Stopy odlewnicze Al z Cu:
zawierają do 5% Cu, niekiedy dodatek Ti, wpływający na rozdrobnienie ziarn i zwiększenie lejności. Są stosowane rzadziej niż stopy Al. Z Si ze względu na trudności technologiczne związane z wytwarzaniem odlewu (wykazują podatność na mikropęknięcia podczas odlewania). Stopy te są stosowane na średnio i bardzo obciążone elementy samochodów. Stopy Al z Cu są poddawane utwardzaniu wydzieleniowemu. W pierwszym stadium starzenia w sieci przesyconego roztworu stałego różno węzłowego w przypadkowym rozmieszczeniu atomów Cu tworzą się skupiska atomów Cu, zwane strefami Gunera-Prestona. Zakończenie procesu jest związane z ustabilizowaniem się. Długotrwałe wyżarzanie w temperaturze do 200 stopni Celsjusza lub ??????????? powoduje spadek twardości zwany przestrzeniem stopu. Jest to spowodowane przemianą fazy ??? w fazie ?? (CuAl2) o składzie równowagowym, strukturze ??? i sieci ??????????????
Stopy Al z Cu i Mg do obróbki plastycznej:
stopy Al z Cu i Mg oraz niewielkim dodatku Mn albo Fe lub Si są nazywane duraluminium lub ??? miedzianym. Zwiększenie stężenia Cu oraz Mg powoduje podwyższenie własności wytrzymałościowych i zmniejszenie własności plastycznych oraz podatności na obróbkę plastyczną. Stopy Al z Cu i Mg są poddawane obróbce cieplnej polegającej na wyżarzaniu ujednorodniającym, krystalizującym i przede wszystkim na utwardzaniu wydzieleniowym. Przesycanie odbywa się w H2O po wygrzaniu temperaturze ok. 490 stopni Celsjusza.
Tytan:
tytan należy do metali szeroko rozpowszechnionych w przyrodzie (dziewiąty pierwiastek w skorupie ziemskiej – 0,63%, zawiera go bowiem około 70 minerałów). Główną trudnością w produkcji czystego Ti jest jego silne powinowactwo do O, Ni, C. Metoda przemysłowa otrzymywania Ti polega na redukcji czterochlorku tytanu magnezem w obecności gazu szlachetnego w temperaturze 800-900 stopni Celsjusza. Produktem tego procesu jest Ti w postaci gąbczastej zwanej gąbką tytanową. Czystość Ti otrzymuje można zwiększać przez rafinowanie w procesie jodkowym (dysocjacja cieplna czterojodku tytanu).
Stopy tytanu:
stopy Ti otrzymuje się najczęściej przez przetopienie techniczne czystego Ti z równoczesnym wprowadzeniem składników stopowych.
Własności tytanu:
-lekki
-ro F 4,5 g/cm3 w temperaturze pokojowej
-temperatura topnienia 1661 stopni Celsjusza
- wysokie własności wytrzymałościowe
Tytan:
zasadniczy wpływ na temperaturę przemiany alotropowej mają zanieczyszczenia oraz celowe wprowadzone dodatki stopowe. Pierwiastki stopowe ze względu ma ich wpływ na temperaturę przemiany alfa – beta można podzielić na:
-stabilizujące fazę alfa : Al, O, N, C, H
-stabilizujące fazę beta : V, Mo, Ta, Nb
-stabilizujące fazę beta i powodujące występowanie przemiany eutektoidalnej : Fe, Cr, Mn, Ni, Cu, Si
-pierwiastki nie zmieniające temperatury przemiany alotropowej : Sn, Zr, Hf
Struktura fazowa stopów tytanu:
struktura fazowa stanowi podstawę kategoryzacji produktów ze stopów tytanu na:
-jednofazowe alfa np. Ti-5Al-3Sn
-dwufazowy alfa + beta np. Ti-6Al-4V, Ti-8Mn
-jednofazowe beta np. Ti-13V-11Cr-3Al
Obecnie znanych jest ponad 200 gatunków stopów Ti przy czym ok. 30% z nich znalazło praktyczne zastosowanie, najważniejsze z nich to Ti-6Al-4V oraz technicznie czysty Ti.
Jednofazowe stopy alfa:
do stopów o strukturze alfa zalicza się stopy Ti-Al. Dodatek Al zwiększa wytrzymałość stopów tytanu, a dzięki małej gęstości zmniejsza także gęstość stopu. Chociaż rozpuszczalność Al w Ti sięga 27% wag. Al to za maksymalną zawartość Al w stopach należy przyjąć około 6,5% wag. Al. Przy stężeniu około7% tworzy się uporządkowana faza międzymetaliczna Ti3Al, która zwiększa kruchość stopu.
Dwufazowe stopy alfa + beta:
stopy te tworzą najliczniejszą i najczęściej stosowaną grupę konstrukcyjnych stopów tytanu. Przeznaczone są na części maszyn pracujących w szczególnie trudnych warunkach. Uzyskanie struktury alfa + beta jest warunkowane obecnością w stopie odpowiedniej ilości pierwiastków stabilizujących fazę beta do których należą Mo, Cr, Fe, Mn, V, Nb, Ta. Bardzo dobre rozpuszczają się one w Ti- beta, natomiast słabo w Ti – alfa. Pierwiastki stabilizujące Ti– beta mają duży wpływ na własności mechaniczne fazy beta. Większość stopów alfa + beta zawiera oprócz wymienionych już ??????
Jednofazowe stopy beta:
otrzymujemy przez wprowadzenie składników stopowych stabilizujących fazę beta – V, Zn, Nb, Mo. Mają bardzo dobrą ???? i bardzo wysoką wytrzymałość. W tej grupie większe znaczenie ma podgrupa pseudo beta. Zawierają mniej pierwiastków stabilizujących fazę alfa i wstanie równowagi mają strukturę alfa + beta ?????????????????????
Właściwości techniczne Ti i jego stopów:
tytan i jego stopy należą do materiałów konstrukcyjnych nadających się do kształtowania metodami obróbki plastycznej. Powoduje to dodatkowe umocnienie materiału. Kształtowanie stopów Ti w temperaturze pokojowej jest trudne ze względu na duże opory odkształcenia.
Obróbka cieplna stopów Ti:
stopy beta charakteryzują się bardzo dobrą utwardzalnością poprzez przesycanie i starzenie w 450-650 stopni Celsjusza. Przemiana beta alfa, może być dyfuzyjna i bezdyfuzyjną – martenzytyczna. Powstają fazy alfa, alfa ‘ , alfa ‘’ o strukturze A3 lecz różnią się stopniem zdefektowania. Stopy Ti alfa + beta poddaje się hartowaniu i odpuszczaniu. Następuje rozpad fazy martenzytycznej z utworzeniem bardzo dyspersyjnych wydzieleń fazy beta lub faz międzymetalicznych TiX. Odpuszczanie powoduje zwiększenie Rm do ok. 20-30% w porównaniu ze stanem zahartowanym.
Odporność Ti na korozję:
Ti jest odporny na czynniki atmosferyczne oraz jest odporny na korozję w wielu środowiskach. Odporność Ti na korozję jest znacznie większa niż Fe, Cr, lub NiC i ich stopów.
Zastosowanie Ti i jego stopów:
-kosmonautyka
-technika rakietowa i lotnictwa
-budowa aparatury chemicznej
-urządzenia dla przemysłu spożywczego
-farmaceutycznego
-aparatury stosowanej w mikrobiologii
-medycyna
-metalurgia
-elementy turbin prasowych
-silniki odrzutowe
-samochody
-okręty
Magnez:
-pierwiastek krystalizujący w sieci A3
-metal lekki
-gęstość 1,75 g/cm3
-temperatura topnienia 649 stopni Celsjusza
-temperatura wrzenia 1107 stopni Celsjusza
-niskie własności wytrzymałościowe
-Rm = 120-160 MPa
Stopy magnezu:
-mała gęstość 1,8 g/cm3
-Rm = 300-350 MPa
-A10 do 20 %
-twardość około 100 HB
Zastosowanie Mg i jego stopów:
-lotnictwo
-motoryzacja
-aparatura automatyczna
-sprzęt domowy
-maszyny biurowe
Stopy magnezu dzielimy na:
1.stopy odlewnicze:
-zawierające Al
-zawierające Zn
2.Stopy do obróbki plastycznej
Stopy Mg z Al:
aluminium zwiększa wytrzymałość i wydłużenie stopów odlewniczych Mg, poprawia też lejność i zmniejsza skurcz.