Свойства металлов

АЛЮМИНИЙ (лат. Аluminium) — серебристо-белый металл, плотность 2,7 г/см3, пластичный, обладает высокой тепло - и электропроводностю. Температура плавления 660°C. Коррозионная стойкость и особенно электропроводность алюминия тем выше, чем он чище, чем меньше в нем примесей. Различают алюминий особой чистоты A999 (содержание алюминия 99,99 %), алюминий высокой чистоты (А995, А99, А97, А95) и технической чистоты (А85, А8, А7, А6, А5, А0)

Таблица 1
Алюминий первичный (ГОСТ 11069-74)

Марка алюминия	Al	Fe	Si	Cu	Zn	Ti	Прочее
А999	99.999	-	-	-	-	-	0,001
А995	99.995	0,0015	0,0015	0,001	0,001	0,001	0,001
А99	99.99	0,003	0,003	0,003	0,003	0,002	0,001
А97	99.97	0,015	0,015	0,005	0,003	0,002	0,002
А95	99.95	0,025	0,02	0,01	0,005	0,002	0,002
А85	99.85	0,08	0,06	0,01	0,02	0,008	0,02
А8	99.80	0,12	0,1	0,01	0.04	0,01	0,02
А7	99.70	0,16	0,15	0,01	0,04	0,01	0,02
А6	99.60	0,25	0,18	0,01	0,05	0,02	0,03
А5	99.50	0,3	0,25	0,02	0,06	0,02	0,03
А0	99.00	0,5	0,5	0,02	0,08	0,02	0,03

Применение. Алюминий широко применяется в самолетостроении, ракетостроении, автомобилестроении, при строительстве зданий, для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов, как материал для ядерных реакторов и др. Основными достоинствами алюминия как конструкционного материала являются его лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость, высокая теплопроводность и неядовитость его соединений. Высокая коррозионная стойкость алюминия делает его в ряде случаев незаменимым материалом в химическом машиностроении, например для изготовления аппаратуры, применяющейся при производстве, хранении и перевозке азотной кислоты и ее производных. Высокая пластичность алюминия позволяет раскатывать алюминий в фольгу. Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле, поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Основной недостаток алюминия как конструкционного материала - малая прочность, поэтому обычно используют не чистый алюминий, а сплавы на его основе. Сплавляют алюминий с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Алюминиево-магниевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошо свариваются; из них делают, например, корпуса быстроходных судов.

Алюминиево-медные сплавы (в частности, дюралюминий) можно подвергать термообработке, что намного повышает их прочность. К сожалению, термообработанные материалы нельзя сваривать, поэтому детали самолётов до сих пор соединяют заклёпками.

Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) лучше всего подходят для литья. Из них часто отливают корпуса разных механизмов.

МЕДЬ - металл красного, в изломе розового цвета, ковкий, тягучий. Отличительными свойствами меди являются высокая электропроводностью, (как проводник тока занимает среди металлов 2-е место после серебра), теплопроводность и коррозийная стойкость.

Таблица 2
Марки меди (ГОСТ 859-78)

Марка меди	Содержание меди, % не менее
М00	99.99
М0	99,95
М1	99,90
М1р	99,90
М2	99,70
М2р	99,70
М3	99,50
М3р	99,50

Применение. Ввиду высокой тепло - и электропроводности медь широко применяется в электротехнической промышленности. Она также используют в строительной, конструкционной, электронной, транспортной промышленностях, а также химическом машиностроении при изготовлении вакуум-аппаратов, перегонных котлов, холодильников, змеевиков.

Из меди изготовляют детали химической аппаратуры и инструмент для работы с взрывоопасными или легковоспламеняющимися веществами, где нельзя применять "искрометную" сталь.

БРОНЗА - двойной и многокомпонентный медный сплав, в котором основными легирующими элементами являются различные металлы, кроме цинка и никеля. Бронзы по сравнению с латунью обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они весьма стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот, углекислых растворах. Название бронзе дают по легирующим элементам (например, сплав меди с алюминием называют алюминиевой бронзой). Маркируют бронзы буквами Бр, за которой следуют заглавные буквы легирующих элементов и через дефис цифры - их процентное содержание.
Свойства бронз определяются содержанием в них легирующих элементов. В качестве легирующих элементов в бронзах используют олово, алюминий, никель, марганец, железо, кремний, свинец, фосфор, бериллий, хром, цирконий и другие элементы. Из перечисленных элементов олово, алюминий, никель и кремний главным образом повышают прочность, упругие свойства и коррозионную стойкость бронз, а в сочетании с другими элементами (свинцом, фосфором, цинком) также и антифрикционные свойства. Железо и никель повышают температуру рекристаллизации бронз. Марганец и кремний повышают их жаростойкость. Бериллий, хром и цирконий, особенно после закалки и старения, повышают прочностные свойства сплавов, одновременно незначительно снижая их электропроводность. Эти элементы существенно повышают жаропрочность бронз. Бериллиевая бронза в облагороженном состоянии - наиболее прочный сплав на медной основе. По своей твердости и упругим свойствам при обычной температуре она превосходит высококачественные стали. Особое положение занимают хромо- и кадмий-содержащие бронзы, которые являются наиболее высокоэлектропроводными, и теплопроводными из стандартных бронз.
Большинство бронз (за исключением алюминиевых) хорошо поддаются сварке и пайке твердыми и мягкими припоями.

Применение. Бронзы широко применяют в машиностроении и других отраслях промышленности. Бронзы используют для изготовления арматуры, всевозможных шестерен, подшипников, втулок, баков, резервуаров, коллекторов, зубчатых колес, трубопроводов, насосов, работающих в морской воде и других ответственных деталей и узлов машин и аппаратов. В машиностроении используют в основном плоский и круглый, прокат из бронз.

ЛАТУНЬ - двойной и многокомпонентный медный сплав, в котором основной легирующий компонент - цинк. Плотность латуни 8450-8700 кг/м3, температура плавления 900-1050 °C. По сравнению с медью латунь обладает более высокими прочностью и коррозионной стойкостью.
Простые латуни маркируют буквой Л, за которой пишут содержание меди в процентах. Медно-цинковые сплавы, легированные одним или несколькими элементами, называют специальными латунями. В специальных латунях после буквы Л пишут заглавную букву дополнительных легирующих элементов и через тире после содержания меди указывают содержание вводимых элементов в процентах. В зависимости от способа обработки латуни подразделяют на деформированные и литейные. Последние могут изготовляться из вторичного сырья (вторичные литейные латуни). Из деформированных латуней изготовляют листы, ленты, полосы, прутки, трубы, проволоку и поковки; из литейных - фасонные отливки. Основные легирующие элементы в специальных латунях - алюминий, железо, кремний, марганец, мышьяк, никель, олово, свинец. Алюминий, никель, олово и кремний повышают прочность, коррозионную стойкость латуни на воздухе, в морской атмосфере и морской воде, а также улучшает антифрикционные свойства. Железо повышает температуру рекристаллизации и твердость латуни, а марганец - жаростойкость латуни.
Латуни хорошо паяются твердыми и мягкими припоями и легче свариваются, чем медь.

Применение. Латуни широко применяют в машиностроении для производства деталей машин, приборов, теплотехнической и химической аппаратуры, деталей автомобилей, морских судов и т.д.