55. Сплавы на основе железа (продукция черной металлургии).Чёрные

металлы — железо и его сплавы (стали, чугуны). Чёрные металлы составляют более 90 % всего объёма, используемых в экономике металлов, из них основную часть составляют различные стали. Сталь — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом ( и другими элементами), содержание углерода в котором не превышает 2,14 %, но не меньше 0,022 %. Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45 % железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь).Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства. Стали делятся на конструкционные и инструментальные. Разновидностью инструментальной является быстрорежущая сталь. По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные; в том числе по содержанию углерода — на малоуглеродистые( до 0,25 % С), среднеуглеродистые( 0,3 — 0,55 % С ) и высокоуглеродистые( 0,6 — 0,85 % С ); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные. Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Чугун — сплав железа с углеродом ( содержанием более 2,14 %). Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. В зависимости от содержания углерода серый чугун называется доэвтектическим (2,14-4,3 % углерода), эвтектическим (4,3 %) или заэвтектическим (4,3-6,67 %). Состав сплава влияет на структуру материала.В зависимости от состояния и содержания углерода в чугуне различают: белые и серые (по цвету излома, который обуславливается структурой углерода в чугуне в виде карбида железа или свободного графита), высокопрочные с шаровидным графитом, ковкие чугуны, чугуны с вермикулярным графитом. В белом чугуне углерод присутствует в виде цементита, в сером — в основном в виде графита.Кроме углерода в чугунах и сталях содержатся другие компоненты, такие как кремний, марганец, сера, фосфор.

56. Цветные металлы (Cu, Ni, Al) и их сплавы.

CU –медь- пластичный металл красновато-розового цвета, легкоплавкий

(температура плавления 1083 ^оC), тяжелый (плотность 8,93г/см³).Медь обладает высокой электро -и теплопроводностью, способностью образовывать сплавы, хорошей коррозионной стойкостью в обычных атмосферных условиях, в пресной и морской воде и в других агрессивных средах. Медь получают из руд, где она находится в виде химического соединения с серой и железом или в виде различных соединений с кислородом. Медь маркируют буквой М, после которой стоит цифра. Чем больше цифра в марке меди, тем больше в ней примесей. В обозначении марок : ВЧ-медь высокой частоты, К-катодная, Б-бескислородная, Р-раскисленная, у-улучшенная. Для изготовления бытовых изделий используют преимущественно сплавы меди :

1.Латуни – сплавы меди с цинком, содержащие часто небольшое кол-во других эл-в. Различают латуни простые (двойные) и специальные (многокомпонентные). Простые латуни состоят только из меди и цинка. Они обозначаются буквой Л и цифрой, указывающей на среднее содержание меди в сплаве в процентах. Многокомпонентные латуни содержат легирующие компоненты, улучшающие механические св-ва и коррозийную стойкость. Латуни применяется для изготовления изделий сложных форм(духовых музык.инструментов, самоваров,для рыболовных блесен)

2.Мельхиор-сплав меди с никелем. Его марка MH19. В этом сплаве содержится 18-20% никеля, остальное-медь. Белый, блестящий, не окисляется на воздухе и в органических кислотах сплав. Мельхиор используется для изготовления столовых приборов.

3.Нейзильбер-сплав, содержащий 13,5-16,5% никеля,18-22% цинка, остальное – медь. Марка MHЦ15-20. Отличается серебристым цветом с синеватым отливом. Эти сплавы пластичны, устойчивы к коррозии. Применяют для производства посуды, столовых и чайных приборов, ювелирных изделий.

Ni-Никель- серебристо-белый металл с желтоватым оттенком, плотностью 8,9 г/см³, относительно твердый и имеющий сравнительно высокую температуру плавления (1453 ^оС), ферромагнитен. Характеризуется ковкостью, пластичностью, прочностью , а так же имеет высокую стойкость к коррозии и окислению. Его в основном используют для производства сплавов (особенно легированной стали); для покрытия других металлов. Никель является основой широко распространенных в настоящее время жаропрочных сплавов, что обусловлено не только его достаточно высокой температурой плавления, но и плотноупакованной ГЦК структурой. Жаростойкие никелевые сплавы применяют для изготовления газопроводов, камер сгорания и других узлов и деталей авиационных двигателей, газотурбинных двигателей, арматуры нагревательных печей. Также никель и его сплавы применяют для чеканки монет.

Al-Алюминий- метал серебристо-белого цвета с голубоватым оттенком, плотностью 2,7 г/см³,температура плавления 659^оС твердость после прокатки и обжига около 20-25 HB, относительное удлинение 30-40%, предел прочности на растяжение 80-100 МПа. Обладает высокой теплопроводностью, на воздухе покрывается тонкой оксидной пленкой. Недостатки: малая прочность, низкие литейные св-ва. Наиболее большое применение имеют алюминиевые сплавы, кот. Имеют высокую прочность и твердость. Деформируемые алюминиевые сплавы легируются медью, магнием, марганцем, цинком, железом, кремнием и другими элементами, имеют высокую пластичность и выпускаются в виде листов, плит ,проволоки, труб. Деформируемые сплавы делятся на 2 группы: неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой. Наиболее распространенными неупрочняемыми сплавами алюминия являются сплавы на основе алюминия и марганца, алюминия и магния. Эти сплавы маркируются АМц и АМr. Упрочняемые алюминиевые сплавы могут повышать свою прочность при термической обработке. Наиболее распространенными упрочняемыми сплавами являются сплавы алюминия с медью – дюралюмины. Дюралюмин имеет низкую коррозийную стойкость и для защиты от коррозии подвергается плакированию- нанесению на поверхность деталей и изделий тонкого защитного слоя из чистого алюминия. Близки по химическому составу к д.раломинам деформируемые сплавы для ковки и штамповки(АК4,АК6,АК8)их применяют для изготовления поршней авиационных двигателей, лопастей винтов и тд.