Бериллий и его сплавы

Бериллий применяют в атомной технике и как легкий металл для тех же целей, что алюминий, магний. Высокая стоимость бериллия, токсичность, а также малопластичность ограничивает его широкое применение. Бериллий и особенного его сплавы обладают при малой плотности высоким модулем упругости и прочностью, размерной стабильностью, хорошее коррозионной стойкостью в ряде сред. Перспективным является сплав Be + 4-5%Cu. Бериллий используют как легирующий элемент (например, бериллиевые бронзы).

Титан и его сплавы

Титановые сплавы начали применяться в качестве конструкционных материалов лишь после Второй мировой войны. Титановые сплавы классифицируют по структуре, которую они получают после охлаждения на воздухе и соответственно различают α-сплавы, (α+β)-сплавы и β-сплавы. Промышленные α-сплавы малопластичны, не охрупчиваются при термической обработке. К ним относят чистый титан и сплавы титана с алюминием. Сплавы (α+β) – более прочны, хорошо куются и штампуются, поддаются термической обработке, охрупчиваются лишь при некоторых условия термообработки. Основной способ их упрочнения – легирование.

Производство титана затрудняется тем, что он очень активно взаимодействует с кислородом, водородом и азотом, а также (при высоких температурах) почти со всеми материалами плавильных тиглей. Тем не менее, в настоящее время выпускается и применяется целый ряд титановых сплавов. Благодаря своей легкости (плотность ок. 4,5 г/см³) и высокой прочности, превышающей прочность алюминиевых и магниевых сплавов, титановые сплавы находят применение в ответственных деталях аэрокосмической техники. Но титан довольно дорог, что ограничивает его применение. Технический титан имеет предел текучести более 400 МПа, прочность на растяжение от 500 до 630 МПа, относительное удлинение ок. 20%. Почти весь производимый титан используется в виде сплавов, улучшаемых термической обработкой. Обычные легирующие элементы титана – алюминий, ванадий, молибден и олово. Самый распространенный титановый сплав – с 6% алюминия и 4% ванадия – применяется в аэрокосмической промышленности. Его предел текучести составляет ок. 900 МПа, а прочность на растяжение – более 1000 МПа. Прочность этого сплава можно повысить путем сложной термообоработки. Будучи стойкими к некоторым кислотам, титановые сплавы применяются в соответствующей аппаратуре. Кроме того, такие сплавы находят применение как материалы трубных коммуникаций и арматуры, деталей корпуса и обшивки высокоскоростных военных самолетов.

Подшипниковые сплавы (баббиты)

Сплавы системы Pb-Sn, Sn-Sb, Pb-Sn-Sb, а также сплавы на основе цинка применяют в качестве легкоплавких подшипниковых сплавов, называемых баббитами. Они обеспечивают меньший износ шейки вала, имеют минимальный коэффициент трения со сталью и хорошо удерживают смазку. Данный комплекс свойств обеспечивается мягкой основой твердого раствора, в которой распределены достаточно твердый частицы второй фазы.

 

Таким образом, существуют разные системы классификации материалов по определенным признакам, позволяющие группировать их в классы, подклассы материалов, что облегчает процесс выбора материалов. При этом весьма сложно характеризовать материалы лишь по одному, одинаковому для всех, признаку, так как их свойства и назначение различны. Поэтому так важно знать разные системы классификации.

 

Припои

Для соединения заготовок при пайке применяют металлы и сплавы, имеющие температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Обычно это сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и др., называемые припоями. При пайке места соединения и припой нагревают с целью создания механически прочного шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твердого металла происходят различные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекаясь по нему и заполняя зазоры между соединениями. Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов, требуемой механической прочности спая, его коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.