Существует несколько признаков классификации.

По их характерным свойствам цветные металлы можно разделить на следующие группы:

- легкие металлы (плотность менее 3 г/куб.см): бериллий, магний, алюминий;

- легкоплавкие металлы: цинк, кадмий, олово, сурьма, свинец, ртуть, висмут, теллур, имеющие низкую температуру плавления;

- тугоплавкие металлы: титан, хром, цирконий, ниобий. молибден, вольфрам, ванадий, тантал и др., температура плавления которых выше, чем у железа;

- благородные металлы - серебро, золото, платина и металлы группы платины, которые обладают высокой коррозионной стойкостью; к ним иногда относят и “полублагородную” медь;

- урановые металлы (U, Th, Ra, и др.), обладающие радиоактивностью и используемые в ядерной энергетике;

- редкоземельные металлы: лантаноиды (La, Ce, Pr, Sm и др.), а также иттрий и скандий, используемые преимущественно как присадки в сплавы;

- щелочноземельные металлы и т.д.

По назначению цветные металлы и сплавы можно разделить на 2 группы:

1. Конструкционные материалы, используемые для изготовления различных деталей, узлов машин и конструкций. К ним относится большинство сплавов на основе меди, алюминия, магния, титана и т.д.: а)материалы с особыми технологическими свойствами (сплавы на основе меди - латуни и бронзы), б)материалы с малой плотностью (сплавы на основе алюминия и магния), в)материалы с высокой удельной прочностью (титан, бериллий и сплавы на их основе), г)антифрикционные материалы - подшипниковые сплавы (баббиты и др.), д)материалы, устойчивые к воздействию температуры и рабочей среды - коррозионностойкие (серебро, золото, платина и др.), жаростойкие, жаропрочные, хладостойкие, радиационно-стойкие материалы и др.

2. Металлы и сплавы с особыми физическими свойствами: а) материалы с особыми электрическими свойствами - с высокой электропроводностью, с высоким электрическим сопротивлением для нагревательных элементов и реостатов, припои, полупроводниковые материалы; б) материалы с особыми магнитными свойствами; в) материалы с особыми тепловыми свойствами.

В маркировке цветных металлов и сплавов на их основе нет единой системы. Во всех случаях принята буквенно-цифровая система. Буквы указывают на принадлежность сплавов к определенной группе, а цифры в разных группах материалов имеют разное значение. В одном случае они указывают на степень чистоты металла (для чистых металлов), в другом – на количество легирующих элементов, а в третьем обозначают номер сплава, которому по гос. стандарту должны соответствовать определенный состав или свойства

Сплавы на основе титана.Их свойства и маркировка.

Титан серебристо-белый легкий металл с плотностью 4,5 г/см3. Температура плавления титана зависит от степени чистоты и находится в пределах 1660…1680oС.

Чистый иодидный титан, в котором сумма примесей составляют 0,05…0,1 %, имеет модуль упругости 112 000 МПа, предел прочности около 300 МПа, относительное удлинение 65%. Наличие примесей сильно влияет на свойства. Для технического титана ВТ1, с суммарным содержанием примесей 0,8 %, предел прочности составляет 650 МПа, а относительное удлинение – 20 %.

При температуре 882oС титан претерпевает полиморфное превращение, –титан с гексагональной решеткой переходит в – титан с объемно-центрированной кубической решеткой. Наличие полиморфизма у титана создает предпосылки для улучшения свойств титановых сплавов с помощью термической обработки.

Титан имеет низкую теплопроводность. При нормальной температуре обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосфере, в воде, в органических и неорганических кислотах (не стоек в плавиковой, крепких серной и азотной кислотах), благодаря тому, что на воздухе быстро покрывается защитной пленкой плотных оксидов. При нагреве выше 500oС становится очень активным элементом. Он либо растворяет почти все соприкасающиеся и ним вещества, либо образует с ними химические соединения.

Титановые сплавы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими:

*сочетание высокой прочности (МПа) с хорошей пластичностью ();

*малая плотность, обеспечивающая высокую удельную прочность;

*хорошая жаропрочность, до 600…700oС;

*высокая коррозионная стойкость в агрессивных средах.

Титан и сплавы на его основе маркируются в соответствии с ГОСТ 19807-74 по буквенно-цифровой системе. Однако какой-либо закономерности в маркировке не имеется. Единственной особенностью является наличие во всех марках буквы Т, которая свидетельствует о принадлежности к титану. Числа в марке означают условный номер сплава.

Технический титан маркируется: ВТ1-00; ВТ1-0. Все остальные марки относятся к сплавам на основе титана (ВТ16, АТ4, ОТ4, ПТ21 и др).

Главным достоинством титана и его сплавов является хорошее сочетание свойств: относительно низкой плотности, высокой механической прочности и очень высокой коррозионной стойкости (во многих агрессивных средах). Основной недостаток – высокая стоимость и дефицитность. Эти недостатки сдерживают применение их в пищевой и холодильной технике.

Сплавы титана применяются в ракетной, авиационной технике, химическом машиностроении, в судостроении и транспортном машиностроении. Они могут использоваться при повышенных температурах до 500-550 градусов.

Изделия из сплавов титана изготавливают обработкой давлением, но могут быть изготовлены и литьем. Состав литейных сплавов обычно соответствует составу деформируемых сплавов. В конце марки литейного сплава стоит буква Л

Сплавы на основе алюминия.Их свойства и маркировка.

Алюминий – легкий металл с плотностью 2,7 г/см3 и температурой плавления 660oС. Имеет гранецентрированную кубическую решетку. Обладает высокой тепло- и электропроводностью. Химически активен, но образующаяся плотная пленка оксида алюминия Al2O3, предохраняет его от коррозии.

Механические свойства: предел прочности 150 МПа, относительное удлинение 50 %, модуль упругости 7000 МПа.

Алюминий высокой чистоты маркируется А99 (99,999 % Al), А8, А7, А6, А5, А0 (содержание алюминия от 99,85 % до 99 %).

Технический алюминий хорошо сваривается, имеет высокую пластичность. Из него изготавливают строительные конструкции, малонагруженные детали машин, используют в качестве электротехнического материала для кабелей, проводов.

Принцип маркировки алюминиевых сплавов. В начале указывается тип сплава: Д – сплавы типа дюралюминов; А – технический алюминий; АК – ковкие алюминиевые сплавы; В – высокопрочные сплавы; АЛ – литейные сплавы.

Далее указывается условный номер сплава. За условным номером следует обозначение, характеризующее состояние сплава: М – мягкий (отожженный); Т – термически обработанный (закалка плюс старение); Н – нагартованный; П – полунагартованный

По технологическим свойствам сплавы подразделяются на три группы:

*деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой:

*деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой;

*литейные сплавы.

Методами порошковой металлургии изготовляют спеченные алюминиевые сплавы (САС) испеченные алюминиевые порошковые сплавы (САП).

Сплавы на основе меди.Их свойства и мвркировка.

Медь имеет гранецентрированную кубическую решетку. Плотность меди 8,94 г/см3, температура плавления 1083oС.

Характерным свойством меди является ее высокая электропроводность, поэтому она находит широкое применение в электротехнике. Технически чистая медь маркируется: М00 (99,99 % Cu), М0 (99,95 % Cu), М2, М3 и М4 (99 % Cu).

Механические свойства меди относительно низкие: предел прочности составляет 150…200 МПа, относительное удлинение – 15…25 %. Поэтому в качестве конструкционного материала медь применяется редко. Повышение механических свойств достигается созданием различных сплавов на основе меди.

Различают две группы медных сплавов:

Латуни – сплавы меди с цинком,

бронзы – сплавы меди с другими (кроме цинка) элементами.

Латуни могут иметь в своем составе до 45 % цинка. Повышение содержания цинка до 45 % приводит к увеличению предела прочности до 450 МПа. Максимальная пластичность имеет место при содержании цинка около 37 %.

Латуни имеют хорошую коррозионную стойкость, которую можно повысить дополнительно присадкой олова. Латунь ЛО70-1 стойка против коррозии в морской воде и называется “морской латунью“.