Түсті металдар және оның қорытпалары

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Түсті металдар және оның қорытпалары

Мазмұны:

1.Титан, оның қорытпалары.
2. Алюминий, оның қорытпалары.

Титан-сұр түсті металл. Оның екі аллотропиялық модификациясы болады. Оның 882°С-қа дейін ғана бола алаты н төмен температуралы
Тіα модификациясының периодтары α=2,96А және с=4,72А болатын, тығыз орналасқан гексагональдық торға ие болады. Жоғары температуралық Тіβ модификациясының периодтары α=3,32А -та) болатын, көлемдік центрленген кубтық торға ие болады.
Баяу суыту кезіндегі полиморфты түрленуі ) қалыптағыдай механизм бойынша полиэдрлік құрлым түзе отырып (9.1,α-сурет),ал тез салқындағанда мартенситтік механизм бойынша ине тәрізді құрылым түзе отырып (1,б-сурет) жүзеге асады.
Титан өндірудің өнеркәсіптік әдісі титан рудасын байытып әрі хлорлап, кейін осы руданы төрт хлорлы титаннан металдық магниймен бұрынғы қалпына келтіруден тұрады. Осыдан алынған кеуек титан үлгілері

1-сурет. ВТГ-1-1 маркалы техникалық титанның микроқұрылымы: а- жасытылғаннан кейін, б- құйылғаннан кейін.

(ТГ 100, ТГ 105, ТГ 110 т.с.с) арнайы қорытылған үлгіледің қаттылығы бойынша маркаланады. Бір тұтас титан алу үшін кеуек титан ұнтақталып майдаланады, престеледі және жентектеледі немесе доғалық пеште, вакуумде не инертті газдардың атмосферада қайта балқытылады.
Қоспалар мөлшерін азайту және оладың сом титанның қимасы бойынша аса бір қалыпты таралуы үшінтитанды 2-3 рет қайталап балқыту әдісі ұсынылады. Сом титанға тән ірі түіршікті құрылым циркониймен және бормен модификациялау арқылы майдаланады. Қайта балқыту нәтижесінде алынған техникалық титан ондағы қоспалардың мөлшеріне байланысты маркаланады (1.1- кесте)
Техникалық титанның химиялық құрамы 1.1- кесте

Титан
маркасы
Көп дегендегі қоспалар (Қалғаны титан)

Fe
Si
C
O
N
H
басқасы
BTI-00
0,12
0,08
0,0
0,01
0,04
0,008
-
BTI-0
0,18
0,10
0,07
0,12
0,04
0,010
0,3
BT-1
0,25
0,12
0,08
0,15
0,05
0,012
0,3

Өте таза иодидті титан төрт иодидті титаннатн термиялық диссоциация әдісімен, сондай-ақ зоналық балқыту әдісімен алынады.
Титанның ерекше айырмашылықтары жоғары механикалық қасиеттері, тығыздығының аздығы, жоғары меншікті беріктігі (беріктік шегінің тығыздыққа қатынасы) және коррозияға жақсы төзімділігі болып табылады. Таза титанның физикалық қасиеттері төменде келтірілген;
Салыстырмалы атомдық массасы (атомдық салмағы) . 47,9 Тығыздығы, гсмᶟ . . . . . . . 4,5 Балқу температурасы, . . . . . . 1665
50-тағы жылу өткізгіштігі, калсм . . . 0,0369 Сызықтық ұлғаю коэффициенті (20-600 ), . . 10-⁶ Меншікті электр кедергісі, мм²м . . . . 0,42
Серпімділік модулы, кгсмм² . . . . . 11200
Темір мен никельге қарағанда 2 есе дерлік кем болатын титанның төмен серпімділік модулы қатаң конструкцияларды жасауға қиындық келтіреді.
Титанның механикалық қасиеттері беріктігі мен пластикалылығының жақсы үйлесетіндігімен сипатталады (9.2- кесте)

Иодидті және техникалық титанның типтік механикалық қасиеттері 9.2- кесте
Титан маркасы
Қоспалардың Қосындысы
в кгмм²
в кгмм²

НВ
БТI-1
Иодидті
0,662
0,093
45-60
25-30
38-50
10-11
20-25
50-60
50
70-80
207
132

Гексагондық кристалдық торы болатын басқа металдармен (Zn, Cd, Mq) салыстырғанда иодидті титанның жоғары пластикалылығы сырғанау және қосарлану жүйелерінің өте көп болатындығымен түсіндіріледі. Титандағы сырғанау базистік жазықтықтардан (0001) басқа призмалық (1010) және пирамидалық (1011) жазықтықтарда да, ал қосарлану (1012); (1121); (1122) т.б. жазықтарында болады. Мұның себебі идеал тығыз байланған тор параметрі қатынасынан (1,633) кем болатын параметрлерінің қолайлы 1,587 қатынасына байланысты екендігі сөзсіз Zn, Mg, Cd элементтерінің қатынасы 1,633, яғни базистік
жазықтықтардың ара қашықтары үлкен болады, ал олардағы ерекше сырғанау жазықтығы тек базистік жазықтық болады.
Титанның механикалық қасиеті қоспалардың (1.2- кесте), әсіресе сутектің, оттектің азоттың және көміртектің қатысуына ерекше байланысты болады,ал мұндай қоспалар титанмен қосылып, титанға енгізіледі қатты ертінділер және аралық фазалар (гидридтер, тотықтар, нитридтер және карбидтер) түзеді. Оттек азот және көміртектің шамалы мөлшері титанның қаттылығын, беріктік шегін және аққыштық шегін арттырады, сонымен қатар мұнда оның пластикалылығы едәуір кемиді (2-сурет), коррозияға төзімділігі төмендегідей, пісірілгіштігі, дәнекерленуге қабілеттілігі және штампталғыштығы нашарлайды, сондықтан мұндай қоспалардың титандағы мөшеріне шек қойылған 9.1 кестені қараңдар.
Темір мен кремний алдыңғыдай, бірақ онан кемдеу әсер етеді. Титандағы ерекше зиянды қоспа - сутек. Өте аз мөлшерде қатысатын сутек түйіршік шекараларынан гидридтік фазаның жіңішке морт сынатын пластинкалары түрінде бөлініп шығады,бұл- титанды едәуір омырылғыштандырады.

2 - сурет. Титанның механикалық қасиеттерінің азот, оттек және көміртек қоспаларының мөлшеріне байланысты өзгеруі.

3 - сурет. Титанның механикалық қасиеттерінің пластикалық деформация дәрежісіне байланысты өзгеруі.

Сутектік морт сынғыштық пісірілмелі конструкциялар үшін өте қауіпті, өйткені оларда ішкі кернеу болады. Сутектің техникалық титандығы мүмкін мөлшері шегінде болады.
Балқу температурасының жоғары болатындығына қарамастан,таза титан қызуға берік материал бола алмайды. Температураны -қа дейін жоғарлатқанда оның беріктік шегі 2есе дерлік кемиді.Титан бөлме температурасының өзінде де сырғымалылыққа бейімділілікке ие болады.Титанның сырғымалылық шегі аққыштық 60 -ін құрайды. Оттек, азот қоспаларының бар болуы, сондай-ақ пластикалық деформация сырғымалылық кедегісін арттырады.
Титан тек бөлме температурасында ғана емес, сонымен қатар өте суық жағдайларда да жоғары беріктік пен меншікті беріктікке ие болады. Сұйық гелий температурасындағы титанның беріктік шегі -ге тең. Сонда, егер сутетің мөлшері аз болса 0,002), ол жоғары пластикалылығын (салыстырмалы ұзаруы ) сақтап қалады.
Пластикалық деформация титанның беріктігін едәуір арттырады (3-сурет). Деформация дәрежесі болғанда титанның беріктігі 2есе дерлік артады.Қатаюды жою үшін температурада оны қайта кристалдандыру үшін жасытады.
Титан бетінде қорғаныш тотық қабыршағы болуының арқасында жоғары коррозиялық және химиялық тұрақтылыққа ие болады. Ол тұщы су мен теңіз суында коррозияға ұшырамайды, көптеген органикалық және минералдық қышқылдарда, патша арағында және басқа агрессивті орталарда ерімейді. Титан түтіндеген қызыл азот қышқылымен, фтор- сутекті және басқа кейбір қосылыстармен өзара әсерлеспейді. Температураны, әсіресе кернеу түскенде жоғарлатқанда титанның коррозияға төзімділігі нашарлайды.

Температураны жоғарылатқанда газдарды; -тан бастап сутекті, 400-500 -тан аса оттекті және -тан бастап азотты, көміртек, тотығы және көмір қышқыл газды өршелене сіңіреді.Титанның жылуға төмендеу төзімділігі цирконийде болатын себептермен тараудың 1-парафында қарастырылған.Балқытылған титанның жоғары химиялық активтілігі балқыту және доғалық пісіру кезінде вакуумды немесе инертті газдардың атмосферасын қолдануды талап етеді.
Сонымен қатар газ сіңіретін қабілеті болуының арқасында титан радио және электрондық өнеркәсіпте геттерлік материал ретінде қолданылатын болды. Геттер электрондық лампа вакуумын арттыруға арналған.
Техникалық титан бөлме және жоғарылау температурада қысыммен жақсы өңделеді.Онан престелгенжәне созылған жартылай фабрикаттардың барлық түрлері жасалады;табақ титан, құбырлар, сым, поковка т.б. Титан аргон-доғалық және нуктелік пісірумен жақсы пісіріледі. Пісірілген жапсар беріктік пен пластикалылықтың жақсы үйлесіміне ие болады. Жапсардың беріктігі негізгі металл беріктігінің -тін құрайды.
Титан кесу арқылы нашар өңделеді, аспапқа жабысып, оны тез тоздырады. Титанды өңдеу үшин тез кесуге арналған болаттан және қатты қортпалардан жасалған аспап,титанның көп жылжытылып тұруы, әрі терең кесілу кезіндегі кесу жылдамдығының аз болуы және қарқындай суыту талап етіледі.
Титанның кемшілігіне оның төмен антифрикциялық қасиеті де жатады.
Техникалық титанның жалпы машина жасайтын өнеркәсіпте конструкциялық материал ретінде қолданылуына оның аса құнды болуынан шек қойылған (қосымшадағы 2-таблицаны қараңдар),ал авиация мен ракета жасауда қызуға төзімділігінің жоғары болмау салдарынан шек қойылған. Ол химия өнеркәсібінде күшті агрессивті ортада жұмыс атқаратын бұйымда(мысалы, күкірт, тұз қышқылыдарын және олардың тұздарын қотаруға арналған компрессолар мен насостар)жасау үшін қолданылады. Қақ түзбейтін қабілеттілігі және жоғары химиялық төзімділігі титаннан, оның жылу өткізгіштігінің төмендігіне қарамастан, жұқа қабырғалы жылу алмастырғыш жасауға мүмкіндік береді. Теңіз суында жоғары коррозияға төзімділігінің және титанға ұлу қабыршағының жабыспатындығының арқасында, ол теңіз кемелері мен сүңгуір қайық қаптамаларын, ескек біліктерін, тағы басғалар жасау үшін кеме жасауда пайдаланылады. Титан Электроникада, ядролық техникада және техниканың басқа салаларында барған сайын көп қолданылуда.
2.Алюминий және оның қорытпалпры.
Алюминий-күміс түсті ақ металл. Оның аллотропиялық түрлену болмайды және ол периоды а= 4,041 А болатын қырлық центірленген

кубтық торда кристалданады. АL - ң тығыздығы аз, жылу және электр өткізгіштігі жақсы, коррозияға төзімділігі мен пластикалығы жоғары.
Тазалығы жоғары (99,996co АL) AL - ң физикалық қасиеттері төменде келтірілген: салыстырмалы атомдық массасы - 26,97. балқу температурасы, С-тағы -600. 20°С - тағы тығыздағы, гсм -2,7. 20° С - тағы меншікті электр кедергісі, Ом мм м -0,1. жылу өткізгіштігі, калсм с. °С - 0,52. Сызықтық ұлғаю коэффиценті (20-100°С), 1°С-23,8 қалыпты серпімділік модулі, кгамм -7100.
AL ауада оңай тотығып, оның бетінде AL О тотығының тығыз пленкасын түзеді де, бұл пленка оны одан әрі тотығудан және басқа ортадағы коррозиядан сақтап қалады. AL концентрленген азот қышқылды және кейбр органикалық қышқылдарда (лимон, шарап, сірке,т.б), сондай- ақ тағамдық азық-түліктермен жанасқанда тұрақты келеді, осыған байланысты оны тұрмыста пайдаланады. Көптеген минеральдық (тұз, еріткіш, т.б) қышқылдар мен сілтілер 2-ді бүлдіреді. AL жоғары шағылыстырғыш қабілеттілікке ие болады, оның жылулық нейтрондарды қормап алатын тиімді көлденең қимысы аз болады. Ол қысыммен жақсы өңделеді, газбен және контактылық әдіспен жақсы пісіріледі, бірақ кесу арқылы нашар өңделеді. А-ң сызықтық қасиеттері жоғары емес (қатайғандағы мәңгі 6co). Жоғары балқу жылулығы мен жылу сыйымдылығы а-у сұйық күйден баяу сынынуына көмектеседі, бұл жағдай модефикациялау, рафинациялау. а-ден құйылатын құйманы және оның қорытпалпрын жақсартуға мүмкіндік береді.
А-ның тұрақты қоспалары Fe, Si, Cu, Zn, Ti болады, қоспалардың мөлшеріне қарай алғашқы а ерекше таза А 999 (қоспасы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.