Титан и титановые сплавы

Цветные металлы применяются  в технике реже,чем чёрные. Это объясняется незначительным содержанием многих цветных металлов в земной коре,сложностью процесса их выплавки из руд, недостаточной прочностью, высокой ценой.

  Многочисленные металлы  и сплавы условно принято делить  на четыре группы:

1)Лёгкие –алюминий,магний,титан-по сравнению с железом имеют более низкую относительную плотность.

2)Тяжёлые- медь,кобальт,относительная плотность выше,чем у железа, и температура плавления достаточно высокая.

3)Тяжёлые легкоплавкие-цинк,свинец,олово,высокая относительная плотность.

4)Благородные металлы-золото,серебро-высокая химическая стойкость.

Доп.группа(тугоплавкие-вольфрам, молибден-Т плавления ↑,чем у железа)

 

1 часть

 

1.В природе Al находится в виде: бокситов, нефелинов, каолинов.

2.Способы получения глинозёма:щелочные(самый распространённый, т.к он обеспечивает полное извлечение глинозёма из боксита-около 80%),кислотные,электротермические.

3.Получение металлического  алюминия из глинозёма заключается  в его электролитическом разложении  на составные части-алюминий и  кислород.Электролитом в этом процессе является раствор глинозёма в криолите.

4. По распространению  в природе Al занимает 1 место.

5.Широкое использование  Al обусловлено важнейшими его св-ами:↓плотность,↑ электро и теплопроводность,↑отражательная способность,хорошая каррозийная стойкость в атмосфере и в некоторых агрессивных средах.

6. Al устойчив к атмосферной коррозии благодаря образованию на его поверхности плотной оксидной плёнки AL2O3.Эта плёнка обладает ↑ защитными св-ами, поэтому Al стойкий.

7.Чистота Al является решающим показателем, влияющем на св-а Al, поэтому хим сост положен в основу его товарной классификации.

8.Технологические св-ва Al: ↑ пластичность, хорошая обрабатываемость давление в холодном  и горячем состоянии, хорошо сваривается, ↓литейные св-ва,плохая обрабатываемость резанием.

9.Примеси ↓ электро и теплопроводность AL, коррозийную стойкость и пластичность, ↑ прочность и твёрдость.

10.При легировании AL различ эл-ами ↑ прочность, твёрдость,приобретается жаропрочность,а также иногда ↓электропроводность, ухудшается коррозийная стойкость , повышается относительная плотность.

11.По способу изготовления  изделия из AL сплавов делят на 2 группы: деформируемые и литейные.

12.Сплавы с гомогенной  структурой относят к деформируемым.

13.Деформируемые сплавы , упрочненные при термической обработке: дюралюмины(медь+al), ковочные al сплавы(АК6,АК8)

14.Дюралюмины относятся  к деформируемым al сплавам, упрочняемые термической обработкой.

15.Основное технологическое  св-во деформируемых al сплавов-хорошая обрабат давлением

16.марки первичного AL: особой чистоты(А999),↑чистоты(А995),технической чистоты(А85).

17.Сплавы из al, которые не упрочняются термической обработкой-это неупрочняемые сплавы, т.е сплавы на основе систем «AL-магний», «AL-марганец»

18. Магналии=магний+al. Относятся к неупрочняемым al сплавам.

19. Неупрочняемые  термической обработкой al сплавы легко обрабатываются давлением,хорошо свариваются и обладают хорошей коррозионной стойкостью,обработка резанием затруднена.

20. Прочность сплавов ↑  только в результате деформации  в холодном состоянии. Чем ↑  степень деформации, тем значительнее  растет прочность и ↓ пластичность. В зависимости от степени упрочнения  различают сплавы нагартованные и полунагартованны.

21. Деформируемые сплавы , упрочняемые при термической обработке: дюралюмины(медь+al), ковочные al сплавы(АК6,АК8), «al-медь-магний-Zn»

22. К литейным алюминиевым  сплавам относят сплавы алюминия  и кремния. Они называются силуминами

23. Al имеет высокую отражательную способность (90%).

 

2 часть. Титан.

1. Сущ. большие запасы Титана. У него прекрасное сочетание физ и хим св-в, ↗коррозионная стойкость, хороший конструкционный материал, высок удельная прочность, обрабат давлением.

2. Титан занимает 4е место по распространению среди металлов.

3. Титан Интенсивно взаимодейств. с соляной,серной,плавиковой и ортофосфорной кислотой.

4. Аллотропные модификации Т: до 882 С – альфа-титан с гексональной плотноупакованной кристаллич решеткой. При 900 и выше С – бета-титан с объемноцентрированной кубической реш.

5. Промышленные руды для пр-ва титана – рутил, ильменит.

6. Руды подвергают обогащению  в рез-те чего получают титановые концентраты.

7.Восстановление титана из двуокиси происходит главным образом при помощи твердого углерода при высокой температуре.

8. Состав губчатого титана – титан, железо, кремний, никель, С, Cl, азот, кислород, сост из 35-40% магния и хлористого магния.

9. Вакуум в печи предохраняет титан от окисления и способствует очистке его от примесей.

10. Мех. Св-ва титана зависят от содерж в нем примесей- кислорода, азота, С, Н, которые ↙ пластичность и свариваемость титана, ↗ его твёрдость, прочность и ухудшают сопротивление коррозии.

11.Технолог. св-ва: Хорошо обрабатываем давлением, легко прокатывается,куется, штампуется, сваривается.

12. Недостатки Титана: ↗ хим активность с газами при ↗ t, низкая теплопроводность, ↙ антифрикционные св-ва, плохая обраб-мость резанием.

13. Титан можно обрабатывать резанием, непрерывным. Однако он налипает на инструмент его изнашивает.

14. Титан Устойчив к коррозии благодаря оксидной плёнке, устойчив под напряжением, в разбавленной и концентрированной азотной кислоте, уксусной и молочной кислоте, в перекиси водорода, в сернистом газе, морской воде, атмосферных условиях.

15. Для наиболее полного удаления примесей губку последовательно обрабатывают двумя растворами соляной кислоты, затем промывают водой, отжимают на нутч-фильтре и сушат на воздушном калорифере при 80-90°С.

16. Титан повышенной чистоты получают Электронно-лучевой плавкой титана, электролитическим рафинированием. Иодидный способ применяют для получения неболь­ших количеств титана очень высокой чистоты, до 99,99%

17. Марки Титана ТГ-90, ТГ-100, ТГ-110.. ТГ – титан губчатый, Тв – твёрдый. 90 – НВ единицы твердости по Бриннелю.

18. Классификация Титана по стр-ре: альфа-сплавы, бета-сплавы, альфа+бета – сплавы, псевдо-альфа-сплавы, псевдо-бета-сплавы.

19. По способу изготовления изделий, титановые сплавы: литейные и обрабатываемые давлением.

20 Титановые сплавы обладают прочностью и жаростойкостью, улучшенной коррозионной стойкостью за счёт легирования их аллюминием, молибденом, ванадием, хромом, марганцем и др.

21. Титан применяют как конструкционный материал, в авиа- и ракетостроении, изготавливают корпуса двигателей, судостроение, криогенная техника.

22. Возможно, применение титана в технике сдерживается, тк существенный недостаток титановых сплавов— высокий коэффициент трения «металл по металлу», титан попросту «задирается» при трении из-за повышенной вязкости. ↗активность с газами при ↗t, он очень дорогой

23.

24.Получать титан трудно, т.к. при ↗t, он реагирует с кислородом и азотом, а в расплавленном состоянии – со всеми известными огнеупорами.

3 часть.

1. Серебро превосходит медь по электропроводности.
2. Положительные технологические свойства меди: способность к обработке давлением при низких и высоких температурах; паяемость и свариваемость изделий.
3. К физическим свойствам меди относят: тепло- и электропроводность.
5. Большое влияние на пластичность меди оказывает накопление в электролите органических примесей.
6. Сплавы меди превосходят чистую медь в отношении коррозионной стойкости, механических свойств и плотности отливки.
7. Механические свойства меди с примесями: медь при обработке давлением при температуре 850...1150°С растрескивается. Наличие серы приводит к уменьшению пластичности. Такая медь при низких температурах становится хрупкой. Очень вредно присутствие в составе меди и кислорода, который способствует образованию оксида и закиси меди, вызывающих повышение удельного сопротивления.
9. При обработке давлением повышаются механические и физико-химические свойства меди.
10. Кубическую, гранецентрированную кристаллическую решётку имеет медь.
11. В марках торговой меди М1р, М2р, М3р буква «р» указывает на способ производства(раскисленная).
12. Латуни отличаются от чистой меди более высокой прочностью.
13. Латунь дешевле меди т.к. цинк более дешевый материал по сравнению с медью.
14. Черновая медь- неоднородный полуфабрикат меди, полученный в результате ее очистки продувкой при первой плавке в конвертере. Содержание меди в которой составляет 98,5-99,3%.
15. Медь рафинируют для удаления вредных примесей и газов.
16. Однофазные латуни обладают высокой пластичностью.
17. Двухфазные латуни обладают более высокой прочностью и износостойкостью.
18. В латунях применяемых на практике содержится не более 45% меди.
19. Макс пластичностью латунь обладает при содержании цинка 30%.
20. Макс прочностью латунь обладает при содержании цинка 45%.
21. Марки латуни содержащие наиб процентное содержание меди называются томпаками.
22. Спец латуни по способу изготовления изделий бывают обрабатываемые давлением и литейные.
24. Различаются по способу изготовления, следовательно и свойствами.

25. Простые латуни состоят  из двух компонентов(Медь, цинк и неизбежные примеси), специальные латуни содержат много компонентов+легир эл-ты.

26.По химическому составу  бронзы делят на оловянные  и безоловянные.

27. Изделия из бронзы  изготавливают литьём. Изделия из  алюминиевой бронзы – спеканием  порошков меди и аллюминия.

28. Оловянная бронза (кроме  марок с низким содержанием  олова — т. н. деформируемой  бронзы) с трудом поддается обработке  давлением (ковка, штамповка, прокатка  и пр.), резанием и заточке. Благодаря  этому бронза в целом — литейный  металл.. Она обладает очень малой усадкой 1%. Склонность к ликвации и невысокая текучесть. Бронзы обладают ↗ антикоррозионной стойкостью и хорошими антифрикционными св-вами.

29 Оловянные бронзы леируют:олово, алюминий, свинец, бериллий

30  Благоприятно влияет  на свойства бронз: повышает  жидкотекучесть, облегчает сварку и пайку, улучшает прочностные свойства.