Жељезни материјали се широко користе у машинској индустрији због своје супериорности, опсега механичких својстава и нижих трошкова. Ипак, обојени материјали се такође користе у разним применама због својих специфичних својстава у поређењу са легурама жељеза, упркос њиховој генерално високој цени. Пожељна механичка својства могу се добити у овим легурама каљењем радом, старењем, итд., Али не уобичајеним поступцима топлотне обраде који се користе за легуре гвожђа. Неки од главних обојених материјала од интереса су алуминијум, бакар, цинк и магнезијум
1. Алуминијум
Од свих обојених легура, алуминијум и његове легуре су најважнији због својих одличних својстава. Неке од особина чистог алуминијума за које се користи у машинској индустрији су:
1) Одлична топлотна проводљивост (0,53 кал / цм / Ц)
2) Одлична електрична проводљивост (376 600 / охм / цм)
3) Ниска густина масе (2,7 г / цм)
4) Ниска тачка топљења (658Ц)
5) Одлична отпорност на корозију
6) Није токсичан.
7) Има једну од највећих рефлексивности (85 до 95%) и врло малу емисивност (4 до 5%)
8) Веома је мекан и пластичан услед чега има врло добра производна својства.
Неке од примена где се чисти алуминијум углавном користи су у електричним проводницима, материјалима за радијаторе, клима уређајима, оптичким и светлосним рефлекторима и фолији и материјалима за паковање.
Упркос горе наведеним корисним применама, чисти алуминијум се не користи широко због следећих проблема:
1) Има малу влачну чврстоћу (65 МПа) и тврдоћу (20 БХН)
2. Веома је тешко заварити или залемити.
Механичка својства алуминијума могу се знатно побољшати легирањем. Главни легирајући елементи који се користе су бакар, манган, силицијум, никал и цинк.
Алуминијум и бакар чине хемијско једињење ЦуАл2. Изнад температуре од 548 Ц потпуно се раствара у течном алуминијуму. Када се ово прекине и вештачки остари (продужено држање на 100 - 150 ° Ц), добија се очврсла легура. ЦуАл2, који не стари, нема времена да се исталожи из чврстог раствора алуминијума и бакра и зато је у нестабилном положају (супер засићен на собној температури). Процес старења таложи врло фине честице ЦуАл2, што узрокује јачање легуре. Овај процес се назива очвршћавање раствором.
Остали легирајући елементи који се користе су до 7% магнезијума, до 1,5% мангана, до 13% силицијума, до 2% никла, до 5% цинка и до 1,5% гвожђа. Поред тога, у малим процентима могу се додати и титан, хром и колумбијум. Састав неких типичних легура алуминијума који се користе за трајно ливење и ливење под притиском дат је у Табели 2. 10 са њиховим применама. Механичка својства која се очекују од ових материјала након ливења помоћу трајних калупа или ливења под притиском приказана су у табели 2.1
2. Бакар
Слично алуминијуму, и чисти бакар такође има широку примену због следећих својстава
1) Електрична проводљивост чистог бакра је висока (5,8 к 105 / охм / цм) у свом најчишћем облику. Свака мала нечистоћа драстично смањује проводљивост. На пример, 0,1% фосфора смањује проводљивост за 40%.
2) Има врло високу топлотну проводљивост (0. 92 цал / цм / Ц)
3) То је тешки метал (специфична тежина 8,93)
4) Може се лако спојити лемљењем
5) отпорна је на корозију,
6) Има пријатну боју.
Чисти бакар се користи у производњи електричне жице, сабирница, преносних каблова, цеви за хладњаке и цевовода.
Механичка својства бакра у најчишћем стању нису баш добра. Мекан је и релативно слаб. Може се легирати профитабилно ради побољшања механичких својстава. Главни легирајући елементи који се користе су цинк, калај, олово и фосфор.
Легуре бакра и цинка називају се месингима. Са садржајем цинка до 39%, бакар чини једнофазну (α-фазну) структуру. Такве легуре имају високу дуктилност. Боја легуре остаје црвена све до садржаја цинка од 20%, али након тога постаје жута. Друга структурна компонента која се назива β-фаза појављује се између 39 и 46% цинка. Заправо је интерметално једињење ЦуЗн одговорно за повећану тврдоћу. Снага месинга се додатно повећава када се додају мале количине мангана и никла.
Легуре бакра са лименом називају се бронзе. Тврдоћа и чврстоћа бронзе се повећавају са набором садржаја калаја. Дуктилност се такође смањује повећањем процента калаја изнад 5. Када се дода и алуминијум (4 до 11%), резултујућа легура се назива алуминијумском бронзом, која има знатно већу отпорност на корозију. Бронзе су релативно скупе у поређењу са месингима због присуства калаја који је скуп метал.
3. Остали обојени метали
Цинк
Цинк се углавном користи у инжењерству због ниске температуре топљења (419,4 Ц) и веће отпорности на корозију, која се повећава с чистоћом цинка. Отпорност на корозију настаје стварањем заштитне оксидне превлаке на површини. Главне примене цинка су у поцинковању ради заштите челика од корозије, у графичкој индустрији и за ливење под притиском.
Мане цинка су јака анизотропија која се испољава у деформисаним условима, недостатак димензионалне стабилности у условима старења, смањење ударне чврстоће при нижим температурама и подложност међузрнастој корозији. Не може се користити за рад на температури изнад 95 ° Ц јер ће проузроковати значајно смањење влачне чврстоће и тврдоће.
Његова широка употреба у одливцима је зато што захтева нижи притисак, што резултира већим животним веком у односу на друге легуре за ливење под притиском. Даље, има врло добру обрадивост. Завршна обрада добијена одливањем цинка често је довољна за било какву даљу обраду, осим за уклањање блица присутног у равни раздвајања.
Магнезијум
Због своје мале тежине и добре механичке чврстоће, легуре магнезијума се користе у врло великим брзинама. За исту крутост, легуре магнезијума захтевају само 37,2% тежине челика Ц25, чиме се штеди на тежини. Два главна елемента за легирање су алуминијум и цинк. Магнезијумове легуре могу бити ливене у песак, трајно ливене у калупу или ливене под притиском. Особине компонената од легуре магнезијума изливене у песак упоредиве су са својствима компонената за трајни ливени или ливени део. Легуре за ливење под притиском углавном имају висок садржај бакра тако да омогућавају израду од секундарних метала ради смањења трошкова. Користе се за израду аутомобилских точкова, кућишта радилица итд. Што је већи садржај, то је већа механичка чврстоћа легура израђених од магнезијума, као што су ваљани и ковани делови. Легуре магнезијума могу се лако заварити већином традиционалних поступака заваривања. Веома корисна особина магнезијумових легура је њихова велика обрадивост. За обраду им је потребно само око 15% снаге у поређењу са ниско-угљеничним челиком.
Време објављивања: децембар 18-2020