Raudmaterjale kasutatakse inseneritööstuses laialdaselt nende paremuse, mehaaniliste omaduste vahemiku ja madalamate kulude tõttu. Siiski kasutatakse värvilisi materjale erinevates rakendustes ka nende spetsiifiliste omaduste tõttu, võrreldes raudmetallide sulamitega, hoolimata nende üldisest kõrgest maksumusest. Soovitud mehaanilisi omadusi saab nendes sulamites saavutada töökarastamise, vananemise jne abil, kuid mitte tavaliste raudsulamite puhul kasutatavate kuumtöötlusprotsesside abil. Mõned peamistest huvitavatest värvilistest materjalidest on alumiinium, vask, tsink ja magneesium
1. Alumiinium
Kõigist värvilistest sulamitest on alumiinium ja selle sulamid oma suurepäraste omaduste tõttu kõige olulisemad. Mõned puhta alumiiniumi omadused, mille jaoks seda inseneritööstuses kasutatakse, on:
1) Suurepärane soojusjuhtivus (0,53 cal / cm / C)
2) Suurepärane elektrijuhtivus (376 600 / oomi / cm)
3) Madal massitihedus (2,7 g / cm)
4) Madal sulamistemperatuur (658C)
5) suurepärane korrosioonikindlus
6) see pole toksiline.
7) sellel on üks suurimaid peegelduvusi (85–95%) ja väga madal kiirgusvõime (4–5%)
8) See on väga pehme ja plastiline, mille tulemusena on sellel väga head tootmisomadused.
Mõned rakendused, kus tavaliselt kasutatakse puhast alumiiniumi, on elektrijuhtmed, radiaatorite ribamaterjalid, kliimaseadmed, optilised ja valgusreflektorid ning foolium- ja pakkematerjalid.
Vaatamata ülaltoodud kasulikele rakendustele ei kasutata puhast alumiiniumi laialdaselt järgmiste probleemide tõttu:
1) sellel on madal tõmbetugevus (65 MPa) ja kõvadus (20 BHN)
2. Keevitamine või jootmine on väga keeruline.
Alumiiniumi mehaanilisi omadusi saab legeerimisega oluliselt parandada. Peamisteks legeerelementideks on vask, mangaan, räni, nikkel ja tsink.
Alumiinium ja vask moodustavad keemilise ühendi CuAl2. Üle temperatuuri 548 C lahustub see täielikult vedelas alumiiniumis. Kui see kustutatakse ja kunstlikult vanandatakse (pikaajaline hoidmine temperatuuril 100–150 ° C), saadakse karastatud sulam. Vananemata CuAl2-l pole aega alumiiniumi ja vase tahkest lahusest sadestuda ning see on seega ebastabiilses asendis (toatemperatuuril üleküllastunud). Vananemisprotsess sadestab väga peened CuAl2 osakesed, mis põhjustab sulami tugevnemist. Seda protsessi nimetatakse lahuse karastamiseks.
Teised kasutatud legeerelemendid on kuni 7% magneesiumi, kuni 1,5% mangaani, kuni 13% räni, kuni 2% niklit, kuni 5% tsinki ja kuni 1,5% rauda. Peale nende võib väikeste protsentidena lisada titaani, kroomi ja kolumbiumit. Mõnede tüüpiliste alumiiniumisulamite, mida kasutatakse püsivaluvormimisel ja survevalul, koostis on toodud tabelis 2. 10 koos nende rakendustega. Nende materjalide eeldatavad mehaanilised omadused pärast nende valamist püsivormide või survevaluvormi abil on toodud tabelis 2.1
2. Vask
Sarnaselt alumiiniumile on ka puhas vask laialdane rakendus oma järgmiste omaduste tõttu
1) puhta vase elektrijuhtivus on puhtal kujul kõrge (5,8 x 105 / oomi / cm). Mis tahes väike lisand vähendab juhtivust drastiliselt. Näiteks vähendab fosfor 0,1% juhtivust 40% võrra.
2) Sellel on väga kõrge soojusjuhtivus (0,92 cal / cm / C)
3) see on raske metall (erikaal 8,93)
4) Seda saab kõvajoodisega kergesti ühendada
5) see peab vastu korrosioonile,
6) Sellel on meeldiv värv.
Puhast vaske kasutatakse elektrijuhtmete, siinide, ülekandekaablite, külmikute torustike ja torustike valmistamiseks.
Vase mehaanilised omadused puhtas olekus pole eriti head. See on pehme ja suhteliselt nõrk. Mehaaniliste omaduste parandamiseks saab seda tulukalt legeerida. Peamisteks legeerelementideks on tsink, tina, plii ja fosfor.
Vase ja tsingi sulameid nimetatakse messingiks. Tsingisisaldusega kuni 39% moodustab vask ühefaasilise (α-faasilise) struktuuri. Sellistel sulamitel on kõrge plastsus. Sulami värv jääb kuni 20% tsingisisalduseks punaseks, kuid pärast seda muutub see kollaseks. Teine struktuurikomponent, mida nimetatakse β-faasiks, esineb 39–46% ulatuses tsinkist. Kõrgendatud kõvaduse eest vastutab tegelikult metallidevaheline ühend CuZn. Väikestes kogustes mangaani ja nikli lisamisel suureneb messingi tugevus veelgi.
Plekiga vase sulameid nimetatakse pronksideks. Pronksi kõvadus ja tugevus suurenevad tina sisalduse kortsumisega. Nõrkust vähendatakse ka tina protsendi suurenemisega üle 5. Kui lisatakse ka alumiiniumi (4 kuni 11%), nimetatakse saadud sulami alumiiniumpronksiks, millel on oluliselt suurem korrosioonikindlus. Pronksid on messingiga võrreldes suhteliselt kallid, kuna tina on kallis metall.
3. Muud värvilised metallid
Tsink
Tsinki kasutatakse ehituses peamiselt madala sulamistemperatuuri (419,4 C) ja suurema korrosioonikindluse tõttu, mis suureneb koos tsingi puhtusega. Korrosioonikindluse põhjustab pinnale kaitsva oksiidkatte moodustumine. Tsingi peamised kasutusalad on tsinkimine terase kaitsmiseks korrosiooni eest, trükitööstuses ja survevaluks.
Tsingi puuduseks on tugev anisotroopia deformeerunud tingimustes, mõõtmete stabiilsuse puudumine vananemistingimustes, löögitugevuse vähenemine madalamatel temperatuuridel ja vastuvõtlikkus graanulitevahelise korrosiooni suhtes. Seda ei saa kasutada teenindamiseks temperatuuril üle 95 ° C, kuna see põhjustab tõmbetugevuse ja kõvaduse olulist vähenemist.
Selle laialdane kasutamine valuvormides on tingitud sellest, et see nõuab madalamat survet, mille tulemuseks on suurem survevalu eluiga võrreldes teiste survevalusulamitega. Lisaks on sellel väga hea töödeldavus. Tsingivormimisel saadud viimistlus on sageli piisav edasise töötlemise õigustamiseks, välja arvatud lahutustasandil oleva välgu eemaldamine.
Magneesium
Kerge kaalu ja hea mehaanilise tugevuse tõttu kasutatakse magneesiumsulameid väga suurel kiirusel. Sama jäikuse jaoks vajavad magneesiumisulamid ainult 37,2% C25 terase massist, säästes seega kaalu. Kaks peamist legeerelementi on alumiinium ja tsink. Magneesiumisulamid võivad olla valatud liivast, püsivaluvormist või survevaluvormid. Liivast valatud magneesiumisulamist komponentide omadused on võrreldavad püsivaluvormide või survevalu komponentide omadustega. Valuvormisulamitel on tavaliselt kõrge vasesisaldus, mis võimaldab kulude vähendamiseks valmistada neid sekundaarmetallidest. Neid kasutatakse autode rataste, väntvankrite jms valmistamiseks. Mida suurem on sisaldus, seda suurem on magneesiumiga töödeldud sulamite, näiteks valtsitud ja sepistatud komponentide mehaaniline tugevus. Magneesiumisulameid saab hõlpsasti keevitada enamike traditsiooniliste keevitusprotsesside abil. Magneesiumisulamite väga kasulik omadus on nende suur töödeldavus. Need vajavad töötlemiseks ainult umbes 15% võimsust võrreldes madala süsinikusisaldusega terasega.
Postituse aeg: dets-18-2020