Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Строительные материалы
Посмотреть оригинал

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

Из цветных металлов наибольшее применение в строительстве имеют сплавы алюминия, как конструкционный материал. Сплавы меди и титана употребляются главным образом в качестве запорнорегулировочной арматуры, водопроводно-отопительных и электротехнических систем зданий и сооружений.

Алюминий — металл серебристо-белого цвета, плотностью 2700 кг/м3 и температурой плавления 658 °С. Чистый алюминий вследствие малой прочности в строительных конструкциях применяется редко. Применение находят его сплавы.

Сплавы алюминия характеризуются прочностью при растяжении R = 100—700 МПа и относительным удлинением б = 6—22%. Модуль упругости алюминиевых сплавов почти в три раза ниже, чем у стали (0,7-105 МПа). Алюминиевые сплавы обозначаются марками, состоящими из букв и цифр, характеризующих состав сплава. Ниже в скобках приводятся примеры некоторых обозначений. Алюминиевые сплавы делятся на литейные и обрабатываемые давлением (деформируемые).

Литейные сплавы вследствие их низкой пластичности применяют в строительстве только для опорных частей конствукпий (сплав АЛ-8).

Деформируемые сплавы применяют для производства листов, прессованных профилей, труб и прутков, а также для изготовления деталей ковкой и штамповкой. Их механические свойства повышают легированием (элементами Mg, Mn, Си, Si, Al, Zn), пластическим деформированием (нагартовкой) и путем закалки с последующим старением при комнатной или повышенной температуре.

Деформируемые сплавы подразделяются на термически упрочняемые и неупрочняемые. К термически упрочняемым относятся сплавы: )авиаль (Al-Mg-Si) (АД31, АДЗЗ, АД35, АВ); 2) дюралюмин (Al-Cu-Mg) (Д1, Д16); 3) высокопрочные сплавы на основе Al-Zn-Mg- (Си) (В92, В95); 4) ковочные жаропрочные сплавы (Al-Mg-Si-Cu) (АК6, АК8).

К термически неупрочняемым относятся: 1) технический алюминий (сплав с содержанием примесей не более 1%) обозначается буквой Ас цифрой (А1); 2) алюминиево-марганцевый сплав (АМц); 3) алюминиево-магниевые сплавы (магналии) (АМг).

Вид обработки сплава обозначают буквами, добавленными через черточку к основной марке: М — отожженный (мягкий); Н — нагар- тованный; Н2 — полунагартованный; Т — закаленный и естественно состаренный; Т1 — закаленный и искусственно состаренный (при температуре 160—180 °С); Т4 — неполностью закаленный и искусственно состаренный, А — без обработки давлением, плак. — плакированный, Б — без плакирования.

Плакировкой называется покрытие листов из алюминиевых сплавов при прокатке тонким слоем (5% от толщины листа с каждой стороны) чистого алюминия, предохраняющим основной металл от коррозии. Нагартовка и полунагартовка применяются для термически неупрочняемых сплавов, закалка и старение — для термически упрочняемых.

Основными видами термической обработки алюминиевых сплавов является отжиг, закалка и старение. Отжиг происходит без фазовых превращений, как и отжиг I рода для стали, и применяется для снятия остаточных напряжений, гомогенизации, рекристаллизации и восстановления дозакалочных свойств сплава.

Добавка меди значительно повышает прочность алюминия, но снижает пластичность и антикоррозионные свойства. Марганец и магний повышают прочность и антикоррозионные свойства. Кремний повышает жидкотекучесть и легкоплавкость, но ухудшает пластичность. Цинк, особенно с магнием, значительно увеличивает прочность алюминия, но уменьшает стойкость к коррозии под напряжением. Для улучшения свойств алюминиевых сплавов в них вводят небольшое количество хрома, ванадия, титана, циркония и других элементов. Соотношение компонентов в тройных и многокомпонентных сплавах подбирается исходя из условий достижения после их термической обработки и старения высокой прочности и коррозионной стойкости, а также хорошей обрабатываемости давлением, прокаткой, резанием, сваркой.

Особые группы сплавов составляют спеченные алюминиевые порошки (САП) и сплавы (САС), а также пенистый алюминий, получаемый при замешивании порошка гидрида титана в жидком алюминии. Пеноалюминий имеет объемную массу 300—500 кг/м3, поэтому его можно применять как тепло- и звукоизоляционный материал.

Медь в чистом виде имеет небольшую прочность и высокую пластичность. Температура ее плавления 1083°С. Она плохо обрабатывается резанием, но хорошо деформируется в холодном и горячем состояниях. В строительстве медь применяется для водопроводных труб и кровельной черепицы.

Сплавы меди (латуни и бронзы) в строительстве применяют для декоративных целей (поручни, накладки, арматура для дверей и окон) и в сантехнике.

Латунь — сплав меди с цинком. Марки латуней обозначают буквой Л и цифрами, указывающими содержание меди в процентах. Прочность латуней при растяжении Rp = 250—600 МПа. Для улучшения свойств латуни подвергают холодному и горячему деформированию, рекри- сталлизационному отжигу при 500—700 °С и легированию добавками Sn, Si, Mn, Al, Fe, Pb, повышающими прочность, коррозионную стойкость и антифрикционные свойства. Специальные латуни маркируют: ЛА77—2 (латунь, содержащая 77% Си, 2% А1 и 21% Zn). ЛАЖ60—1—1 (латунь, содержащая 60% Си, 1 % Al, 1 % Fe и 38% Zn). Они представляют собой однородные твердые растворы и поэтому весьма пластичны.

Бронзы — сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, свинцом, бериллием и другими элементами.

Оловянистая бронза представляет твердый раствор 4—5% олова в меди. При большем содержании олова пластичность и литейные свойства бронзы резко снижаются. Перед обработкой давлением бронзу подвергают рекристаллизационному отжигу при 600—650°С. Для улучшения литейных свойств и повышения прочности в бронзу вводят до 1% фосфора. Бронзы, обрабатываемые давлением, имеют Rp = 350— 400 МПа, б = 40—70% (после отжига) и б = 4—12% (после холодной деформации).

Алюминиевые и кремнистые бронзы имеют механические свойства, аналогичные оловянистым бронзам, но более стойки в агрессивных средах и стоят дешевле.

Бериллиевые бронзы содержат 2—2,5% Be и обладают наилучшими свойствами из всех бронз. После закалки при 760—780 °С и старения при 300—350 °С механические свойства ее составляют: Rp = 1300— 1350 МПа, б = 1,5%.

Свинцовые бронзы содержат до 30% РЬ. Их компоненты не образуют твердых растворов. Они имеют невысокую прочность (Rp 60 МПа) и пластичность (б = 4%).

Маркируют все бронзы аналогично латуням. Например, БрОЦСНЗ-7—5—1 — оловянистая бронза, содержит 3% Sn, 7% Zn, 5% Pb, 1% Ni и 84% Си; БрАЖН 10—4—4 — алюминиевая бронза, содержит 10% А1, 4% Fe, 4% Ni и 82% Си.

Титан — металл серебристо-белого цвета, плавится при 1665±5°С. Существуют две модификации титана: при температуре ниже 882 °С — а-титан с гексагональной решеткой плотностью 4505 кг/м3, а при температуре 900 °С и выше — (3-титан с объемоцентрированной кубической решеткой плотностью 4320 кг/м3. На поверхности титана образуется прочная оксидная пленка, защищающая его от коррозии. Технический титан марок ВТ1—00, ВТ1—Ои ВТ1 —1 (/?р = 300—350 МПа, б = 20—30%), хорошо обрабатывается давлением и сваривается. Примеси N, С, О и Н повышают его прочность и твердость, но снижают антикоррозионные свойства, пластичность и ударную вязкость. Для улучшения механических и технологических свойств титан легируют добавками Al, Mo, V, Mn, Cr, Sn, Fe, Zn, Si.

Сплавы титана. Различают а-сплавы и (а + (3) — сплавы титана. Первые представляют собой твердые растворы с алюминием и легирующими элементами (Sn, Zn и Mo, Fe, Cr) в а-титане. Они не упрочняются термообработкой и подвергаются только рекристаллизационному отжигу при 780—850 °С. Вторые состоят из а и (3 твердых растворов и содержат кроме алюминия Cr, Mo, Fe. Они упрочняются закалкой и старением. Наиболее распространенные а-сплавы (ВТ5, ВТ5—1, ОТ4) имеют следующие показатели: Rp = 700—950 МПа, б = 12—25%; (а +13) — сплавы (ВТ6, ВТ8, ВТ14) — Rp = 950—1400 МПа, 6 = 8—15%. Титановые сплавы коррозионностойки, хорошо деформируются в горячем и холодном состоянии, поддаются сварке.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы