Металлохозяйственные товары

К металлохозяйственным товарам относятся группы металлической посуды, ножово-ножничных изделий и столовых приборов, инструментов для ручной обработки металла, древесины и других материалов, изделия ремонтно-строительного назначения и замочные изделия, а также керосиновые осветительные и нагревательные приборы. Для производства изделий этих групп используются разнообразные металлы и сплавы.

Развитие производства металлохозяйственных товаров

Металлохозяйственные товары занимают около 1,5% всего объема товарооборота страны. Производство металлических изделий находится в ведении различных министерств; наибольшее количество наименований этих изделий выпускают предприятия Министерства местной промышленности, а также цехи по выработке товаров народного потребления предприятий министерств черной и цветной металлургии, судостроения и т. д. С целью повышения ответственности за качество выпускаемых металлических изделий выделены головные организации. Так, имеются министерства, координирующие работу предприятий, выпускающих алюминиевую посуду, а на Научно-исследовательский институт легких сплавов возложена подготовка ГОСТа на эту посуду; разработкой новых РСТ на оцинкованную, чугунную посуду и другие изделия занимается Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт местной промышленности.

Основными направлениями в развитии производства металлохозяйственных товаров являются следующие:

• Координация работы многочисленных предприятий, изготовляющих тот или иной вид изделий, что будет способствовать повышению их качества;
• Перевод производства металлохозяйственных товаров с изготовления продукции по нормативам ТУ и РТУ на нормативы ГОСТов и РСТ;
• Внедрение новых способов консервации (временной защиты от коррозии) изделий из металла (инструментов, замочных, ножевых изделий и пр.) для повышения культуры торговли;
• Разработка современных форм изделий и их новых цветовых решений, а также увеличение выпуска товаров наборами в едином художественном исполнении;
• Разработка новых образцов изделий с учетом требований эргономики.

Кристаллические решетки металлов

Свойства металлических товаров, изготовленных из металлов, определяются свойствами исходных материалов. Важное значение для качества изделий имеет правильное проведение технологических процессов изготовления изделий. Изучение курса товароведения металлохозяйственных товаров требует знания основ металловедения и способов изготовления изделий из металлов. Кроме того, сведения о свойствах металлов необходимы при изучении других разделов товароведения — электротоваров, культтоваров, металлических строительных товаров, ювелирных товаров и др.

Известно, что металлы являются веществами кристаллическими. Каждый кусок металла является поликристаллитом, т. е. состоит из множества мелких кристалликов (зерен); внутри каждого зерна атомы металла располагаются на определенных расстояниях один от другого. Если через центры атомов провести прямые, то получится так называемая кристаллическая решетка. Все зерна одного куска чистого металла имеют одинаковую кристаллическую решетку. При расплавлении металла кристаллическая решетка разрушается, т. е. атомы приобретают беспорядочное расположение.

Удобной характеристикой вида кристаллической решетки является элементарная ячейка, т. е. фигура, изображающая расположение группы ближайших друг к другу атомов. Наиболее часто встречаются три вида элементарных ячеек: объемно-центрированный куб; гранецентрированный куб и гексагональная (шестиугольная) призма.

Цифры в обозначениях показывают число ближайших соседей у каждого атома, которые характеризуют плотность укладки атомов в решетке. Основные размеры элементарных ячеек называются параметрами и измеряются стомиллионными долями сантиметра.

С изменением температуры некоторые металлы могут изменять свою кристаллическую решетку, т. е. находиться в различных кристаллографических модификациях, это свойство кристаллических тел называется полиморфизмом, или аллотропией.

При более детальном рассмотрении строения металла следует иметь в виду, что в узлах решетки находятся, строго говоря, не нейтральные атомы, но атомы, лишенные наружных (валентных) электронов, т. е. положительно заряженные ионы. Валентные электроны движутся в промежутках между этими ионами, образуя так называемый электронный газ. Связь между ионами осуществляется благодаря электрическому взаимодействию их с электронным газом. Наличие свободных электронов является причиной высокой тепло- и электропроводности металлов.

Существуют приблизительные закономерности зависимости некоторых свойств металлов от положения последних в периодической системе элементов.

Металлические сплавы

Металлы с большой силой сцепления между атомами, например, такие, как вольфрам, молибден, хром, железо, никель, имеют высокую температуру плавления, высокий модуль упругости и малый коэффициент линейного расширения, металлы со слабым сцеплением между атомами (олово, цинк, алюминий) имеют низкую температуру плавления, малый модуль упругости и высокий коэффициент линейного расширения. Электропроводность и теплопроводность металлов определяется взаимодействием свободных электронов с ионной решеткой. Металлами, лучше всего проводящими тепло и электричество, являются серебро, алюминий, медь.

С повышением температуры электро- и теплопроводность металлов уменьшается, так как тепловое движение ионов препятствует движению свободных электронов. Металлы переходных групп периодической системы (железо, кобальт, никель) обладают ферромагнетизмом, который утрачивается при нагреве.

Чистые металлы в технике применяют сравнительно редко отчасти потому, что большинство металлов в чистом виде в природе не встречается, а отчасти из-за невозможности получить у изделий из чистых металлов комплекс необходимых свойств. Как правило, используют металлические сплавы, т. е. вещества получаемые сплавлением двух или более металлов, а также металлов с неметаллами, причем металлическая часть количественно преобладает. Химические элементы, составляющие сплав, называют его компонентами. В жидком сплаве компоненты, как правило, взаимно растворяются, после же затвердевания они растворяются друг в друге не всегда и не полностью. В зависимости от характера взаимодействия компонентов сплавы могут иметь разную структуру, т. е. разные кристаллические решетки (атомную структуру) и разную зернистую структуру, видимую под микроскопом (микроструктуру).

Так, если компоненты А и В сплава не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не образуют друг с другом химического соединения, то сплав имеет структуру механической смеси, состоящей из чередующихся участков (зерен) компонентов Л и В. При этом в каждом зерне компонента А или В кристаллическая решетка такая же, как и решетка компонента А или В в чистом виде. Если компоненты А и В могут образовывать химическое соединение А_мВ_п, то в структуре появляются зерна этого соединения, имеющего свою кристаллическую решетку, отличную от решетки А и В. При этом сплавы, богатые компонентом А, представляют собой механическую смесь компонента А и соединения А_мВ_п, а сплавы, богатые В, — механическую смесь компонента В и А_мВ_п.

Свойства сплавов металла

Металлы как с металлами, так и с неметаллами могут в твердом состоянии образовывать растворы, которые называют твердыми. Растворы замещения компонента В в компоненте А имеют кристаллическую решетку А (растворителя), в которой отдельные атомы А заменены атомами В. У растворов внедрения атомы растворенного вещества В располагаются между атомами растворителя А.

Свойства сплавов определяются, с одной стороны, свойствами компонентов, а с другой — характером взаимодействия компонентов, т. е. структурой сплава. У сплавов, имеющих структуру механической смеси компонентов А и В, свойства являются промежуточными между свойствами компонентов А и В. У сплава, представляющего собой механическую смесь чистого металла А и химического соединения А_мВ_п, свойства будут промежуточными между свойствами А и А_мВ_п. При этом свойство сплава изменяется в линейной зависимости от состава, так что вклад каждого компонента (или химического соединения) в свойство сплава пропорционален количеству этого компонента (или соединения).

Указанное правило относится к таким свойствам, как плотность, твердость, электросопротивление, коэффициент линейного расширения и др. Оно недействительно для стойкости против электрохимической коррозии, которая у механических смесей ниже, чем у чистых металлов.

Свойства сплавов, образующих твердые растворы, имеют другой характер зависимости от концентрации компонентов. В частности, твердость и электросопротивление твердых растворов больше, чем у каждого из компонентов. Так, твердость сплавов золота с медью выше, чем твердость меди и твердость золота. Электросопротивление сплавов никеля с хромом выше, чем у никеля и хрома.

Металлы и сплавы классифицируют на черные и цветные.

Железо и его сплавы

Железо и его сплавы называются в технике черными металлами. Железо может существовать в двух кристаллических модификациях: Fе_а (альфа) — железо с решеткой К8, существующее при низких температурах, и Fе_т (гамма) — железо с решеткой К12, существующее при высоких температурах. В земной коре железо в чистом виде не встречается и содержится большей частью в виде окисных соединений; при восстановлении этих соединений углеродом в доменных печах образуется сплав железа с углеродом, называемый чугуном. Кроме углерода, чугун содержит в виде неизбежных примесей кремний, марганец, фосфор и серу. Некоторые виды чугуна применяют в качестве материала для отливок, а некоторые подвергают дальнейшему переделу в сталеплавильных печах.

Стали

Сплавы, содержащие до 2% углерода, называются сталями. Стальные слитки после их затвердевания подвергают прокатке (реже ковке) на прутки, листы, полосы. Кроме железа и углерода, стали содержат так называемые постоянные примеси, т. е. элементы присутствие которых обусловлено или технологией производства чугуна и стали (марганец, кремний), или невозможностью удаления при выплавке (сера, фосфор). В сталь могут быть введены также дополнительные (легирующие) элементы, например хром, никель, вольфрам и др. При повышении содержания постоянных примесей с целью изменения свойств стали их также рассматривают как легирующие элементы. Сталь, не содержащая легирующих элементов, называется углеродистой, а содержащая эти элементы — легированной. Сплавы железа, содержащие небольшие количества примесей (в сумме до 0,2%), называются техническим железом.

Углерод присутствует в стали в виде химического соединения с железом Ре₃С (карбида железа), называемого цементитом и имеющего высокую твердость.

При комнатной температуре структура углеродистой стали представляет собой механическую смесь а-железа, почти не растворяющего углерод, называемого также ферритом, и цементита. Чем больше в стали цементита, тем она тверже.

Иногда, чтобы повысить твердость, прочность и износоустойчивость стали, ее подвергают закалке. Эта операция термической обработки состоит из нагрева до температуры 750—900° С (в зависимости от содержания углерода) с последующим резким охлаждением в воде или минеральном масле. При нагреве кристаллическая решетка а-железа перестраивается в решетку у-железа. Эта модификация железа способна растворить значительное количество углерода, поэтому цементит разлагается и углерод переходит в твердый раствор в у-железе, называющийся аустенитом, сама операция нагрева под закалку называется аустенитизацией.

При быстром охлаждении от температуры аустенитизации у-железо стремится снова превратиться в а-железо, однако углерод при этом не успевает выделиться из твердого раствора. В результате после охлаждения образуется пересыщенный раствор углерода в а-железе, называющийся мартенситом. Его кристаллическая решетка несколько отличается от решетки а-железа, так как ее элементарная ячейка представляет собой объемно-центрированный куб, немного вытянутый в одном направлении и сжатый в двух направлениях, перпендикулярных первому. Такая решетка называется тетрагональной. Твердость мартенсита возрастает с увеличением содержания углерода в стали (от 35НRС(Твердость стали после термообработки обычно определяется на приборе Роквелла путем измерения глубины внедрения в испытуемую поверхность алмазного корпуса под нагрузкой 150 кгс. Твердость по Роквеллу дается в условных единицах и обозначается HRС) при 0,2% углерода до 65HRС при 0,8% углерода); при дальнейшем увеличении содержания углерода твердость закаленной стали изменяется мало. Непосредственно в закаленном состоянии сталь не применяется из-за большой хрупкости и значительных остаточных напряжений. Для улучшения свойств закаленную сталь подвергают отпуску, т. е. нагреву при 423—923°К (150—650°С), при котором пересыщенный твердый раствор постепенно распадается, выделяя углерод в виде частичек цементита. При этом тетрагональная кристаллическая решетка мартенсита все более приближается к кубической решетке феррита.

Одновременно с изменением структуры при отпуске снимаются остаточные напряжения, возникшие при резком охлаждении во время закалки.

Чем выше температура отпуска, тем меньше твердость стали и тем больше ее вязкость. Чтобы получить сочетание высокой твердости и износостойкости стали с высокой вязкостью, применяются различные методы поверхностного упрочнения. Так, при поверхностной закалке нагрев производится токами высокой частоты, которые распространяются только по наружной поверхности детали, оставляя сердцевину холодной.

После резкого охлаждения такая деталь будет иметь закаленный поверхностный слой и незакаленную сердцевину. Другим способом поверхностного упрочнения является поверхностное науглероживание, называемое цементацией. Деталь изготовляется из малоуглеродистой стали (около 0,25% углерода) и затем насыщается с поверхности углеродом до содержания около 1%.

Классификация углеродистых сталей

Рисунок. Классификация углеродистых сталей.

После закалки науглероженная поверхность стали получает высокую твердость, а сердцевина с малым содержанием углерода остается сравнительно мягкой и вязкой. Применяется также упрочнение путем поверхностного насыщения стали азотом (азотирование), азотом и углеродом одновременно (цианирование, нитроцементация) и другие методы химико-термической обработки. Две большие группы углеродистых сталей — конструкционные и инструментальные — различаются по содержанию углерода.

Конструкционные стали, применяемые для крепежных изделий, шестерен, валиков, пружин и других деталей механизмов и большинства металлоизделий, не требующих очень высокой твердости, содержат невысокое количество углерода (до 0,7%). Малоуглеродистые стали (до 0,25% С) используют в деталях, испытывающих малые нагрузки, а также в деталях с поверхностным упрочнением при помощи цементации. Стали с содержанием углерода 0,3—0,5% применяют для производства крепежных изделий, валиков, втулок и др., а стали с содержанием 0,6—0,7% углерода — для изготовления пружин.

Если напряжения, действующие на изделие, невелики и изделие не подвергается сильному истиранию, то сталь можно применять в «сыром» виде, т. е. без упрочняющей термической обработки. В противном случае используется термическая и химико-термическая обработка для повышения твердости и механических свойств стали.

Конструкционная углеродистая сталь

У конструкционной углеродистой стали, предназначенной для изготовления изделий без применения термообработки, а также других операций, изменяющих структуру стали (горячей механической обработки, сварки и др.), свойства будут определяться непосредственно качеством стали в состоянии поставки.

Такая сталь относится стандартом к группе А и поставляется с гарантией определенных механических свойств, без указания содержания углерода и других примесей. Стали этой группы обозначаются СтО, Ст1 и т. д. С возрастанием номера стали увеличивается содержание в ней углерода и соответственно гарантируемая величина предела прочности. Если же при изготовлении изделий применяются операции, влияющие на свойства стали, то существенны не те свойства, которые сталь имеет в состоянии поставки, а те, которые она получит в результате горячей обработки. В этом случае (стали группы Б) гарантируются пределы содержания углерода, кремния и марганца. У этих сталей в марке имеется буква М, К и Б, что обозначает соответственно «мартеновская», «кислородно-конверторная» и «бессемеровская».

Некоторые стали после номера имеют дополнительное обозначение КП, ПС, СП, т. е. кипящая, полуспокойная, спокойная, что указывает на технологическую особенность разливки. В сталях КП и ПС ограничено содержание кремния, что важно для повышения их пластичности при глубокой вытяжке.

У стали группы В, применяемой для сварных конструкций, гарантируются как механические свойства, так и химический состав. Например, сталь ВСт1 имеет металлические свойства такие же, как сталь Ст1, а химический состав такой же, как у стали МСт1.

Качественные углеродистые стали содержат меньше фосфора и серы и маркируются цифрами, указывающими содержание углерода в сотых долях процента.

Углеродистые инструментальные стали имеют букву У в начале обозначения и цифру, показывающую количество углерода в десятых долях процента (например, У12 обозначает 1,2% углерода). Буква Г обозначает повышенное содержание марганца, а буква А высокое качество, т. е. пониженное содержание вредных примесей.

Инструментальные стали предназначены для производства режущего и мерительного инструмента, а также деталей с высокой износостойкостью. Применяются всегда в термообработанном виде.

Сталь с содержанием 0,6—0,8% С используют для изготовления ударных инструментов (молотков и зубил, столярного и пневматического инструмента); сталь с содержанием 0,9— 1%. С — сверл, метчиков, фрез, напильников, ножей для резки бумаги и кожи; сталь с содержанием 1,2—1,3% С — для особо твердого инструмента — бритв, граверного и хирургического инструмента.

У конструкционных легированных сталей цифры в начале обозначения показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Цифры, следующие после букв, указывают среднее содержание соответствующего легирующего элемента, причем если содержание этого элемента не превышает 1%, то цифры отсутствуют. Например, марка стали, содержащей 0,28—0,35% углерода, 0,8—1,1% хрома, 0,9—1,2% марганца и 0,8—1,2% кремния обозначается 30ХГС. В инструментальной легированной стали содержание углерода указывается иногда в десятых долях процента (например, 9ХС означает хромокремнистую сталь с содержанием 0,9% углерода), а иногда не указывается совсем (обычно при содержании углерода более 1%).

Некоторые группы сталей имеют в обозначении букву, указывающую их назначение, например Р — быстрорежущие, Ш — шарикоподшипниковые, Е — магнитные и др.

Буква А в конце обозначения легированных сталей, так же, как у углеродистых, показывает пониженное содержание вредных примесей. Из легированных конструкционных сталей наиболее распространены хромистые, хромо-никелевые, хромо-марганцевые и хромо-марганцево-кремниевые; из легированных инструментальных — хромистые, хромо-кремниевые и др.

Легированные стали

К легированным относят стали, в состав которых для изменения их структуры и свойств вводят так называемые легирующие элементы (хром, кремний, марганец, молибден и др.).

Наиболее важным свойством легирующих элементов является повышение способности стали принимать закалку. Если для сквозной закалки детали из углеродистой стали требуется очень резкое охлаждение (в воде, в водных растворах солей), то для закалки детали больших размеров из легированной стали применяется менее резкое охлаждение в масле, а иногда и на спокойном воздухе. Таким образом, легирование стали позволяет получить качественную закалку крупных деталей без опасения появления закалочных трещин, повышенных остаточных напряжений или деформации и коробления деталей. Наряду с увеличением способности принимать закалку легирующие элементы могут сообщать стали ряд полезных свойств — например, повышенную вязкость, способность сохранять твердость при нагреве, коррозионную стойкость и др.

При маркировке легированных сталей применяют следующие буквенные обозначения элементов: Н — никель, X — хром, М — молибден, Г — марганец, В — вольфрам, Ф — ванадий, Т — титан, Ю — алюминий, С — кремний.

Быстрорежущие стали

Применение высоких скоростей резания при разных видах станочной обработки металлов приводит к разогреву лезвия инструмента до температуры около 600°С (873° К). В этих условиях инструмент из углеродистой или малолегированной инструментальной стали отпускается и теряет твердость. Быстрорежущая сталь (содержащая 0,7—1,5% углерода, около 4% хрома, 1—2% ванадия, 8—18% вольфрама и до 10% кобальта) выдерживает без снижения твердости нагрев лезвия режущего инструмента до 893—923° К (620—650°С).

Из-за того, что эта температура отвечает видимому накалу стали до красного цвета, такую устойчивость стали при нагреве называют красностойкостью. Быстрорежущие стали маркируют буквой Р, после которой следует цифра, указывающая содержание вольфрама. Дальнейшие буквы и цифры обозначают содержание ванадия или кобальта. Например, сталь Р9К10 содержит 9% вольфрама и 10% кобальта.

Техническое железо, углеродистые и малолегированные стали не обладают коррозионной стойкостью в атмосфере и водных средах. Введение в сталь больших количеств хрома (свыше 12—14%) приводит к тому, что при воздействии агрессивных сред на поверхности стали образуется непроницаемая пленка окислов хрома, в результате чего сталь становится устойчивой в атмосфере и некоторых средах.

Хромистые нержавеющие стали

Хромистые нержавеющие стали 1X13,2X13, 3X13, 4X13 содержат 13% хрома и соответственно 0,1, 0,2, 0,3 и 0,4% углерода и применяются для изготовления медицинского инструмента, ножей, бритв, нержавеющей посуды и др. Стали 3X13 и 4X13 после закалки получают высокую твердость. Более высокой коррозионной стойкостью, чем хромистые стали, обладают малоуглеродистые хромо-никелевые кислотостойкие стали. Из них наиболее распространенная сталь Х18Н9 содержит 18% хрома, 9% никеля и 0,15%, углерода. Она обладает малой твердостью и чрезвычайно высокой пластичностью и применяется для изготовления посуды (кастрюль и т. д.) глубокой вытяжкой. Иногда в эту сталь добавляют небольшое количество титана (Х18Н9Т) для повышения коррозионной стойкости после сварки. Для инструментальных товаров увеличения твердости рабочей части достигают, применяя твердые сплавы.

Твердые сплавы, предназначенные для оснащения высокопроизводительного режущего инструмента, получают методом порошковой металлургии. Порошки весьма твердых карбидов вольфрама (WС) или титана (ТiС) смешивают с порошком кобальта, который является связующим веществом, и прессуют. Полученные прессовки требуемой формы подвергают нагреву при высоких температурах, при котором происходит спекание порошков в компактный сплав. Из-за того, что твердые сплавы дороги, их при изготовлении инструмента припаивают медью к режущим частям инструмента из углеродистой стали.

Чугуны

Железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2% углерода, называются чугунами. Кроме углерода, в чугунах содержится значительное количество кремния и марганца, а также примеси серы и фосфора. В результате доменной плавки чугун получается в виде чушек; он может идти или на дальнейшую переплавку на сталь (передельный чугун), или на производство чугунных отливок (литейный чугун). Литейный чугун изготовляют марок ЛКО, ЛК1 и т. д. до ЛК5 (с возрастанием номера чугуна содержание кремния убывает от 3,25 до 1,25%).

Для свойств чугунных отливок имеет значение их микроструктура. В зависимости от состояния углерода различают белые, серые, ковкие и высокопрочные чугуны. В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита; в сером чугуне большая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита, причем графитовые включения имеют форму пластин; в ковком чугуне углерод также присутствует преимущественно в свободном виде, но включения графита имеют форму хлопьев; в высокопрочных чугунах графитовые включения имеют форму шариков. Состояние углерода в чугуне зависит, с одной стороны, от химического состава чугуна, а с другой — от скорости его затвердевания в форме при отливке. Чем больше в чугуне углерода и кремния и чем толще стенка чугунной отливки, тем больше склонность чугуна к графитизации, т. е. к получению углерода в свободном виде. Наоборот, чем больше в чугуне марганца и чем тоньше стенка отливки, тем больше склонность чугуна к дефекту отбеливания, т. е. к получению углерода в связанном виде. Ковкий чугун получается из белого чугуна путем длительного нагрева отливок при 1173—1273°К (900—1000° С), в результате чего цементит распадается, освобождая углерод в виде графита. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом получается путем добавки в жидкий чугун перед разливкой в формы небольших количеств магния, церия или цезия, в результате чего графитные включения в затвердевшем чугуне приобретают сферическую форму. Этот процесс называется модифицированием чугуна.

Белый чугун очень хрупок и используется в отливках редко. Наиболее широкое применение имеет серый чугун, который легко получается в отливках, хорошо обрабатывается резанием, обладает достаточно высокой прочностью, хорошо сопротивляется износу. Свойства чугуна в отливках стандартизированы: в обозначение серого чугуна вводят начальные буквы Сч и два числа, характеризующие гарантируемую прочность при растяжении и изгибе.

Например, обозначение Сч 18—36 означает отливку из серого чугуна с пределом прочности при растяжении не менее 176 Мн/м² (18 кгс/мм²) и пределом прочности при изгибе не менее 353 Мн/м² (36 кгс/мм²). В обозначение ковкого и высокопрочного чугунов входят начальные буквы Кч или Вч, а также числа, обозначающие прочность при растяжении и удлинение. Например, Вч 50-1,5 означает высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении не менее 490 Мн/м² (50 кгс/мм²) и удлинением не менее 1,5%.

Алюминий и его сплавы

Чистый алюминий имеет малую плотность и низкую температуру плавления. По величине электропроводности и теплопроводности алюминий стоит на третьем месте после серебра и меди. Он обладает очень высокой пластичностью и выдерживает большие деформации при обработке давлением, слабо корродирует на воздухе и в некоторых других средах.

Сплавы алюминия делятся на деформируемые, т. е. применяемые в виде прутков, поковок, штамповок, проволоки, и на литейные, изделия из которых получаются при помощи литья. К первой группе относятся сплавы алюминия с магнием (обозначаются АМ) и с марганцем (обозначаются АМц). Деформируемыми сплавами являются также дюралюмины, т. е. сплавы алюминия с медью, марганцем и магнием, обозначаемые буквой Д. К литейным алюминиевым сплавам относятся силумины, т. е. сплавы алюминия с кремнием, обозначаемые Ал., а также вторичные алюминиевые сплавы, получаемые путем переплавки промышленных отходов алюминиевых изделий, лома и стружки. Их обозначают дополнительной буквой Ч.

Дюралюмин обладает более низкой стойкостью против коррозии, чем чистый алюминий. Высокую прочность и хорошую коррозионную стойкость сочетает в себе плакированный дюралюмин, т. е. дюралюмин, покрытый тонким слоем чистого алюминия.

Медь и ее сплавы

Чистая медь имеет высокую электропроводность и теплопроводность, хорошо поддается обработке давлением, слабо окисляется в сухой атмосфере и в ряде случаев обладает достаточной механической прочностью. Техническая медь широко применяется в электро- и радиотехнике. Марки технической меди М1, М2, МЗ имеют суммарное содержание примесей соответственно до 0,1, 0,3 и 0,5%.

Сплавы меди с цинком называются латунями. Их маркируют буквой Л, за которой следует число, Обозначающее содержание меди. Например, латунь с содержанием 32% цинка и 68% меди обозначается Л68.

Латуни хорошо поддаются горячей и холодной обработке давлением и выпускаются в виде лент, листов, прутков, проволоки и сетки. Латуни обладают высокой коррозионной стойкостью и декоративной окраской. Чем больше в латуни цинка, тем она дешевле, так как цинк дешевле меди. Поэтому наиболее широко применяют латуни со значительным содержанием цинка — Л59, Л62 и Л68. Пластичность латуни Л59 недостаточна для проведения глубокой вытяжки, и детали из нее могут быть изготовлены только вырубкой в штампах. Для улучшения обрабатываемости резанием в эту латунь добавляют 0,8—1,9% свинца (марка ЛС59). Латуни Л62 и особенно Л68 обладают большей пластичностью и применяются для глубокой вытяжки. Сплавы с высоким содержанием меди — полутомпак Л80 и томпак Л90 — обладают значительной .пластичностью; они имеют красивый золотистый цвет, хорошо воспринимают эмалировку, золочение и используются для изготовления художественных изделий.

Сплавы меди с оловом, называемые оловянными бронзами, имеют высокие антифрикционные свойства, малый коэффициент трения, небольшой износ, хорошую притираемость в паре со сталью. Оловянные бронзы обладают также высокой коррозионной стойкостью. Они не поддаются обработке давлением и применяются только для литья. Применение бронзы для отливок сложной формы (художественного литья) объясняется их хорошими литейными свойствами. Оловянные бронзы при маркировке обозначают буквами Бр (бронза) и О (оловянная), после которых следует число, указывающее содержание олова. Например, для изготовления пароводяной арматуры, подшипников скольжения и сложного фасонного литья применяется бронза с содержанием 10% олова, обозначаемая БрО-10.

Кремниевые и бериллиевые бронзы отличаются высокой упругостью и применяются для изготовления пружин и пружинящих электрических контактов. Среди других сплавов меди следует отметить медно-никелевые сплавы: мельхиор, содержащий 19% никеля, применяется для изготовления посуды и столовых приборов; нейзильбер — сплав с 15% никеля и 20% цинка — используется для изготовления посуды, ювелирных изделий, часов и др. Эти сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, имеют красивый серебристый цвет и удовлетворительно обрабатываются давлением.

Никель и его сплавы

Чистый никель применяется главным образом в качестве гальванического защитно-декоративного покрытия в связи с его устойчивостью против атмосферной коррозии. Коррозионная стойкость никеля, так же как и хрома, связана с образованием защитной пленки окислов. Из сплавов никеля в первую очередь следует упомянуть нихром Х20Н80 и ферронихром Х15Н60. Первый — сплав никеля с хромом, второй содержит, кроме этих элементов, около 25% железа. Эти сплавы имеют большое удельное электросопротивление и малый температурный коэффициент электросопротивления, т. е. отличаются малым изменением электросопротивления при изменении температуры. Сплавы обладают высокой окалиностойкостью и могут длительно нагреваться при температурах до 1273° К (1000°С). Эти свойства делают никель-хромовые сплавы незаменимым материалом для изготовления нагревательных элементов электропечей и электрических приборов. Сплав с содержанием 36% никеля, инвар (Н36), практически не расширяется при нагреве и применяется для деталей точных приборов и часовых механизмов, а также для изготовления биметаллических полосок для терморегуляторов.

Олово и легкоплавкие металлы

Олово — металл с низкой температурой плавления, обладающий высокой стойкостью к большинству органических кислот и других соединений, поэтому имеет широкое применение в качестве защитного покрытия в посуде.

Покрытие оловом (лужение) производится путем погружения изделия в расплавленное олово или (реже) гальваническим методом. Для лужения применяют олово марок 01 и 02.

Припои — сплавы, служащие для пайки металлов. Мягкие припои — сплавы олова и свинца — имеют низкую температуру плавления и дают спай невысокой прочности. Мягкие припои обозначают буквами ПОС (припой оловянно-свинцовый) и цифрами, показывающими количество олова.

Высокую прочность спая дают серебряные припои (обозначаются ПСр и цифрами, показывающими содержание серебра).

Благородные металлы. К благородным металлам относятся золото, серебро, платина и металлы платиновой группы и их сплавы. Они практически не корродируют на воздухе, в воде и большинстве других сред. В ювелирном и зубопротезном деле применяются сплавы золота с серебром и медью, имеющие цвет золота и высокую пластичность.