Концепцията за сплав, тяхната класификация и свойства. За да се елиминират такива големи загуби в машиностроенето, частите се покриват с лакове, бои, химически устойчиви метали и оксидни филми.

Металното състояние се обяснява с електронната структура. Металните елементи, влизайки в химична реакция с елементи, които са неметали, им дават своите външни, така наречените валентни електрони. Това е следствие от факта, че в металите външните електрони са хлабаво свързани с ядрото; освен това има малко електрони на външните обвивки (само 1-2), докато неметалите имат много електрони (5-8).

Всички елементи, разположени вляво от галиндия и талия, са метали, а вдясно от арсена, антимона и бисмута са неметали.

В технологията под неметал се разбират вещества, които имат "метален блясък" и пластичност - характерни свойства.

Освен това всички метали имат висока електрическа и топлопроводимост.

Особеността на структурата на металните вещества е, че всички те са изградени главно от леки атоми, в които външните електрони са слабо свързани с ядрото. Това обуславя особен характер на взаимодействието на металните атоми и металните свойства. Металите са добри проводници на електричество.

От известните (до 1985 г.) 106 химични елемента 83 са метали.

Класификация на металите

Всеки метал се различава по структура и свойства от другия, но според някои характеристики те могат да бъдат комбинирани в групи.

Тази класификация е разработена от руския учен Гуляев А.П. и може да не съвпада с общоприетото.

Всички метали могат да бъдат разделени на две големи групи - черни и цветни метали.

Черните метали най-често имат тъмносив цвят, висока плътност (с изключение на алкалоземни), висока точка на топене, относително висока твърдост. Най-типичният метал от тази група е желязото.

Цветните метали най-често имат характерен цвят: червен, жълт и бял. Имат висока пластичност, ниска твърдост, относително ниска точка на топене. Най-характерният елемент от тази група е медта.

Черните метали от своя страна могат да бъдат разделени, както следва:

1. Желязни метали- желязо, кобалт, никел (така наречените феромагнетици) и манган, близки до тях по свойства. Co, Ni, Mu често се използват като добавки към железни сплави, а също и като основа за съответните сплави, подобни по свойства на високолегираните стомани.

2. Огнеупорни метали, чиято точка на топене е по-висока от тази на желязото (т.е. над 1539C). Използва се като добавка към легирани стомани, а също и като основа за съответните сплави. Те включват: Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc (технеций), Hf (хафий), Ta (тантал), W, Re (рений).

3. Уранови метали- актиниди, които се използват главно в сплави за ядрената енергетика. Те включват: Ac (актиний), Th (торий), U (уран), Np (нептуний), Pu (плутоний), Bk (беркелий), Cf (калифорний), Md (менделевий), No (нобелий) и др. .

4. Редкоземни метали(REM) - La (лантан), Ce (церий), Nd (неодим), Sm (санариум), Eu (европий), Dy (диспрозий), Lu (лутеций), Y (итрий), Sc (сландий) и др. , обединени под името лантаниди. Тези метали имат много сходни химични свойства, но доста различни физични свойства (тип. и т.н.). Използват се като добавки към сплави на други елементи. В естествени условия те се срещат заедно и трудно се разделят на отделни елементи. Обикновено се използва смесена сплав - 40-45% Ce (церий) и 40-45% всички останали РЗМ.

5. Алкалоземни метали- в свободно метално състояние не се използват, с изключение на специални случаи, например охлаждащи течности в ядрени реактори. Li (литий), Na, K (калий), Rb (рубидий), Cs (цезий), Fr (франций), Ca (калций), Sr (стронций), Ba (барий), Ra (радий).

Цветните метали се делят на:

1. Леки метали - Be (берилий), Mg (магнезий), Al (алуминий), които са с ниска плътност.

2. Благородни метали - Ag (сребро), Pt (платина), Au (злато), Pd (паладий), Os (осмий), Ir (иридий) и др. Cu е полублагороден метал. Имат висока устойчивост на корозия.

3. Нискотопими метали - Zn (цинк), Cd (кадмий), Hg (живак), Sn (калай), Bi (бисмут), Sb (антимон), Pb (олово), As (арсен), In (индий). ) и др., и елементи с отслабени метални свойства - Ga (галий), Ge (германий).

Използването на метали започва с мед, сребро и злато. Тъй като те се срещат в природата в чист (народен) вид.

По-късно металите започват да се възстановяват от руди - Sn, Pb, Fe и др.

Най-широко използвани в технологията са сплавите на желязо с въглерод: стомана (0,025-2,14% С); чугун (2,14-6,76% С); Причината за широкото използване на Fe-C сплави се дължи на редица причини: ниска цена, най-добри механични свойства, възможност за масово производство и голямо разпространение на Fe руди в природата.

Повече от 90% от произведените метали са стомана.

Производство на метали за 1980 г.:

Желязо - 718 000 хиляди тона (в СССР до 150 милиона тона годишно)

Манган - > 10 000 хиляди тона

Алуминий - 17 000 хиляди тона

Мед - 9400 хил.т

Цинк - 6200 хиляди тона

Калай - 5400 хиляди тона

Никел - 760 хиляди тона

Магнезий - 370 хиляди тона

Злато - > 1,2 хиляди тона

Цената на метала е фактор за възможността и целесъобразността на неговото използване. Таблицата показва относителната цена на различните метали (цената на желязото, по-точно простата въглеродна стомана, се приема като единица).

благородни метали:

Au, Ag, Pt и техните сплави.

Те са получили името си поради високата си устойчивост на корозия. Тези метали са пластмасови. Те имат висока цена.

Използва се в бижутерията и стоматологията. Чистото злато не се използва поради неговата мекота. За да се увеличи твърдостта, златото се легира (добавят се други елементи). Често използвани тройни сплави: Au - Ag - Cu.

Най-често срещаните са сплави от 375, 583, 750 и 916 проби - това означава, че в тези сплави на 1000 g от сплавта има 375, 583, 750 и 916 g злато, а останалото е мед, сребро, съотношението от които могат да бъдат различни.

Сплавите от 916-та проба са най-меките, но и най-устойчивите на корозия. Тъй като индексът на пробата намалява, устойчивостта на корозия намалява.

Най-висока твърдост (следователно устойчивост на износване) притежават сплавите от 583-та проба, със съотношение на Cu и Ag около 1: 1.

Сплавите на тези проби имат цвят на злато.

индийски Булат

В края на 4 век пр. н. е. войските на Александър Велики за първи път се натъкват на необичайна индийска стомана по време на кампания през Месопотамия (Ирак) и Афганистан до Индия.

"Чакра" - тежък плосък стоманен пръстен, заточен като острие, завъртян на два пръста и хвърлен срещу врага. Въртеше се със страшна скорост и отсичаше главите на македонците като глави на цветя.

Параметри на меча:

дължина - 80-100см

ширина при мерника - 5-6см

дебелина - 4 мм

тегло - 1,2-1,8 кг

Свойства на острието:

Висока твърдост, здравина и в същото време висока еластичност и здравина. Остриетата свободно режат ноктите и в същото време лесно се огъват в дъга. Лесно нарязани носни кърпички с газ.

При оценката на качеството на дамаските оръжия важна роля играе рисунката върху острието. В шаблона формата, размерът и цветът на основния метал (фон) имат значение.

Формата на модела е разделена на райета, струя, вълнообразна, мрежеста и колянова. Най-високо ценената дамаска стомана.

Острието на дамаската също беше тествано за еластичност: поставяше се на главата, след което двата края се изтегляха към ушите и се освобождаваха. След това не се наблюдава трайна деформация.

Истинският булат е направен чрез коване от лята стомана с естествени шарки.

Стомана за заваряване (фалшива)- получени чрез изковаване на парчета тел, усукани във въже с различно съдържание на въглерод и следователно различна твърдост. След ецване се появи модел.

Те също изковаха дамаска стомана от листове стоманена ламарина - до 320 слоя: или: разпръснати на различни нива получават различен модел.

Донските казаци използваха оръжия от цял ​​свят - плениха ги в битки. Оръжията са правени предимно от занаятчиите на Кавказ.

Балтийски Булат:

Открита от проф. Иванов G.P., и адмирал Макаров S.O. намери ново приложение: при тестване на бронирани плочи

Плочата лесно си проправя път от меката нисковъглеродна страна, след което е изобретен бронебоен снаряд с мек връх:

Ето защо, поради това, старите майстори ковачи са пришивали мека лента върху много твърдо острие, за да пробият стоманена плоча.

Производството на дамаска е свързано с традиции и тайни. Много е трудно да се заваряват ленти и пръти с различен състав един към друг и да се осигурят необходимите свойства: гъвкавост, твърдост, острота на острието. Необходимо е да се издържа на температура, скорост на коване, ред на съединяване на лентите, отстраняване на оксиди, прилагане на потоци.

Японски Булат

Японската дамаска стомана беше по-твърда и по-здрава от дамаската стомана. Това се дължи на наличието на молибден (Mo) в състава на стоманата. Mo е един от малкото елементи, чието добавяне към стоманата води до повишаване на нейната якост и твърдост едновременно. Всички останали елементи, увеличавайки здравината и твърдостта, увеличават крехкостта.

Производство: разтопеното желязо (с Mo) се изковава на пръти и се закалява за 8-10 години в земята. В процеса на корозия частиците, обогатени с вредни примеси, бяха изядени от метала, падайки. Заготовките приличаха на сирене с дупки. След това прътите бяха карбуризирани и изковани многократно. Броят на най-тънките слоеве достига няколко десетки хиляди.

Стоманените материали, конструкции, части трябва да имат висока устойчивост на корозия. Това се улеснява от наличието в състава на стомана: мед, Cr, Ni, особено фосфор. (Пример: устойчива на атмосферни влияния нисковъглеродна строителна стомана - "corten" - има благороден цвят поради повърхностни оксиди. Но тази стомана има повишена крехкост, особено при ниски температури).

Корозията е най-опасният враг на стоманените конструкции. Според учените към днешна дата човекът е претопил най-малко 20 милиарда тона желязо и стомана, 14 милиарда тона от този метал е „изяден“ от ръжда и разпръснат в биосферата...

Айфеловата кула - 1889 г. - прогнозира се, че ще издържи не повече от 25 години (Айфел смята 40 години за здравина). Кулата стои в Париж повече от 100 години, но това е само защото постоянно е покрита с дебели слоеве боя. За боядисването на кулата са необходими 52 тона боя. Цената му отдавна надвишава цената на самата сграда.

Има голям брой примери за стоманени и железни конструкции, които не корозират с течение на времето: греди в църквата Катав-Ивановск, перилата на стълбите на река Фонтанка в Ленинград, желязна колона в Делхи (на 1500 години). Корозията е устойчива от повърхностни оксиди и високо съдържание на Cu и P, както и от естествени сплави.

Цветните метали включват всички метали, с изключение на желязото и сплавите на негова основа - стомани и чугуни, които се наричат ​​черни. Сплавите на базата на цветни метали се използват главно като конструкционни материали със специални свойства: устойчиви на корозия, носещи (с нисък коефициент на триене), топло- и топлоустойчиви и др.

Няма единна система за маркиране на цветни метали и сплави на тяхна основа. Във всички случаи се приема буквено-цифрова система. Буквите показват, че сплавите принадлежат към определена група, а числата в различните групи материали имат различно значение. В единия случай те показват степента на чистота на метала (за чисти метали), в другия - броя на легиращите елементи, а в третия - номера на сплавта, която според състоянието. стандартът трябва да отговаря на определен състав или свойства.
Мед и нейните сплави
Техническата мед се обозначава с буквата М, след която има цифри, свързани с количеството примеси (показват степента на чистота на материала). Медта клас M3 съдържа повече примеси от M000. Буквите в края на марката означават: k - катоден, b - безкислороден, p - деоксидиран. Високата електропроводимост на медта определя преобладаващото й използване в електротехниката като проводник. Медта е добре деформирана, добре заварена и запоена. Недостатъкът му е лошата обработваемост.
Основните сплави на основата на мед са месинг и бронз. В сплавите на основата на мед се приема буквено-цифрова система, която характеризира химическия състав на сплавта. Легиращите елементи се обозначават с руската буква, съответстваща на началната буква на името на елемента. Освен това често тези букви не съвпадат с обозначението на същите легиращи елементи при маркиране на стомана. Алуминий - А; Силиций - К; Манган - Mts; Мед - М; Никел - H; титан -T; Фосфор - F; Chrome -X; Берилий - B; Желязо - F; Магнезий - Mg; Калай - О; Олово - C; Цинк - C.
Процедурата за маркиране на лят и кован месинг е различна.
Месингът е сплав от мед и цинк (Zn от 5 до 45%). Месингът със съдържание на цинк от 5 до 20% се нарича червен (томпак), със съдържание на Zn 20-36% - жълт. В практиката рядко се използват месинги, в които съдържанието на цинк надвишава 45%. Обикновено месингът се разделя на:
- двукомпонентен месинг или прост, състоящ се само от мед, цинк и в малки количества примеси;
- многокомпонентен месинг или специален - в допълнение към медта и цинка има допълнителни легиращи елементи.
Деформируемият месинг се маркира съгласно GOST 15527-70.
Марката обикновен месинг се състои от буквата "L", указваща вида на сплавта - месинг, и двуцифрено число, характеризиращо средното съдържание на мед. Например клас L80 е месинг, съдържащ 80% Cu и 20% Zn. Всички двукомпонентни месинги работят добре с натиск. Те се доставят под формата на тръби с различни профили, листове, ленти, ленти, телове и пръти с различни профили. Продуктите от месинг с голямо вътрешно напрежение (например усилено обработени) са склонни към напукване. При продължително съхранение на въздух по тях се образуват надлъжни и напречни пукнатини. За да се избегне това, преди дългосрочно съхранение е необходимо да се премахне вътрешното напрежение чрез нискотемпературно отгряване при 200-300 С.
В многокомпонентните месинги след буквата L се изписват няколко букви, показващи кои легиращи елементи, в допълнение към цинка, са включени в този месинг. След това през тирета следват цифри, първата от които характеризира средното съдържание на мед в проценти, а следващите характеризират всеки от легиращите елементи в същата последователност, както в буквената част на марката. Редът на буквите и цифрите се установява според съдържанието на съответния елемент: първо идва елементът, който е повече, а след това низходящ. Съдържанието на цинк се определя от разликата от 100%.
Месингът се използва главно като деформируем материал, устойчив на корозия. От тях се изработват листове, тръби, пръти, ленти и някои части: гайки, винтове, втулки и др.
Отливките от месинг са маркирани в съответствие с GOST 1711-30. В началото на марката те изписват и буквата L (месинг), след което изписват буквата C, което означава цинк, и цифра, показваща съдържанието му в проценти. В легирания месинг допълнително се изписват букви, съответстващи на въведените легиращи елементи, а цифрите след тях показват процентното съдържание на тези елементи. Остатъкът, липсващ до 100%, отговаря на съдържанието на мед. Отлетият месинг се използва за производството на фитинги и части за корабостроенето, втулки, втулки и лагери.
Бронзове (медни сплави с различни елементи, където цинкът не е основен). Те, подобно на месинга, са разделени на леярски и ковани. Маркировката на всички бронзи започва с буквите Br, което означава накратко бронз.
В леярски бронз след Br се изписват букви, последвани от цифри, които символично обозначават елементите, въведени в сплавта (в съответствие с таблица 1), а следващите числа показват процентното съдържание на тези елементи. Останалото (до 100%) е мед. Понякога при някои марки леярски бронз в края се изписва буквата „L“, което означава леярски.
Повечето бронзи имат добри свойства за леене. Използват се за различни по форма отливки. Най-често се използват като устойчив на корозия и антифрикционен материал: фитинги, джанти, втулки, зъбни колела, легла на клапани, червячни колела и др. Всички сплави на основата на мед имат висока студоустойчивост.
Алуминий и сплави на негова основа
Алуминият се произвежда под формата на слитъци, слитъци, валцдрат и др. (първичен алуминий) в съответствие с GOST 11069-74 и под формата на деформируем полуготов продукт (листове, профили, пръти и др.) В съответствие с GOST 4784-74. Според степента на замърсяване алуминият се разделя на алуминий със специална чистота, висока чистота и техническа чистота. Първичният алуминий съгласно GOST 11069-74 се маркира с буквата А и номер, чрез който може да се определи съдържанието на примеси в алуминия. Алуминият е добре деформиран, но слабо обработен чрез рязане. Може да се навие на фолио.

Сплавите на базата на алуминий се делят на лети и ковани.
Леярските сплави на базата на алуминий се маркират съгласно GOST 1583-93. Марката отразява основния състав на сплавта. Повечето класове леярски сплави започват с буквата А, която означава алуминиева сплав. След това се изписват букви и цифри, отразяващи състава на сплавта. В някои случаи алуминиевите сплави се маркират с буквите AL (което означава лята алуминиева сплав) и цифра, указваща номера на сплавта. Буквата B в началото на класа показва, че сплавта е с висока якост.
Използването на алуминий и сплави на негова основа е много разнообразно. Техническият алуминий се използва предимно в електротехниката като проводник на електрически ток, като заместител на медта. Леярските сплави на базата на алуминий се използват широко в хладилната и хранително-вкусовата промишленост при производството на части със сложна форма (чрез различни методи на леене), които изискват повишена устойчивост на корозия в комбинация с ниска плътност, например някои компресорни бутала, лостове и други части .
Деформираните сплави на базата на алуминий също се използват широко в хранително-вкусовата и хладилната техника за производство на различни части чрез обработка под налягане, които също имат повишени изисквания за устойчивост на корозия и плътност: различни контейнери, нитове и др. Важно предимство на всички сплави на алуминиева основа е тяхната висока студоустойчивост.
Титан и сплави на негова основа
Титанът и сплавите на негова основа са маркирани в съответствие с GOST 19807-74 според буквено-цифровата система. В етикетирането обаче няма модел. Единствената особеност е наличието на буквата Т във всички марки, което показва принадлежност към титан. Цифрите в класа показват условния номер на сплавта.
Техническият титан има маркировка: VT1-00; VT1-0. Всички останали степени се отнасят за сплави на основата на титан (VT16, AT4, OT4, PT21 и др.). Основното предимство на титана и неговите сплави е добра комбинация от свойства: относително ниска плътност, висока механична якост и много висока устойчивост на корозия (в много агресивни среди). Основният недостатък е високата цена и недостигът. Тези недостатъци възпрепятстват използването им в хранително-вкусовата и хладилната техника.

Титановите сплави се използват в ракетостроенето, авиацията, химическото инженерство, корабостроенето и транспортното инженерство. Могат да се използват при повишени температури до 500-550 градуса. Продуктите от титанови сплави се произвеждат чрез обработка под налягане, но могат да бъдат направени и чрез леене. Съставът на леярските сплави обикновено съответства на състава на кованите сплави. В края на марката от лята сплав е буквата L.
Магнезий и сплави на негова основа
Поради незадоволителните си свойства техническият магнезий не се използва като конструктивен материал. Сплави на основата на магнезий в съответствие със състоянието. Стандартът е разделен на леярски и деформируеми.
Летите магнезиеви сплави в съответствие с GOST 2856-79 са маркирани с буквите ML и число, което показва условния номер на сплавта. Понякога след цифрата се пишат малки букви: pch - висока чистота; това е с общо предназначение. Деформируемите магнезиеви сплави се маркират в съответствие с GOST 14957-76 с буквите MA и число, показващо условния номер на сплавта. Понякога след цифрата може да има малки букви pch, което означава висока чистота.

Сплавите на основата на магнезий, подобно на сплавите на базата на алуминий, имат добра комбинация от свойства: ниска плътност, повишена устойчивост на корозия, относително висока якост (особено специфична) с добри технологични свойства. Поради това както простите, така и сложните части се изработват от магнезиеви сплави, които изискват повишена устойчивост на корозия: гърловини, резервоари за бензин, фитинги, корпуси на помпи, барабани на спирачни колела, ферми, волани и много други продукти.
Калай, олово и сплави на тяхна основа
Оловото в чиста форма практически не се използва в хранително-вкусовата и хладилната техника. Калайът се използва в хранително-вкусовата промишленост като покритие за опаковки на храни (например калайдисване на консерви). Калайът е маркиран в съответствие с GOST 860-75. Има степени O1pch; O1; O2; O3; O4. Буквата О означава калай, а цифрите - условно число. С увеличаването на броя се увеличава количеството на примесите. Буквите pch в края на марката означават - висока чистота. В хранително-вкусовата промишленост калайът най-често се използва за консервиране на консервни листове от степени O1 и O2.
Сплавите на базата на калай и олово, в зависимост от предназначението, се разделят на две големи групи: бабити и припои.
Бабитите са сложни сплави на базата на калай и олово, които допълнително съдържат антимон, мед и други добавки. Те са маркирани съгласно GOST 1320-74 с буквата B, което означава бабит, и число, което показва съдържанието на калай като процент. Понякога в допълнение към буквата B може да има друга буква, която обозначава специални добавки. Например, буквата Н означава добавяне на никел (никелов бабит), буквата С означава оловен бабит и т.н. Трябва да се има предвид, че е невъзможно да се определи пълният му химичен състав по марката на бабита. В някои случаи съдържанието на калай дори не е посочено, например в клас BN, въпреки че тук съдържа около 10%. Има и безкалаени бабити (например оловно-калциеви), които се маркират съгласно GOST 1209-78 и не се изучават в тази работа.

Бабитите са най-добрият антифрикционен материал и се използват главно в плъзгащи лагери.
Припоите в съответствие с GOST 19248-73 се разделят на групи по много критерии: според метода на топене, според температурата на топене, според основния компонент и др. Според температурата на топене те се разделят на 5 групи :

1. Особено топими (точка на топене tmelt ≤ 145 °C);

2. Нискотопими (температура на топене tмелт > 145 °С ≤ 450 °С);

3. Среднотопими (точка на топене tтоп > 450 °С ≤ 1100 °С);

4. Високотопими (точка на топене tтоп > 1100 °С ≤ 1850 °С);

5. Огнеупорен (точка на топене tmelt > 1850 °C).

Първите две групи се използват за нискотемпературно (меко) запояване, останалите - за високотемпературно (твърдо) запояване. Според основния компонент припоите се разделят на: галиеви, бисмутови, калаено-оловни, калаени, кадмиеви, оловни, цинкови, алуминиеви, германиеви, магнезиеви, сребърни, медно-цинкови, медни, кобалтови, никелови, манганови, златни, паладиеви , платина, титан, желязо, цирконий, ниобий, молибден, ванадий.

Концепцията за сплав, тяхната класификация и свойства.

В инженерството всички метални материали се наричат ​​метали. Те включват прости метали и сложни метали - сплави.

Простите метали се състоят от един основен елемент и малко количество примеси от други елементи. Например, търговски чистата мед съдържа от 0,1 до 1% примеси на олово, бисмут, антимон, желязо и други елементи.

Сплави- това са сложни метали, представляващи комбинация от прост метал (база на сплав) с други метали или неметали. Например месингът е сплав от мед и цинк. Тук основата на сплавта е медта.

Химичен елемент, който е част от метал или сплав, се нарича компонент. В допълнение към основния компонент, който преобладава в сплавта, има и легиращи компоненти, въведени в състава на сплавта, за да се получат необходимите свойства. Така че, за да се подобрят механичните свойства и устойчивостта на корозия на месинг, към него се добавят алуминий, силиций, желязо, манган, калай, олово и други легиращи компоненти.

Според броя на компонентите сплавите се разделят на двукомпонентни (двойни), трикомпонентни (тройни) и др. В допълнение към основните и легиращите компоненти сплавта съдържа примеси на други елементи.

Повечето сплави се получават чрез сливане на компоненти в течно състояние. Други начини за получаване на сплави: синтероване, електролиза, сублимация. В този случай веществата се наричат ​​псевдосплави.

Способността на металите да се разтварят взаимно създава добри условия за получаване на голям брой сплави с голямо разнообразие от комбинации от полезни свойства, които простите метали нямат.

Сплавите превъзхождат простите метали по сила, твърдост, обработваемост и др. Ето защо те се използват в техниката много по-широко от простите метали. Например желязото е мек метал, почти никога не се използва в чиста форма. Но най-широко използвани в технологията са желязо-въглеродните сплави - стомани и чугуни.

На съвременния етап на развитие на технологиите, заедно с увеличаването на броя на сплавите и усложняването на техния състав, металите със специална чистота са от голямо значение. Съдържанието на основния компонент в такива метали варира от 99,999 до 99,999999999%
и още. Метали с висока чистота са необходими на ракетната наука, ядрената, електронната и други нови клонове на технологиите.

В зависимост от естеството на взаимодействието на компонентите се разграничават сплавите:

1) механични смеси;

2) химични съединения;

3) твърди разтвори.

1) механична смесдва компонента се образуват, когато те в твърдо състояние не се разтварят един в друг и не влизат в химично взаимодействие. Сплавите - механични смеси (например олово - антимон, калай - цинк) са разнородни по структура и представляват смес от кристали на тези компоненти. В този случай кристалите на всеки компонент в сплавта напълно запазват индивидуалните си свойства. Ето защо свойствата на такива сплави (например електрическо съпротивление, твърдост и т.н.) се определят като средноаритметично от величината на свойствата на двата компонента.

2) Твърди разтворисе характеризират с образуването на обща пространствена кристална решетка от атомите на основния метал-разтворител и атомите на разтворимия елемент.
Структурата на такива сплави се състои от хомогенни кристални зърна, като чист метал. Има заместващи твърди разтвори и интерстициални твърди разтвори.

Такива сплави включват месинг, мед-никел, желязо-хром и др.

Сплави - най-разпространени са твърдите разтвори. Техните свойства се различават от тези на съставните компоненти. Например, твърдостта и електрическото съпротивление на твърдите разтвори са много по-високи от тези на чистите компоненти. Поради високата си пластичност, те се поддават добре на коване и други видове обработка под налягане. Леярските свойства и обработваемостта на твърдите разтвори са ниски.

3) Химични съединения, подобно на твърдите разтвори, са хомогенни сплави. Когато се втвърдят, се образува напълно нова кристална решетка, която е различна от решетките на компонентите, изграждащи сплавта. Следователно свойствата на химичното съединение са независими и не зависят от свойствата на компонентите. Химичните съединения се образуват при строго определено количествено съотношение на легираните компоненти. Съставът на сплавта на химичното съединение се изразява с химична формула. Тези сплави обикновено имат високо електрическо съпротивление, висока твърдост и ниска пластичност. И така, химичното съединение на желязото с въглерод - цементит (Fe 3 C) е 10 пъти по-твърдо от чистото желязо.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

публикувано на http://www.allbest.ru/

Общинска образователна институция средно Городищенско училище № 2

Есе по химия по темата

Работата е завършена

ученик от средно училище №2

Яблочкина Екатерина

Селище 2011г

• Въведение
• Сплав
• Класификация на сплавите
• Свойства на сплавта
• Физични свойства на сплавите
• Получаване на сплави
• ЕЛЕМЕНТИ ХИМИЧЕСКИд
• Сплави от злато
• Заключение
• Използвана литература и уебсайтове
• Въведение
• Древните майстори на метали не са оставили описания на методите на обработка и състава на сплавите, използвани за направата на различни предмети. Такава литература се появява едва през Средновековието, но в нея имената на сплавите и терминологията не винаги са дешифрируеми, така че източникът на информация са изключително самите неща. Има много трудове, посветени на резултатите от изследванията на древни предмети. От тях научаваме, че археолозите приписват първата поява на медни изделия към 7-мо хилядолетие пр.н.е. Това бяха ковани предмети от самородна мед. Тогава се появяват металургичната мед и медните сплави с други метали. В продължение на няколко хилядолетия различни предмети са правени главно от мед и нейните сплави: инструменти, оръжия, бижута и огледала, съдове, монети. Съставът на древните сплави е много разнообразен, в литературата те условно се наричат ​​бронз. Арсениковият и калаеният бронз принадлежат към най-ранните. В допълнение към калай и арсен, древните сплави често съдържат олово, цинк, антимон, желязо и други елементи под формата на микропримеси, попаднали в метала с руда. Съставът на сплавта е подбран много рационално в зависимост от функционалното предназначение на предмета и използваната технология на изработка. И така, за леене на художествени продукти е избрана рецепта за тройна медно-калаено-олово сплав, която се използва в древна Гърция, в Римската империя, в Близкия и Средния изток, в Индия; в Китай бронзът е една от най-разпространените сплави. Върху отлети предмети, изработени от такъв бронз, с течение на времето се образува красива патина, която в някои случаи се запазва върху археологически обекти.

Сплав

Сплави, макроскопични хомогенни системи, състоящи се от два или повече метала (по-рядко метали и неметали) с характерни метални свойства. В по-широк смисъл сплавите са всякакви хомогенни системи, получени чрез сливане на метали, неметали, неорганични съединения и др. Много сплави (например: бронз, стомана, чугун) са били известни в древността и дори тогава са имали широко практическо приложение . Техническото значение на металните сплави се обяснява с факта, че много от техните свойства (якост, твърдост, електрическо съпротивление) са много по-високи от тези на техните чисти метали.

Сплавите се наименуват въз основа на името на елемента, съдържащ се в тях в най-голямо количество (основен елемент, основа), например: желязна сплав, алуминиева сплав. Елементите, въведени в сплавта за подобряване на нейните свойства, се наричат ​​легиращи елементи, а самият процес се нарича легиране.

Легирането е процесът на въвеждане на допълнителни елементи в стопилката, които подобряват механичните, физичните и химичните свойства на основния материал. Легирането е обща концепция за редица технологични процедури, извършвани на различни етапи от получаването на метален материал, за да се подобри качеството на металургичните продукти.

Класификация на сплавите

Според естеството на основния метал се различават черни сплави (основата е желязо (Fe), цветни сплави (основата са цветни метали), сплави на редки метали, сплави на радиоактивни метали.

b Според броя на компонентите сплавите се делят на двойни, тройни и др.;

b по структура - на хомогенни (хомогенни) и разнородни (смеси), състоящи се от няколко;

b според характерните свойства - на огнеупорни, нискотопими, високоякостни, топлоустойчиви, твърди, антифрикционни, устойчиви на корозия;

l сплави със специални свойства и други.

b Според производствената технология се разграничават леярни (за производство на части чрез леене) и деформируеми (подложени на коване, щамповане, валцуване, пресоване и други видове обработка под налягане).

Свойства на сплавта

Свойствата на сплавите зависят не само от състава, но и от методите на тяхната термична и механична обработка: закаляване, коване и др. До края на 19 век търсенето на нови практически полезни сплави се извършва чрез изпитание и грешка. Едва в началото на XIX-XX век. В резултат на фундаментални открития в областта на физикохимията възниква учение за закономерността между свойствата на металите и свойствата на образуваните от тях сплави, за влиянието на механични, термични и други въздействия върху тях.

В науката за металите има три вида сплави:

b твърд разтвор (ако атомите, които изграждат сплавта от елементи, се различават леко по структура и размер, те могат да образуват обща кристална решетка);

b механична смес (ако всеки елемент от сплавта кристализира независимо);

b химично съединение (ако елементите на сплавта взаимодействат химически, образувайки ново вещество).

Физични свойства на сплавите

Механични свойства на метали и сплави

Основните механични свойства включват якост, якост, пластичност, твърдост, издръжливост, пълзене, устойчивост на износване. Те са основните характеристики на метал или сплав.

Физични свойства на металите и сплавите

Физичните свойства на металите и сплавите се определят от специфичното тегло, до коефициенти на линейно и обемно разширение, електропроводимост, топлопроводимост, точка на топене и др.

Химическа устойчивост на метали и сплави

Химическата устойчивост на металите и сплавите се определя от способността им да устояват на химическата атака на различни агресивни среди. Тези свойства са от голямо значение за машиностроенето и трябва да се вземат предвид при проектирането на машини и части. Корозията (окисляването на металите) е типичен пример за химичното действие на среда.

Разрушаването на металите от корозия нанася огромни щети на промишлеността, изразяващи се в годишната загуба на милиони тонове метал.

За да се елиминират такива големи загуби в машиностроенето, частите се покриват с лакове, бои, химически устойчиви метали и оксидни филми.

В някои случаи се използват различни сплави с висока химическа устойчивост, например неръждаеми чугуни, неръждаеми стомани и редица химически устойчиви сплави на базата на мед и никел. Титанът започва да се използва широко.

Технологични свойства на металите

Технологичните свойства на металите и сплавите се характеризират с техните способност да се поддава на различни методи на гореща и студена обработка (лесно за топене и запълване на матрица, коване, заваряване, обработка с режещи инструменти и др.). В тази връзка те се разделят на леярски

Леярски свойства на метали и сплави

Леярските свойства на металите и сплавите се определят от течливостта, свиването и склонността към сегрегация. Течливост - способността на сплавта да запълва формата. Свиването се отнася до намаляването на обема и размерите на метала за отливане по време на втвърдяването и последващото охлаждане. Сегрегацията е процес на образуване на хетерогенност на химичния състав на сплавта в различни части на отливката по време на нейното втвърдяване.

Ковкост на метала

Ковкост на метала - способността да се деформира при най-ниско съпротивление устойчивост и приемат необходимата форма под въздействието на външни сили, без да нарушават целостта. Металите могат да бъдат ковки както при студено, така и при нагряване. Стоманата има добра ковкост при нагряване. Еднофазните месингови и алуминиеви сплави имат добра студена пластичност. Бронзът се характеризира с ниска ковкост. Чугуните практически нямат ковкост.

Заваряемост на метала

Заваряемост на метала - способността за създаване на здрави връзки на метални части чрез методи на заваряване. Меката стомана е добре заварена, чугунът, медните и алуминиевите сплави са много по-лоши.

Получаване на сплави

Помислете за процеса на получаване на сплави, като използвате примера на чугун и стомана.

Производство на желязо и стомана. Технологичният процес за получаване на черни метали включва топенето на чугун от железни руди с последващото му преработване в стомана.

Основният метод за производство на чугун е доменната пещ. Процесът на доменна пещ се състои от три етапа: редукция на желязото от оксиди, съдържащи се в рудата, карбуризация на желязото и образуване на шлака. Суровините са железни руди, горива и флюси.

Преди топене железните руди обикновено се подлагат на предварителна подготовка: раздробяване, обогатяване и агломерация. Натрошената руда често се обогатява чрез магнитна сепарация. Измийте с вода, за да отстраните частиците пясък и глина. Малките и тинести руди се агломерират чрез агломерация - чрез синтероване върху решетки на агломерационни машини или пелетизиране в гранулатор, последвано от сушене и пържене. Основното гориво при топенето на чугун е коксът, който е източник на топлина и участва пряко в редуцирането и карбуризирането на желязото. Флюсове (варовик, доломит или пясъчник) се използват за понижаване на точката на топене на отпадъчната скала и свързването й с горивна пепел до шлака.

Доменната пещ е вертикална шахта с височина до 35 m или повече със стени от огнеупорни тухли, затворени в стоманен корпус. Подготвените суровини се зареждат в пещта отгоре на слоеве. В резултат на изгарянето на кокса, поради кислорода на въздуха, инжектиран в долната част на пещта, се образува въглероден окис, който редуцира желязото от рудата и може да взаимодейства с него, като по този начин образува Fe3C карбид - цементит.

Едновременно с редуцирането на желязо, силиций, фосфор, манган и други примеси се намаляват.

Разтопен при температура 1380--1420 ° C, чугунът и шлаката се освобождават през кранове. Чугунът се излива във форми, а шлаката се рециклира. В доменните пещи се топи чугун, който се използва за преработка в стомана, леярско желязо, използвано за производството на различни продукти от чугун, и специални чугуни (феросилиций, фероманган), използвани в производството на стомана като дезоксиданти или легиращи добавки.

Стоманата се получава от чугун чрез окисление, използвайки методи на открито, конвертор и електротопене. Основният метод за производство на стомана в СССР и други страни по света е методът на открито, но през последните години широко разпространен е методът на кислородния конвертор, който има значителни технически и икономически предимства.

При метода на открито стоманата се получава в пещи с открита пещ, в чието топилно пространство се изгаря газ или мазут, а в специални камери - регенератори, въздухът и газообразното гориво, влизащи в пещта, се подготвят поради натрупания топлината на продуктите от изгарянето на отработените газове. Зарядът включва чугун и скрап - скрап или течен чугун, скрап и желязна руда. Процесът на получаване на стомана се състои в топенето на заряда, при което се образува голямо количество железен оксид, окисляването на въглерод и други примеси с железен оксид и дезоксидация - редуцирането на желязото от оксид с добавяне на феросилиций, фероманган или алуминий.

Химични елементи

Много метали, като магнезия, се произвеждат с висока чистота, така че съставът на сплавите, направени от него, може да бъде точно известен. Броят на използваните днес метални сплави е много голям и непрекъснато нараства. Те обикновено се разделят на две големи категории: сплави на основата на желязо и сплави от цветни метали. Най-важните сплави с индустриално значение са изброени по-долу и са посочени основните им области на приложение.

Стомана. Сплави на желязо с въглерод, съдържащ до 2% от него, се наричат ​​стомани. Легираните стомани съдържат и други елементи - хром, ванадий, никел. Стоманите се произвеждат много повече от всички други метали и сплави и би било трудно да се изброят всички видове възможни приложения. Меката стомана (по-малко от 0,25% въглерод) се използва в големи количества като конструктивен материал, докато стоманата с по-високо съдържание на въглерод (повече от 0,55%) се използва за направата на нискоскоростни режещи инструменти като бръснарски ножчета и свредла. Легираните стомани се използват в машиностроенето от всякакъв вид и в производството на високоскоростни инструменти.

Излято желязо. Чугунът е сплав от желязо с 2-4% въглерод. Силицият също е важен компонент на чугуна. Голямо разнообразие от много полезни продукти могат да бъдат отлети от чугун, като капаци на шахти, тръбни фитинги, двигателни блокове. При правилно изработени отливки се постигат добри механични свойства на материала.

Сплави на базата на мед. По принцип това е месинг, т.е. медни сплави, съдържащи от 5 до 45% цинк. Месингът със съдържание на цинк от 5 до 20% се нарича червен (томпак), а със съдържание на Zn 20-36% - жълт (алфа-месинг). Месингът се използва при производството на различни малки части, където се изисква добра обработваемост и формоспособност. Сплави на мед с калай, силиций, алуминий или берилий се наричат ​​бронз. Например сплав от мед и силиций се нарича силициев бронз. Фосфорният бронз (мед с 5% калай и следи от фосфор) има висока якост и се използва за направата на пружини и мембрани.

оловни сплави. Обикновената спойка (третник) е сплав от около една част олово към две части калай. Намира широко приложение за свързване (запояване) на тръбопроводи и електрически проводници. Обвивките на телефонните кабели и плочите на батериите са направени от сплави на антимон и олово. Калайът, от който преди това са били отляти прибори за хранене (вилици, ножове, чинии), съдържа 85-90% калай (останалото е олово). Базираните на олово лагерни сплави, наречени бабити, обикновено съдържат калай, антимон и арсен.

леки сплави. Съвременната индустрия се нуждае от високоякостни леки сплави с добри механични свойства при висока температура. Основните метали на леките сплави са алуминий, магнезий, титан и берилий. Сплавите на базата на алуминий и магнезий обаче не могат да се използват при висока температура и агресивна среда.

алуминиеви сплави. Те включват лети сплави (Al - Si), сплави за леене под налягане (Al - Mg) и високоякостни самовтвърдяващи се сплави (Al - Cu). Алуминиевите сплави са икономични, лесно достъпни, здрави при ниски температури и лесно се обработват (лесно се коват, щамповат, подходящи са за дълбоко изтегляне, изтегляне, леене, добре се заваряват и обработват на металорежещи машини). За съжаление, механичните свойства на всички алуминиеви сплави започват забележимо да се влошават при температури над около 175 ° C. Но поради образуването на защитен оксиден филм, те показват добра устойчивост на корозия в повечето често срещани корозивни среди. Тези сплави провеждат добре електричество и топлина, са силно отразяващи, немагнитни, безвредни при контакт с храна (тъй като продуктите от корозия са безцветни, безвкусни и нетоксични), взривозащитени (тъй като не произвеждат искри) и абсорбират удари зарежда добре. Благодарение на тази комбинация от свойства, алуминиевите сплави служат като добри материали за леки бутала, се използват в автомобилостроенето, автомобилостроенето и самолетостроенето, в хранително-вкусовата промишленост, като архитектурни и довършителни материали, в производството на осветителни рефлектори, технологични и битови кабелни канали , при полагане на електропроводи за високо напрежение. Примесите от желязо, от които е трудно да се отървете, увеличават якостта на алуминия при високи температури, но намаляват устойчивостта на корозия и пластичността при стайна температура. Кобалтът, хромът и манганът отслабват ефекта на крехкост на желязото и повишават устойчивостта на корозия. Когато литият се добави към алуминия, модулът на еластичност и якост се увеличават, което прави такава сплав много привлекателна за космическата индустрия. За съжаление, въпреки отличното съотношение на якост към тегло (специфична якост), алуминиево-литиеви сплави имат слаба пластичност.

магнезиеви сплави. Магнезиевите сплави са леки, имат висока специфична якост, добри леярски свойства и отлична обработваемост. Поради това те се използват за производство на части за ракетни и авиационни двигатели, корпуси за автомобилна техника, колела, газови резервоари, преносими маси и др. Някои магнезиеви сплави, които имат висок коефициент на вискозно затихване, се използват при производството на движещи се части на машини и конструктивни елементи, работещи в условия на нежелани вибрации. Магнезиевите сплави са доста меки, издържат слабо на износване и не са много пластични. Лесно се оформят при повишени температури, подходящи са за електродъгово, газово и съпротивително заваряване, а също така могат да се свързват чрез запояване (твърдо), болтове, нитове и лепила. Такива сплави не са особено устойчиви на корозия към повечето киселини, прясна и солена вода, но са стабилни на въздух. Обикновено са защитени от корозия чрез повърхностно покритие - хромиране, обработка с дихромат, анодиране. Магнезиевите сплави могат също да бъдат изсветлени или покрити с мед, никел и хром чрез предварително покритие с потапяне в разтопен цинк. Анодирането на магнезиевите сплави повишава тяхната повърхностна твърдост и устойчивост на абразия. Магнезият е химически активен метал и затова е необходимо да се вземат мерки за предотвратяване на запалването на чипове и заварени части от магнезиеви сплави.

титанови сплави. Титановите сплави превъзхождат както алуминия, така и магнезия по отношение на якост на опън и модул на еластичност. Тяхната плътност е по-голяма от всички останали леки сплави, но по специфична якост отстъпват само на берилия. С достатъчно ниско съдържание на въглерод, кислород и азот, те са доста пластични. Електропроводимостта и топлопроводимостта на титановите сплави са ниски, те са устойчиви на износване и абразия и тяхната якост на умора е много по-висока от тази на магнезиевите сплави. Якостта на пълзене на някои титанови сплави при умерени напрежения (от порядъка на 90 MPa) остава задоволителна до около 600°C, което е доста над температурата, разрешена както за алуминиеви, така и за магнезиеви сплави. Титановите сплави са достатъчно устойчиви на действието на хидроксиди, солеви разтвори, азотна и някои други активни киселини, но не са много устойчиви на действието на халогеноводородна, сярна и ортофосфорна киселина. Титанови сплави се коват до температури около 1150°C. Те позволяват електродъгово заваряване в атмосфера на инертен газ (аргон или хелий), точково и ролково (шевно) заваряване. Те не са много податливи на рязане (захващане на режещия инструмент). Топенето на титанови сплави трябва да се извършва във вакуум или контролирана атмосфера, за да се избегне замърсяване с кислородни или азотни примеси, които причиняват крехкост. Титановите сплави се използват в авиационната и космическата промишленост за производство на части, работещи при повишени температури (150-430 ° C), както и в някои химически апарати със специално предназначение. Титан-ванадиевите сплави се използват за направата на лека броня за кабините на бойните самолети. Титан-алуминиево-ванадиевата сплав е основната титаниева сплав за реактивни двигатели и корпуси на самолети. В табл. 3 показва характеристиките на специалните сплави, а в табл. 4 показва основните елементи, добавени към алуминия, магнезия и титана, като показва получените свойства.

берилиеви сплави. Плавна берилиева сплав може да се получи, например, чрез разпръскване на крехки зърна берилий в мека, пластична матрица като сребро. Възможно е да се донесе сплавта от този състав чрез студено валцуване до дебелина 17% от оригинала. Берилият превъзхожда всички известни метали по специфична якост. В комбинация с ниската си плътност това прави берилия подходящ за устройства за насочване на ракети. Модулът на еластичност на берилия е по-голям от този на стоманата и берилиевите бронзи се използват за направата на пружини и електрически контакти. Чистият берилий се използва като модератор на неутрони и отражател в ядрени реактори. Благодарение на образуването на защитни оксидни слоеве, той е стабилен на въздух при високи температури. Основната трудност, свързана с берилия, е неговата токсичност. Може да причини сериозни респираторни проблеми и дерматит.

Сплави от злато

Златото е благороден жълт метал, мек и доста тежък. Златото се намира както в земната кора, така и във водата, и въпреки че съдържанието му в земята е доста ниско (3 µg/kg), има многобройни зони, силно обогатени с този метал. Такива зони, които са основното златно находище, се наричат ​​разсипи.

От физичните и химичните свойства на златото трябва да се отбележи преди всичко неговата изключително висока топлопроводимост и ниско електрическо съпротивление. При нормални условия той не взаимодейства с повечето киселини и не образува оксиди, не се окислява във въздуха и е устойчив на влага, основи и соли, поради което е класифициран като благороден метал. Златото е много пластично и пластично. От парче злато с тегло един грам можете да опънете тел с дължина три километра и половина или да направите златно фолио 500 пъти по-тънко от човешки косъм. Златото е много тежък метал, което е голям плюс при добива му. Плътността му е висока - 19,3 g / cm3, твърдостта по Бринел - 20. Златото е и най-инертният метал, но когато способността на царската вода (смес от солна и азотна киселина в съотношение 3/1) да разтваря златото е била открит, доверието в неговата инерция беше разклатено. Металът се топи при много висока температура - 1063°C. Разтворим в гореща селенова киселина. Тези физични и химични свойства на златото се използват широко за производството му.

Златото се добива най-често чрез промиване, което се основава на неговата висока плътност (други метали с плътност, по-малка от златото, се измиват в поток от вода). Но естественото злато рядко е чисто, съдържа сребро, мед и много други елементи, следователно след измиване цялото злато се подлага на дълбоко почистване - рафиниране. В Русия чистотата на златото се измерва чрез пробив.

Има златни сплави, които стават много популярни в наши дни.

Розово злато

Розовото злато е сплав от чисто злато и мед; бижутерска сплав с необичайно деликатен нюанс.

Бижутата от розови сплави стават все по-популярни, пръстените и висулките стават все по-често срещани.

Зелено (маслинено) злато

Зеленото (маслинено) злато може да се получи като сплав от злато с калий.

Такива съединения се наричат ​​още металиди.

Като цяло металидите са съединения на златото с алуминий (лилаво злато), рубидий (тъмнозелено), калий (виолетово и маслинено), индий (синьо злато). Такива сплави са много красиви и екзотични, но в същото време са крехки и не пластични. Като благороден метал те не могат да се обработват. Но понякога такива бижутерски метални сплави се използват като вложки в бижута, като камъни.

Между другото, понякога зеленото злато се получава и чрез сливане на чисто злато със сребро. Малко включване на сребро в състава на бижутерската сплав ще даде зеленикав цвят, малко по-голяма част ще направи златото жълтеникавозелено, увеличавайки още повече съдържанието на сребро, получаваме жълто-бял оттенък и накрая напълно бяло.

синьо злато

Това е сплав от чисто злато с индий. Но такава бижутерска сплав също е металид, тя е нестабилна и не може да се използва като обикновено злато.

Само като вложки в бижута, т.е. като камъни.

Златото също "посинява", ако е покрито с родий.

Или ако е плод на въображението на аржентинския бижутер Антониаси. Все още е загадка как е успял да получи синя сплав с чистота почти 958 (90% чисто злато в сплавта). Бижутерът не бърза да разкрива тайните си.

синьо злато

Синьото злато е сплав от злато с желязо и хром. Подобно на зеленото и лилавото злато, синьото злато може да се използва само като инкрустации в бижута.

Сама по себе си синята сплав е крехка и няма да работи да направите бижу само от нея.

лилаво злато

Всъщност това е сплав от злато и алуминий. Такова злато може да бъде "наградено" със 750 проби (съдържанието на злато в сплавта е дори повече от 75%).

Друг вид лилаво злато е сплав от злато и калий.

Лилавата сплав за бижута е красива. Но, за съжаление, той е крехък и не е пластичен. Понякога може да се намери в бижута под формата на вложки, сякаш е скъпоценен камък, а не метал.

кафяво злато

Кафяво злато - злато 585 или 750, с по-голям дял на мед в лигатурата (добавяне на примеси към чистото злато в сплавта). Бижутерите подлагат такова злато на специална химическа обработка.

черно злато

Черното злато е необичайно изчистен метал с наситен и мек цвят. Има няколко начина да получите черно злато.

Това е легиране с кобалт и хром с окисляване при висока температура и покритие с черен родий или аморфен въглерод ...

сплав чугун стомана легиране злато

Заключение

Металните предмети около нас рядко се състоят от чисти метали. Само алуминиевите тигани или медната тел са около 99,9% чисти. В повечето други случаи хората имат работа със сплави. По този начин различните видове желязо и стомана съдържат, заедно с метални добавки, малки количества въглерод, които имат решаващо влияние върху механичното и термичното поведение на сплавите. Всички сплави имат специална маркировка, т.к. сплави със същото име (например месинг) могат да имат различни масови фракции на други метали.

Използвана литература и сайтове

b Химия за любопитните - Е. Гросе.

б Съветски енциклопедичен речник. - М.: Съветска енциклопедия, 1983 г.

o Кратка химическа енциклопедия, редактирана от I.A. Кнуянц и др., Съветска енциклопедия, 1961-1967, том 2.

o Енциклопедичен речник на младия химик, съставен от V.A. Kritzman и V.V. Stanzo Издателство "Педагогика", 1982г.

Голямата енциклопедия на съвременния ученик.

b Обща химия. Глинка Н.Л., СССР, 1985г

o уебсайт на Wikipedia

b www.erudition.ru-доклад "Сплави"

b dic.academic.ru - сайт "Академик", тема "Сплави"

b www.chemport.ruсплави

Хоствано на Allbest.ru

Подобни документи

Историята на появата на сплави. Корозионна устойчивост, леярски свойства, топлоустойчивост и електрическо съпротивление на сплавите. Основни свойства на сплавите. Разтвор на един метал в друг и механична смес от метали. Класификация и групи сплави.

презентация, добавена на 30.09.2011 г


Физични свойства на металите и сплавите. Химични свойства на металите и сплавите. Сплави. Изисквания към сплавите и видовете сплави. Методи за изпитване на полиграфически сплави. Метали и сплави, използвани в печата.

резюме, добавено на 09/06/2006


Класификация и обща характеристика на медно-никелови сплави, влиянието на примесите върху техните свойства. Корозионно поведение на медно-никелови сплави. Термодинамично моделиране на свойствата на твърди метални разтвори. Енергийни параметри на теорията.

дисертация, добавена на 13.03.2011 г


Основни ковани алуминиеви сплави. Механични свойства на силумините. Маркировка на лети алуминиеви сплави. Силицият като основен легиращ елемент в силумините за леене на алуминий. Типични механични свойства на термично закалени сплави.

резюме, добавено на 01/08/2010


Намаляване на скоростта на корозия като метод за антикорозионна защита на метали и сплави. Класификация на защитните покрития (метални, галванични, напръскващи, неметални, органични, инхибиторни, кислородни и други).

курсова работа, добавена на 16.11.2009 г


Анодно оксидиране на алуминий и неговите сплави. Модели на анодното поведение на алуминия и неговите сплави в киселинни разтвори в началните етапи на образуване на AOF и вторични процеси, засягащи структурата и свойствата на образувания оксиден слой.

Кристална структура на ниобий, злато и техните сплави; брой и позиция на междувъзлията. Диаграма на състоянието на системата Nb-V; графика на зависимостта на периода на кристалната решетка от състава на сплавта; стереографски проекции; кристалографски изчисления.

курсова работа, добавена на 05/09/2013


Обща идея за корозия на метали. Поведение на титан и неговите сплави в различни агресивни среди. Влияние на легиращите елементи в титана върху устойчивостта на корозия. електрохимична корозия. Характеристики на взаимодействието на титан с въздуха.

резюме, добавено на 03.12.2006


Химични характеристики и свойства на металите, тяхното местоположение в периодичната система от елементи. Класификация на металите по различни критерии. Цената на метала като фактор за възможността и целесъобразността на неговото използване. Най-често срещаните сплави

тест, добавен на 20.08.2009 г


Общи характеристики и свойства на медта. Разглеждане на основните методи за получаване на мед от руди и минерали. Определение на понятието сплави. Изследване на външни характеристики, както и основните характеристики на месинг, бронз, медно-никелови сплави, мелхиор.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Сплависа смеси от два или повече елемента, сред които преобладават металите. Металите, включени в сплавта, се наричат ​​основни. Често към сплавта се добавят неметални елементи, които придават на сплавите специални свойства, те се наричат ​​легиращи или модифициращи добавки. Сред сплавите най-голямо значение имат сплавите на базата на желязо и алуминий.

Класификация на сплавите

Има няколко начина за класифициране на сплавите:

• според метода на производство (отлети и прахови сплави);
• според метода на получаване на продукта (ляти, ковани и прахови сплави);
• по състав (хомогенни и разнородни сплави);
• по естеството на метала - основи (черни - основа Fe, цветни - основни цветни метали и сплави на редки метали - основни радиоактивни елементи);
• по броя на компонентите (двойни, тройни и др.);
• по характерни свойства (огнеупорни, нискотопими, високоякостни, топлоустойчиви, твърди, антифрикционни, устойчиви на корозия и др.);
• по предназначение (конструктивни, инструментални и специални).

Свойства на сплавта

Свойствата на сплавите зависят от тяхната структура. Сплавите се характеризират със структурно нечувствителни (определени от природата и концентрацията на елементите, които изграждат сплавите) и структурно чувствителни свойства (в зависимост от характеристиките на основата). Структурно нечувствителните свойства на сплавите включват плътност, точка на топене и топлина на изпаряване. термични и еластични свойства, коефициент на топлинно разширение.

Всички сплави проявяват свойства, характерни за металите: метален блясък, електро- и топлопроводимост, пластичност и др.

Също така всички свойства, характерни за сплавите, могат да бъдат разделени на химически (съотношението на сплавите към ефектите на активните среди - вода, въздух, киселини и др.) И механични (съотношението на сплавите към ефектите на външни сили). Ако химичните свойства на сплавите се определят чрез поставяне на сплавта в агресивна среда, тогава се използват специални тестове за определяне на механичните свойства. И така, за да се определи якост, твърдост, еластичност, пластичност и други механични свойства, се провеждат тестове за якост на опън, пълзене, якост на удар и др.

Основни видове сплави

Различни стомани, чугун, сплави на основата на мед, олово, алуминий, магнезий, както и леки сплави са намерили широко приложение сред различни сплави.

Стоманите и чугуните са сплави на желязо с въглерод, като съдържанието на въглерод в стоманата е до 2%, а в чугуна 2-4%. Стоманите и чугуните съдържат легиращи добавки: стомани - Cr, V, Ni, а чугунът - Si.

Има различни видове стомани, така че според предназначението им се разграничават конструкционни, неръждаеми, инструментални, топлоустойчиви и криогенни стомани. Според химичния състав се разграничават въглеродни (ниско, средно и високо въглеродни) и легирани (ниско, средно и високолегирани). В зависимост от структурата се разграничават аустенитни, феритни, мартензитни, перлитни и бейнитни стомани.

Стоманите са намерили приложение в много сектори на националната икономика, като строителство, химическа, нефтохимическа, опазване на околната среда, транспортна енергетика и други индустрии.

В зависимост от формата на съдържание на въглерод в чугуна - цементит или графит, както и тяхното количество, се разграничават няколко вида чугун: бял (светъл цвят на счупването поради наличието на въглерод под формата на цементит), сив (сив цвят на счупването поради наличието на въглерод под формата на графит).), ковък и топлоустойчив. Чугуните са много крехки сплави.

Областите на приложение на чугуна са обширни - от чугун се изработват художествени декорации (огради, порти), части на тялото, водопроводно оборудване, предмети за бита (тигани), използва се в автомобилната индустрия.

Сплавите на основата на мед се наричат ​​месинги, като добавки съдържат от 5 до 45% цинк. Месингът със съдържание на цинк от 5 до 20% се нарича червен (томпак), а със съдържание на Zn 20–36% - жълт (алфа-месинг).

Сред сплавите на основата на олово има двукомпонентни (оловни сплави с калай или антимон) и четирикомпонентни сплави (оловни сплави с кадмий, калай и бисмут, оловни сплави с калай, антимон и арсен) и (обикновено за дву- компонентни сплави) с различно съдържание на едни и същи компоненти се получават различни сплави. И така, сплав, съдържаща 1/3 олово и 2/3 калай - третник (обикновена спойка) се използва за запояване на тръби и електрически проводници, а преди това е използвана сплав, съдържаща 10-15% олово и 85-90% калай - калай за отливане на прибори за хранене.

Сплавите на алуминиева основа са двукомпонентни - Al-Si, Al-Mg, Al-Cu. Тези сплави са лесни за получаване и обработка. Имат електро- и топлопроводимост, немагнитни, безвредни при контакт с храни, взривозащитени. Сплавите на базата на алуминий са намерили приложение за производството на леки бутала, използват се в автомобилостроенето, автомобилостроенето и самолетостроенето, хранително-вкусовата промишленост, като архитектурни и довършителни материали, при производството на технологични и битови кабелни канали и при полагане на високо напрежение електропроводи.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Упражнение	Под действието на излишък от HCl върху смес от Al и Fe с тегло 11 g се отделят 8,96 литра газ. Определете масовите дялове на металите в сместа.
Решение	Двата метала влизат в реакция на взаимодействие, в резултат на което се отделя водород: 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 Намерете общия брой молове отделен водород: v(H 2) \u003d V (H 2) / V m v (H 2) \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol Нека количеството на веществото Al е x mol, а Fe - y mol. След това, въз основа на уравненията на реакцията, можем да напишем израз за общия брой молове водород: 1,5x + y = 0,4 Изразяваме масата на металите в сместа: Тогава масата на сместа ще бъде изразена с уравнението: 27x + 56y = 11 Имаме система от уравнения: 1,5x + y = 0,4 27x + 56y = 11 Нека го решим: (56-18) y \u003d 11 - 7.2 v(Fe) = 0,1 mol х = 0,2 mol v(Al) = 0,2 mol Тогава масата на металите в сместа: m(Al) = 27×0,2 = 5,4 g m(Fe) \u003d 56 × 0,1 \u003d 5,6 g Намерете масовите части на металите в сместа: ώ =m(Me)/m сума ×100% ώ(Fe) \u003d 5,6 / 11 × 100% \u003d 50,91% ώ(Al) = 100 - 50,91 = 49,09%
Отговор	Масови фракции на металите в сместа: 50,91%, 49,09%