Түсті металдар мен қорытпалар

Алюминий – ақ сұр металл. Ол жер бетіндегі ең таралған металдық элемент болып саналады. Оның негізгі қасиеттері мыналар: аздаған тығыздық – 2,7 г/см3, төмен балқу температурасы - 660°C. Осы қасиеттер оның қолдану аясын белгілейді. Алюминий, оны коррозиядан сақтайтын, оксидтерінің нығыз пленкасымен жабылады. Алюминий бүйір-центрленген торда кристалданып, аллотропиялық өзгерістерге ие болмайды.Техникалық жағынан таза алюминий прокат пен мудырудан кейін келесі механикалық қасиеттерді иеленеді: МПа; МПа; %; %;Бринелль бойынша қаттылық 250 МПа.Алюминий құрамында қосылыстардың біраз мөлшері, негізінен, темір мен кремний, болады. Тазалық дәрежесіне қарай, алюминий маркаларға бөлінеді.Техникалық жағынан таза алюминий, оның мықтылығы төмен болғандықтан, конструкциялық материал ретінде қолданылмайды, бірақ оның негізіндегі қортпалар кең қолданылады, бұл қортпалардың көбісі өте жоғары меншікті қаттылыққа ие. Алюминий қортпалары деформацияланатын және құйылатын болып бөлінеді. Деформацияланатын қортпалар келесі топтарға бөлінеді:
- жоғары беріктікті қортпалар – дюралюминдер мен прокат (беттер, құбырлар, фасонды профильдер) түрінде шығарылатын В95 типті қортпалар;
- темірмен соғылатын (ковочные) қортпалар: темірмен соғу (ковка) мен штамптеумен детальдар дайындау үшін қолданылады;
- дәнекерлеуші конструкциялар үшін қортпалар;
- жоғары температураларда жұмыс істеуге арналған термотұрақты қортпалар.
Темірмен соғылатын қортпалар ретінде ыстық күйіндегі майысқақтығы жоғары алюминийлі қортпаларды қолданады. Бұл талаптарды АК8 қортпасы қанағаттандырады, оның құрамы келесідей: Cu-4.4%, Mg-0.6%, Mn-0.7%, Si-0.9%. Темірмен соғылатын қортпаларды шынығу мен жасанды тозумен қатырады.
-Дәнекерлеуші конструкцияларды жақсы дәнекерленетін, коррозияға төтеп берумен ерекшеленетін, суық күйінде оңай өңделетін қортпалардан жасайды. Ол қортпалар мыналар:
АМц: құрамында 1-1,6% Mn бар, термоөңдеумен қатырылмайды.
АМг магналий: құрамында 2-2.8% Mn бар, шынығу мен тозуға шалдықпайды.
АВ авиаль: құрамында 0.65% Mn пен 0.6% Si бар, шынығу мен тозумен қатаяды, одан кейін келесі көрсеткіштерге ие болады: st=280 МПа, sb=330 МПа, d=16%, HB=950 МПа.
-Құйылатын алюминийлі қортпаларды силумендер мен жылуға берікті қортпалар деп бөледі.
Магний мен оның қортпалары. Магнийдің ерекшелігі – аздаған тығыздық – 1,75 г/см3, төмен балқу температурасы - 657°C. Магний мен оның қортпалары оңай жанады және жану кезінде жоғары температураны береді. Техникалық жағынан таза магний конструкциялық материал ретінде беріктігі төмендігінен қолданылмайды. Магний қортпаларын алюминиймен, марганецпен, кейде ториймен, цериймен, циркониймен легірлеумен алады. Көп жағдайда магнийді, қатты ерітінді құрамына енетін және екілік қортпаларда , қосылыстарын, ал үштік қортпаларда- қосылысын үзетін, алюминий мен цинкпен легірлейді.Түсті металдардың маркировкасы оның біртекті еместігінің әсерінен қиындық туғызады. Титан мен марганец қорытпалары арнайы қорытпалар тобына жатады, сондықтан олардың маркировкасы әріптік-сандық түрде болады. Бірінші орынға қорытпа түрінің сандық белгіленуін қояды (ВТ немесе ОТ – титандық, МЛ – магнийлі құймалық, МА –магнийлі өзгеріске ұшырайтындар, Ц- мырышты), екінші орында қорытпаның реттік нөмірі тұрады. Қалған қорытпалар екі еселі маркировкаға ие: жаңа заманғы және дәстүрлі. Жаңа заманғы маркировка легирленген болаттардың маркировкасына ұқсас: бірінші орында қорытпаның әріптік белгіленуі тұрады (Ж- жез, Қ- қола, Н – мысты-никельді қорытпалар, АҚ – алюминийлі құймалық, АК немесе Д, немесе АВ, немесе В- алюминийлі құймалық, Б - баббиттер ). Ары қарай легирлеуші компоненттің әріптік белгіленуі мен оның орташа пайыздық құрамы белгіленеді. Легирлеуші компонент оның орысша атауының бірінші әрпімен белгіленеді (А – алюминий, Ж – темір, К – кремний, Мц – марганец, Н – никель, О –қалайы, С – қорғасын және т.б.). 2000 жылға дейін шығарылған техникалық құжатнамалар мен техникалық әдебиеттерде негізінен дәстүрлі маркировка қолданылатындықтан біз оны қарастырамыз.Титан негізді қорытпалар. Титан қорытпалары азғантай тығыздықта жоғары коррозиялық беріктік пен мықтылыққа ие. Ең көп таралғандары алюминий, қалайы, марганец, хром және ванадиймен легирленген қорытпалар. Алюминий негізді қорытпалар. Алюминийлі қорытпалар орташа легирленген болаттардың қасиеттеріне жақын қатысты үлкен салыстырмалы беріктікке ие. Қорытпалар құймалық және өзгеріске ұшырайтындар деп бөлінеді. Құймалық қорытпалар жақсы құймалық қасиетке ие, жақсы кесіледі. Өзгеріске ұшырайтын қорытпалар қанағаттандырарлық әсемдікке, жоғары коррозиялық тұрақтылыққа ие, жақсы кесіледі, қорытпаның көп бөлігі термоөңдеумен нығаяды. Өзгеріске ұшырайтын қорытпалар азғантай ауырлықты көтеретін, бірақ коррозияға қарсы жоғарғы қарсылықты талап ететін, негізінен конструкциялық элементтерді дәнекерлеу және жабыстыру үшін пайдаланылады.Мыс негізді қорытпалар. Мысты қорытпалар жоғары механикалық қасиеттерге ие, тозуға және коррозияға жақсы төзімді. Құйма және деформацияланатын болып екіге бөлінеді. Легірленуіне байланысты жез (ГОСТ 15527 – 70) (негізгі легірлендеруші компоненті – цинк), қола (ГОСТ 493 – 79, ГОСТ 613 – 79) және мысты-никельді қорытпа.Белгіленулері келесі түрде болады. Жез Л әрпімен белгіленеді , ал қола – Бр. Жездің белгіленуінде Л әрпінен кейін легірлеуші компоненттер көрсетіледі, содан кейін мыстың массасының пайыздық құрамы, кейін тізіліп – легірлеуші компоненттердің массаларының пайыздық құрамы, цинктікі қалғаны. Мысалға, ЛМцЖ55-3-1 – жез, мыс – 55%, марганец – 3%, темір – 1%, цинк – қалғаны. Құйма жезде кейде мыс құрамы көрсетілмейді, бұл компоненттің құрамы бірден оның белгіленуінен кейін жазылады, мысалға ЛЦ30А3 – құйма жез, цинк – 30%, алюминий – 3%, мыс қалғаны. Жезде Бр әріптерінен кейін легірлеуші компоненттерінің белгіленуі болады, кейін тізбектей легірлеуші компонеттердің массасының пайыздық көрсетулері, ал көрсетілмегені мыстың массасының көрсетуі. Мысалға: БрОЦC4-4-2,5 – қола, қалайы – 4%, цинк – 4%, кремний – 2,5%, қалғаны мыс. Құйма қолада компоненттің құрамы белгіленуінен кейін қойылады, мысалға БрО4Ц4С17 – құйма қола, қалайы – 4%, цинк – 4%, кремний – 17%, мыс қалғаны.