Metale şi aliaje neferoase

1. Materii prime şi materiale Metale şi aliaje neferoase Avantajele utilizării lor; Clasificare; Utilizare. Ing. Carmen Gaşpar

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

3. Cu şi aliajele sale • Cu este un metal de culoare roşiatică, greu (dCu=8,95 g/cm3) , relativ greu fuzibil (Ttop=10830C); 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.

4. ALIAJELE CUPRULUI Bronzurile –aliaje ale Cu cu elemente ca: Sn, Al, Be, Pb. Bronzurile cu Sn (obişnuite), laminabile (conţinut mic de Sn 6- 8%, plasticeşi se folosesc sub formă de semifabricate laminate ca: table, arcuri, membrane, conductoare electrice; Ex: Bz6; Bz8). Bronzurile turnate: moi cu 4-6%Sn, folosite la turnareabucşelor, a armăturilorpentrumediicorozive; Ex: Bz10T; BzZnT) dure cu 10-20%Sn. Bronzurile cu Al, conţin 9% Al, au rezistenţă mecanică şi rezistenţă la coroziune mai bună ca cele cu Sn şi se folosesc în industria chimică şi electrotehnică la rotoare de pompe, lagăre, tije de pistoane, coroane dinţate, conductoare pentru curenţi de densitate mică. Alamele – aliaje ale Cu cu Zn • Alame deformabile (laminabile) • Alame turnate • Alame pentru lipit Alamele deformabile binare (Am) şi un nr. ce indică concentraţia de Cu. În funcţie de concentraţia de Zn: • moi (tombac) cu 10-30% Zn-pentru fabricarea sârmelor trase • pentru presare (30-40% Zn) • dure (40-45% Zn)-pentru piese prelucrate prin aşchiere (şuruburi, roţi dinţate) Alamele turnate (AmT), cu 35-40%Zn,aliate cu Pb (uşurarea prelucrabilităţii prin aşchiere), M;in (ameliorarea rezistenţei la coroziune), Fe (mărirea rezistenţei şi tenacităţii). Folosite pentru armături, carcase, elemente de garnituri. Alamele pentru lipit (Am), un nr.ce indică conţinutul de Cu şi Lp. Se livrează sub formă de granule sau vergele pentru lipirea tableleo şi ţevilor din alamă, bronz, oţel sau a pieselor din fontă.

5. Aluminiul şi aliajele sale Al – culoare albă, uşor (d=2,7 g/cm3), se topeşte la 6580C, 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.

6. Aliajele Al • Aliajele Al de turnătorie, pot fi: aliaje ameliorate prin modificare (cu 12% Si, siluminuri) şi aliaje durificate prin tratamente termice ( exemplu: ATSi5Cu3). Aliajele Al deformabile • 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: Al2Cu şi Mg3Al2, 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)

7. Zincul şi aliajele sale • Culoare albăstrie, densitate medie (d=7,1 g/cm3), puncte de topire şi de vaporizare relativ scăzute (4190C, respetiv, 9070C). • Conductivitate termică, electrică şi plasticitate mai redusă; nu se deformează decât prin încălzire la 150-2000C. • 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. • 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. Zincul Aiajele zincului

8. Plumbul, staniul şi aliajele lor • Culoare cenuşie, densitate mare (d=11,3 g/cm3), se topeşte la 3270C, moale, ductil, rezistent la acţiunea agenţilor chimici • Utilizat sub formă de ţevi, plăci, table şi la confecţionarea acumulatoarelor. • 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: YSn83-83%Sn, 11%Sb, 6%Cu. • 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%Snse folosesc la lipituri în industria alimentară şi sanitară, iar cele cu 50/60%Sn, în electrotehnică. • Aliaje uşor fuzibile–se topesc sub 2000C, conţin Pb, Sn, Bi, Cd şi se folosesc la lipituri fine în electrotehnică, la siguranţe fuzibile, mulaje. • 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. • Aliajele tipografice-au temperaturi de topire scăzute, fluiditate şi rezistenţă la uzură bună, fiind binare (Pb, Sb) sau ternare (Pb, Sb, Sn). Staniul sau cositorul • Culoare alb argintie, densitate medie (d=7,3 g/cm3), punct de • topire scăzut 2320C, moale, • rezistent la coroziunea atmosferică • şi la acţiunea chimică a alimentelor. • Utilizat la ambalarea alimentelor, acoperirea anticorosivă a oţelurilor (cositorire), lipirea contactelor electrice şi fabricarea altor aliaje. Plumbul Aliajele Pb şi Sn

9. Magneziul şi aliajele sale • Culoare alb strălucitoare, densitate d=1740kg/m3, se topeşte la 6500C • La încălzirea în aer, se autoaprinde şi arde cu flacără luminoasă, defect ce poate fi înlăturat cu adaos de Be. • 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 300-4000C. • Aliaje pe bază de Mg turnate-conţin între 5-9%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. Magneziul Aliajele Mg

10. Nichelul, cromul şi aliajele lor • de culoare alb-cenuşie, densitate de 8900kg/m3, se topeşte la 14550C; • 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. • culoare albă, casant, foarte rezistent la acţiunea agenţilor chimici, cu densitatea de 7200 kg/m3, temperatura de topire 19200C; • utilizat la fabricarea oţelurilor inoxidabile, la acoperiri galvanice (cromare) şi sub formă de săruri se utilizează în vopsitorie, tăbăcărie şi fotografiere. Nichelul Cromul

11. 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 1000C, 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 1000C. Inconelul (50%Ni, 50%Cr) se foloseşte la confecţionarea pieselor ce lucrează în medii oxidante, până la 9000C. 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.