ФИЗИКО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЛАВКИ И ЛИТЬЯ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

Цветные металлы

Цветные металлы - промышленное название всех металлов, кроме железа. Цветные металлы и сплавы условно подразделяют на легкие и тяжелые. К легким относятся металлы, у которых плотность не превышает 5 г/см3: магний, бериллий, алюминий, гитан и др. Самым легким металлом является литий (0,536 г/см3), который применяют в качестве легирующего компонента в магниевых и алюминиевых сплавах, а также для раскисления меди. К тяжелым относят металлы, у которых плотность выше 5 г/см3. Самыми тяжелыми элементами являются осмий (22,48 г/см ), иридий (22,46 г/см ), рений (21,0 г/см ), а также золото (19,3 г/см3) и вольфрам (19,3 г/см3).

Цветные металлы подразделяют также по температурам плавления. К легкоплавким относятся металлы, имеющие температуру плавления до 600 °С - цинк, свинец, кадмий, висмут, олово, щелочные металлы, галлий, ртуть. Тугоплавкими считаются металлы, плавящиеся при температурах свыше 1600 °С - гитан, хром, ванадий, цирконий, молибден и др.

Среди цветных металлов имеются малопрочные с временным сопротивлением при растяжении св < 50 МПа. К ним относятся олово, свинец, висмут, кадмий. Практически все металлы, которые являются основой современных конструкционных сплавов (алюминий, магний, медь, цинк, никель, кобальт, серебро и др.), имеют 0В до 500 МПа.

По пластичности цветные металлы подразделяют на пластичные с относительным удлинением 5 > 3...5 % и хрупкие с 8 < 3 %. К типичным хрупким металлам относятся галлий, висмут, сурьма. Большинство цветных металлов являются пластичными. Пластичность металлов в значительной степени зависит от концентрации в них есгественных примесей. Чем чище металл, тем выше пластичность. Так, если 20 лет назад хром считали хрупким металлом, то в настоящее время за счет высокой очистки удалось получить пластичный хром с 8~5...10%.

Из многих замечательных свойств некоторых цветных металлов следует отметить их высокую электро- и теплопроводность. Высокой электропроводностью обладают серебро, медь, золото, алюминий, которые широко используются как проводниковые материалы. За эталон электропроводности (и теплопроводности) принята электропроводность чистой меди, у которой обратная характеристика - электросопротивление- составляет 1,72-10“8 Омм (100% электропроводности). Соотношение электропроводности основных проводниковых материалов - меди, серебра, золота и алюминия - составляет соответственно 100, 108, 71, 57, т.е. наибольшей электропроводностью обладает серебро. Ряд цветных металлов имеет очень низкую электропроводность (в % от электропроводности меди): висмут 1, сурьма 7, галлий 5.

Коррозионная стойкость различных металлов сравнивается по величине скорости потери массы (мг) с 1 см2 в 1 ч в азотной кислоте с концентрацией 30...60 % при комнатной температуре. Чем меньше эта величина, тем более устойчив против коррозии металл. Однако фактическая стойкость против коррозии является более сложной характеристикой, так как металл, не стойкий в азотной кислоте, может в другой среде превосходить элемент, который является стойким в азотной кислоте.

Коррозионностойкими являются золото, хром, ниобий, тантал, свинец. Совершенно нестойки щелочные и щелочноземельные металлы.

Чистые цветные металлы благодаря их высоким коррозионным свойствам применяют для покрытия поверхности некоррозионностойких металлов и сплавов. Так, почти половина выплавляемого цинка используется для защиты углеродистой стали (оцинкованное железо). Чистый алюминий применяют для покрытия (плакирования) прочных алюминиевых сплавов с медью (дуралюминов), которые имеют меньшую коррозионную стойкость, чем чистый алюминий. Чистое олово применяют для покрытия пищевой жести, из которой изготавливают консервные банки.

Важным показателем в практическом использовании различных цветных металлов является их стоимость. Цветные металлы являются дорогостоящими и дефицитными материалами, поэтому экономное их расходование, сокращение их потерь на различных стадиях литейного передела является важнейшей задачей в литейном производстве.

С начала 90-х годов прошлого века в мире производится из первичного сырья ежегодно 14... 16 млн т алюминия, 8... 9 млн т меди,

5... 6 млн т цинка, 4... 5 млн т свинца, 0,6... 0,7 млн т никеля, 0,2... 0,3 млн т магния, 0,20... 0,25 млн т олова, около 150 тыс. т молибдена, 100 тыс. т титана.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >