Для художніх цілей титан застосовується як матеріал для монументів та інших робіт не тільки в екстер'єрних, але і в інтер'єрних умовах.

Марганець - твердий метал, темного кольору. Температуру плавлення 1230°, температура кипіння 2200°С.

Застосовується в доменному виробництві при отриманні білого (передільного) чавуну, оскільки присутність марганцю затримує виділення графіту.

Застосовується як добавка при виробництві спеціальних легованих сталей. Він зменшує жолоблення сталі при загартуванні, підвищує ріжучі властивості та стійкість на стирання. Окиси марганцю застосовуються як барвники для одержання емалей та кольорового скла фіолетового кольору, а також для приготування коричневих, зелених та фіолетових фарб.

Кобальт - метал сріблясто-білого кольору з рожевим відблиском. Температура плавлення 1444 °С.

Кобальт розчиняється в азотній кислоті, стійок проти сірчаної та соляної кислот.

Застосовується як присадка при виробництві швидкорізальних інструментальних сталей.

Останнім часом його почали застосовувати як гальванічне покриття разом із сріблом для ювелірних виробів. Покриття срібло-кобальт міцніші, ніж із чистого срібла.

У художній промисловості кобальт застосовується у вигляді кобальтової сині, тобто. сплаву закису кобальту з поташем та кварцовим піском. Кобальтова синь використовується як фарба для гарячої емалі, скла, порцеляни та фаянсу, надаючи їм красивий синій колір.

Кобальтові сині фарби були відомі у Стародавньому Єгипті та Китаї. Крім синіх фарб, з кобальту разом із хромом та цинком отримують фіолетові та зелені фарби.

0

З кольорових металів найбільш широке застосування як вихідні ливарні матеріали мають мідь, олово, цинк, нікель, алюміній, магній, свинець, сурма. У ливарному виробництві ці метали майже застосовуються у чистому вигляді, а використовуються головним чином вигляді різних сплавів. Широко застосовуються сплави міді з цинком (латуні) або з оловом, алюмінієм, марганцем (бронзи), а також сплави на алюмінієвій та магнієвій основі.

Бронзи

Бронзами називають сплави міді з оловом або іншими металами, якщо зовнішній вигляд та властивості цих сплавів близькі до зовнішнього вигляду та властивостей олов'янистих бронз.

Бронзи поділяють на дві основні групи - бронзи олов'янисті та безолов'янисті. Ливарні якості бронз вищі за ливарні якості чистої міді; так, температура плавлення міді 1083 °, а температура бронзи коливається від 875 до 1050 °; усадка міді становить 2,04%, а в деяких бронз знижується до 0,83%; здатність до розчинення газів у бронз нижча, ніж у чистої міді.

Для здешевлення, а також для підвищення рідини до олов'янистих бронз додають деяку кількість цинку. Бронзи, що містять окрім цинку та інші присадки, називаються спеціальними.

У наведених нижче табл. 23 та 24 наведено марки, хімічний склад, механічні властивості та зразкове призначення ливарних бронз.

Латуні

Для виливків зазвичай застосовують латунь, що містить від 55 до 60% і від 45 до 40% Zn. Ливарні якості латуні з підвищенням вмісту цинку загалом знижуються, тому що при цьому збільшується її усадка.

Температура плавлення різних латунів практично коливається не більше приблизно від 800 до 1000°; З підвищенням вмісту цинку температура плавлення латуні знижується. Латуні, що містять, окрім міді та цинку, ще інші метали, називаються спеціальними. Найголовнішими спеціальними домішками до латуні є свинець, олово та нікель.

Домішка свинцю (до 2,5%) підвищує здатність латуні оброблятися у вигляді різання; домішка олова (до 1,5%) надає здатність добре пручатися дії морської води, що роз'їдає.

Сплави міді, цинку та нікелю називаються мельхіором; домішка нікелю (до 20%) повідомляє сплаву сріблясто-білий колір та зменшує окислюваність сплаву на повітрі.

У табл. 25 наведено хімічний склад та механічні властивості ливарних латунів та їх застосування у промисловості.

Сплави на алюмінієвій основі

Сплави на алюмінієвій основі мають широке застосування як ливарний матеріал; найважливішим є силумін, що містить близько 90-87% Аl і 10-13% Si; силумін має високі ливарні якості; температура плавлення - 575°, лінійне усадження до 1,4%; добре заповнює форми. Мала питома вага (2,7) і досить високі механічні якості (межа міцності при розтягуванні до 25 кг/мм 2 подовження до 11%) сприяють широкому застосуванню його як матеріал для виготовлення ливарних сплавів на алюмінієвій основі. Великий вплив на розширення застосування силуміну мало поліпшення його структури, зване модифікуванням: до розплавленого силуміну додається до 0,1% Na, в результаті чого сплав набуває дрібнозернистої будови, що підвищує його механічні якості. Силумін у Росії випускається трьох марок, що відрізняються вмістом домішок (табл. 26).

У табл. 27 наведено хімічний склад, механічні властивості та зразкове призначення ливарних сплавів на алюмінієвій основі за ГОСТ 2685-44.

Сплави на магнієвій основі

Сплави на магнієвій основі, які застосовуються для лиття, містять до 11% Аl, до 3% Zn, а також невеликі кількості Мn та Si; підвищення ливарних якостей у яких іноді вводять берилій (близько 0,02%), титан (до 0,2%) та інші елементи.

Плавка сплавів на магнієвій основі та процес заливання їх у форми потребує спеціальних заходів запобігання сплаву від займання. Зважаючи на достатню міцність магнієвих сплавів при малій питомій вазі (- 1,7) магнієві сплави мають широке застосування в різних галузях машинобудування.

У табл. 28 наведено марки ливарних магнієвих сплавів, їх хімічний склад, механічні властивості та призначення (за ГОСТ 2856-45).

Завантажити реферат: У вас немає доступу до завантаження файлів з нашого сервера.

Кольорові метали, їх властивості та сплави

До кольорових металів і сплавів відносяться практично всі метали і сплави, за винятком заліза та його сплавів, що утворюють групу чорних металів. Кольорові метали зустрічаються рідше, ніж залізо і часто їхній видобуток коштує значно дорожче, ніж видобуток заліза. Однак кольорові метали часто мають такі властивості, які у заліза не виявляються, і це виправдовує їх застосування.

Вираз "кольоровий метал" пояснюється кольором деяких важких металів: наприклад, мідь має червоний колір.

Якщо метали відповідним чином змішати (у розплавленому стані), виходять сплави. Сплави мають кращі властивості, ніж метали, з яких вони складаються. Сплави, своєю чергою, поділяються на сплави важких металів, сплави легких металів тощо.

Кольорові метали з ряду ознак поділяють такі групи:

- важкі метали - мідь, нікель, цинк, свинець, олово;

- легкі метали - алюміній, магній, титан, берилій, кальцій, стронцій, барій, літій, натрій, калій, рубідій, цезій;

- благородні метали - золото, срібло, платина, осмій, рутеній, родій, паладій;

- малі метали - кобальт, кадмій, сурма, вісмут, ртуть, миш'як;

- тугоплавкі метали - вольфрам, молібден, ванадій, тантал, ніобій, хром, марганець, цирконій;

- рідкісноземельні метали - лантан, церій, празеодим, неодим, самарій, європій, гадоліній, тербій, ітербій, диспрозій, гольмій, ербій, тулій, лютецій, прометій, скандій, ітрій;

- розсіяні метали - індій, германій, талій, талій, реній, гафній, селен, телур;

- радіоактивні метали - уран, торій, протактиній, радій, актіній, нептуній, плутоній, америцій, каліфорній, ейнштейній, фермій, менделевий, нобелій, лоуренсій.

Найчастіше кольорові метали застосовують у техніці та промисловості у вигляді різних сплавів, що дозволяє змінювати їх фізичні, механічні та хімічні властивості у дуже широких межах. Крім того, властивості кольорових металів змінюють шляхом термічної обробки, нагартовки, за рахунок штучного і природного старіння і т. д.

Кольорові метали піддають всім видам механічної обробки та обробки тиском - кування, штампування, прокатування, пресування, а також різання, зварювання, паяння.

З кольорових металів виготовляють литі деталі, а також різні напівфабрикати у вигляді дроту, профільного металу, круглих, квадратних та шестигранних прутків, смуги, стрічки, листів та фольги. Значну частину кольорових металів використовують у вигляді порошків для виготовлення виробів методом порошкової металургії, а також для виготовлення різних фарб та антикорозійних покриттів.

· - деякі хімічні елементи Національна Комісія України (ПКУ) рекомендує називати так: Срібло – Аргентумом, Золото – Аурумом, Вуглець – Карбоном, Мідь – Купрумом тощо. Назви елементів у певних випадках використовуються як власні імена - пишуться з великої літери в середині речення. У школах діти (на уроках хімії) називають азотну кислоту нітратною, сірчану – сульфурною тощо. В інших випадках (географія, історія та ін) застосовуються загальновживані назви, тобто. золото називається золотом, мідь – міддю тощо.

Кольорові метали та сплави

Сплави кольорових металів застосовують виготовлення деталей, що працюють в умовах агресивного середовища, що піддаються тертю, що вимагають великої теплопровідності, електропровідності і зменшеної маси.

Мідь-метал червоного кольору, що відрізняється високою теплопровідністю та стійкістю проти атмосферної корозії. Міцність невисока: ав = 180... ...240 МПа при високій пластичності б>50%.

Латунь - сплав міді з цинком (10...40 %), добре піддається холодній прокатці, штампуванню, витягуванню.<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 міді з оловом (до 10%), алюмінієм, марганцем, свинцем та іншими елементами. Має гарні ливарні властивості (вентилі, крани, люстри). При маркуванні бронзи Бр.ОЦСЗ-12-5 окремі індекси позначають: Бр - бронза, О - олово, Ц - цинк, С-свинець, цифри 3, 12, 5 - вміст у відсотках олова цинку, свинцю. Властивості бронзи залежить від складу: бв=15О...21О МПа, б=4...8%, НВ60 (у середньому).

Алюміній - легкий сріблястий метал, що має низьку міцність при розтягуванні - аа = 80... ...100 МПа, твердість - НВ20, мала щільність - 2700 кг/м3, стійкий до атмосферної корозії. У чистому вигляді в будівництві застосовують рідко (фарби, газоутворювачі, фольга). Для підвищення міцності в нього вводять легуючі добавки (Мп, Сі, Mg, Si, Fe) та використовують деякі технологічні прийоми. Алюмінієві сплави ділять на ливарні, що застосовуються для виливки виробів (силуміни), і деформовані (дюралюміни), що йдуть для прокатки профілів, листів тощо.

Силуміни - сплави алюмінію з кремнієм (до 14%), вони мають високі ливарні якості, малу усадку, міцністю оі = 200 МПа, твердістю НВ50...70 при досить високій пластичності 6== =5...10 %. Механічні властивості силумінів можна суттєво покращити шляхом модифікування. При цьому збільшується ступінь дисперсності кристалів, що підвищує міцність та пластичність силумінів.

Дюралюміни – складні сплави алюмінію з міддю (до 5,5%), кремнієм (менше 0,8%). марганцем (до 0,8%), магнієм (до 0,8%) та ін. Їх властивості покращують термічною обробкою (загартуванням при температурі 500...520°З наступним старінням). Старіння здійснюють повітря протягом 4...5 діб при нагріванні на 170°С протягом 4...5 год.

Термообробка алюмінієвих сплавів ґрунтується на дисперсному твердінні з виділенням твердих дисперсних частинок складного хімічного складу. Що дрібніші частки новоутворень, то вище ефект зміцнення сплавів. Межа міцності дюралюмінів після загартування та старіння становить 400...480 МПа і може бути підвищена до 550...600 МПа в результаті наклепу при обробці тиском.

Останнім часом алюміній та його сплави все ширше застосовують у будівництві для несучих конструкцій, що захищають. Особливо ефективне застосування дюралюмінів для конструкцій у більшпрогонових спорудах, у збірно-розбірних конструкціях, при сейсмічному будівництві, у конструкціях, призначених для роботи в агресивному середовищі. Розпочато виготовлення тришарових навісних панелей із листів алюмінієвих сплавів із заповненням пінопластовими матеріалами. Шляхом введення газоутворювачів можна створити високоефективний матеріал піноалюміній із середньою щільністю 100...300 кг/м3

Всі алюмінієві сплави піддаються зварюванню, але воно здійснюється важче, ніж зварювання сталі, через утворення тугоплавких оксидів АЬОз.

Особливостями дюралюміну як конструкційного сплаву є: низьке значення модуля пружності, приблизно в 3 рази менше, ніж у сталі, вплив температури (зменшення міцності при підвищенні температури понад 400 ° С та збільшення міцності та пластичності при негативних температурах); підвищений приблизно 2 рази проти сталлю коефіцієнт лінійного розширення; знижена зварюваність.

Титан останнім часом почав застосовуватися в різних галузях техніки завдяки цінним властивостям: високій корозійній стійкості, меншій щільності (4500 кг/м3) порівняно зі сталлю, високим властивостям міцності, підвищеній теплостійкості. На основі титану створюються легкі та міцні конструкції із зменшеними габаритами, здатні працювати при підвищених температурах.

Технології підготовки поверхні металу

Надійний антикорозійний захист металу можливий лише за високого рівня підготовки поверхні.

Перед нанесенням антикорозійного лакофарбового матеріалу необхідно, перш за все, вибрати технологію та метод підготовки поверхні металу перед фарбуванням.

Існують механічні та хімічні методи підготовки поверхні. Механічні методи мають низку обмежень у застосуванні та не здатні забезпечити хороші захисні властивості лакофарбових покриттів, особливо при їх експлуатації у жорстких умовах. В даний час широкого поширення набули хімічні методи підготовки поверхні. Дані методи дозволяють обробляти вироби будь-якої форми та складності, легко піддаються автоматизації та забезпечують високу якість поверхні виробів, що фарбуються.

Як вибрати технологічний процес підготовки поверхні?

Яку схему підготовки поверхні слід вибрати для різних металів, різних лакофарбових покриттів та умов експлуатації? Давайте про все по порядку.

Вибір технології підготовки поверхні залежить від трьох основних факторів: умов експлуатації пофарбованих виробів, типу металу та лакофарбового покриття, що застосовується.

З погляду підготовки поверхні метали можна розділити на дві категорії:

Чорні метали - сталь, чавун та ін;

Кольорові метали – алюміній, сплави цинку, титану, міді, оцинкована сталь та ін.

Для підготовки поверхні чорних металів застосовують фосфатування, для обробки кольорових металів – фосфатування або хроматування. При одночасному обробленні цинку та алюмінію з чорними металами перевагу віддають фосфатуванню. Пасивування застосовують на заключній стадії після операцій фосфатування, хроматування та знежирення.

p align="justify"> Технологічні процеси підготовки поверхні виробів, що експлуатуються всередині приміщень, можуть складатися з 3-5 стадій.

Практично у всіх випадках після проведення хімічної підготовки поверхні виробу висушують від вологи у спеціальних камерах.

Повний цикл хімічної підготовки поверхні виглядає так:

Знежирення;

Промивання питною водою;

Нанесення конверсійного шару;

Промивання питною водою;

Промивання демінералізованою водою;

Пасивація.

Технологічний процес кристалічного фосфатування передбачає стадію активації перед нанесенням конверсійного шару. При застосуванні хроматування можуть бути введені стадії освітлення (під час використання сильнолужного знежирення) або кислотної активації.

Вибір технології, що забезпечує високу якість підготовки поверхні перед фарбуванням, зазвичай обмежений розмірами виробничих площ та фінансовими можливостями. Якщо таких обмежень немає, слід вибирати багатостадійний технологічний процес, що гарантує необхідну якість одержуваних лакофарбових покриттів.

Однак, як правило, з факторами, що обмежують, доводиться рахуватися. Тому для вибору оптимального варіанта попередньої обробки поверхні слід провести попередні випробування передбачуваних покриттів на місці.

Який метод хімічної обробки металу є кращим?

Для хімічної обробки металу застосовують розпилення (струменева обробка низького тиску), занурення, паро- та гідроструминні методи.

p align="justify"> Для реалізації перших двох методів використовують спеціальні агрегати хімічної підготовки поверхні (АХПП).

Вибір методу підготовки поверхні залежить від виробничої програми, конфігурації та габаритів виробів, виробничих площ та інших факторів.

Обробка металу розпиленням. Для обробки металу методом розпилення можна застосовувати АХПП як тупикового, і прохідного типів. Високу продуктивність забезпечують агрегати прохідного типу безперервної дії.

Максимальна швидкість руху конвеєра в АХПП обмежується можливістю якісного нанесення ЛКМ в камері забарвлення і становить, як правило, не більше 2,0 м/хв. У разі зростання швидкості конвеєра знадобиться розширення виробничих площ.

Великою перевагою АХПП прохідного типу є можливість застосування єдиного конвеєра для ділянок підготовки поверхні та фарбування виробів.

Обробка металу зануренням. Для обробки металу методом занурення використовують АХПП, що складаються з ряду послідовно розташованих ванн, перемішування обладнання, транспортера, розведення трубопроводів, камери сушіння. Вироби транспортують за допомогою тельфера, автооператора чи кран-балки. Агрегат обробки зануренням займає значно менше виробничої площі, порівняно з агрегатом обробки розпиленням. Але в цьому випадку після підготовки поверхні потрібно введення додаткової операції - перевішування виробів на конвеєр фарбування.

Пароструйнівний метод. Для підготовки до фарбування великогабаритних виробів, а також за відсутності необхідних виробничих площ, можливе застосування пароструминної обробки металу (знежирення з одночасним аморфним фосфатуванням). Металообробка проводиться оператором вручну стволом-очисником, з якого на вироби розпорошується пароводяна суміш при температурі 140°З добавками спеціальних хімікатів.

Для пароструминної обробки можна застосовувати стаціонарні та пересувні установки. У стаціонарних установках нагрівання здійснюється парою при тиску 4,5 - 5,0 атм.

Обробка металу

Вибір технології підготовки поверхні та обробки металу - відповідальний етап організації фарбувальних робіт, тому що він багато в чому визначає якість майбутнього лакофарбового покриття і має виконуватися із залученням кваліфікованих фахівців.

Тільки такий підхід може забезпечити високу якість антикорозійного покриття та заданий термін служби металевої конструкції.

Термічна обробка кольорових металів

Термічна обробка кольорових металів. Як правило, кольорові метали піддають термічній обробці для зручності роботи з ними.

Мідь відпалюють, нагріваючи її до температури 500-650°З охолоджуючи у питній воді. Якщо м'яку мідь нагріти, а потім поступово охолодити на повітрі, вона стане твердішою.

Латунь і алюміній відпалюють при нагріванні відповідно до 600-750°З 350-410°З наступним охолодженням повітря.

Бронзу гартують нагріванням до 800-850°З подальшим охолодженням у воді. Якщо її нагріти до тієї ж температури та охолодити на повітрі, вона відпуститься.

Дюралюміній Д1 і Д6 гартують нагріванням до 500°З подальшим охолодженням у воді, проте остаточну твердість він набуде при кімнатній температурі через 4-5 дн. Цей процес називається старінням. Для полегшення згинання, особливо під гострими кутами, алюмінієві деталі відпалюють. Для цього деталь нагрівають до 350-400°З потім повільно охолоджують на повітрі.

Особливості кольорових металів

1. Деякі метали (мідь, магній, алюміній) мають порівняно високі теплопровідність і питома теплоємність, що сприяє швидкому охолодженню місця зварювання, вимагає застосування більш потужних джерел теплоти при зварюванні, а в ряді випадків попереднього підігріву деталі.

2. Для деяких металів (мідь, алюміній, магній) та їх сплавів спостерігається досить різке зниження механічних властивостей при нагріванні, внаслідок чого в цьому інтервалі температур метал легко руйнується від ударів, або зварювальна ванна навіть провалюється під дією власної ваги (алюміній, бронза ).

3. Усі кольорові сплави при нагріванні у значно більших обсягах, ніж чорні метали, розчиняють гази навколишньої атмосфери та хімічно взаємодіють із усіма газами, крім інертних. Особливо активні в цьому сенсі більш тугоплавкі та хімічно активніші метали: титан, цирконій, ніобій, тантал, молібден. Цю групу металів часто виділяють до групи тугоплавких, хімічно активних металів.

Особливості обробки кольорових металів

Кольорові метали міцні та довговічні, здатні переносити високі температури. Недолік лише один - здатність кородувати та руйнуватися під впливом кисню.

Одним із найефективніших методів захисту кольорового металу від атмосферної корозії вважається нанесення захисних лакофарбових матеріалів. Існують три групи засобів для захисту металевих поверхонь: ґрунтовки, фарби та універсальні препарати «три в одному». Грунтовка - незамінний засіб боротьби з атмосферним окисленням, одно-або двошарове ґрунтування проводиться перед фарбуванням, крім захисних властивостей, повідомляючи фінішному покриттю кращу адгезію до основи. При виборі складу важливо знати, що для різних металів використовуються різні ґрунтовки.

Для алюмінієвих основ використовують спеціальні ґрунтовки на цинковій основі або уретанові фарби. Мідь, латунь і бронзу зазвичай не фарбують - ці метали поставляються на ринок із заводською обробкою, що захищає поверхню та підкреслює її красу. Якщо ж цілісність такого «фірмового» покриття з часом порушується, його краще повністю видалити за допомогою розчинника, після чого основу слід відполірувати та покрити епоксидним або поліуретановим лаком.

LIKONDA® 25: Процес безбарвного хроматування кольорових металів

Процес безбарвного хроматування кольорових металів

Процес Likonda 25призначений для отримання на сріблі, міді та її сплавах безбарвних хроматних плівокполірують і захищають металеву поверхню від корозії.

Особливості процесу

· Безбарвні хроматні плівки виходять при одностадійної обробки .

· Корозійна стійкістьбезбарвних хроматних плівок до впливу вологи (ГОСТ 9.012.73) становить не менше 240 год .

· Отримувані плівки стійки до стирання у мокрому виглядітому хроматування можна проводити у обертальних установках .

· Розчин Likonda 25може бути застосований як на автоматичних установках, так і при ручному обслуговуванні .

· Коригування хромуючого розчину під час експлуатації здійснюється додаванням композиції Likonda 25 .

Хроматування проводиться методом занурення оброблюваних деталей розчин.

Склад розчину та режим роботи

Існує кілька методів нанесення захисних металевих покриттів: гальванічний, дифузійний, металізація, плакування та занурення у розплавлений метал.

Гальваніка– один з найбільш поширених методів захисту металевих виробів від корозії та надання їм певних властивостей або поліпшення їх шляхом нанесення спеціальних металевих або хімічних покриттів. На даний час гальваніка поширена в машинобудуванні та будівництві. Гальванічне виробництво виконує різні види покриттів: нікелювання, цинкування, хромування, анодування, фосфатування та інші.

Властивості антикорозійних покриттів залежать від товщини захисного шару, товщина якого, залежно від різкості кліматичних умов, змінюється у бік збільшення.

Нікелювання- Це процес нанесення тонкого шару нікелю на поверхню металевих виробів для захисту від корозії. Нікелювання буває декількох типів: електрохімічне, хімічне покриття «чорний нікель».

При електрохімічному нікелюванні - нікелем покривають вироби із сталі та кольорових металів для досягнення високого ступеня антикорозійності та підвищення зносостійкості. Головним плюсом хімічного нікелювання, до складу якого входить ще до 12% фосфору, є рівномірний розподіл покриття по поверхні виробу, а також підвищена стійкість до антикорозії, зносостійкість і твердість, отримані після термообробки.

Анодування- Це процес отримання захисної або декоративної поверхні різних сплавів (алюмінієвих, магнієвих та ін) під впливом струму. Отримана плівка має підвищені електроізоляційні, водостійкі та антикорозійні властивості.

Хромування- Це процес, при якому наноситься хром або його сплав на виріб з металу. При цьому сам виріб наділяється такими властивостями, як зносостійкість, антикорозійність, жаростійкість і т.д. У наш час процес хромування дуже поширений. Його у достатньому обсязі використовують як у машинобудуванні, і у промисловості. Сам хром відрізняється великою стійкістю проти негативного впливу різних кислот, а також лугів. Хром не може бути розчинний у сірчаній, азотній, соляній кислоті і т.д. Він не тьмяніє, навіть якщо його нагріти до 700 К.

Для краси та захисту від корозії люди хромують велику кількість різних виробів. Процес хромування поширений у різних сферах. Наприклад, часто хромують предмети інтер'єру, серед яких деякі деталі меблів, ручки до дверей, таблички, статуетки і т. д. пряжки, затискачі до краваток), ювелірних прикрас. Також поширена сфера застосування – покриття медичних інструментів.

1.Алмазування:-профільні шліфувальні круги d 10:300мм. Висотою до 100 мм. -напилки довжиною до 350мм. -шліфувальні оправки, надфілі, шарошки і т.п. 2.Гальванічні покриття Нікелювання, міднення: -дрібні деталі для обробки у обертальній установці -деталі для покриття на підвісках габаритами до 420x500мм. Цинкування: -аналогічно нікелювання, але необхідний випрямляч електричного струму до 100 ампер. 3.Додаткова обробка гальванопокриттів з метою підвищення корозійної стійкості при підвищеній вологості - просочення ГФЖ / гідрофобізуюча рідина /. Після обробки поверхня набуває водовідштовхувальних властивостей. 4.Рекуперація Зняття залишкового алмазного шару на нікелевій зв'язці з алмазного інструменту для повторного використання сталевої заготовки.

Міністерство освіти Російської Федерації

Новосибірський технологічний інститут

Московського державного університету дизайну та технології

Факультет заочного навчання та екстернату

Кафедра: «Машини та апарати легкої промисловості»

Дисципліна: Технологія конструкційних матеріалів

Тема: Кольорові метали та їх сплави

Позначення: ЗО8073

Новосибірськ - 2010

Вступ

1. Мідь та її сплави

1.1 Сплави міді

1.1.1 Латуні

1.1.2 Бронзи

2. Алюміній та його сплави

2.1 Деформовані алюмінієві сплави

2.2 Ливарні алюмінієві сплави

3. Цинк та його сплави

4. Магній та його сплави

4.1 Сплави на основі магнію

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

Кольорова металургія– галузь металургії, що включає видобуток, збагачення руд кольорових металів та виплавку кольорових металів та їх сплавів. За фізичними властивостями та призначенням кольорові метали умовно можна розділити на шляхетні, важкі, легкі та рідкісні.

До благородних металів відносять метали з високою корозійною стійкістю: золото, платина, паладій, срібло, іридій, родій, рутеній та осмій. Їх використовують як сплавів в електротехніці, електровакуумної техніці, приладобудуванні, медицині тощо.

До важких відносять метали з великою густиною: свинець, мідь, хром, кобальт і т.д. Тяжкі метали застосовують головним чином як легуючі елементи, а такі метали, як мідь, свинець, цинк, кобальт, використовуються і в чистому вигляді.

До легких металів відносяться метали із щільністю менше 5 грамів на кубічний сантиметр: літій, калій, натрій, алюміній і т.д. Їх застосовують як розкислювачі металів і сплавів, для легування, в піротехніці, фотографії, медицині і т.д.

До рідкісних металів відносять метали з особливими властивостями: вольфрам, молібден, селен, уран тощо.

До групи широко застосовуваних кольорових металів відносяться алюміній, титан, магній, мідь, свинець, олово.

Кольорові метали мають цілу низку дуже цінних властивостей. Наприклад, високою теплопровідністю (алюміній, мідь), дуже малою густиною (алюміній, магній), високою корозійною стійкістю (титан, алюміній).

За технологією виготовлення заготовок та виробів кольорові сплави поділяються на деформовані та литі (іноді спечені).

З цього поділу розрізняють металургію легких металів і металургію важких металів.

1. Медь та її сплави

Мідь– метал червоного, у зламі рожевого кольору. Мідь відноситься до металів, відомих з давніх-давен.

Технічно чиста мідьволодіє високою пластичністю та корозійною стійкістю, високою електропровідністю та теплопровідністю (100% чиста мідь-еталон, то 65%-алюміній, 17% залізо), а також стійкістю проти атмосферної корозії. Дозволяє використовувати її як покрівельний матеріал відповідальних будівель.

Температура плавлення міді становить 1083°С. Кристалічні грати ГЦК. Щільність міді 8,94 г/см3. Завдяки високій пластичності мідь добре обробляється тиском (з міді можна зробити фольгу завтовшки 0,02 мм), погано різанням.

Ливарні властивості низькі через велику усадку.

На властивості міді великий вплив мають домішки: всі, крім срібла та берилію, погіршують електропровідність.

Вартість чистої міді постійно підвищується, а світові запаси мідної руди, за різними оцінками, вичерпаються протягом 10-30 років.

Мідь маркують буквою М, після якої стоїть цифра. Що цифра, то більше в ній домішок. Найвища марка М00 – 99,99% міді, М4 – 99% міді.

У таблиці 1 міститься інформація щодо марок міді залежно від чистоти згідно з ГОСТ 859-78.

Таблиця 1

Марка міді в залежності від чистоти

Марка	МВЧк	M00	М0	Ml	М2	МОЗ
Зміст	99,993	99,99	99,95	99,9	99,7	99,5

Після позначення марки вказують спосіб виготовлення міді: к-катодна, б - безкиснева, р - розкислена. Мідь вогневого рафінування не позначається.

М00к – технічно чиста катодна мідь, що містить не менше 99,99% міді та срібла.

МОЗ – технічно чиста мідь вогневого рафінування, що містить не менше 99,5% міді.

1.1 Сплави міді

У техніці застосовують 2 великі групи мідних сплавів: латуні та бронзи.

1.1.1 Латуні

Латуні– сплави міді з цинком (до 50% Zn) та невеликими добавками алюмінію, кремнію, свинцю, нікелю, марганцю (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80). Мідні сплави, призначені виготовлення деталей методами лиття, називають ливарними, а сплави, призначені виготовлення деталей пластичним деформуванням – сплавами, оброблюваними тиском.

Латуні дешевше міді і перевершують її за міцністю, в'язкістю та корозійною стійкістю. Мають гарні ливарні властивості.

Латуні, застосовуються переважно виготовлення деталей штампуванням, витяжкою, розкочуванням, вальцюванням, тобто. процесами, що вимагають високої пластичності заготівельного матеріалу. З латуні виготовляються гільзи різних боєприпасів.

Залежно від числа компонентів розрізняють прості (подвійні) та спеціальні (багатокомпонентні) латуні.

Прості латуні містять лише Cu та Zn.

Спеціальні латуні містять від 1 до 8% різних легуючих елементів (Л.Е.), що підвищують механічні властивості та корозійну стійкість.

Al, Mn, Ni підвищують механічні властивості та корозійну стійкість латунів. Свинець покращує оброблюваність різанням. Кремнисті латуні мають гарну рідину і зварюваність.

1.1.2 Бронзи

Бронзи- Це сплави міді з оловом (4-33% Sn), свинцем (до 30% Pb), алюмінієм (5-11% AL), кремнієм (4-5% Si), сурмою, фосфором та іншими елементами.

Бронзи – це будь-який мідний метал, крім латуні. Це сплави міді, у яких цинк перестав бути основним легуючим елементом. Загальною характеристикою бронз є висока корозійна стійкість та антифрикційність (від анти- та лат. Frittio-тертя). Бронзи відрізняються високою корозійною стійкістю та антифрикційними властивостями. З них виготовляють вкладиші підшипників ковзання, вінці черв'ячних зубчастих коліс та інші деталі.

Високі ливарні властивості деяких бронз дозволяють їх використовувати для виготовлення художніх виробів, пам'ятників, дзвонів.

За хімічним складом поділяються на олов'яні бронзи та без олов'яні (спеціальні).

Олов'яні бронзимають високі механічні, ливарні, антифрикційні властивості, корозійну стійкість, оброблюваність різанням, але мають обмежене застосування через дефіцитність і дорожнечу олова.

Спеціальні бронзине тільки служать замінниками олов'яних бронз, а й у ряді випадків перевершують їх за своїми механічними, антикорозійними та технологічними властивостями:

Алюмінієві бронзи – 5-11% алюмінію. Мають вищі механічні та антифрикційні властивості, ніж у олов'яних бронз, але ливарні властивості – нижче. Для підвищення механічних та антикорозійних властивостей вводять залізо, марганець, нікель (наприклад, БРАЖ9-4). З цих бронз виготовляють різні втулки, що направляють, дрібні відповідальні деталі.

Берилієві бронзи містять 1,8-2,3% берилію відрізняються високою твердістю, зносостійкістю та пружністю (наприклад, БрБ2, БрБМН1,7). Їх застосовують для пружин у приладах, які працюють у агресивному середовищі.

Кремнисті бронзи – 3-4% кремнію, леговані нікелем, марганцем, цинком за механічними властивостями наближаються до сталей.

Свинцовисті бронзи містять 30% свинцю, є хорошими антифрикційними сплавами та йдуть на виготовлення підшипників ковзання.

Мідні сплави позначають початковими літерами їх назви (Бр або Л), після чого слідують перші літери назв основних елементів, що утворюють сплав, і цифри, що вказують кількість елемента у відсотках.

– БрА9Мц2Л – бронза, що містить 9% алюмінію, 2% Mn, інше Cu («Л» показує, що сплав ливарний);

- ЛЦ40Мц3Ж - латунь, що містить 40% Zn, 3% Mn, ~l% Fe, решта Cu;

– Бр0Ф8,0-0,3 – бронза містить 8% олова та 0,3% фосфору;

- ЛАМш77-2-0,05 - латунь містить 77% Cu, 2% Al, 0,055 миш'яку, решта Zn (в позначенні латуні, призначеної для обробки тиском, перше число вказує на вміст міді).

У нескладних за складом латунях вказують лише вміст у сплаві міді:

– Л96 – латунь містить 96% Cu та ~4% Zn (томпак);

– Лб3 – латунь містить 63% Cu та 37% Zn.

Висока вартість міді та сплавів на її основі призвела у 20 столітті до пошуку матеріалів для їх заміни. Нині їх успішно замінюють пластиками, композиційними матеріалами.

2. Алюміній та його сплави

Алюміній– метал сріблясто-білого кольору. Температура плавлення 650°. Алюміній має кристалічну ГЦК ґрати. Алюміній має електричну провідність, що становить 65% електричної провідності міді. Алюміній займає 3 місце за поширенням у земній корі після кисню та кремнію. Алюміній стійкий проти атмосферної корозії завдяки утворенню на поверхні щільної окисної плівки. Найбільш важливою особливістю алюмінію є низька щільність – 2,7 г/см 3 проти 7,8 г/см 3 для заліза та 8,94 г/см 3 для міді. Має хорошу тепло- та електропровідність. Добре обробляється тиском.

Маркується літерою А та цифрою, що вказує на вміст алюмінію. Алюміній особливої ​​чистоти має марку А999 – вміст Al у цій марці 99,999%. Алюміній високої чистоти – А99, А95 містять Al 99,99% та 99,95% відповідно. Технічний алюміній - А85, А8, А7 та ін.

Застосовується в електропромисловості для виготовлення провідників струму, харчової та хімічної промисловості. Алюміній не стійкий у кислому та лужному середовищі, тому алюмінієвий посуд не використовується для маринадів, солінь, кисломолочних продуктів. Застосовується як розкислювач при виробництві сталі, для алітування деталей з метою підвищення їх жаростійкості. У чистому вигляді застосовується рідко через низьку міцність – 50 МПа.

В даний час кольорові метали та сплави на їх основі знаходять вельми широке застосування. Найбільшого застосування отримали сплави на основі міді, алюмінію, магнію. Зазначені метали у чистому вигляді у промисловості не застосовують, але технічно чисті, що містять невелику кількість домішок, використовують досить часто.

Мідь - м'який метал має гарну пластичність і корозійну стійкість високої електро- і теплопровідністю. Технічно чиста мідь випускається десяти марок: М000, М00, МО, М01 та ін. (ГОСТ 859 – 66). Усі домішки знижують електропровідність міді.

Мідь випускають у вигляді листів, стрічок нормальної та підвищеної точності, дроту, прутків різного перерізу. Мідь є основою найважливіших сплавів – латунів та бронз. Сплави міді з цинком називають латунями,а сплави з усіма іншими елементами - оловом, алюмінієм, бериллієм та ін-бронзами.

Чим більше в латуні цинку, тим вища її міцність і нижча пластичність.

Найбільш пластичними є латуні, що містять цинку 30%. З підвищенням вмісту цинку в латуні до 42 - 45% вона набуває високої механічної міцності, але стає крихкою. Тому латуні із вмістом цинку понад 45% практично не застосовують.

Латуні діляться на прості (подвійні) нелеговані та спеціальні складні (багатокомпонентні), які легуються нікелем, оловом, залізом тощо.

Латуні маркуються буквою Л і цифрами, що характеризують відсотковий вміст міді, наприклад Л63 (63% міді). У маркування спеціальних латунів вводяться додатково літери, що відповідають домішкам, та цифри, що характеризують їх процентний зміст.

Стандартом передбачено випуск низки марок латуні, зокрема Л59, Л62, які добре обробляються різанням, мають високу міцність, але недостатньо стійкі проти корозії. Інша група латунів має велику пластичність, завдяки чому забезпечується можливість отримувати з них заготовку штампуванням та іншими методами обробки тиском. До таких відносяться латуні марок: Л60 Л63 Л68 Л70 (ГОСТ 15527-70).

Для кращої оброблюваності різанням в латунь додають 1,0 - 2,0% свинцю (латунь свинцева ЛС59-1), а підвищення корозійної стійкості - до 1,5% олова. ГОСТ 15527 - 70 передбачає випуск спеціальних латунів: алюмінієвої ЛА77-2, алюмінієво-залізної ЛАЖ 60-1-1, марганцевої ЛМцА57, нікелевої ЛН65-5 та ін.

Латуні різних марок, зокрема Л62, Л68, постачаються споживачам у вигляді прокату круглого, квадратного та шестигранного перерізу, дроту.

Бронзи мають хороші ливарні та антифрикційні властивості, корозійну стійкість. Заготовки з бронз отримують литтям, штампуванням та механічною обробкою.

Найбільше застосування знаходять ливарні олов'яні бронзи (ГОСТ 613 - 79), вміст олова в яких менше 6%, і олов'яні бронзи (ГОСТ 5017 - 74), оброблювані тиском, які містять олова більше 6%. До останніх відносяться бронзи марок: БрОФ6,5-0,15; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-2,5; БрОФ4,0-0,25.

Ливарні олов'яні бронзи, наприклад, БрОЦС4-4-17, БрОЦСЗ,5-7-5 та інші застосовують для виготовлення втулок, вкладишів підшипників, всілякої арматури, що працює у важких умовах, оскільки вони мають високі антифрикційні та антикорозійні властивості; мають велику пористість і малу усадку (менше 1%).

Значного поширення набули безолов'яні бронзи, тобто сплави міді з алюмінієм, свинцем, нікелем, бериллієм та іншими компонентами, які в порівнянні з олов'яними мають кращі механічні властивості, а в окремих випадках високі рідиннотекучість та хімічну стійкість.

ГОСТ 493 - 79 передбачає випуск десяти марок безолов'яних ливарних бронз, зокрема БрАМц9-2Л, БрСЗО і т.д. Всі ці бронзи застосовують для виготовлення антифрикційних деталей та арматури, а бронзу марки БрА10Ж4Н4Л - для деталей хімічного та харчового обладнання, за підвищених температур.

Широко використовуються в народному господарстві сплави міді з нікелем. мел'хіори,іноді з невеликими добавками заліза та марганцю, а також міді з цинком та нікелем (іноді з додаванням кобальту). нейзильбери.Мельхіори відрізняються високою хімічною стійкістю у морській воді, розчинах солей, органічних кислотах, вони дуже пластичні. Їх застосовують у морському суднобудуванні, для виготовлення розмінної монети, медичного інструменту, деталей апаратури точної механіки та ін. Нейзильбери мають високу міцність і корозійну стійкість. Вони використовуються у виробництві точних приладів, годинників і т.д.

У складальному виробництві при виконанні операцій паяння широко використовуються як тугоплавкі припої мідно-цинкові сплави, марки яких встановлює ГОСТ 23855-79.

Алюміній. Завдяки ряду позитивних властивостей алюмінію та великої кількості їх у земній корі (до 7,45%) він широко застосовується у виробництві у вигляді різних сплавів. Чистий алюміній через високу хімічну активність у природі немає і техніці не застосовується.

Алюміній – м'який метал сріблясто-білого кольору. Має високі електро- та теплопровідність, велику приховану теплоту плавлення. Технічно чистий алюміній випускається кількох марок (ГОСТ 11069 - 64) і застосовується переважно виготовлення радіоелектронної апаратури (електролітичних конденсаторів, фольги та інших.). Сплави алюмінію застосовуються практично у всіх галузях промисловості (авіаційної, ракетобудівної, приладобудівної та ін.). Найбільше застосування мають сплави алюмінію з кремнієм, магнієм та міддю (ливарні та деформовані).

Кращим сплавом, що деформується, на алюмінієво-мідній основі є дюралюміній (ГОСТ 4784 - 65), що випускається чотирьох марок: Д1, Д6, Д16 і Д18. Дюралюміній, маючи малу щільність (2,85 г/см 3 ), має високі механічні властивості, що не поступаються властивостям низьковуглецевих сталей. Властивості дюралюмінію підвищуються з проведенням загартування та старіння металу.

Іншою групою деформованих алюмінієвих сплавів є сплави на основі алюміній - мідь - кремній з додаванням магнію і марганцю (марки АК1, АК6, АК8 та ін), що мають хорошу пластичність у гарячому стані та застосовуються для виготовлення штампувань, поковок складної форми. При легуванні подібних сплавів нікелем, титаном, залізом (наприклад, марки АК2, АК4) підвищується їхня жароміцність (до 200-300 °С).

Марки ливарних алюмінієвих сплавів встановлює ГОСТ 2685 - 71. Вони маркуються літерами АЛ (А - алюміній, Л - ливарний) та цифрами, що вказують порядковий номер сплаву АЛ1, АЛ2 і т. д. до АЛ 13. Ливарні сплави діляться на від їх основи: алюміній – магній, алюміній – кремній та алюміній – мідь. Всі вони відрізняються гарною рідиною, досить високими механічними властивостями і малою усадкою.

Кращими ливарними сплавами є силуміни (з урахуванням алюміній - кремній), у тому числі виготовляють деталі різних приладів і радіоапаратів, корпуси турбонасосних агрегатів та інших. У ливарні метали іноді вводяться легуючі елементи - титан, марганець.

Іноді застосовують спечені сплави стандартного складу, отримані з порошків (САС), та сплави із спеченої алюмінієвої пудри (САЛ). До порошкових металів відносяться, зокрема, метали марок Д16П, АК4П.

Магній швидко окислюється повітрям, має дуже низькі механічні властивості. Тому як конструкційний матеріал він не застосовується, а вводиться як компонент у сплави. Магнієві сплави поділяються на деформовані та ливарні. Магнієві сплави, що деформуються: MAI, MA2, МАЗ і т. д. - випускаються у вигляді \ прутків, листів та іншого сортаменту.

Магнієве лиття (сплави марок МЛ5, МЛ6) широко використовується в авіаційній та приладобудівній техніці для виготовлення деталей літаків, двигунів, корпусів приладів. Широке застосування магнієвого лиття пояснюється, зокрема, малою густиною магнію, що забезпечує отримання деталей малої маси.

Титан – маломіцний сріблясто-сірий метал, у чистому вигляді у техніці не застосовується. Технічно чистий титан з малою кількістю домішок (заліза, кремнію, вуглецю та ін) випускається двох марок ВТ 1-00 і ВТ 1-0. Введення в титан різних компонентів дозволяє одержувати необхідні властивості сплавів. ГОСТ 19807 - 74 регламентує випуск 17 марок титану та її сплавів (з алюмінієм, марганцем, молібденом, цирконієм та інших.), у тому числі заготівлі деталей отримують обробкою тиском. Основними марками титанових сплавів є: ВТ5-1, ОТ4-1, ВТ14, ВТ22 та інші, що мають високу міцність, корозійну стійкість, в окремих випадках жароміцність і термічну стабільність.

Застосовують також ливарні титанові сплави (ВТ5Л, ВТ21Л та ін), що забезпечують високу щільність виливків. Ці сплави дають малу лінійну усадку, не схильні до утворення тріщин у гарячому стані, що дозволяє виготовляти виливки складної форми.

Плавка та розливання титанових сплавів проводиться в захисній атмосфері та вакуумі.

Бабіти є сплавами на основі олова або свинцю з добавками міді, сурми та інших елементів. За ГОСТ 1320 – 74 передбачено випуск олов'яних та свинцевих бабітів, за ГОСТ 1209 – 78-кальцієвих. Бабіти мають високі механічні властивості при підвищених температурах, хороші антифрикційні та антикорозійні властивості, добре приробляються. Кращими сплавами, що застосовуються для заливання підшипників парових турбін дизелів, турбокомпресорів, що працюють при великих швидкостях та навантаженнях, є Б83 та Б88.

Найбільш дешеві свинцеві бабіти використовують для заливання підшипників різних транспортних засобів (залізничних вагонів, трамваїв та ін.).

КОРОЗІЯ МЕТАЛІВ

Корозією металів називають руйнування металевих матеріалів внаслідок їхньої фізико-хімічної взаємодії з навколишнім середовищем. Корозія металів завдає великої шкоди народному господарству. Руйнування металевих конструкцій в атмосфері, корозія корпусів суден та різних морських та річкових споруд, корозія металевих трубопроводів різного призначення, корозійне руйнування кабелів, рейок та ін., до яких протікає електричний струм при їх знаходженні в землі, роз'їдання хімічних апаратів та установок, корозія та приладів, утворення окалини на металі при його гарячій обробці – все це приклади корозії.

В даний час не існує достатньо точних даних про корозійні втрати, однак, за загальноприйнятою думкою, близько ⅓ металу, що видобувається, у всьому світі вибуває з технічного вживання в результаті корозії. При цьому вважається, що близько ⅔ прокор-родованого металу регенерується в результаті переплавлення металобрухту (скрапу) в мартенівських печах, а решта, що становить близько 10% від кількості металу, що виплавляється, втрачається у вигляді пилу.

Зроблено спроби підрахунку корозійних втрат виходячи з металевого фонду країни. Безповоротні втрати металу від корозії після закінчення терміну його служби, що визначається в 12-14 років, можуть бути оцінені в 6 - 7%, а абсолютний розмір безповоротних втрат металу від корозії відповідно до маси металофонду країни в 1975 р. - близько 5,5 млн. т. Однак за останніми даними, наведеними академіком А. П. Олександровим на одній із сесій Академії наук СРСР, щорічні втрати металу від корозії становлять 15 млн. т, що підтверджує велику достовірність раніше наведених розрахунків.

З розвитком промислового потенціалу в усіх країнах темпи зростання корозійних втрат стали перевищувати темпи зростання металевого фонду. Слід враховувати, що безповоротні втрати, насамперед чорних металів, значно прискорюють використання їх природних ресурсів. Однак основна шкода від корозії пов'язана не так з втратою самого металу, як з виходом з ладу металевих конструкцій, вартість яких у більшості випадків значно перевищує вартість металу, з якого вони виготовлені.

Не менші збитки народному господарству завдають пов'язані з корозією аварії машин та споруд, псування продукції заводів харчової та хімічної промисловості, що відбувається внаслідок забруднення продуктами корозії, збільшення витрати металу, зумовлене завищеними допусками на корозію, а також простої обладнання, пов'язані з його ремонтом. Сюди ж відносяться витрати на профілактику, ремонт і заміну деталей, що вийшли з ладу. Дуже значною статтею збитків є необхідність у проведенні комплексних заходів щодо боротьби з корозією: заміна звичайних сталей легованими, нанесення різних покриттів, мастил та інгібіторів.

У промислово розвинених країнах збитки від корозії становлять приблизно 5-10% національного доходу. За останніми даними, лише прямий збиток, викликаний корозією виробів і споруд із металу, до середини 1970-х років у СРСР досяг 13-14 млрд. крб. на рік. У загальні збитки, завдані корозією металів, перевищують нині 70 млрд. дол. на рік.

Все це вказує на велику важливість вивчення корозійних процесів та корозійних втрат та проведення ефективної боротьби з корозією металів шляхом розробки та впровадження відповідних заходів протикорозійного захисту. Поряд з цим важливе значення має загальнодержавне планування] та координація проведених наукових досліджень з корозії металів та практичних заходів щодо! боротьбі з корозією металевих конструкцій, машин * та механізмів.

Надзвичайно важлива робота в галузі економіки корозії металів та протикорозійного захисту та, зокрема, розробка відповідних методик щодо порівняно точного визначення збитків від корозії та визначення техніко-економічної ефективності заходів антикорозійного захисту. Загальнодержавний підхід до проведення антикорозійних заходів передбачає достатню поінформованість широкого кола економістів, технологів, конструкторів та наукових співробітників щодо корозії для успішного вирішення завдань, поставлених у цій галузі.