Kierunek MET II |
Nazwisko i imię Dudek Marcin |
Data zajęć: 16,12,2010r |
|---|---|---|
Nr Grupy/zespołu II/3 |
Temat ćwiczenia: Mikrostruktury i własności wybranych stopów metali nieżelaznych (metodyka badań mikroskopowych) |
Ocena: |
Prowadzący Dr inż.M.Witkowska |
Konspekt
Miedź
Stopy miedzi
Brązy są stopami miedzi, w których głównym składnikiem stopowym ponad 2% jest: cyna, aluminium, krzem, beryl, ołów i inne. W zależności od głównego składnika stopowego nosi taką nazwę np. brąz krzemowy, brąz ołowiowy itp.
Mosiądze ich głównym składnikiem stopowym jest cynk w ilości przekraczającej 2%. Dzielą się na mosiądze odlewnicze i do przeróbki plastycznej. Te drugie dzielą się na dwuskładnikowe zawierające 0.4 – 40,5% cynku (gatunki M95, M90, M85, M80, M75, M70, M67, M65, M63 i M60, M oznacza mosiądz, a liczba – nominalną zawartość miedzi w %), i wieloskładnikowe które dzielą się na ołowiowe i bezołowiowe.
Miedzionikle są przerabianymi plastycznie stopami miedzi, w których głównym – składnikiem stopowym jest nikiel w ilości powyżej 2%. Cechą szczególną miedzionikli jest odporność na ścieranie i korozje oraz dobra plastyczność która umożliwia wytwarzanie w nich np. monet (MN25)
Stopy oporowe miedzi są stopami z niklem (do 41%), cynkiem (do 28%), manganem (do 13%), aluminium (do 3,6%) i żelazem (do 1,5%). Charakteryzują się stosunkowo wysokim oporem elektrycznym (rezystywnością) i małym współczynnikiem cieplnym oporu.
Miedź stopowa jest to główna grupa stopowa miedzi, zawierająca nie więcej niż 2% głównego dodatku stopowego. Znormalizowane gatunki obejmują miedź arsenową, chromową, cynową, kadmową, manganową, niklową, siarkową, srebrową, tellurową i cyrkonową.
Stopy wstępne miedzi są pomocniczymi, dwu- lub trzyskładnikowymi stopami, wytwarzanymi w celu ułatwienia wprowadzenia dodatków stopowych lub technologicznych (odtlenianie). Stop zawierający 50% Al stosowany jest jako dodatek stopowy przy produkcji brązów i mosiądzów aluminiowych, stop zawierający 12% P — jako dodatek stopowy lub jako odtleniacz.
Zastosowanie: Jest masowo wykorzystywana jako surowiec do produkcji przewodów elektrycznych i powszechnie w elektronice, a także w budownictwie (pokrycie dachów, elementy różnych instalacji), jako barwnik szkła oraz katalizator.
Miedź jest dodawana do wielu stopów, zarówno do stali jak i do stopów aluminium. Jest też dodawana do srebra i złota poprawiając znacznie ich własności mechaniczne.
Miedź z cyną, cynkiem, molibdenem i innymi metalami przejściowymi tworzy cały zestaw stopów zwanych ogólnie brązami. Najbardziej znane z nich to: udający złoto tombak i posiadający bardzo dobre własności mechaniczne oraz znaczną odporność na korozję mosiądz. Stopy miedzi stosuje się do wyrobu kosztownej armatury, elementów precyzyjnych urządzeń mechanicznych i w jubilerstwie.
Aluminium
Własności wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie, dlatego stosuje się stopy, które po odpowiedniej obróbce cieplnej mają wytrzymałość nawet kilkakrotnie większą. Stopy aluminium cechują się korzystnym parametrem konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską wytrzymałość zmęczeniową.
Stopy aluminium dzieli się na:
odlewnicze
do obróbki plastycznej
Do odlewniczych zaliczamy stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych (5 – 25%), np. z krzemem (silumin); z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią, niklem, magnezem i manganem i inne. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem.
Stopy do przeróbki plastycznej zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź (do ok. 5%), magnez (do ok. 6%) i mangan (do 1,5%), rzadziej krzem, cynk, nikiel, chrom, tytan. Niektóre stopy aluminium można poddawać utwardzaniu wydzieleniowemu, po którym ich własności wytrzymałościowe nie są gorsze niż wielu stali.
Najnowszy stop, dzięki któremu można spawać aluminium, to alumilut (temperatura topnienia 380 °C)[1]. Niektóre stopy aluminium nadają się zarówno do odlewania, jak i przeróbki plastycznej.
Stopy łożyskowe
Stopy łożyskowe – stopy metali wykorzystywane do wylewania panewek łożysk ślizgowych charakteryzujące się zazwyczaj następującymi cechami:
niewielką rozszerzalnością cieplną w zakresie temperatur pracy łożyska, dobrą przewodnością termiczną, odpornością na ścieranie, małym współczynnikiem tarcia, zdolnością pochłaniania niewielkich obcych cząsteczek i możliwością dopasowywania się do powierzchni czopa, odpornością na kwasy znajdujące się w niektórych smarach, odpornością na korozję.
Najwazniejsze stopy łozyskowe
Stopy cynowe - zawierające 80-90% cyny, 4-13% antymonu i 3-6% miedzi. Struktura stopu składa się z twardej osnowy tworzonej przez igłowate kryształy stopu CuSn, z miękkimi wtrąceniami stopu SnSb. Łożyskowe stopy cynowe używane są na łożyska do dużych silników wysokoprężnych.
Stopy cynowo-ołowiowe - zawierające orientacyjnie 5-20% cyny, 60-85% ołowiu, 5-17% antymonu i do 3% miedzi oraz domieszki niklu, arsenu i kadmu. Stopy te są tańsze od cynowych, lecz posiadają gorsze własności wytrzymałościowe i cieplne. Stosowane są na łożyska słabiej obciążone i mniej odpowiedzialne.
Stopy lutownicze to stopy metali wykorzystywane podczas lutowania. Najczęściej są to stopy cyny i stopy ołowiu
Metale Szlachetne
Metale szlachetne - zwyczajowa nazwa metali odpornych chemicznie, do których zalicza się platynowce (ruten, rod, pallad, osm, iryd i platynę) oraz dwa metale z grupy miedziowców: srebro i złoto (miedź, ze względu na nieco wyższą reaktywność, zalicza się do metali półszlachetnych). Określa się je także jako metale, które w szeregu napięciowym przyjmują wartości dodatnie (mają dodatni potencjał standardowy). Metale szlachetne zaliczamy do metali nieżelaznych ciężkich (o ciężarze właściwym pow. 3,6).
Metale szlachetne bardzo słabo reagują z innymi pierwiastkami, przez co prawie nie ulegają korozji, nie roztwarzają się też w większości kwasów, nie reagują z wodą, ani z gorącą parą wodną; są odporne na działanie stężonego kwasu solnego i innych kwasów beztlenowych. Ponieważ nie wypierają wodoru z kwasów, ulegać mogą jedynie działaniu kwasów utleniających lub mieszanin kwasów z czynnikami utleniającymi, np. większość z metali szlachetnych można rozpuścić w wodzie królewskiej.
Mikroskopy metalograficzne to klasa mikroskopów służących do badań na próbkach nieprzezroczystych. Zalicza się do nich mikroskopy świetlne oraz elektronowe. Dzięki mikroskopom metalograficznym można przeprowadzać szereg obserwacji na zgładach metalowych, przełomach etc. Pozwala to np. na wykrycie mikropęknięć, obliczenie udziału fazowego, obserwacje wtrąceń i szereg innych istotnych, z punktu widzenia metalurgii, cech materiałowych.