Цветные металлы и сплавы известны людям давно. Кузнецы постоянно старались получить новые материалы, соединяя уже известные. Так появлялись новые соединения, которые обладали разными характеристиками. Они используются в разных направлениях промышленности.
История открытия
Цветные металлы и их сплавы появлялись постепенно. После каменного века настала пора меди. Этот материал использовали для разных целей: изготавливали посуду, делали наконечники к орудиям труда, оружию. Век меди сменился эпохой бронзы. Это был первый сплав — соединение меди и свинца. Постепенно бронзу заменило железо.
С развитием металлургии, осваиванием новых земель, развитием торговли начали появляться драгоценные металлы. Изначально более популярным было серебро, а не золото. Из-за того что, средние века были эпохой войн, сражений, рыцарства, кузнецы искали новые материалы для изготовления доспехов, оружия. Так появлялись новые смеси.
Характеристики и маркировка
К цветным относятся все металлы, кроме тех, которые изготавливаются на основе железа. Они применяются в различных сферах промышленности. Чтобы различать материалы между собой, была создана специальная маркировка. По ней можно определить механические свойства сплавов, температуру расплавления, прочность и другие параметры.
Маркировка разных видов цветных металлов:
- Медь и соединения на её основе. Главный материал обозначается буквой «М». После буквы пишут цифры, которые обозначают чистоту металла. На конце маркировки могут указываться дополнительные буквы. К — обозначает катодный, Б — бескислородный, Р — раскисленный. Если речь идёт о соединении, легирующие добавки обозначаются заглавными буквами дополнительных компонентов.
- Латунь — чистый сплав, обозначающийся буквой «Л», после которой указывается две цифры. Это обозначение содержания меди. Многокомпонентная латунь в своей маркировке имеет дополнительные буквы, указывающие на наличие легирующих компонентов. Далее пишутся цифры, между которыми ставятся прочерки. Первая из них указывает на содержание меди, остальные на количество легирующих добавок по процентам.
- Бронза маркируется буквами «Бр». Если на поверхности изделий из этого материала присутствует буква «Л», это означает что он является литейным.
- Алюминий — материал, который обозначается буквой «А». После неё указываются цифры, которые говорят о количестве содержащихся примесей. Буква «Л» стоящая после указания на алюминий обозначает его литейные качества. Буква «В» говорит о высокой прочности материала.
Остальные цветные металлы и соединения на их основе имеют похожую маркировку. Легирующие добавки обозначаются начальными буквами.
Способы получения
Однородные материалы, смеси на их основе получаются по специальным технологиям. К ним относятся:
- Пирометаллургия — ряд технологический процессов, при которых происходит очистка, получение металлов их соединение под воздействием высокой температуры. По этой технологии изготавливается около 60% цинка, 100% свинца, 95% меди.
- Гидрометаллургия — технология получения металлов из руд с помощью химических растворов. Последующие этапы обработки подразумевают отделение основных компонентов от жидкости.
- Электрометаллургия — совокупность технологических операций, при которых материалы и соединения на их основе получаются под воздействием электрического тока. С помощью этой технологии чаще всего получают алюминий.
Сферы применения
Цветные металлы и сплавы на их основе используются в различных направлениях промышленности. Из них изготавливают:
- Детали для электрооборудования, электроинструментов.
- Теплообменники, трубопроводы.
- Ювелирные изделия.
- Изготовление высоконагруженных деталей из титана.
- Провода, связывающие элементы для прохождения электрического тока.
- Проволоку, листы, прутья, арматура, крепёж.
Разновидности
Существуют основные сплавы цветных металлов, о которых следует поговорить более подробно. Они применяются чаще всего.
Алюминий и его сплавы
Алюминий — серебристый материал, который хорошо проводит электрический ток, имеет малую удельную массу, низкую температуру плавления. От коррозии он защищен оксидной плёнкой, которая образуется на его поверхности после взаимодействия с кислородом. Соединения на основе этого материала бывают двух типов.
Деформируемые сплавы алюминия
Бывают упрочняемые и неупрочняемые:
- К первой группе относятся дюралюминий, смеси с высоким показателем прочности.
- Ко второй группе относятся соединения на основе алюминия, к которому добавляется магний или марганец.
Химический состав деформируемых алюминиевых сплавов зависит от группы. Упрочняемые соединения могут дополняться легирующими добавками.
Литейные сплавы на основе алюминия
Алюминиевые литейные сплавы называют силуминами. Это соединение основного металла и кремния. Обладают подобные соединение малой удельной массой, высокими литейными свойствами.
Сплавы на основе меди
Медь — материал красного оттенка. Имеет высокий параметр электропроводности, пластичности. Хорошо обрабатывается, однако имеет низкие литейные характеристики. Основным соединения на основе меди — бронза, латунь.
Бронза
Представляет собой смесь на основе меди, легирующими компонентами которой могут быть любые металлы кроме цинка.
Латунь
Соединение меди, цинка и других легирующих добавок. Дополнительных компонентов в составе — не более 8%.
Магний и его сплавы
Магний — металл серебристого оттенка. Плавится при низкой температуре, устойчив к развитию коррозии. Его не используют для конструкционных целей, так как материал обладает низкими механическими параметрами.
Деформируемые сплавы магния
К деформируемым соединениям на основе магния относятся:
- Смеси с марганцем — не более 2,5%.
- Смесь цинка, магния, алюминия, марганца.
- Соединения магния, цинка, циркония, кадмия.
Литейные сплавы магния
Смесь цинка, магния, алюминия применяется при изготовлении деталей для автомобилей, самолётов, кораблей, ракет. Такие материалы отличаются высокими механическими параметрами.
Цинк и его сплавы
Цинк — металл серых оттенков, с высокими параметрами пластичности, вязкости. Устойчив к воздействию влаги. Существует две группы соединений на основе цинка.
Деформируемые цинковые сплавы
Соединения цинка с алюминием, магнием, медью. Изготавливаются в процессе прокатки, опрессовывания, вытяжки. Во время проведения технологических операций отдельные компоненты нагреваются до 300 градусов. Готовые смеси имеют высокие показатели пластичности, прочности.
Литейные цинковые сплавы
Соединения цинка, меди, магния, алюминия. Обладают высоким показателем текучести. Из готовых соединений изготавливаются корпуса для различных приборов, измерительной аппаратуры.
Изделия
Цветных металлов и смесей на их основе огромное множество. Благодаря этому из них изготавливаются различные изделия:
- крепёж, строительные материалы,
- детали для электрооборудования,
- соединительные элементы, провода, проволока, арматура, прутья, листы,
- ювелирные украшения,
- декоративные элементы для интерьера,
- монеты, слитки,
- статуэтки, элементы часов.
Цветные металлы и сплавы на их основе популярны в разных направлениях промышленности. Чтобы эффективнее работать с этими материалами, нужно знать их параметры. Это поможет избежать брака, сделать качественное изделие. Цветные металлы дороже черных, что делает их более ценными для производства.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
