Біметалеві матеріали - Енциклопедія Сучасної України
Beta-версія
Біметалеві матеріали

БІМЕТАЛЕ́ВІ МАТЕРІА́ЛИ – шаруваті металеві композиції, які складаються з двох (або більше) різновидів металів або сплавів, що поєднують у собі властивості складових і разом з тим набувають нових службових і технологічних властивостей. Основою отримання якісних Б. м. є досягнення міжатом. і міжмолекуляр. зв’язків шарів різновидів металів, яке здійснюється металургій. (взаємодією розплавленого металу з твердими компонентами), термомех. (макропластичною деформацією у твердому стані), термодифуз. (малою пластичною деформацією), фіз.-хім. (нанесенням покриття з навколиш. середовища або стороннього джерела) способами, а також способом імпульсного навантаження (високошвидкіс. співударом твердих металів).

Б. м. відомі з найдавніших часів. Так, на тер. України знаходять прикраси з міді та бронзи, вкриті шаром золота та срібла, інструмент і зброю, в яких на сталеве лезо литтям наварено мідні та бронзові рукоятки, лезо клинків мечів та лемеші плугів, виготовл. за допомогою кування залізних і сталевих смуг тощо. Пром. вироб-во Б. м. почалося наприкінці 19 ст. Одними із перших виробів були: сталеві труби з антикорозій. свинц. покриттям для хім. пром-сті (США); стал. дріт з мідним покриттям для проведення слабк. струму – телефон., телеграф., сигнал. тощо (США, Франція, Німеччина); листова сталь, плакована з обох боків мідно-цинк. і мідно-нікел. сплавами (США). В СРСР пром. вироб-во Б. м. було започатковане на металург. з-дах у м. Кольчугіно, Ленінграді, Москві та Перм. обл. (стале-мідний дріт, дюралюміній, плакований алюмінієм тощо). У 1930-х рр. в СРСР на ряді з-дів було освоєне пром. вироб-во листів та стрічок з осн. шаром зі сталі та плакувальним із томпаку, латуні, нікелю, міді, алюмінію, хромо-нікел. і хромистих сталей, освоювалося вироб-во труб зі сталі з зовнішнім мідним і алюмінієвим шаром. Протягом 1960–80 Україна посідала провідне місце з вироб-ва двошар. сталей. Найпоширенішою й ощадливою є технологія отримання Б. м. шляхом прокатки заготовок-пакетів. Випуск такої продукції вперше було здійснено на Комунар. металург. з-ді, потім на з-ді ім. Ілліча (м. Маріуполь) та ін. На металург. з-ді ім. Комінтерну було налагоджено вироб-во тонкого стал. освинцьованого листа для виготовлення бензобаків. У 1970-х рр. для вироб-ва Б. м. почали застосовувати енергію вибуху (див. Зварювання вибухом). За допомогою такого методу виготовляють перехідники, труби (сталь – мідь або бронза, сталь – нікель), листи сталь – титан (без подальшої прокатки), вуглец. сталь – нержавіюча сталь (із подальшою прокаткою).

Б. м. виробляють у вигляді стрічок, листів, дротів, труб, фасон. профілів тощо. Застосування біметалів дає змогу значно зекономити використання коштовних та дефіцитних металів і сплавів, сприяє розробці досконаліших конструкцій машин, приладів та апаратів. Більшість Б. м. (листів, труб, стрічок, фасонних профілів) виробляють за допомогою прокатки, під час якої очищені від забруднень та нагріті заготовки складають у пакет і піддають гарячій деформації. Прокатка може здійснюватися у вакуумі або в середовищі інерт. газів. З цією метою розроблено установки, в яких робоча кліть стану розташ. в камері. Теплу або холодну прокатку виконують для отримання Б. м. з високоміц. алюмінієвих сплавів, плакованих алюмінієм. Труби виготовляють за допомогою гарячого пресування, центробіжної заливки з подальшим калібруванням (у разі потреби) шляхом прокатки, волочіння тощо. Спосіб термодифуз. зварювання (див. Дифузійне зварювання) характеризується з’єднанням ювенільних поверхонь під час нагрівання до т-р інтенсив. дифузій. процесів, стиснення та витримки деякий час у такому стані. Застосовується для плакування сталі міддю, ніобієм, тугоплав. металами. Б. м. отримують також способами наплавлення, особливо для виробів із криволінійними поверхнями (штамп, поршні, колінвали тощо). Великі тех. можливості мають процеси електрошлак. наплавлення різних видів поверхонь. Б. м. за призначенням поділяються на такі види: корозійностійкі (див. Антикорозійні матеріали), зносостійкі (зокрема інструм.), антифрикц., електротех. (провідник. й контактні), термобіметали, композиції для буд. конструкцій і побут. виробів. Значний клас Б. м. становлять корозійностійкі композиції (сталь та ін. відносно дешеві матеріали з покриттям із нікелю, міді, титану тощо), які використовують замість суціл. однорід. заготовок із коштов. металів. Сталь з алюм. покриттям має достатню міцність, стійкість до корозії, пластичність, тому широко застосовується в машинобудуванні для авіац., хім., нафт., харч. пром-сті й вироб-ва побут. техніки. Біметал. труби можуть бути плаковані всередині або зовні, залежно від призначення, – у хім., харч., та ін. галузях: трубопроводи для рідини і газу, стійкі до агресив. середовища, холодил. агрегати, які працюють як теплообмінники ядер. реакторів. Антифрикц. біметал. труби застосовують для виготовлення підшипників у двигунах внутр. згоряння, насосах високого тиску і т. д. (див. Антифрикційні матеріали). Деякі технології виготовлення Б. м. вперше розроблені в Україні. Так, у 1960-х рр. в Ін-ті електрозварювання АН УРСР розроблено технологію нанесення шару міді товщиною від 1 мм на сталеві поверхні; у 1970-х рр. цей же Ін-т разом із УкрНДІМет впровадив на Макіїв. металург. з-ді електрошлакове наплавлення на сталеві та чавунні валки зовн. робочого шару легованого чавуну; Фіз.-тех. ін-т УРСР розробив устаткування й технологію виготовлення Б. м. у контрольованому середовищі й у вакуумі.

Розвитком теорії, вдосконаленням технології вироб-ва Б. м. займаються Ін-т чорної металургії, Дніпроп. металург. академія, Ін-т електрозварювання НАНУ та ін.

Літ.: Засухо П. Ф. и др. Биметаллический прокат. Москва, 1971; Чепурко М. И. и др. Биметаллические трубы. Москва, 1974; Голованенко А. С. Сварка прокаткой биметаллов. Москва, 1977; Патон Б. Е. и др. Новый процесе получения биметалла с коррозионностойким плакирующим слоем // Сталь. 1983. № 7; Чепурко М. И. и др. Биметаллические материалы. Ленинград, 1984.

Н. О. Макаренко

Стаття оновлена: 2003