Вопрос 28. Цветные металлы по ряду признаков разделяют на следующие группы:

- тяжёлые металлы — медь, никель, цинк, свинец, олово;

- лёгкие металлы — алюминий, магний, титан, бериллий, кальций, стронций, барий, литий, натрий, калий, рубидий, цезий;

- благородные металлы — золото, серебро, платина, осмий, рутений, родий, палладий;

- малые металлы — кобальт, кадмий, сурьма, висмут, ртуть, мышьяк;

- тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден, ванадий, тантал, ниобий, хром, марганец, цирконий;

- редкоземельные металлы — лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, европий, гадолиний, тербий, иттербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, лютеций, прометий, скандий, иттрий;

- рассеянные металлы — индий, германий, таллий, таллий, рений, гафний, селен, теллур;

- радиоактивные металлы — уран, торий, протактиний, радий, актиний, нептуний, плутоний, америций, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, лоуренсий.

Чаще всего цветные металлы применяют в технике и промышленности в виде различных сплавов, что позволяет изменять их физические, механические и химические свойства в очень широких пределах. Кроме того, свойства цветных металлов изменяют путём термической обработки, нагартовки, за счёт искусственного и естественного старения и т. д.

Цветные металлы подвергают всем видам механической обработки и обработки давлением — ковке, штамповке, прокатке, прессованию, а также резанию, сварке, пайке.

Алюминиевые сплавы делятся на две группы: 1) деформируемые сплавы, обрабатываемые давлением ( прокатка, прессование, штамповка), и 2) недеформируемые-литейные сплавы.

Алюминий — это лёгкий, технологичный, коррозионностойкий материал. В чистом виде его используют для изготовления фольги, отливки деталей. Для изготовления алюминиевых изделий используют алюминиевые сплавы: алюминиево-марганцевый, алюминиево-магниевый.

Изделия из алюминиевых сплавов характеризуются простотой технологии изготовления, хорошим внешним видом, огне- и сейсмостойкостью, антимагнитностью, долговечностью. Такое сочетание строительно-технологических свойств у алюминиевых сплавов позволяет им конкурировать со сталью. Использование алюминиевых сплавов в ограждающих конструкциях позволяет уменьшить вес стен и кровли в 10-80 раз, сократить трудоёмкость монтажа.

Вопрос 29: Медь — металл красновато-розового цвета, имеющий кристаллическую ГЦК решетку с периодом а = 0,3608 пм, без полиморфных превращений. Медь менее тугоплавка, чем железо, но имеет большую плотность.  Медь обладает хорошей технологичностью. Она прокатывается тонкие листы и ленту, из нее получают тонкую проволоку, медь легко полируется, хорошо паяется и сваривается. Примеси кислорода, водорода, свинца и висмута ухудшают свариваемость меди. Применение специальных керамических флюсов улучшает качество сварного шва, приближая его физические и механические свойства к характеристикам основного металла.  В зависимости о содержания примесей различают следующие марки меди: М00 (99,99 Сu), МО (99,97% Сu), М1 (99,9% Сu), М2 (99,7% Сu), МЭ (99,5% Сu) Наиболее часто встречаюшиеся в меди элементы подразделяют на три группы.  1. Растворимые в меди элементы Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag повышают прочность и твердость меди и используются для легирования сплавов на медной основе.  2. Нерастворимые элементы РЬ и Вi ухудшают механические свойства меди и однофазных сплавов на ее основе. Они вызывают красноломкость. Свинец, обладая низкой прочностью, снижает прочность медных сплавов, однако вследствие хорошей пластичности не вызывает их охрупчивания. Кроме того, свинец улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием медных сплавов, поэтому его применяют для легирования.  3. Нерастворимые элементы О, S, Se, Te присутствуют в меди и ее сплавах в виде промежуточных фаз, которые образуют с медью эвтектики с высокой температурой плавления и не вызывают красноломкости. Механические свойства меди в большей степени зависят от ее состояния и в меньшей от содержания примесей.  Холодная пластическая деформация увеличивает прочность, твердость, предел упругости меди, но снижает пластичность и электрическую проводимость. При пластической деформации возникает текстура, вызывающая анизотропию механических свойств меди. Сохраняя положительные качества меди (высокие теплопроводность и электропроводимость, коррозионную стойкость и т.д.), ее сплавы обладают хорошими механическими, технологическими и антифрикционными свойствами. Высокая пластичность — отличительная особенность медных сплавов. По прочности медные сплавы уступают сталям.

Вопрос 30: Легкоплавкие сплавы — это, как правило, эвтектические металлические сплавы, имеющие низкую температуру плавления, не превышающую температуру плавления олова. Для получения легкоплавких сплавов используются свинец, висмут, олово, кадмий, таллий, ртуть, индий, галлий и иногда цинк. За нижний предел температуры плавления всех известных легкоплавких сплавов принимается температура плавления амальгамы таллия (?61 °C), за верхний предел взята температура плавления чистого олова.

Области применения легкоплавких сплавов:

Во всех областях применения легкоплавких сплавов главным востребованным свойством является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем, которые могут выйти из строя из-за перегрева при пайке обычными припоями. Кроме того, эти сплавы должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическая инертность, вакуумоплотность, теплопроводность.

В настоящий момент основными областями применения легкоплавких сплавов являются:

-Производство и применение жидкометаллических теплоносителей в энергетике и машиностроении.

-Литейное дело (производство выплавляемых моделей).

-Системы раннего оповещения возгораний (датчики температуры, клапаны пожаротушения и др).

-Термометрия (рабочее тело для термометров различных типов).

-Вакуумная техника (уплотнения, паяные швы и др.).

-Микроэлектроника (припои, покрытия, датчики температуры, предохранители и др.)

-Медицина (фиксация костей, протезирование и др.)

-Использование в качестве расплавляемой металлической смазки.

Вопрос 31. Тугоплавкие металлы — класс химических элементов (металлов), имеющих очень высокую температуру плавления и стойкость к изнашиванию.Основными представителями данного класса элементов являются:Ниобий, Молибден, Тантал, Вольфрам,Рений

Физические свойства:Температура плавления этих элементов самая высокая, исключая углерод и осмий. Данное свойство зависит не только от их свойств, но и от свойств их сплавов.

Химические свойства:На открытом воздухе подвергаются окислению.

Применение:Тугоплавкие металлы используются в качестве источников света, деталей, смазочных материалов, в ядерной промышленности в качестве АРК, в качестве катализатора.Тугоплавкие металлы можно переработать в проволоку, слиток, арматуру, жесть или фольгу.

Вопрос 32: Композицио́нный материа́л — искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с четкой границей раздела между ними. В большинстве композитов (за исключением слоистых) компоненты можно разделить на матрицу и включенные в нее армирующие элементы. В композитах конструкционного назначения армирующие элементы обычно обеспечивают необходимые механические характеристики материала (прочность, жесткость и т.д.), а матрица (или связующее) обеспечивает совместную работу армирующих элементов и защиту их от механических повреждений и агрессивной химической среды. Высокая коррозионная стойкость, способность к восприятию ударных нагрузок, отличное качество поверхности, красивый внешний вид обусловили широкое применение композиционных материалов практически во всех отраслях промышленности. Широкое применение нашли композиционные материалы в авиационной и ракетно-космической технике, где используются такие их свойства, как высокая удельная прочность и стойкость к воздействию высоких температур, стойкость к вибрационным нагрузкам, малый удельный вес. Из этих материалов изготавливаются корпусные детали и детали внутреннего интерьера. Очень широко композиционные материалы применяются в области судостроения. Уникальные свойства композиционных материалов позволяют изготавливать высокопрочные, легкие корпуса катеров, яхт, шлюпок. 

Из композиционных материалов также изготавливаются спасательные шлюпки для танкеров, перевозящих нефтепродукты. Такие шлюпки способны вынести экипаж судна из зоны разлившейся горящей нефти в случае аварии. Этой возможности позволили достигнуть уникальные свойства применяемых материалов, их высокая теплоизоляция и огнестойкость.