Metale i aliaje neferoase SG 1 M 1

Metale şi aliaje neferoase SG 1 -M 1 -2 -STUDIUL MATERIALELOR. Ing. RADUT ILEANA 1

Metalele neferoase utilizate în industrie datorită numeroaselor avantaje; ü se găsesc în natură sub formă de combinaţii chimice, în minereuri sau în stare naturală sau radioactive; ü aliajele neferoase, funcţie de natura metalului de bază se clasifică în: aliaje uşoare (Al), ultrauşoare (Mg), etc. Sau după destinaţie în: aliaje ü pentru cuzineţi (antifricţiune), aliaje pentru lipit, aliaje tipografice, etc. 2

Cu şi aliajele sale Cu este un metal de culoare roşiatică, greu (d. Cu=8, 95 g/cm 3) , relativ greu fuzibil (Ttop=10830 C); maleabil, rezistent la coroziunea atmosferică şi cu conductivitate termică şi electrică mare. Datorită proprietăţilor sale este utilizat în electrotehnică (conductor), industria chimică (conducte pentru lichide organice), la fabricarea schimbătoarelor de căldură (serpentine); Proprietăţile sale se pot îmbunătăţi prin aliere cu Zn, St, Al, Si, Be, Ni. 3

Alamele – aliaje ale Cu cu Zn § Alame deformabile (laminabile) § Alame turnate § Alame pentru lipit ALIAJELE CUPRULUI Bronzurile –aliaje ale Cu cu elemente ca: Sn, Al, Be, Pb. Alamele deformabile binare (Am) şi un nr. Bronzurile cu Sn (obişnuite), ce indică concentraţia de Cu. laminabile (conţinut mic de Sn 6În funcţie de concentraţia de Zn: 8%, plastice şi se folosesc sub • moi (tombac) cu 10 -30% Zn-pentru formă de semifabricate laminate fabricarea sârmelor trase ca: table, arcuri, membrane, • pentru presare (30 -40% Zn) conductoare electrice; Ex: Bz 6; Bz 8). • dure (40 -45% Zn)-pentru piese Bronzurile turnate: moi cu 4 -6%Sn, prelucrate prin aşchiere (şuruburi, roţi folosite la turnarea bucşelor, a dinţate) armăturilor pentru medii corozive; Alamele turnate (Am. T), cu 35 -40%Zn, aliate Ex: Bz 10 T; Bz. Zn. T) cu Pb (uşurarea prelucrabilităţii prin dure cu 10 -20%Sn. aşchiere), M; in (ameliorarea rezistenţei la Bronzurile cu Al, conţin 9% Al, au coroziune), Fe (mărirea rezistenţei şi rezistenţă mecanică şi rezistenţă la tenacităţii). Folosite pentru armături, coroziune mai bună ca cele cu Sn şi carcase, elemente de garnituri. se folosesc în industria chimică şi Alamele pentru lipit (Am), un nr. ce indică electrotehnică la rotoare de pompe, conţinutul de Cu şi Lp. Se livrează sub formă lagăre, tije de pistoane, coroane de granule sau vergele pentru lipirea tableleo dinţate, conductoare pentru curenţi şi ţevilor din alamă, bronz, oţel sau a pieselor de densitate mică. 4 din fontă.

Aluminiul şi aliajele sale Al – culoare albă, uşor (d=2, 7 g/cm 3), se topeşte la 6580 C, moale (20 -25 HB), plastic (d=40%). Bun conductor electric şi termic, cu rezistenţă mare la coroziune. Utilizat în industria chimică , alimentară şi electrotehnică. Rezistenţa lui creşte prin aliere cu: Si, Cu, Mg. 5

Aliajele Al deformabile ü Aliajele Al deformabile prin presare, pot fi: aliaje anticorosive (Al aliat cu Mn şi Mg, folosite la fabricarea pieselor cu rezistenţă la coroziune în medii chimice) şialiaje durificabile prin tratamente termice (Al aliat cu elemente ce au proprietatea de a forma compuşi definiţi cu Cu şi Mg: Al 2 Cu şi Mg 3 Al 2, care conferă aliajului duritate şi rezistenţă mecanică mare). Aceste aliaje se supun unui tratament termic de durificare ce constă în două tratamente succesive (călire şi îmbătrânire), pentru obţinerea unei asocieri optime între rezistenţă, plasticitate şi tenacitate (duraluminiul) Aliajele Al de turnătorie, pot fi: aliaje ameliorate prin modificare (cu 12% Si, siluminuri) şi aliaje durificate prin tratamente termice ( exemplu: ATSi 5 Cu 3). 6

Zincul şi aliajele sale Zincul Culoare albăstrie, densitate medie (d=7, 1 g/cm 3), puncte de topire şi de vaporizare relativ scăzute (4190 C, respetiv, 9070 C). Conductivitate termică, electrică şi plasticitate mai redusă; nu se deformează decât prin încălzire la 150 -2000 C. Rezistent la coroziunea atmosferică. Utilizat în stare pură sub formă de table, benzi pentru elemente galvanice şi clişee, în stare topită, pentru zincarea produselor din oţel sau la fabricarea aliajelor de Zn, alamelor, oxidului de Zn. Aiajele zincului Aliajele Zn cu Al: cu 4% Al (turnarea în cochilii sub presiune, la care se adaugă Mg pentru creşterea rezistenţei la coroziune) li cu peste 20% Al (utilizate la ventile pentru pompe auto). Alioajele Zn cu Cu, utilizate prin turnare la piese din industria automobilelor, sau la confecţionarea de subansamble la jucăriile mecanice, obiectelor casnice, maşinilor de scris, carcaselor ceasornicelor, instalaţiilor sanitare, se mai numesc şi zamakuri. 7

Plumbul, staniul şi aliajele lor Plumbul Culoare cenuşie, densitate mare (d=11, 3 g/cm 3), se topeşte la 3270 C, moale, ductil, rezistent la acţiunea agenţilor chimici Utilizat sub formă de ţevi, plăci, table şi la confecţionarea acumulatoarelor. Staniul sau cositorul Ø Culoare alb argintie, densitate medie (d=7, 3 g/cm 3), punct de topire scăzut 2320 C, moale, rezistent la coroziunea atmosferică şi la acţiunea chimică a alimentelor. Ø Utilizat la ambalarea alimentelor, acoperirea anticorosivă a oţelurilor (cositorire), lipirea contactelor electrice şi fabricarea altor aliaje. Aliajele Pb şi Sn Aliaje antifricţiune–pentru turnarea cuzineţilor (dure, plastice, au o structură de compus definit, format din Sn, Sb, Cu sau Sn, Pb, Sb, fiind notate cu Y, urmat de elementul principal: YSn 83 -83%Sn, 11%Sb, 6%Cu. v Aliaje de lipit–cu Sn, Pb se folosesc la lipituri moi, având temperaturi de topire mici şi rezistenţă de contact mică. Cele cu 90 -95%Sn se folosesc la lipituri în industria alimentară şi sanitară, iar cele cu 50/60%Sn, în electrotehnică. v Aliaje uşor fuzibile–se topesc sub 2000 C, conţin Pb, Sn, Bi, Cd şi se folosesc la lipituri fine în electrotehnică, la siguranţe fuzibile, mulaje. v Aliaje pentru învelişuri de cablu (de înaltă tensiune, telefonice, subterane sau submarine) au o rezistenţă bună la coroziune şi se trag în ţevi, tuburi, lipindu-se cu uşurinţă. v Aliajele tipografice-au temperaturi de topire scăzute, fluiditate şi rezistenţă la uzură bună, fiind binare (Pb, Sb) sau ternare (Pb, Sn). 8 v

Magneziul şi aliajele sale Magneziul Culoare alb strălucitoare, densitate d=1740 kg/m 3, se topeşte la 6500 C La încălzirea în aer, se autoaprinde şi arde cu flacără luminoasă, defect ce poate fi înlăturat cu adaos de Be. Aliajele Mg Aliaje pe bază de mg deformabile-conţin Mg sau Al şi se fabrică sub formă de table, bare, profile; se deformează greu la temperatura ambiantă, deaceea se încălzesc la 300 -4000 C. Aliaje pe bază de Mg turnate-conţin între 59%Al, 1 -3%Yn şi 0, 15 o, 5%Mn, se tratează termic pentru îmbunătăţirea calităţilor mecanice şi se folosesc în aviaţie, maşini de calcul. 9

Nichelul, cromul şi aliajele lor Nichelul de culoare alb-cenuşie, densitate de 8900 kg/m 3, se topeşte la 14550 C; maleabil, ductil, tenace, uşor deformabil plastic la rece; rezistent la acţiunea substanţelor organice şi anorganice, excepţie cele cu conţinut de S; rezistent la coroziunea atmosferică; utilizat în protecţia anticorosivă, galvanică (nichelare), la fabricarea bujiilor. Cromul culoare albă, casant, foarte rezistent la acţiunea agenţilor chimici, cu densitatea de 7200 kg/m 3, temperatura de topire 19200 C; utilizat la fabricarea oţelurilor inoxidabile, la acoperiri galvanice (cromare) şi sub formă de săruri se utilizează în vopsitorie, tăbăcărie şi fotografiere. 10

Aliaje pe bază de Ni şi Cr Utilizate în electrotehnică în special; Alumelul (2%Mn, 2%Al, 1, 5%Si, restul Ni) se foloseşte la confecţionarea termocuplelor, ca electrod electronegativ, în pirometrie ca sârmă de compresare. Invarul (35 -37%Ni, <0, 5%C, restul Fe), nu se dilată până la 1000 C, folosit în metrologie. Elinvarul (35%Ni, 8 -12%Cr, <0, 4%C, restul Fe), se foloseşte pentru arcuri la aparatele cu precizie ridicată deoarece nu-şi pierde elasticitatea până la 1000 C. Inconelul (50%Ni, 50%Cr) se foloseşte la confecţionarea pieselor ce lucrează în medii oxidante, până la 9000 C. Iliumul (Ni, Cr), rezistent la acid sulfuric, fosforic, azotic, acizi graşi, utilizat în stare turnată la confecţionarea pieselor ce lucrează în mediu oxidant. Nimonicul (55 -80%Ni, 10 -30%Cr, Ti, Al, W, Mo), utilizat la construcţia motoarelor cu reacţie şi a pieselor rezistente la temperaturi înalte. Monelul (Ni, Cu), utilizat la confecţionarea monedelor. 11