Цветные металлы и сплавы

Важнейшими цветными металлами являются медь Cu , алюминий Al , магний Mg , титан Ti , олово Sn , свинец Pb , никель Ni. Эти металлы обладают особо ценными свойствами и поэтому, несмотря на относительно высокую стоимость, их ши­роко используют в промышленности. Цветные металлы применяются в электротехнической промышленности, авиации, радиоэлектронной промышленности и др.

Получение цветных металлов из руд – это сложный до­рогостоящий процесс, поэтому в настоящее время разраба­тываются пути создания новых технологий их производ­ства. Мировое производство цветных металлов, в том чис­ле и редких (тантала, германия, ниобия и др.), непрерывно возрастает. В качестве конструкционных материалов цвет­ные металлы применяются, главным образом, в виде сплавов.

По применению в промышленности медь занимает среди цветных металлов второе место после алюминия. Это объясняется её высокими тепло- и электропроводностью, пластичностью. Медь хорошо обрабатывается давлением в холодном и горячем состоянии, у нее повышенная коррозионная стойкость.

Чистая медь имеет розовато-красный цвет, плотность её 8,93 г/см³, температура плавления 1083 °С. В ото­жжённом состоянии σ_В  250 МПа, δ = (45–60) %, твёр­дость 60 НВ. Кристаллизуется в кубической гранецентрированной решётке и полиморфных превращений не имеет. Благодаря высокой электропроводности около половины всей произведённой меди используют в элек­тро– и радиотехнической промышленности для изготов­ления проводников, монтажных и обмоточных прово­дов, токопроводящих деталей приборов, аппаратов, в электровакуумной технике. Как конструкционный ма­териал медь не используется из-за высокой стоимости и низких механических свойств. Маркируется буквой М и цифрами, зависящими от содержания примесей. Медь марок М00 (0,01 %примесей), МО (0,05 % ) и М1 (0,1 %) используется для изготовления проводников электри­ческого тока, медь М2 (0,3 % ) – для производства вы­сококачественных сплавов меди, МЗ (0,5 %) – для спла­вов обыкновенного качества. Широкое использование в промышленности имеют сплавы меди с другими элемен­тами – латуни и бронзы.

Сплав меди с цинком называется латунью. Механические свойства латуни – прочность и пластич­ность – выше, чем меди, она хорошо обрабатывается резанием, давлением, характеризуется высокими коррозионной стойкостью, теплопроводностью, электропроводностью. Большим преимуществом латуней является сравнительно низкая их стоимость, так как входящий в состав сплава цинк значительно дешевле меди. Максимальную прочность имеет латунь, содержащая 45 %цинка, её σ_В = 350 МПа, а максимальную пластичность – латунь, содержащая 32 % цинка, ее δ = 55 %. При увеличении содержания цинка выше 39 % резко падает пластичность, а выше 45 % и прочность. Поэтому латуни, содержащие более 45 % цин­ка, не применяются.

По химическому составу различают простую (двой­ную) латунь, в которой содержатся только медь и цинк, и сложную (специальную), в которой кроме цинка содер­жатся примеси: никель, свинец, олово, кремний и др. Специальная латунь отличается повышенной прочно­стью, лучшими антикоррозионными и технологически­ми свойствами. По технологическому признаку латуни делятсяна литейные идеформируемые (обрабатываемые давлением).

Латуни маркируются буквой Л. В деформируемых латунях указывается содержание меди и легирующих эле­ментов, которые обозначаются соответствующими буква­ми (О – олово, А – алюминий, К – кремний, Н – ни­кель, Мц – марганец, Ж – железо, С – свинец). Содержание элементов даётся в процентах после всех буквенных обо­значений. Например, латунь Л63 содержит 63 % меди и 37 % цинка. Латунь ЛАЖ 60-1-1 содержит 60 % меди, 1 % алюминия, 1 %железа и 38 % цинка.   

Латуни, содержащие до 15 % цинка Л90, Л85, называют томпаком, они имеют цвет золота и применяют­ся для изготовления украшений. Обрабатываемые давле­нием латуни марок Л68 и Л70 используют для производства патронных гильз, Л90 и Л85 – лент, труб, радиаторов. Специальные литейные латуни применяют для изготовления втулок, подшипников (например, латунь марки ЛЦ40АЖ), литых деталей судовой арматуры, подверга­ющейся действию морской воды (ЛЦ16К4), для корро­зионностойких деталей в машиностроении используют латунь ЛЦЗОАЗ и др.

Сплав меди с оловом, алюминием, свинцом и другими элементами, среди которых цинк и никель не являются основными, называют бронзой. По основному легирующему элементу бронзы делятся на оловянные, алюминиевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовые и др. Бронзы обладают хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатываются давлением и резанием. Боль­шинство бронз отличаются высокой коррозионной стой­костью и, кроме того, широко используются как анти­фрикционные сплавы.

По технологическому признаку бронзы делят на де­формируемые и литейные. Маркируются бронзы буква­ми Бр, за которыми показывается содержание легирую­щих элементов в процентах. Обозначения легирующих элементов и отличия в марках деформируемых и литейных сплавов у бронз такие же, как у латуней. Например, деформируе­мая бронза БрОФ 6,5–0,4 содержит 6,5 % олова и 0,4 % фосфора, а литейная бронза БрОЗЦ7С5Н – 3 % олова, 7 % цинка, 5 % свинца, менее 1 % никеля.

Особенно широкое применение в машиностроении имеют оловянные бронзы. Они обладают высокими меха­ническими (σ_В = (150–350) МПа; δ = (3–15) %; (60–90) НВ) и антифрикционными свойствами, коррозионной стойко­стью, хорошо отливаются и обрабатываются резанием. По структуре оловянные бронзы, подобно латуням, бывают однофазными и двухфазными. Обычно вторая фаза выде­ляется при содержании олова больше (7–9) %. Поэтому бронзы с содержанием олова выше 12 % не применяются. Однофазные оловянные бронзы, имеющие высокую пла­стичность, используются в качестве деформируемых, двухфазные – в качестве литейных. Для улучшения каче­ства в оловянную бронзу вводят свинец, повышающий антифрикционные свойства и обрабатываемость; цинк, улучшающий литейные свойства; фосфор, повышающий литейные, механические и антифрикционные свойства.

Литейные оловянные бронзы БрО5Ц5С5, БрО6Ц6С2, БрО10Ф1 и др. применяют для получения деталей ма­шин, работающих в условиях морской и пресной воды, для изготовления антифрикционных деталей (вклады­шей подшипников скольжения). Литейные оловянные бронзы имеют самую низкую усадку и наилучшую жидкотекучесть среди всех медных сплавов.

Олово – дорогостоящий и дефицитный материал, по­этому стремятся использовать безоловянные бронзы, которые состоят из меди с алюминием или кремнием, бериллием, свинцом, железом и др.

Алюминиевые бронзыобладают более высокими меха­ническими свойствами и коррозионной стойкостью по сравнению с оловянными, но их литейные свойства ниже. Дополнительное легирование алюминиевых бронз желе­зом, никелем и марганцем повышает их механические свойства. Никель также увеличивает коррозионную стой­кость и жаростойкость. По структуре, как и оловянные, алюминиевые бронзы могут быть однофазными (до 9 % Аl) и двухфазными. Однофазные характеризуются высокой пластичностью и используются для холодной и горячей обработки давлением. Двухфазные, обладающие большей твёрдостью и хрупкостью, обрабатываются давлением в горячем состоянии и используются в качестве литейных. Используют деформируемые алюминиевые бронзы следующих марок: БрА5, БрАЖ9-4, БрАМц9-2, БрАЖМцЮ-3-1, БрАЖН 10-4-4 и др. Эти бронзы применяют для изго­товления поковок, труб, проволоки, прутков и др.

К литейным относят алюминиевые бронзы марок БрА10ЖЗМц2, БрА9Ж4, БрАПЖбНб и др.   

Марганцовистые бронзы(БрМц5) менее прочны, но об­ладают высокой пластичностью и хорошей coпротивляемостью коррозии, сохраняют механические свойства при повышении температуры до 400-500 °С.

Свинцовые бронзымарок БрСЗО и с добавкой олова БрОС2-5-1,5, БрОС8-12 отличаются высокими анти­коррозионными свойствами и теплопроводностью (в 4раза больше, чем у оловянных). Свинец почти не раство­ряется в меди. Структура свинцовой бронзы состоит из кристаллов меди с включениями свинца. Это придаёт бронзе хорошие антифрикционные свойства, а высокая, теплопроводность позволяет хорошо отводить тепло из зоны трения.

 Бериллиевые бронзы марок БрБ2, БрБН1-7, БрБН4-5 являются дисперсионно твердеющими сплавами. Они под­вергаются закалке от 760 до 780 °С, при этом образуется однородный твёрдый раствор. В результате искусственного строения при (300–350) °С из твёрдого раствора выделяются дисперсные частицы, упрочняющие сплав. Бериллиевые бронзы после термообработки имеют высокие механические свойства, например, у бронзы марки БрБ2 σ_В=1250 МПа, 350 НВ, высокий предел упругости, хорошие коррозионная стойкость, теплостойкость, не образуется искры при ударе. Бериллиевую бронзу легируют также титаном. Из неё из­готовляют детали особо ответственного назначения: пружи­ны, пружинящие контакты, детали, работающие на износ (кулачки полуавтоматов) и т. д.

Кремнистые бронзымарок БрКМцЗ-1, БрКН1-3, БрКМцЗ-1 заменяют дорогостоящие оловянные и бе­риллиевые бронзы. Они легко обрабатываются давлени­ем, резанием, свариваются, обладают высокими упруго­стью, коррозионной стойкостью. Применяются для про­изводства пружин и пружинящих деталей приборов, эксплуатируемых при температурах до 250 °С, а также в агрессивных средах.

Медно-никелевые сплавы. К медно-никелевым спла­вам относятся сплавы на основе меди, в которых основ­ным легирующим элементом является никель, они мар­кируются буквой М, за которой следует обозначение и содержание легирующих элементов как в деформируе­мых латунях и бронзах. Легирование меди никелем зна­чительно повышает её механические свойства и коррози­онную стойкость.

Мельхиоры. МНЖМцЗО-1 -1, МН19 характеризуются высокой коррозионной стойкостью в атмосфере, пресной и морской воде, растворах солей, органических кислотах. Они хорошо обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии. Применяются в морском судострое­нии, в химической промышленности, для изготовления хирургического инструмента.

Сплавы на основе системы С u - Ni - Zn называются нейзильберами(МНЦ 15-20, МНЦС 16-29-1,8). Легирова­ние цинком приводит к повышению механических свойств и удешевлению медно-никелевых сплавов, а также делает их внешне похожими на серебро. Свинец вводится в нейзильберы для улучшения обрабатываемости резани­ем. Нейзильберы характеризуются высокой коррозион­ной стойкостью. Ониприменяются в приборостроении, медицине, быту.

Сплавы системы С u - Ni - А1 называются куниалями. Они характеризуются высокими механическими свой­ствами, упругостью, коррозионной стойкостью. Эти спла­вы упрочняются в результате термической обработки, которая заключается в закалке от (900–1000) °С в воде и старении при (500–600) °С. Куниаль А МНА 13-3 исполь­зуется для изделий повышенной прочности, а куниаль БМНА 6-1,5 – для ответственных пружин и в электро­технической промышленности.

Одним из наиболее лёгких конструкци­онных материалов является алюминий. Его плотность 2,7 г/см³, температура плавления 658 °С. В отожжённом состоянии алюминий обладает малыми прочностью σ_В= (80–120) МПа и твёрдостью (25НВ), небольшой пластич­ностью δ = (35–45) %. Кристаллизуется алюминий в ку­бической гранецентрированной решётке и полиморфных превращений не имеет. Отличается высокой коррози­онной стойкостью в пресной воде, атмосфере.

Алюминий получают из руд, содержащих оксиды алю­миния: из бокситов, нефтелинов, алунитов. Основной рудой являются бокситы, содержащие (40–80) % глинозё­ма (А1₂О₃). Производство алюминия состоит из двух про­цессов: выделения глинозема из руды и его электролиза.

Благодаря высокой пластичности и электропроводности алюминий широко применяют в электротехнической про­мышленности для изготовления проводов, кабелей; в авиа­ционной промышленности – труб, маслопроводов и бензо­проводов; в легкой и пищевой промышленности – фольги, посуды. Алюминий используют как раскислитель при про­изводстве стали. Ввиду низкой прочности и незначительной упрочняемости при пластической деформации в холодном состоянии технически чистый алюминий как конструкци­онный материал применяют сравнительно редко. В резуль­тате сплавления его с магнием, медью, цинком и другими металлами получены сплавы с достаточно высокой прочно­стью, малой плотностью и хорошими технологическими свойствами. Различают литейные и деформируемые (обра­батываемые давлением) алюминиевые сплавы.

Литейные сплавы алюминия маркируются буквами АЛ и числом, показывающим условный номер сплава. Наибольшее распростра­нение получили сплавы алюминия с кремнием, образу­ющие эвтектику при содержании 11,6 % кремния. Эти сплавы называются силуминами.

Широко применяется силумин эвтектического соста­ва АЛ2, содержащий (10–12) %кремния. Структура этого сплава представляет собой грубодисперсную эвтектику с включениями первичного кремния.

Кроме силуминов используются литейные сплавы алюминия с медью и магнием. Они об­ладают значительно большей прочностью, чем силумины, но их литейные свойства хуже.

Литейные сплавы алюминия с медью (АЛ 19 и др.) со­держат до 6 % меди и небольшое количество других эле­ментов. Они отличаются повышенной прочностью и жа­ропрочностью при температуре до 300 °С. Эти сплавы упрочняются закалкой и старением. Они хорошо обраба­тываются резаньем и свариваются. Недостатком этих сплавов является низкая коррозионная стойкость.

Литейные сплавы алюминия с магнием (АЛ 8 и др.) содержат до 13 % магния и небольшое количество других легирующих элементов. Они характеризуются высокой коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах, обрабатываются резаньем и свариваются. Эти спла­вы упрочняются закалкой без старения.

Деформируемые сплавы алюминия применяются для изготовления проволоки, фасонных профилей и раз­личных деталей, получаемых ковкой, штамповкой или прессованием. Эти сплавы делят на неупрочняемые тер­мообработкой и упрочняемые. К неупрочняемым относят сплавы алюминия с марганцем и магнием. Они обладают высокой коррозионной стойкостью, умеренной прочно­стью, высокой пластичностью, хорошо свариваются. Их применяют для изделий, эксплуатируемых в агрессивной среде, а также изготавливаемых путём глубокой штампов­ки: рам и кузовов, перегородок зданий, переборок судов, бензиновых баков и т. п. Их маркировка: АМц – сплавы алюминия с марганцем и АМг,..., АМг7 – с магнием.

Деформируемые сплавы, упрочняемые термообработ­кой, имеют наибольшую плотность (3 г/см³) и высокую прочность (σ_В до 700 МПа). Их применяют для изготовле­ния ответственных деталей. Наиболее распространённым сплавом этой группы является дуралюмин. Основным ком­понентом, упрочняющим дуралюмин, является медь (до 5 %), в качестве дополнительных легирующих элементов используют магний (до 1 %), марганец (до 2 %), титан и др. Медь и магний способствуют дисперсному твердению сплава при термообработке за счёт выделения дисперсных частиц СuА1₂ и Al₃Mg₂. Марганец усиливает упрочнение и повышает коррозионную стойкость. Достоинством дуралюмина является высокая удельная прочность (от­ношение предела прочности к плотности), что особенно важно в самолетостроении. Например, из сплава марки Д16 делают обшивку, лонжероны самолетов, кузова ав­томашин и т. д. Недостатком дуралуминов является по­ниженная коррозионная стойкость, особенно по отноше­нию к межкристаллитной коррозии. Для повышения коррозионной стойкости листы дуралюмина плакируют техническим алюминием марок А7, А8.

Высокопрочные сплавы алюминиясодержат кроме меди и магния дополнительно цинк (до 10 %). Эти сплавы мар­кируются буквой В (В95, В96), подвергаются термо­обработке, аналогичной термообработке дуралюмина.

Ковочные сплавы алюминияпредназначены для произ­водства деталей ковкой и штамповкой. Маркируются бук­вами АК и числом, показывающим порядковый номер. По химическому составу близки к дуралюмину (сплав АК1 совпадает по составу с Д1), иногда отличаясь более высо­ким содержанием кремния (АК6, АК8). Подвергаются ана­логичной термообработке. Ковочные сплавы характеризу­ются высокой пластичностью и трещиностойкостью при горячей обработке давлением. Ковку и штамповку деталей из этих сплавов производят при температуре 450-475 °С.

Коррозионностойкие сплавы повышенной пластичностиАВ (авиаль), АД 31, АД 33 относятся к системе AL - Mg - Si. Они упрочняются закалкой (520-530 °С) и ис­кусственным старением (160-170 °С, время выдержки 10-12 ч). Эти сплавы удовлетворительно свариваются, обрабатываются резанием в закалённом и состаренном состоянии. Авиаль АВ обладает наибольшей прочностью, но наименьшей коррозионной стойкостью (склонен к межкристаллитной коррозии). Сплавы АД 31 и АД 33 обладают большей коррозионной стойкостью, способны работать во влажной атмосфере и морской воде в интер­вале температур от -70 до +50 °С. Применяются данные сплавы для изготовления лопастей и кабин вертолетов, в судостроении, строительстве.

К жаропрочным алюминиевым сплавам относятся и дуралюмины Д20, Д21, легированные дополнительно титаном, и сплав АК 4 - 1, легированный железом и ни­келем. Эти сплавы способны работать при температуре 300 °С, они хорошо деформируются в горячем состоянии, удовлетворительно свариваются, хорошо обрабатывают­ся резаньем. Для защиты от коррозии подвергаются ано­дированию и покрытию лакокрасочными материалами. Отличаются высокой износостойкостью. Сплав АК 4-1 используется для деталей реактивных двигателей.

Сверхлегкие алюминиевые сплавы легируют литием, который имеет очень низкую плотность – 0,5 г/см³. При­менение этих сплавов позволяет снизить массу деталей, что особенно важно в самолето- и ракетостроении. Сплав ВАД 23 относится к системе AL-Сu-Li, а сплав 1420 – к системе А1 - Mg - Li. Эти сплавы упрочняются закал­кой и искусственным старением. По сравнению с дуралюмином Д16 сплав 1420 имеет пониженную на 11 % плотность и повышенный на 4 % модуль упругости. Это позволяет при его использовании снизить массу на 10-15 %. Сплав 1420 характеризуется коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.

Магний – блестящий серебристо-белый металл, тускне­ющий на воздухе вследствие образования на его поверхно­сти оксидной плёнки. Не имеет полиформных превращений и кристаллизуется в гексогональной плотноупакованной решётке. Температура плавления магния невысока и состав­ляет 651 °С. Магний – наиболее лёгкий металл, используе­мый в промышленности, его плотность 1,74 г/см³. Это и обусловило применение магния и его сплавов в различных отраслях промышленности и главным образом в авиации. Получают магний из магнезита, содержащего 28,8 %магния, и из доломита, содержащего 21,7 % магния, а так­же из других магниевых руд. Металлический магний по­лучают в основном путём электролиза магния из расплав­ленных солей.    

Магний неустойчив против коррозии. При повышении температуры он интенсивно окисляется. При этом оксид­ная плёнка магния (MgO) не обладает защитными свой­ствами (как плёнка А1₂О₃ на алюминии), так как её плот­ность значительно выше плотности магния, поэтому она растрескивается. С возрастанием температуры скорость окисления магния резко возрастает, и выше 500 °С магний самовоспламеняется. Поэтому при использовании магния и его сплавов, особенно при разливке, следует принимать меры против его окисления и воспламенения. Порошок, тонкая лента, мелкая стружка магния представляют боль­шую опасность, так как возгораются на воздухе при обыч­ных температурах, горят с выделением большого количе­ства теплоты и излучением ослепительно яркого света.

В зависимости от содержания примесей установлены следующие марки магния: Мг9б (99,96 %Mg), Мг95 (99,95 %Mg), Мг90 (99,90 % Mg). Чистый магний вслед­ствие низких механических свойств как конструкцион­ной материал не применяется.

Основные легирующие элементы магниевых сплавов – алюминий, цинк и марганец. Прочность ряда магниевых сплавов может быть повышена закалкой и старением.

Деформируемые сплавы системы Mg-Al-Zn (MA2, МА2-1, МА5) обладают хорошей технологической плас­тичностью, что позволяет изготовлять из них кованые и штампованные детали сложной формы, например, крыль­чатки и жалюзи капота самолёта.

Титан – серебристо-белый металл плотностью 4,5 г/см³, температурой плавления 1670 °С. Ниже температуры 882 °С существует α-титан, имеющий объёмно-центрированную кубическую кристаллическую решётку. При 882 °С происходит полиморфное превращение, и выше этой температуры существует β-титан, имеющий гексагональную плотноупакованную решётку. Титан характеризуется низкими электропроводностью и теплопроводностью. Тех­нически чистый титан марок ВТ1-00 содержит не более 0,4 % примесей, ВТ1-0 не более 0,55 %, ВТ1 не более 0,1 % примесей.  Прочность титана σ_В = (300–500) МПа, относитель­ное удлинение σ = (20–30) %. Чем больше в титане примесей, тем он прочнее и менее пластичен. Технический титан хо­рошо обрабатывается давлением, сваривается (в среде ар­гона), но обработка его резанием затруднена.

Главное преимущество титана и его сплавов состоит в сочетании высоких механических свойств с коррозион­ной стойкостью в агрессивных средах (в азотной, соля­ной и фтористой кислотах) и низкой плотностью.

Высокая коррозионная стойкость титана достигается за счёт образования на его поверхности плотной оксидной плёнки. Главные недостатки титана – склонность к взаи­модействию с газами при температурах выше (500–600) °С, высокая стоимость, плохая обрабатываемость резанием, низкая износостойкость. Главная цель легирования тита­на – повышение механических свойств. Такие легирую­щие элементы, как: Al, Fe, Mn, Cr, Sn, V – повышают проч­ность титана, несколько снижая при этом пластичность и вязкость; Al, Zr, Mo, Sn – увеличивают жаропрочность; Mo, Zr, Nb, Та – повышают коррозийную стойкость.

По технологическому признаку титановые сплавы классифицируются на деформируемые, литейные и по­рошковые. По свойствам титановые сплавы делятся на высокопластичные, сплавы нормальной прочности, вы­сокопрочные, жаропрочные, коррозионностойкие.

Литейные титановые сплавы имеют меньшую проч­ность и пластичность, чем деформируемые. Упрочняющая термическая обработка для них не применяется, так как при этом резко снижается пластичность.

Область применения титановых сплавов очень вели­ка: в авиации (обшивка самолётов, диски, лопатки ком­прессоров и т. д.); в ракетной технике (корпуса двигателей, баллоны для сжатых и сжиженных газов); в химическом машиностроении (оборудование, находящееся в среде хлора и его растворов, детали, работающие в азотной кис­лоте, теплообменники); в судостроении (обшивка морс­ких судов, поэтому эти суда не требуют окраски); в энер­гомашиностроении (диски, лопатки стационарных тур­бин); в криогенной технике. В автомобильной отрасли применяемые титановые сплавы позволяют уменьшить массу автомобильных и дизельных двигателей, увеличить их частоту вращения и мощность.

Ц инк – синевато-белый металл, обладающий высокой пластичностью (δ = 50 %), низкой прочностью (σ_В = 150 МПа) и невысокой твёрдостью (НВ 45). Температура плавления цинка 419 °С, плот­ность относительно высокая – 7,1 т/м³. Кристаллическая решётка гексагональная. Полиморфных модифика­ций не имеет. При температуре 100-150 °С цинк очень пластичен и легко прокатывается в листы и фольгу тол­щиной до сотых долей миллиметра. При 250 °С стано­вится хрупким.

В зависимости от содержания примесей цинк делит­ся на марки ЦВ (99,99 % Zn); Ц0 (99,96); Ц1 (99,94); Ц2 (99,9); ЦЗ (98,7); Ц4 (97,5). Основные примеси в техни­ческом цинке – свинец, железо, кадмий. Около полови­ны всего производимого цинка расходуется на защиту стали от коррозии. Цинкованию подвергаются стальные листы, лента, проволока, крепёжные детали, трубопрово­ды. Поскольку цинк в ряду напряжений стоит до железа, то при попадании оцинкованной стали в коррозионную среду разрушается цинк.

Сплавы на основе цинка характеризуются невысокой температурой плавления, хорошей жидкотекучестью, легко обрабатываются давлением и резанием, сваривают­ся и паяются. Коррозионная стойкость у цинковых спла­вов приблизительно такая же, как у технического цинка или оцинкованной стали. Маркируются цинковые сплавы буквой Ц, после ко­торой следует буква А (алюминий) и М (медь) и цифры, показывающие приблизительное содержание алюминия и меди в процентах. Например, сплав ЦАМ4-3 содержит около 4 %А1 и около 3 % Сu.

Свинец – металл голубовато-се­рого цвета. Обладает высокой пластичностью (δ=60 %), очень низкой прочностью (σ_В = 13МПа) и очень низкой твёрдостью (НВ 3). Температура плавления 327 °С, плот­ность 11,3 г/см³. Кристаллизируется в гранецентрированной кубической решётке, полиморфных модификаций не имеет. Металлический блеск свежего разреза свинца по­степенно исчезает на воздухе вследствие образования тон­чайшей плёнки РbО, предохраняющей свинец от дальней­шего окисления.

Свинец широко применяют в производстве свинцовых аккумуляторов, используют для изготовления аппарату­ры, стойкой в агрессивных газах и жидкостях. Свинец хорошо поглощает гамма и рентгеновские лучи, благода­ря чему его применяют как материал для защиты от их действия. Из свинца изготовляют контейнеры для хране­ния радиоактивных веществ, аппаратуру рентгеновских кабинетов и др. Большое количество свинца идёт на из­готовление оболочек электрических кабелей, защищаю­щих их от коррозии и механических повреждений.

Среди сплавов на основе свинца различают низколе­гированные и высоколегированные. К низколегирован­ным относятся сплавы, содержащие малые добавки Fe, Сu, Sb, Sn, Cd или Са в концентрациях, не снижающих коррозионную стойкость свинца.

Олово – белый блестящий металл, характеризующий­ся высокой пластичностью (δ=90 %), низкой прочностью (σ_В =17 МПа) и очень низкой твердостью (НВ 4). Темпе­ратура плавления 232 °С. Олово имеет две полиморфные модификации. Кристаллическая решётка обычного бело­го олова (β-олово) тетрагональная, плотность 7,3 т/м³. При температурах ниже 18 °С устойчиво серое олово (α-олово), имеющие кристаллическую решётку типа ал­маза и плотность 5,85 т/м³. При охлаждении серое олово появляется на белом в виде отдельных бугорков на поверх­ности. Превращение белого олова в серое сопровождает­ся увеличением объёма примерно на 25 %. Поэтому при превращении олово разрушается, рассыпаясь в серый порошок. Переход облегчается при контакте с частицами серого олова и распространяется подобно «болезни» (так называемая «оловянная чума»). Однако скорость превра­щения (β→α весьма мала и достигает максимального зна­чения (0,004 мм/час) при температуре минус 32 °С. Ввиду столь малой скорости превращения белое олово сравни­тельно длительное время может сохраняться при темпе­ратурах ниже 18 °С.

Около 50 % всего производимого олова составляет вто­ричный металл. Его получают из отходов белой жести, лома и различных сплавов. В зависимости от содержания примесей олово делится на марки 01 (99,9 %Sn); O2 (99,56); ОЗ (98,35); 04 (96,25). Олово О1 и О2 используется для лужения, ОЗ и О4 применяют для пайки. Несмотря на то, что прочность олова невысока, прочность паяного шва вследствие образования твёрдых растворов с основным металлом достигает 40-90 МПа и выше. Из олова также изготовляют припои, подшипниковые сплавы.

Тугоплавкими называют металлы, температура плавления которых выше 1700 °С. Наиболее тугоплавки вольфрам W (3410 °С), мо­либден Mo (2620 °С), тантал Ta (2996 °С), хром Cr (1875 °С), ру­тений Ru, гафний Hf и др. Тугоплавкие металлы и их сплавы широко применяют как жаропрочные при строительстве ракет, космических кораблей. Эти металлы получают из порошков путём прессования и последующего их спекания в брикеты, а также плавкой заготовок в электроду­говых и электронно-лучевых печах.

Тугоплавкие металлы и их сплавы во избежание окис­ления нагревают в вакууме или нейтральных газах (арго­не, гелии). Детали, работающие при высоких температу­рах, покрывают хромом, алюминием, кремнием и други­ми металлами. Для изготовления деталей, работающих при температурах до 1400 °С, используют молибден, ниобий и их сплавы, при более высоких температурах – вольфрам и титан, у которых значительно выше темпе­ратура плавления.

Сплавы вольфрама с 20 % рения и вольфрама с 5 % рения применяют для изготовления термопар, измеряю­щих температуру до 3000 °С. Карбиды вольфрама, ниобия, тантала износоустойчивы, имеют твёрдость, близкую к твёрдости алмаза, и высокую температуру плавления. Тантал применяют для изготовления пластин и проволо­ки, используемых в костной хирургии. Карбиды тантала (температура плавления 3880 °С) применяют для наплавки на поверхность изделий в агрессивной среде. Сплавы тугоплавких металлов прочнее чистых металлов. Высо­кая прочность у них сохраняется как при высоких темпе­ратурах (до 1200 °С), так и при низких (до 196 °С).

Вольфрам и молибден в чистом виде используют в ра­дио- и электронной промышленности для изготовления нитей накаливания, пружин, нагревателей, контактов. Сплав, содержащий 85 % вольфрама и 15 % молибдена, пригоден для работы при температурах, близких к 3000 °С.

Ниобий Nb и его сплавы имеют важное значение в элект­ронной и химической промышленности, а сплавы ниобия с оловом являются ценным сверхпроводящим материа­лом. Большую роль играет рений, его температура плав­ления 3180 °С, плотность в 3 раза больше, чем у железа, он немного легче осмия, платины и иридия. Рений обла­дает высоким электросопротивлением. Жаропрочность рения с вольфрамом и танталом сохраняется до темпера­туры 3000 °С, сохраняются и механические свойства. Вольфрам и молибден при низких температурах очень хрупки, а в сплаве с рением сохраняют при этих темпе­ратурах пластичность. Рений Re используют для производ­ства сверхточных навигационных приборов, которыми пользуются в космосе, для получения торсионов – тон­чайших нитей, диаметр которых составляет несколько десятков микрометров, обладающих очень высокой проч­ностью. Проволока сечением в 1 мм² выдерживает нагруз­ку в несколько килоньютонов.