Учебное пособие для учащихся




НазваниеУчебное пособие для учащихся
страница1/3
Дата03.02.2016
Размер18,4 Kb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3




Цветные металлы

и сплавы

Учебное пособие для учащихся


Содержание



  1. Пояснительная записка……………………………………………... стр.3

  2. Медь………………………………………………………….………. стр.4

3. Латуни ………………………………………………………………. стр.6

4. Оловянные бронзы………………………………………………….. стр.8

5. Специальные бронзы……………………………………………….. стр.10

6. Алюминий …. ………………………………………………………. стр.12

7. Магний и его сплавы………………………………………………. стр.15

8. Титан и его сплавы……………………………………………….… стр.16

9. Подшипниковые сплавы…………………………………………… стр.18

10. Итоговый контроль…………………………………………………. стр.21

11. Литература………………………………………………………….. стр.24


Пояснительная записка


Учебное пособие по теме: «Цветные металлы и сплавы» состоит из 9 разделов, представляющие логически законченную часть учебного материала. Несколько однотипных тем объединяются в параграфы, имеющие общий заголовок.


Каждый раздел состоит из информационной части и системы вопросов и заданий. В информационной части в краткой, сжатой форме сообщаются основные сведения по изучаемому вопросу.


Чтобы обеспечить самоконтроль (обратную связь), выяснить, насколько правильно учащийся понял и осмыслил материал, после информационной части следуют контрольные вопросы.


В конце разделов даются задания. Выполнение этих заданий позволяет обобщить изученный материал и применить полученные знания для решения конкретных задач.


После изучения всей темы «Цветные металлы и сплавы» предлагается итоговый контроль.


Учебное пособие предназначено для учащихся НПО




ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ СПЛАВЫ


Медь


Свойства меди. Медь относится к металлам, известным с глубокой древности, хотя содержание ее в земной коре состав­ляет всего 0,01%. Медь обладает высокой электро- и теплопро­водностью, а также стойкостью против атмосферной коррозии. Благодаря высокой пластичности медь хо­рошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоя­нии. Литейные свойства меди низкие. На свойства ме­ди большое влияние оказывают примеси. Все примеси, кроме серебра и бериллия, значительно ухудшают электропроводность меди. Особенно вредными примесями в меди являются висмут, свинец, сера и кислород, которые снижают механические свой­ства меди.


Для повышения прочности медь подвергают пластической деформации (прокатке, волочению и др.) или легируют неболь­шим количеством кадмия (1%).

Основные механические свойства отожженной меди следую­щие: предел прочности при растяжении σb = 20 - 24 кГ/мм2; относительное удлинение δ = 40 - 45%; твер­дость по Бринеллю НВ = 35 - 45.


Получение меди. Медь встречается в природе в самород­ном состоянии крайне редко. В основном медь получают из руд, где она находится в виде химического соединения с серой и же­лезом (медный колчедан, медный блеск и др.) или в виде раз­личных соединений с кислородом (куприт). Наиболее значи­тельные месторождения медных руд в нашей стране находятся на Урале, Кавказе в Казахстане и Сибири. Медные руды обычно, кроме меди, содержат еще и другие металлы, такие, как свинец, цинк, сурьму, серебро, золото и др. Пустая порода медных руд состоит из песчаника, глины, известняка или из смеси их. Медные руды содержат от 1 до 5% меди, и пе­ред плавкой их обогащают. После предварительного обжига для удаления избытка серы медные руды переплавляют на полуфаб­рикат - штейн, который содержит до 40% меди, и представляет собой сплав сернистых соединений меди и железа. Штейн под­вергают бессемерованию в горизонтальных конверторах с боковым дутьем для получения черновой меда, содержащей

98,5 - 99,5% меди.


Черновую медь рафинируют (очищают от примесей) огне­вым, а затем электролитическим способом.

При огневом рафинировании черновую медь загружают в пламенную печь и расплавляют в окислительной атмосфере. В процессе окисления из меди улетучиваются вместе с печными газами или переходят в шлак только те примеси, которые обла­дают большим сродством с кислородом, чем медь. Благородные металлы при огневом рафинировании остаются растворенными в меди.

После огневого рафинирования медь разливают в слитки или анодные пластины (для электролитического рафинирования).


Анодные пластины подвергают электролизу для получения более высокой степени очистки меди и выделения из нее приме­сей благородных металлов.

Электролиз проводится в ваннах, в которые заливают элект­ролит (водный раствор серной кислоты и раствор медного ку­пороса). В электролит опускают анодные пластины из меди, со­держащей примеси, и катодные листы из электролитической .ме­ди. При пропускании постоянного тока через электролит аноды растворяются, а на катодных листах оседает чистая медь, Элект­ролитическая катодная медь содержит до 99,999% меди.


Маркировка и применение меди. Медь маркируется буквой М, после которой стоит цифра (от 00 до 4). Чем больше цифр в марке меди, тем больше в ней примесей. Наивысшая марка М00 должна содержать примесей не более 0,01%. Низшая (по качеству) марка М4 содержит примесей до 1%.


Марки меди, их состав и назначение по ГОСТ 859—66:


Марка

Содержание меди, %

Назначение меди данной марки

М00

99,99

Катоды, полуфабрикаты

М0

99,95

Катоды, полуфабрикаты, слитки

М05

99,97

Полуфабрикаты, слитки

М1

99,90

Катоды, полуфабрикаты, слитки

М1р

99,90

Полуфабрикаты

М2

99,70

Полуфабрикаты

М2р

99,70

Полуфабрикаты

М3

99,50

Полуфабрикаты

М3р

99,50

Полуфабрикаты

М4

99,00

Отливки


Контрольные вопросы:


1. Свойства, получение, маркировка и применение меди.

2. Охарактеризуйте физические и механические свойства меди.

3. Можно ли из меди делать спирали электронагревательных при­боров?

4. Какой металл превосходит медь по электропроводности?

5. Какую кристаллическую решетку имеет медь?

6. Назовите медные руды.

7. Для чего производится обогащение руд?

8. Что такое черновая медь?

9. С какой целью и какими способами черновую медь подвергают ра­финированию?

10. Какие марки меди установлены ГОСТ 859 - 66? Назначение каж­дой из них.

11. Почему из меди марки М4 не изготавливают проводников электри­ческого тока?


Задание:


Во сколько раз отожженная сталь марки 45 прочнее отожженной меди?


Латуни


Значительное количество меди используется для изготов­ления медных сплавов. Одними из самых распространенных сплавов на основе меди являются латуни.

Латуни - сплавы меди с цинком, содержащие часто неболь­шое количество других элементов. Латуни дешевле меди и пре­восходят ее по прочности, вязкости и коррозионной стойкости. Кроме того, латуни обладают хорошими литейными свойствами. Латуни, содержащие до 38% цинка, обладают высокой пластич­ностью и несколько большей прочностью, чем медь. При увели­чении содержания цинка свыше 38% твердость латуней повыша­ется, улучшаются литейные свойства, но понижается пластич­ность. Латуни, содержащие более 45% цинка, не применяются из - за повышенной хрупкости.


В зависимости от числа компонентов различают простые (двойные) и специальные (многокомпонентные) латуни. Как и все сплавы цветных металлов, латуни в зависи­мости от назначения разделяются на две группы:

литейные, из которых изделия получают способом литья;

обрабатываемые давлением (деформируемые), из которых получаются различные полуфабрикаты путем прокатки, ковки, штамповки и т.д.


Простые латуни состоят только из меди и цинка. Принцип маркировки их следующий: впереди марки стоит буква Л (ла­тунь), за ней стоят цифры, указывающие содержание меди в процентах. Например, Л85 - это латунь, содержащая 85% меди, остальное (15%) - цинк. Из всех латуней максимальную плас­тичность (δ = 55%) имеет латунь марки Л68. Вследствие высо­кой пластичности простые латуни обрабатываются давлением. Марки некоторых простых латуней и их механические свойст­ва приведены в таблице. Простые латуни марок Л96 и Л90 (содержащие наибольший процент меди) называются томпаками.


Специальные латуни, кроме меди и цинка, содержат обыч­но от 1 до 8% различных легирующих элементов, улучшающих механические свойства и коррозионную стойкость. У специаль­ных латуней принято следующее обозначение легирующих эле­ментов; олово - О; свинец - С; железо - Ж; марганец - Мц;

никель - Н; кремний - К; алюминий - А; мышьяк - Мш.


Алюминий, марганец, никель повышают механические свой­ства и коррозионную стойкость латуней. Свинец улучшает анти­фрикционные свойства и обрабатываемость латуней резанием. Кремнистые латуни обладают хорошей жидкотекучестью, обрабатываемостью резанием и свариваемостью. Олово повышает коррозионную стойкость латуней в морской воде, а же­лезо в сочетании с марганцем или алюминием придает лату­ням повышенную прочность и твердость.


При маркировке специальных латуней за буквой Л ставят буквы, принятые для условного обозначения легирующих эле­ментов. После первой цифры, указывающей среднее содержание меди, следуют цифры, указывающие соответствующее


содержание легирующих элементов в процентах.

Например, ла­тунь марки ЛАЖ60 – 1 - 1Л — специальная латунь, содержащая

60% меди, 1% алюминия, 1% железа, остальное – цинк. Буква Л в конце марки указывает, что латунь литейная.


Простые латуни (отожженные)



Марка

Содержание меди

Примерное назначение

Л96

96%

Радиаторные трубки

Л60

60%

Листы и ленты для плакировки, полосы, фасонные профили

Л68

68%

Полосы, листы, ленты, трубы, проволока

Л63

63%

То же
Специальные латуни


Марка

Содержание меди

Содержание легирующих компонентов

Примерное назначение

ЛС59 - 1Л

59%

Свинец – 1%

Втулки для подшипников

ЛКС80 - 3 - 3

80%

Кремний – 3%; Свинец – 3%

Литые подшипники и втулки

ЛК80 - 3Л

80%

Кремний – 3%;

Литая арматура, шестерни, детали судов

ЛК80 – 3

80%

Кремний – 3%;

Поковки и штамповки

ЛЖМц59 - 1- 1

59%

Железо – 1%; Марганец – 1%

Проволока, полосы, прутки и листы

ЛА77 - 2

77%

Алюминий – 2%

Трубы, трубки конденсаторные и прутки


Контрольные вопросы:


1. Охарактеризуйте свойства, состав и принцип маркировки латуней. При­ведите примеры марок литейных латуней и латуней, обрабатываемых дав­лением, и укажите их назначение.

2. Как влияет на свойства латуней процентное содержание цинка?

3. Различие между простыми и специальными латунями.

4. Как влияют различные легирующие элементы на свойства латуней?

5. Различие между литейными латунями и латунями, обрабатываемыми давлением.

6. Почему томпаки обрабатываются давлением, а не отливаются?

7. Каков химический состав и назначение следующих марок латуней:

Л68, ЛС59-1Л, ЛКС8С4-3, ЛК80-3, ЛЖМц59-1-1?

8. Какое количество компонентов имеет специальная латунь ЛА77-2Л?


Задание:


Во сколько раз латунь марки Л63 прочнее и тверже отожженной меди?


Оловянные бронзы


Кроме латуней, очень широкое применение в технике на­шли сплавы на основе меди - бронзы.


Бронзой называется всякий медный сплав, за исключением латуни.


По химическому составу бронзы делятся на оловянные и безоловянные (специальные). По своим технологи­ческим свойствам бронзы можно разделить на деформируе­мые и литейные. Принцип маркировки бронз следующий: впереди стоят буквы Бр (бронза), после которых идет буквен­ное обозначение легирующих элементов с указанием содержа­ния их в процентах.

Например, марка БрОЦСЗ-12-5 содержит 3% олова, 12% цинка, 5% свинца, остальное - медь.


Оловянные бронзы представляют собой сплавы меди с оловом. Они обладают высокими механическими, литейными и антифрикционными свойствами, хорошей коррозионной стой­костью и обрабатываемостью резанием, но имеют ограниченное применение из-за дефицитности и дороговизны олова. С увели­чением содержания олова твердость бронз увеличивается, а вязкость снижается. Поэтому бронзы, содержащие олова свыше 5 - 6%, обычно отливаются.


Для удешевления в большинство промышленных оловянных бронз вводят

5 - 10% цинка. Цинк в этих количествах растворя­ется в меди и не оказывает существенного влияния на структу­ру.


Для улучшения свойств оловянных бронз в них вводятся сви­нец, улучшающий обрабатываемость резанием и повышающий антифрикционные свойства,

и фосфор - для раскисления и по­вышения антифрикционности.


Марка

Содержание меди

Примерное назначение


Бр.ОЦСН 3 - 7 - 5 - 1


84%

Арматура, работающая в морской и пресной воде, антифрикционные детали

Бр.ОЦС 3 - 12 - 5

80%

Арматура, работающая в пресной воде

Бр.ОЦС 5 - 5 - 5

85%

Антифрикционные детали

Бр.ОЦС 4 - 4 - 17

75%

Антифрикционные детали



Контрольные вопросы:


1. Охарактеризуйте свойства, состав, принцип маркировки и назначение оловянных бронз.

2. Какие бронзы относятся к оловянным?

3. Как влияет па свойства бронз процентное содержание олова?

4. С какой целью к оловянным бронзам добавляют цинк, свинец, фосфор?

5. Какой химический состав имеют бронзы БрОФ10-1, БрОЦСНЗ-7-5-1,

БрОЦС4-4-4?

6. Из каких марок бронз изготавливают антифрикционные детали: под­шипники скольжения, втулки и т. д.?

7. Как отличаются друг от друга оловянные бронзы и простые ла­туни в отношении обработки ковкой, прокаткой, штамповкой?


Задание:


1. Из перечисленных ниже марок оловянных бронз укажите сначала ли­тейные, а затем деформируемые бронзы: БрОЦ4-3, БрОЦС4-4-4, БрО10, БрОЦСНЗ-75-1, БрОФ10-1, БрОФ4-0,25, БрОЦС5-5-5, БрОФ6,5-0,4. (Для отве­та необходимо учитывать влияние олова на механические свойства оловян­ных бронз)

  1   2   3

Похожие:

Учебное пособие для учащихся iconУчебное пособие для учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений
Шаталова В. М., Зубакина О. Н. Русское речевое общение. Учебное пособие для учащихся 10–11 классов общеобразовательных учреждений...
Учебное пособие для учащихся iconУчебное пособие для учащихся классов с углубленным изучением английского языка
Настоящее пособие предназначено для быстрого и эффективного усвоения материала по разделу «Существительное». Пособие содержит подробное...
Учебное пособие для учащихся iconТеоретические основы и тесты. Пособие для подготовки к ент. Таксымбаева Э. С
Учебное пособие предназначено для учащихся средних школ, абитуриентов и учителей
Учебное пособие для учащихся iconПсихолого-педагогических научных исследований учебное пособие Павлодар удк 37: 001. 89 (075. 8)
Учебное пособие предназначено для учащихся колледжей, студентов педагогических специальностей вузов, магистрантов, аспирантов, соискателей...
Учебное пособие для учащихся iconУчебное пособие для вузов /Д. Ю. Снежков
С-16 Проектирование мостовых и строительных конструкций: учебное пособие умо /П. М. Саламахин. М
Учебное пособие для учащихся iconI: Учебное пособие/ Под ред. И. А. Жеребкиной
...
Учебное пособие для учащихся iconУчебное пособие включает архивные материалы по XIII xix векам, отрывки из трудов средневековых ученых и предназначено для учащихся 5-8 классов общеобразовательных школ. Данное пособие является частью изучения «Истории Астраханского края»
Учебное пособие включает архивные материалы по XIII – XIX векам, отрывки из трудов средневековых ученых и предназначено для учащихся...
Учебное пособие для учащихся iconУчебное пособие по курсу «Введение в теорию межкультурной коммуникации»
Учебное пособие предназначено для студентов III курса отделения французского языка факультета иностранных языков
Учебное пособие для учащихся iconУчебное пособие для студентов медицинских училищ и колледжей по специальности «сестринское дело» набережные челны 2011
Учебное пособие предназначено для использования на уроке и для самостоятельного изучения темы «Первая медицинская помощь при состояниях,...
Учебное пособие для учащихся iconСписок литературы с 11. 12. 2012 по 25. 01. 2013 естественные науик математика Конышева Л. К. Основы теории нечетких множеств для бакалавров и специалистов : учебное пособие для вузов / Л.
Конышева Л. К. Основы теории нечетких множеств для бакалавров и специалистов : учебное пособие для вузов / Л. К. Конышева, Д. М....
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница