Цветные металлы: классификация, области применения. Металлические проводниковые и полупроводниковые материалы
Размещено на http://www.allbest.ru/ Министерство образования Российской Федерации Институт дистанционного образования ГОУ ВПО « Тюменский государственный университет » Курсовой проект по дисциплине: Материаловедение Цветные металлы: классификация, области применения. Металлические проводниковые и полупроводниковые материалы Разработал студент Петренко Н. В Нижневартовск 2010 Введение В данном курсовом проекте будет освещен материал по темам «Цветные металлы: классификация, области применения» и «Металлические проводниковые и полупроводниковые материалы, магнитные материалы», вторую из них совместил из трех тем, чтобы показать основу по роду моей профессии, т.к. занят в энергетической области. 1. Цветные металлы: классификация, области применения 1.1 Классификация цветных металлов Цветные металлыВсе применяемые в технике металлы и сплавы делятся на чёрные и цветные. К чёрным металлам относят железо и его сплавы (сталь, чугун, ферросплавы). Все остальные металлы и сплавы составляют группу цветных металлов. Наибольшее распространение в технике получили чёрные металлы. На их долю приходится свыше 90% производимой металлопродукции. Это обусловлено большими запасами железных руд в земной коре, сравнительно простой технологией выплавки чугунов и сталей, их высокой конструктивной прочностью (прежде всего сталей) и относительно небольшой стоимостью. 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. Цветные металлы дороже чёрных, и, когда это возможно, их заменяют чёрными металлами, пластмассами и другими более дешёвыми материалами. Однако цветные металлы имеют свойства, которые делают их применение в технике незаменимым. Например, медь и алюминий обладают высокой электро- и теплопроводностью и используются для изготовления проводников электрического тока в электротехнике, в различных теплообменниках, радиаторах, холодильниках. Сплавы магния, алюминия и титана благодаря малой плотности, высокой удельной прочности широко применяются в самолётостроении, космической технике и т.д. Из цветных металлов и сплавов наибольшее распространение получили сплавы алюминия и меди. Из года в год возрастает интерес к титану и его сплавам, которые широко применяются в авиа- и ракетостроении, в химической промышленности, цветной металлургии и т.д. Цветные металлы условно подразделяются на: · легкие (литий, магний, бериллий, алюминий, титан и др.), обладающие малой плотностью (до 5000 кг/м3); · легкоплавкие (ртуть, цезий, галлий, рубидий, олово, свинец, цинк и др.), имеющие низкую температуру плавления; · тугоплавкие (вольфрам, тантал, молибден, ниобий и др.), температура плавления которых более высокая, чем железа (1539 °С); · благородные (золото, серебро, металлы платиновой группы), обладающие высокой коррозионной стойкостью; · урановые - актиниды, используемые в атомной технике; · редкоземельные (РЗМ) (скандий, иттрий, лантан и лантаниды), применяемые в качестве присадок к сплавам других элементов; · щелочные (натрий, калий, литий и др.), не находящие применения в свободном состоянии (за исключением особых случаев, например в качестве теплоносителей в ядерных реакторах). цветной металл электромагнит сплавТаблица 1. Плотность металлов и сплавов|
Плотность металлов (при 20°C): | | | т/м3 | | Алюминий | 2.6889 | | Вольфрам | 19.35 | | Графит | 1.9 -- 2.3 | | Железо | 7.874 | | Золото | 19.32 | | Калий | 0.862 | | Кальций | 1.55 | | Кобальт | 8.90 | | Литий | 0.534 | | Магний | 1.738 | | Медь | 8.96 | | Натрий | 0.971 | | Никель | 8.91 | | Олово (белое) | 7.29 | | Платина | 21.45 | | Плутоний | 19.25 | | Свинец | 11.336 | | Серебро | 10.50 | | Титан | 4.505 | | Уран | 19.04 | | Хром | 7.18 | | Цезий | 1.873 | | Цирконий | 6.45 | | |
|
Плотность сплавов (при 20°C): | | | т/м3 | | Бронза | 7.5 -- 9.1 | | Сплав Вуда | 9.7 | | Дюралюминий | 2.6 -- 2.9 | | Константан | 8.88 | | Латунь | 8.2 -- 8.8 | | Нихром | 8.4 | | Платино-иридиевый | 21.62 | | Сталь | 7.7 -- 7.9 | | Сталь нержавеющая (в среднем) | 7.9 -- 8.2 | | марки 08Ч18Н10Т, 10Ч18Н10Т | 7,9 | | марки 10Ч17Н13М2Т, 10Ч17Н13М3Т | 8 | | марки 06ХН28МТ, 06ХН28МДТ | 7,95 | | марки 08Ч22Н6Т, 12Ч21Н5Т | 7,6 | | Чугун белый | 7.6 -- 7.8 | | Чугун серый | 7.0 -- 7.2 | | | 1.2 Цветные металлы: особенности применения и обработкиНа сегодняшний день цветные металлы имеют огромное значение для производства любого типа техники. Металл является химически простым веществом, обладающим такими характеристиками, как ковкость, теплопроводность, электропроводность; внешне отличается особым блеском. Цветные металлы -- техническое название всех металлов и их сплавов (кроме железа и его сплавов, называемых черными металлами). Термин в русском языке соответствует термину в европейских языках. Цветные металлы весьма востребованы в нашей стране, их производство широко распространено во всех регионах. Цветная металлургия -- отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. Различают металлургию легких металлов и металлургию тяжелых металлов. Применение цветных металловВ современной технике объем применения цветных металлов и сплавов на их основе непрерывно растет. В связи с бурным развитием авиастроения, ракетной и атомной техники, химической промышленности в качестве конструкционных материалов в настоящее время стали применять такие металлы (и сплавы на их основе), как титан, цирконий, никель, молибден и даже ниобий, гафний и др. Области применения отдельных цветных металлов и сплавов на их основе весьма разнообразны. Медь и ее сплавы широко используют в химическом машиностроении, для изготовления трубопроводов самого различного назначения, емкостей, различных сосудов в криогенной технике, в электроэнергетике и т. п. Алюминий и его сплавы применяют для изготовления различных емкостей в химической и пищевой промышленности. Сплавы на основе алюминия широко применяют для самолетов, ракет, судов, в строительстве и электроэнергетике. В связи с их сравнительно высокой прочностью при малой плотности, высокой коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах и высокими механическими свойствами при низких температурах. Особенности цветных металловНекоторые металлы (медь, магний, алюминий) обладают сравнительно высокими теплопроводностью и удельной теплоемкостью, что способствует быстрому охлаждению места сварки, требует применения более мощных источников теплоты при сварке, а в ряде случаев предварительного подогрева детали. Для некоторых металлов (медь, алюминий, магний) и их сплавов наблюдается довольно резкое снижение механических свойств при нагреве, в результате чего в этом интервале температур металл легко разрушается от ударов, либо сварочная ванна даже проваливается под действием собственного веса (алюминий, бронза). Все цветные сплавы при нагреве в значительно больших объемах, чем черные металлы, растворяют газы окружающей атмосферы и химически взаимодействуют со всеми газами, кроме инертных. Особенно активные в этом смысле более тугоплавкие и химически более активные металлы: титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден. Эту группу металлов часто выделяют в группу тугоплавких, химически активных металлов. Особенности обработки цветных металлов.Цветные металлы прочны и долговечны, способны переносить высокие температуры. Недостаток только один -- способность корродировать и разрушаться под воздействием кислорода . Одним из самых эффективных методов защиты цветного металла от атмосферной коррозии считается нанесение защитных лакокрасочных материалов. Существуют три группы средств для защиты металлических поверхностей: грунтовки, краски и универсальные препараты «три в одном». Грунтовка -- незаменимое средство борьбы с атмосферным окислением, одно- или двухслойное грунтование производится перед окрашиванием, помимо защитных свойств сообщая финишному покрытию лучшую адгезию к основанию. При выборе состава важно знать, что для разных металлов используются разные грунтовки Для алюминиевых оснований используют специальные грунтовки на цинковой основе либо уретановые краски. Медь, латунь и бронзу обычно не красят -- эти металлы поставляются на рынок с заводской обработкой, защищающей поверхность и подчеркивающей ее красоту. Если же целостность такого «фирменного» покрытия со временем нарушается , его лучше полностью удалить с помощью растворителя , после чего основание следует отполировать и покрыть эпоксидным или полиуретановым лаком.Основные цветные металлы:Алюминий Алюминий -- это цветной металл, который обладает высокой электропроводностью, хорошей пластичностью, но имеет низкие механические свойства. Различают алюминий первичный и вторичный.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|