Вання розплаву перед литтям, введення до розплаву спеціальних присадок (магнезит, хлорне залізо), введення цирконію.

Магнієві сплави дозволяють зменшувати масу конструкцій. В авіабудуванні з цих сплавів виготовляють колеса, вилки шасі, передні крайки крил, важелі, корпуси приладів, насосів, двері кабін, деталі

планера літака. В космічній техніці виготовляють корпуси ракет, паливні та кисневі баки, стабілізатори.

Магнієві сплави використовують для деталей в атомній техніці (оболонки трубчатих елементів для виділення тепла), оскільки вони мають низьку поглинаючу здатність при взаємодії з тепловими нейт-

ронами та не взаємодіють з ураном. В автомобілебудуванні з магнієвих сплавів виготовляють колеса, диски. В приладобудуванні виготовляють корпуси та деталі приладів.

Титан та його слави

Титан (Ti) – метал сріблясто-білого кольору, належить до тугоплавких елементів. Температура плавлення титану 1668°С, густина - r=4,505г/см³ Титан має дві поліморфні модифікації a-Ti (ГЩП), що є стійким до 882°С, та b-Ti (ОЦК), що існує при температурах вище 882°С. При aÆb перетворенні об’єм зменшується. При кімнатній температурі твердість йодованого титану (0,08% (Fe+Al+Si), 0,019% (C+N+O+H)) низька – 60 НВ, sв=200-250 МПа, d=50-60 %. Такі властивості пов’язані із особливостями будови гратки, співвідношення параметрів якої с/а=1,587. Із збільшенням кількості домішок міцність титану зростає, пластичність – зменшується. Шкідливими домішкамидля чистого титану є вуглець, кисень, водень, азот. Ці елементи утворюють сполуки з високою твердістю, що викликають окрихчення металу. До переваг титану слід віднести високу питому міцність, здатність працювати в широкому діапазоні температур, в тому числі при температурах від 250 до 500°С. Титан – корозійностійкий метал, утворює на поверхні щільну окисну плівку. Стійкий в умовах дії кислот (H₂SO₄, HCl) – використовується при виготовленні резервуарів для їх

зберігання. Наявність домішок зменшує опір корозії. При температурі понад 500°С титанові сплави легко окислюються, активно насичують ся воднем з пари, що викликає явище водневої крихкості. Технічний титан маркують ВТ1-00, ВТ1-0. До недоліків титану належать низька теплопровідність, низькі антифрикційні властивості. Титан погано оброблюється різанням. Титан легують наступними елементами: Al, Mo, Mn, Cr, Sn, Zr, Nb, V.

У відпаленому стані титанові сплави поділяють на:

1. a-Ti сплави (структура – a-твердий розчин легуючих елементів в ГЩП гратці a-титану); 45

2. псевдо-a-Ti сплави (структура – a-фаза+b-фаза (до 5%)+інтерметалід);

3. (a+b)-Ti сплави (структура – тверді розчини легуючих елементів в ГЩП та ОЦК гратках титану);

4. псевдо-b-Ti сплави (структура – невелика кількість a-фази + b-фаза);

5. b-Ti сплави (структура – b-фаза – твердий розчин b-стабілізаторів в ОЦК гратці титану);

6. сплави на основі інтерметалідів.

В загартованому стані титанові сплави поділяють на:

1. сплави мартенситного класу (a¢(a¢¢));

2. сплави перехідного класу (a¢(a¢¢)+b);

3. b-сплави.

За властивостями в загартованому стані сплави мартенситного класу поділяють на дві підгрупи:

1. що твердіють (структура a¢) при гартуванні;

2. що є м’якими після гартування (a¢¢).

Титанові сплави поділяють за способом виготовлення виробів на деформовні та ливарні, за призначенням – на конструкційні, жароміцні, корозійностійкі. За рівнем міцності розрізнюють маломіцні, сплави середньої міцності, високоміцні сплави.

Для титанових сплавів застосовують ХТО: азотування та оксидування. Ці операції підвищують опір зносу, міцність до втоми, корозійну стійкість та жаростійкість. Основним недоліком є висока крихкість поверхневих шарів, що підвищує чутливість до надрізів та тріщин. Азотування проводять при 850-950°С в атмосфері азоту із додаванням аргону (парціальний тиск 0,5-4 кПа), рідше – в аміаку. Добре азотуються ВТ4, ВТ5, ВТ8, ВТ14, гірше – ВТ3, ВТ1.

1. Жароміцні сплави. Основою жароміцних сплавів є інтерметаліди Ti3Al (a2-фаза), TiAl (g-фаза). СТ5 – жароміцний сплав на базі сполуки Ti3Al, до складу входять 15-25% алюмінію, олово, цирконій, ванадій. Такі сплави мають низьку технологічну пластичність. Якщо вміст алюмінію знаходиться в межах 35-45%, утворюються сплави з g-фазою. Сплави мають низьку густину r=3,5 г/см³, є жароміцними та жаростійкими. Недолік – висока крихкість. 2. Сплави з ²ефектом пам’яті форми ². Основою сплавів є інтерметалід TiNi. Характерною рисою TiNi є здатність до деформування в холодному стані. Найбільш відомою маркою є нітінол – сплав, що здатний відтворювати певну форму виробу при тепловій дії. Цей ефект пов’язаний із орієнтованим зворотним мартенситним перетворенням. При охолодженні фаза TiNi ІІ із складною структурою переходить в мартенсит TiNi ІІІ з триклинною граткою. Температура початку прямого

мартенситного перетворення (~60°С) залежить від складу сплаву. При нагріванні вище 100-120°С відбувається зворотне мартенситне перетворення. Якщо виготовити з нітінолу довгий стрижень при температурах вище 60°С, потім – охолодити його та надати компактної форми, при нагріванні вище 120°С стрижень відновить свою форму.

Ливарні титанові сплави призначені для фасоного лиття. Маркіруються: ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ14Л, ВТ6Л. За хімічним складом співпадають з деформовними, але містять більше домішок. Відливки мають

меншу пластичність. Титанові сплави мають високі ливарні властивості: невелику усадку 2-3%, високу рідкотекучість. Складність отримання відливок пов’язана з високою швидкістю взаємодії з формою та

газами (плавлення – у вакуумі). Найбільш поширений сплав ВТ5Л (a-сплав). Завдяки алюмінію

має задовільний рівень пластичності та ударну в’язкість відливок. Відливки ВТ5Л не відпалюють

. Титан та його сплави найбільш широко використовуються в авіабудуванні. З титанових сплавів виготовляють обшивку, деталі кріплення, деталі шасі; в газотурбінних двигунах – деталі компресора

(диски, лопатки, соплові апарати, корпуси). Титан технічної чистоти використовують в хімічній промисло-

вості (компресори, насоси для подачі соляної та сірчаної кислот, трубопроводи, автоклави, фільтри).

В суднобудуванні титан та його сплави використовують при виготовленні гребних гвинтів, обшивки корпуса морських суден, підводних човнів. Титан має високу кавітаційну стійкість, мікроорганізми на

його поверхні не утворюють нашарувань. В кріогенній техніці використовують псевдо-a-сплави титану

АТ2, АТ2-3, АТ2-4. В медицині титан використовується при виготовленні протезів

(штучний суглоб).

Цинк та його спави

Цинк – вязкий металл голубовато-серого цвета. Металл с небольшой температурой плавления (419 градусов С) и высокой плотностью (7,1 г/см³). Прочность цинка низкая (150 МПа) при высокой пластичности.

Цинк применяют для горячего и гальванического оцинкования стальных листов, в полиграфической промышленности, для изготовления гальванических элементов. Его используют как добавку в сплавы, в первую очередь в сплавы меди (латуни и т.д.), и как основу для цинковых сплавов, а также как типографский металл.

В зависимости от чистоты цинк делится на марки ЦВ00 (99,997% Zn), ЦВ0 (99,995% Zn), ЦВ (99,99% Zn), Ц0А (99,98% Zn), Ц0 (99,975% Zn), Ц1 (99,95% Zn), Ц2 (98,7% Zn), ЦЗ (97,5% Zn).

Цинковые сплавы широко применяются в машиностроении и разделяются на сплавы для литья под давлением, в кокиль, для центробежного литья и на антифрикционные сплавы. Основными легирующими компонентами цинковых сплавов являются алюминий, медь и магний. Отливки из цинковых сплавов легко полируются и воспринимают гальванические покрытия.

Состав, свойства и применение некоторых цинковых сплавов:

– ЦА4 содержит 3.9-4.3%Al, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление 250-300 МПа, пластичность 3-6%, твердость 70-90HB). Применяется при литье под давлением деталей, к которым предъявляются требования стабильности размеров и механических свойств.

– ЦАМ10-5Л содержит 9,0-12,4%Al, 4,0-5,5% Cu, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление не менее 250 МПа, пластичность не менее 0,4%, твердость – не менее 100HB. Из сплава изготавливают подшипники и втулки металлообрабатывающих станков, прессов, работающих под давлением до 200-10000 Па.

– ЦАМ9-1.5 содержит 9,0-11,0%Al, 1,0-2,0%Cu, 0,03-0,06% Mg, временное сопротивление не менее 250 МПа, пластичность не менее 1%, твердость не менее 90HB. Сплав применяют для изготовления разных узлов трения и подшипников подвижного состава.

Сплави для припоїв

46.сплави для припоїв Припой — металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и др.Припои принято делить на две группы — мягкие и твёрдые. К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — выше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500МПа.

Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90% (ПОС-90), остальное свинец. Проводимость этих припоев составляет 9—15% чистой меди. Большое количество оловянно-свинцовых припоев содержит небольшой процент сурьмы (такие припои обозначаются ПОССу).

Легкоплавкі сплави

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

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.