MIEDZI STOPY, stopy, których gł. składnikiem jest. W zależności od podstawowego dodatku stopowego stopy miedzi dzieli się na:
miedź stopową — miedź z małymi ilościami dodatków stopowych, nie przekraczającymi 2%
(miedź arsenowa, chromowa, cynowa, kadmowa, srebrowa, cyrkonowa). Rozróżnia się stopy miedzi odlewnicze i do przeróbki plastycznej. Niektóre stopy miedzi (konstantan, nikielina, manganin) zalicza się do stopów oporowych. Miedź cynowa jest stosowana w urządzeniach elektr. i na specjalne rodzaje przewodów (np. w sieci trakcyjnej); miedź chromowa — na elektrody do zgrzewarek; arsenowa — przy produkcji aparatury chem.; srebrowa — na uzwojenia do silników elektr., elektrody do spawania, luty i in.
MOSIĄDZE, stopy miedzi, w których gł. dodatkiem stopowym (powyżej 2%) jest cynk. Mosiądze odlewnicze cechuje dobra lejność (dobre wypełnianie form); ich wadą jest parowanie cynku w temperaturze odlewania (950-1100°C) oraz duży skurcz odlewniczy (do 2%). Stosowane na części maszyn, armatury, silników.
Mosiądze do przeróbki plastycznej dzieli się na dwuskładnikowe, ołowiowe oraz wieloskładnikowe bezołowiowe, zw. także mosiądzami specjalnymi;
Mosiądze dwuskładnikowe (3-41% cynku) są najbardziej rozpowszechnionymi stopami miedzi. Do zawartości 30% cynku stosuje się obróbkę plast. na zimno (cienkie blachy i druty), powyżej 32% cynku — na gorąco. Wytwarza się z nich rurki włosowate i chłodnicowe, wężownice, membrany manometrów, łuski amunicyjne, części maszyn tłoczone i kute.
Mosiądze ołowiowe (32-43% cynku i 0,7-3,7% ołowiu) są przeznaczone na części obrabiane skrawaniem i wykorzystywane m.in. w przemyśle maszyn., mosiądze specjalne — w przemyśle samochodowym, okrętowym i elektromaszynowym. Osobną grupę mosiądzów do przeróbki plast. stanowią mosiądze wysokoniklowe — wieloskładnikowe stopy miedzi z cynkiem, niklem i manganem, ze względu na srebrzyste zabarwienie nazywane także nowym srebrem (dawniej alpaką); mosiądze wysokoniklowe odznaczają się dużą plastycznością i tłocznością, dobrą sprężystością, wysoką odpornością na korozję, dobrą spawalnością i lutownością; są produkowane w postaci blach, taśm, prętów i drutów, stosowane na elementy sprężyste w telekomunikacji i elektrotechnice, oprawy narzędzi lekarskich, okucia, wyroby galanteryjne i jubilerskie, sztućce (pod plater) i in.
BRĄZY Stopy miedzi (gęstość 7,5-9,2 g/cm3), w których gł. dodatkiem stopowym w ilości powyżej 2% jest cyna (Sn) albo aluminium (Al), krzem (Si), beryl (Be), ołów (Pb) lub mangan (Mn), stąd nazwy: brązy cynowe, brązy aluminiowe (zw. dawniej brązalami), brązy krzemowe itd.; znane są też brązy zawierające więcej niż jeden gł. dodatek stopowy, np. cynowo-cynkowo-ołowiowe (zw. dawniej spiżami). Brązy aluminiowe podlegają ulepszaniu cieplnemu, brązy krzemowe i berylowe utwardzaniu dyspersyjnemu. Rozróżnia się brązy odlewnicze i brązy do przeróbki plastycznej. Brązy odlewnicze (cynowe, aluminiowe i krzemowe) charakteryzują się bardzo dobrą lejnością, a zależnie od gatunku dobrą skrawalnością, odpornością na korozję, ścieranie i podwyższoną temperaturę. Wykonuje się z nich części maszyn i aparatury oraz osprzęt parowy i wodny dla przemysłu okrętowego, lotn., chem., maszyn. i in. Z brązów cynowych wykonuje się także odlewy artyst. (pomniki). Brązy do przeróbki plast. (cynowe, aluminiowe, krzemowe, berylowe, manganowe) wykazują dobrą i bardzo dobrą wytrzymałość, sprężystość, odporność na korozję i ścieranie, podatność na przeróbkę plast. na zimno. Wytwarza się z nich części dla przemysłu chem. i precyzyjnego: sprężyny, śruby, części łożysk i przekładni, membrany, z brązów berylowych także narzędzia i styki nie iskrzące. Brąz manganowy BM123, zw. manganinem, jest stosowany na oporniki najwyższej jakości.
MIEDZIONIKLE, stopy miedzi, w których gł. dodatkiem stopowym w ilości powyżej 2% jest nikiel; miedzionikle są stopami do obróbki plast.; rozróżnia się miedzionikle dwuskładnikowe (5 do 25% niklu), np. nikielina, i wieloskładnikowe, np. konstantan, które oprócz niklu zawierają niewielkie ilości manganu (do 1,5%), żelaza (do 2%), glinu (do 1,8%) i krzemu (do 1,1%); ze względu na dobrą plastyczność miedzionikle są wytwarzane w postaci blach, taśm, prętów, rur i drutów; cechuje je duża odporność na korozję w powietrzu i w wodzie mor.; miedzionikle dwuskładnikowe są stosowane na monety, do platerowania i na wyroby specjalne, pozostałe — na części maszyn oraz aparaturę i urządzenia stanowiące wyposażenie statków; niektóre miedzionikle (konstantan, nikielina) są zaliczane do stopów oporowych i stosowane na elementy oporowe i termoelementy.
ALUMINIUM STOPY, stopy lekkie (gęstość 2,55-2,80 g/cm3), których gł. składnikiem jest aluminium. Rozróżnia się stopy aluminium do przeróbki plast. i stopy aluminium odlewnicze.
Stopy aluminium do przeróbki plastycznej zawierają przeważnie miedź (Cu), magnez (Mg), mangan (Mn), krzem (Si), rzadziej nikiel (Ni), żelazo (Fe), cynk (Zn), chrom (Cr) i tytan (Ti), przy czym zawartość poszczególnych dodatków stopowych jest niższa od ich granicznej rozpuszczalności w aluminium w temperaturze eutektycznej (np. Cu poniżej 5,7%); najważniejszą grupę stanowią durale (duraluminium), zawierające 3,5-4,5% miedzi oraz mniejsze ilości manganu, magnezu, żelaza, cynku i krzemu. Większość tych stopów poddaje się obróbce cieplnej umacniającej (przesycanie i starzenie naturalne lub sztuczne), w wyniku czego nabierają dość wysokiej wytrzymałości; wyjątek stanowią stopy aluminium z manganem i magnezem, które poddaje się wyżarzaniu lub odkształcaniu plast. na zimno (zgniot), bez umacniającej obróbki cieplnej. Dzięki dobrym właściwościom mech., odporności na korozję, dobrej przewodności cieplnej i elektr. stopy te stanowią popularny materiał konstrukcyjny w przemyśle lotn. (gł. durale), motoryzacyjnym, okrętowym, chem., spoż., w budownictwie, meblarstwie i in.
Stopy aluminium odlewnicze zawierają te same dodatki stopowe co stopy aluminium do przeróbki plast., ale w większych ilościach, np. miedź do 8%, krzem do 23%, magnez do 11%. Najważniejszą grupę stanowią stopy z krzemem, zw. siluminami, które mają b. dobre właściwości odlewnicze (mały skurcz, dobra lejność, mała skłonność do pękania na gorąco), dość dobre właściwości mech. oraz dostateczną odporność na korozję; przed odlaniem poddaje się je zwykle modyfikacji, mającej na celu poprawę właściwości mech.; wytwarza się z nich tłoki silników spalinowych, części pomp, armaturę, części maszyn. Ze stopów odlewniczych aluminium-miedź wytwarza się armaturę okrętową, elementy dekor., galanterię, ze stopów aluminium-magnez — m.in. galanterię stołową.
Stopy łożyskowe są to stopy służące do wylewania panewek łożyskowych, muszą one mieć:
1) własności mechaniczne wystarczające do pracy w podwyższonej temperaturze łożyska,
2) odpowiednie własności powierzchniowe, jak mały współczynnik tarcia, odporność na ścieranie, zdolność. dostosowania się do powierzchni wału, zdolność pochłaniania drobnych obcych cząsteczek,
3) odporność na kwasy znajdujące się w smarach.
Rozróżnia się kilka typów tych stopów:
b) stopy ołowiowo - cynowe
c) stopy na osnowie ołowianej
|
|
|
|
Ciepło właściwe w 20 C, cal/(g K)
|
|
Współczynnik rozszerzalności liniowej w zakresie od 0-100 C
|
|
|
|
|
|
Ciepło właściwe w 20 C, cal/(g K)
|
|
Współczynnik rozszerzalności liniowej w zakresie od 0-100 C
|
|
STOPY LUTOWNICZE I NISKOTOPLIWE
Każdy metal, nawet wyglądający zupełnie czysto, jest pokryty warstwą tlenku, która zwiększa się dodatkowo przez nagrzanie.
Aby rozpuścić tlenki i ochronić powierzchnię rozgrzaną przed utlenianiem stosuje się topniki. Topnik powinien topić się łatwiej niż lut i mieć dostateczną płynność, aby przenikać dobrze w złącza; roztopiony lut przenika za topnikiem.
Dla lutów miękkich rozróżnia się topniki:
1) chemicznie czynne (korodujące), które rozpuszczają tlenki, jak chlorek cynku lub chlorek cynku z chlorkiem amonu;
2) chemicznie bierne, jak żywica (kalafonia), łój itd.
Do cynku używa się jako topnika samego kwasu solnego. Dla lutów twardych mosiężnych lub srebrnych jako topnik stosuje się boraks albo mieszaninę boraksu i kwasu bornego (temp. topn. ok. 750°C).
Złoto jest metalem o charakterystycznej żółtej barwie; po wypolerowaniu odznacza się silnym połyskiem. Gęstość złota - 19,32 g/cm3. Temperatura topn. 1063°C. Złoto jest najbardziej ciągliwe i kowalne ze wszystkich metali; wyklepywaniem można uzyskać folie o grubości 0,0001 mm, przeświecające zielono; 0,05 g złota można przeciągnąć na drut długości 160 m.
Złoto jest odporne na wpływy atmosferyczne i prawie wszystkie kwasy; rozpuszcza się jedynie w mieszaninie kwasów azotowego i solnego (woda królewska) lub azotowego i siarkowego.
Srebro ma charakterystyczną barwę białą z połyskiem metalicznym, tzw. srebrną; poleruje się bardzo dobrze i odznacza się silnym połyskiem. Gęstość 10,49 g/cm3; temp. topnienia - 960,8°C. Srebro jest najlepszym z metali przewodnikiem ciepła i elektryczności - elektryczna oporność właściwa w 20°C wynosi 0,0159 
mm2/m, przewodność elektryczna przy 20°C - 62,89 m/(
mm2). Srebro jest bardzo ciągliwe i kowalne; wyklepywaniem można uzyskać folie do 0,00025 mm grubości, przeświecające niebiesko, a z 0,05 g srebra — przeciągnąć 100 m drutu.
Platyna jest metalem o barwie srebrzystej; gęstość 21,45 g/cm3; temp. topnienia - 1773°C. Odznacza się największa z metali szlachetnych odpornością na działanie kwasów i rozpuszcza się tylko w wodzie królewskiej. Platyna jest ciągliwa - nadaje się do wyrobu drutu (dół średnicy 0,01 mm) i blachy. W temperami turze białego żaru jest spawalna.