PART 7: NON - FERROUS METALS

(Aluminium, magnesium, titanium and their alloys)

A. READING

Aluminium is a soft, silvery white metal. The most important properties of aluminium are its low specific gravity, high electrical and thermal conductivities, high ductility, and corrosion resistance in various media. Pure aluminium has only few applications. It is used for making different light weight objects: airplane and automobile parts, chemical apparatus, electrical wire, household utensils, etc. It is also used for coating other metals. Aluminium alloys are more widely used, because they have high mechanical properties after heat treatment (in some cases their mechanical strength approaches the strength of steel), high corrosion resistance and good foundry and machinable characteristics. Aluminium alloys form two groups: wrought and casting aluminium alloys. Wrought aluminium alloys are further classified as non-heat-treatable alloys and heat-treatable alloys. Non-heat-treatable alloys are alloys of aluminium with magnesium and manganese. Heat - treatable alloys are complex alloys of aluminium with copper, magnesium, manganese, silicon and iron. The most useable alloy of this group is duralumin. Alloys of the duralumin type have found most extensive application in many industries, especially in airplane and rocket construction. The most important casting aluminium alloys are alloys of aluminium with silicon, with magnesium and with copper.

Magnesium is the lightest of all metals employed in engineering. Magnesium is very inflammable and burns with a dazzling blame developing a great deal of heat. The mechanical properties of magnesium, especially the tensile strength, are very low. Besides it has very low corrosion resistance. So pure magnesium is not used in engineering. The alloys of magnesium have much better mechanical properties than the pure metal. The main alloying elements in magnesium alloys are aluminium, zinc and manganese. Aluminium added in amounts up to 11 per cent, increases the hardness, tensile strength and fluidity of the alloy. Up to 2 per cent zinc is added to improve the ductility 9 relative elongation) and castability. The addition of 0,1-0,5 per cent manganese raises the corrosion resistance. Magnesium alloys are used for making frames of apparatuses and devices, parts of airplanes and engines, etc.

Titanium is a quite light silvery white metal. Pure titanium has high corrosion resistance, good plasticity, but low strength. The hardness, tensile strength and yield point of titanium are increased with the degree of cold deformation. The elongation value drops rapidly when the degree of cold deformation (reduction) exceeds 50 per cent and becomes equal to 10 per cent. Alloying elements increase strength, but reduce plasticity. Titanium alloys contain vanadium, molybdenum, chromium, manganese, aluminium, tin and other elements. High mechanical strength of titanium alloys in the combination with a low specific weight, excellent corrosion resistance and high-temperature strength make them a valuable material for machine-building industry. Titan alloys are used in airplane-, ship-construction and in jet equipment.

EXERCISES:

I. Find in the texts the following topical words and phrases, explain what they mean, and add them to your Active Vocabulary:

non-heat-treatable alloys, heat-treatable alloys, duralumin, coating, inflammable.

II. Write out from the texts the sentences or the parts of the sentences which contain the following words and expressions and translate them into Russian:

ship-construction, application, ability to be machined, to be treated in hot state, antifriction characteristics, to be proof against, to surpass, frames of devices, machinable characteristics, casting aluminium alloys, elongation value.

III. Answer the following questions:

1. How can aluminium and its properties be described?

2. What is pure aluminium is used for?

3. How can you describe magnesium?

4. What can you sag about mechanical properties of magnesium?

5. How do alloying elements affect properties of magnesium alloys?

6. How can titanium and its properties be described?

7. Why are titanium alloys a valuable material for machine-building industry?

8. What does the hardness, tensile strength and yield point of titanium depend on?

B. TRANSLATION

EXERCISES:

I. Before translating the text, find in it the sentences in which you would be able to use the following topical words and expressions:

bauxite, oxidizing, alumina, tubes, chemical treatment, silumin, melting point, work-hardening.

II. Read the text again, find in it the information about the following questions, and answer them using the topical words and phrases:

1. How is aluminium made?

2. What is the most important casting aluminium alloy?

3. What are basic components of duralumin?

4. Why isn’t pure magnesium used as an engineering material?

5. In what field can magnesium be used?

6. How can mechanical properties of titanium alloys be increased?

7. What titanium alloys are widely used?

III. Now translate the text in writing. Use as many topical words and phrases as you can: кремниевые, бериллиевые и др.

Алюминий имеет высокую коррозионную стойкость в пресной воде, атмосфере и в некоторых других условиях, так как образующаяся на поверхности алюминия пленка зачищает металл от дальнейшего окисления.

Благодаря высокой электропроводности и пластичности алюминий широко применяется в электропромышленности.

В авиапромышленности алюминий используется для изготовления труб, маслопроводов и бензопроводов, в пищевой промышленности - для изготовления фольги; широко применяется для изготовления посуды.

Металлический алюминий получают путем электролиза смеси кристаллического глинозема Al₂O₃ и криолита Na₃AlF₆ при температуре 950-970° в специальных печах-ваннах. Кристаллический глинозем получают химической обработкой бокситов - алюминиевых руд, содержащих до 70 % глинозема.

Алюминиевые сплавы делятся на две группы: литейные и деформируемые.

Важнейшими литейными алюминиевыми сплавами являются сплавы алюминия с кремнием, содержащие кремния от 6 до 13 % и известные под общим названием силуминов.

Наиболее распространенным деформируемым сплавом, упрочняемым термообработкой, этой группы является дюралюминий.

Основными компонентами сплава являются медь и магний, так как они при термической обработке увеличивают его прочность.

Магний имеет удельный вес 1,74 г/см³, температура плавления 650°. Чистый магний имеет малую устойчивость против коррозии, обладает высокой активностью при взаимодействии с кислородом, при высокой температуре легко окисляется и горит ярко-белым пламенем; он находит применение в фотографии, в пиротехнике. Как конструкционный материал не применяется. В промышленности магний используется в виде сплавов с алюминием, марганцем, цинком и другими элементами.

Благодаря малому удельному весу магниевые сплавы широко применяются в машиностроении, несмотря на то, что технология изготовления деталей из них сложнее технологии изготовления деталей из алюминиевых сплавов.

Металлическим материалом, занимающим видное место в машиностроении, являются титан и сплавы на его основе. Это металл с температурой плавления 1660° и удельным весом 4,5 г/см³. Технический титан высокой чистоты содержит не более 0,1 % примесей (Fe; Mn; Al; C; Si; Ni), имеет невысокую прочность, хорошую пластичность, по свойствам приближаясь к чистому железу. Имеет высокую стойкость против коррозии в пресной, морской воде и в некоторых кислотах.

Как конструкционные материалы в машиностроении применяются сплавы титана с ванадием, молибденом, хромом, марганцем, вольфрамом, танталом, ниобием, углеродом, алюминием, оловом. Наибольшее применение имеют сплавы титана с алюминием, хромом, ванадием и углеродом.

Эти сплавы имеют высокие механические свойства, которые можно повысить еще более термической обработкой и наклепом. Помимо высокой прочности и малого удельного веса титановые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах и жаропрочностью.