Технологии выплавки сплавов с памятью формы и технологий изготовления из них продукции с высокой степенью готовности (термомуфты, силовые пружины, термодатчики, термореле, замковые механизмы и др.).

Технология получения сверхпрочных сплавов алюминия армированных углеродистыми нановолокнами

Титановые сплавы превосходят как алюминиевые, так и магниевые в отношении предела прочности и модуля упругости. Их плотность больше, чем всех других легких сплавов, но по удельной прочности они уступают только бериллиевым. При достаточно низком содержании углерода, кислорода и азота они довольно пластичны. Электрическая проводимость и коэффициент теплопроводности титановых сплавов малы, они стойки к износу и истиранию, а их усталостная прочность гораздо выше, чем у магниевых сплавов. Предел ползучести некоторых титановых сплавов при умеренных напряжениях (порядка 90 МПа) остается удовлетворительным примерно до 600° C, что значительно выше температуры, допустимой как для алюминиевых, так и для магниевых сплавов. Титановые сплавы достаточно стойки к действию гидроксидов, растворов солей, азотной и некоторых других активных кислот, но не очень стойки к действию галогеноводородных, серной и ортофосфорной кислот.

Магниевые сплавы легки, характеризуются высокой удельной прочностью, а также хорошими литейными свойствами и превосходно обрабатываются резанием. Поэтому они применяются для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей, корпусов для автомобильной оснастки, колес, бензобаков, портативных столов и т.п. Некоторые магниевые сплавы, обладающие высоким коэффициентом вязкостного демпфирования, идут на изготовление движущихся частей машин и элементов конструкции, работающих в условиях нежелательных вибраций.

Основной сектор черной металлургии – выплавка передельного чугуна в доменной печи. Для работы доменной печи необходимы большие количества руды, топлива (каменного угля), известняка и воды (для охлаждения). Железная руда и топливо в наши дни могут быть доставлены в любую точку мира. Поэтому, например, в Японии чугун может выплавляться из руды, добытой в Австралии, и на угле из Западной Виргинии (США).

Современная промышленность нуждается в легких сплавах высокой прочности, обладающих хорошими высокотемпературными механическими свойствами. Основными металлами легких сплавов служат алюминий, магний, титан и бериллий. Однако сплавы на основе алюминия и магния не могут применяться в условиях высокой температуры и в агрессивных средах.

Обычный припой (третник) представляет собой сплав примерно одной части свинца с двумя частями олова. Он широко применяется для соединения (пайки) трубопроводов и электропроводов. Из сурьмяно-свинцовых сплавов делают оболочки телефонных кабелей и пластины аккумуляторов. Сплавы свинца с кадмием, оловом и висмутом могут иметь точку плавления, лежащую значительно ниже точки кипения воды (~70° C); из них делают плавкие пробки клапанов спринклерных систем противопожарного водоснабжения. Пьютер, из которого ранее отливали столовые приборы (вилки, ножи, тарелки), содержит 85–90% олова (остальное – свинец). Подшипниковые сплавы на основе свинца, называемые баббитами, обычно содержат олово, сурьму и мышьяк.

В основном это латуни, т.е. медные сплавы, содержащие от 5 до 45% цинка. Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), а с содержанием 20–36% Zn – желтой (альфа-латунью). Латуни применяются в производстве различных мелких деталей, где требуются хорошая обрабатываемость и формуемость. Сплавы меди с оловом, кремнием, алюминием или бериллием называются бронзами. Например, сплав меди с кремнием носит название кремнистой бронзы. Фосфористая бронза (медь с 5% олова и следовыми количествами фосфора) обладает высокой прочностью и применяется для изготовления пружин и мембран.

Сплавы железа с углеродом, содержащие его до 2%, называются сталями. В состав легированных сталей входят и другие элементы – хром, ванадий, никель. Сталей производится гораздо больше, чем каких-либо других металлов и сплавов, и все виды их возможных применений трудно было бы перечислить. Малоуглеродистая сталь (менее 0,25% углерода) в больших количествах потребляется в качестве конструкционного материала, а сталь с более высоким содержанием углерода (более 0,55%) идет на изготовление таких низкоскоростных режущих инструментов, как бритвенные лезвия и сверла. Легированные стали находят применение в машиностроении всех видов и в производстве быстрорежущих инструментов. См. также СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ.

Все сплавы серебра, которые используются в ювелирном деле, в отличие от золота, имеют только один легирующий компонент - медь. Она повышает твердость сплавов, сохраняя при этом достаточную пластичность, ковкость и тягучесть. Все серебряные сплавы имеют одинаковый цвет и отличаются только процентным содержанием серебра.

Теоретически существуют четыре основных пробы серебра, соответственно имеющие 91,6%; 87,5%; 80 и 50% этого металла. Однако реально в ювелирном деле используются только два сплава 916-й и 875-й проб. Серебряные сплавы маркируются аналогично золотым. Например, маркировка СрМ916 означает, что в сплаве 91,6% серебра, а остальное - медь.

Для придания сплаву пластичности, мягкости, ковкости в составе используется серебро. Оно же понижает температуру плавления, что значительно облегчает процесс обработки металла. Добавление серебра придает золоту цвет от бледно-зеленого до почти белого. При содержании серебра более 30% цвет сплава становится желто- белым и бледнеет, по мере увеличения процента серебра. При содержании в сплаве более 65% серебра желтый цвет почти полностью исчезает.

Медь увеличивает твердость сплава, обусловливает ковкость, тягучесть, пластичность. Она же меняет цвет сплава от ярко-красного, при содержании меди порядка 14,6% , однако, понижает антикоррозионные свойства металла, и при ее большом содержании поверхность сплава обычно темнеет.

Палладий позволяет повысить температуру плавления золота, обеспечивая пластичность и ковкость. Добавление в сплав палладия окрашивает его в бурый или белый цвет, если процент содержания палладия превышает 10%.