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 черупки (само 1-2), докато неметалите имат много електрони (5-8).

Всички елементи, разположени вляво от галиндий и талий, са метали, а вдясно от арсен, антимон и бисмут са неметали.

В технологията неметалът се разбира като вещество, което има „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 определя специалния характер на взаимодействието на металните атоми и металните свойства. Металите са добри проводници на електрически ток.

От 106 известни химически елемента (до 1985 г.) 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 А. П. Гуляев. 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 алкалоземните метали), висока точка на топене и относително висока твърдост. Най-типичният метал в тази група е желязото.

Цветните метали най-често имат характерен цвят: червен, жълт и бял. Те имат висока пластичност, ниска твърдост и 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. Черни метали- желязо, кобалт, никел (т.нар. феромагнетици) и сходен по свойства манган. 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 добавки 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 предимно в сплави за ядрена енергия. 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. , групирани 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 други редкоземни метали.

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. Те са силно устойчиви 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 започват да извличат метали от руди - Sn, Pb, Fe и др.

Най-разпространени в технологията са сплавите на желязото и въглерода: 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 осъществимостта на неговото използване. Таблицата показва относителната цена на различните метали (цената на желязото, или 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 пластични. 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). Обикновено се използват тройни сплави: Au - Ag - Cu.

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

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

Сплавите от 583-та проба имат най-голяма твърдост (и следователно устойчивост на износване), със съотношение на Cu и Ag около 1:1.

Сплавите на тези проби имат цвят на злато.

Индийска дамаска стомана

В края на 4 век пр. н. е. войските на Александър Велики за първи път се натъкват на необикновена индийска стомана, докато маршируват през Месопотамия (Ирак) и Афганистан към Индия.

„Чакра“ - тежък плосък стоманен пръстен, заточен като острие, завъртян на два пръста и хвърлен към 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 същевременно висока еластичност и вискозитет. Остриетата свободно прорязват ноктите и в същото време лесно се огъват в дъга. Леките марлеви шалове лесно се изрязваха.

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

Според формата шарката се разделя на раирана, струйна, вълнообразна, мрежеста и наклонена. Най-високо цененият артикул е коляновата 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 остатъчна деформация.

Истинската дамаска стомана е направена чрез изковаване на лята стомана с естествени шарки.

Заваряване на дамаска стомана (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 пакети от стоманена ламарина - до 320 слоя: или: разпръснати на различни нива, те получават различен модел.

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

Балтийска дамаска стомана:

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

Плочата беше лесно проникната от меката нисковъглеродна страна, след което беше изобретен бронебоен снаряд с мек връх:

Следователно, поради това, старите майстори ковачи са пришили мека лента върху много твърдо острие, за да пробият стоманената броня.

Производството на дамаска е свързано с традиции и тайни. Много е трудно да се заваряват заедно ленти и пръти с различен състав и да се осигурят необходимите свойства: гъвкавост, твърдост, острота на острието. Необходимо е да се поддържа температурата, скоростта на коване, редът на свързване на лентите, отстраняването на оксиди и използването на потоци.

Японска дамаска стомана

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 увеличаване на нейната якост и твърдост едновременно. Всички останали елементи, докато увеличават здравината и твърдостта, увеличават и крехкостта.

Производство: разтопеното желязо (с Mo) се изковава на пръти и се закалява в земята за 8-10 години. По време на процеса на корозия металът се разяжда и частиците, обогатени с вредни примеси, изпадат. Заготовките приличаха на сирене с дупки. След това пръчките бяха карбуризирани и ковани 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 стоманата: 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 са „изядени“ от ръжда и разпръснати в биосферата...

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

Има голям брой примери за стоманени и железни конструкции, които не корозират с течение на времето: греди в църквата Катав-Ивановск, парапети на стълбите на река Фонтанка в Ленинград, желязна колона в Делхи (1500 години). Повърхностните оксиди и високото съдържание на Cu и P, както и естествените сплави, са устойчиви на корозия.

Към цветните метали се отнасят 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-цифровата система. Буквите показват, че сплавите принадлежат към определена група, а числата в различните групи материали имат различно значение. В един случай те показват степента на чистота на метала (за чисти метали), в друг - броя на легиращите елементи, а в третия показват номера на сплавта, която според държавата. стандартът трябва да отговаря на определен състав или свойства.
Мед и нейните сплави
Техническата мед се обозначава с буквата М, последвана от цифри, свързани с количеството примеси (показващи 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 електрическа проводимост на медта определя основната й употреба в електротехниката като проводник. Медта се деформира добре, заварява и споява добре. Недостатъкът му е лошата обработваемост.
Основните сплави на основата на мед включват 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 руска 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 - N; Титан -Т; 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. На практика рядко се използват месинги с концентрация на цинк над 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.
Деформируемите месинги са маркирани съгласно GOST 15527-70.
Степента на 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 могат да се обработват високо под налягане. Те се доставят под формата на тръби с различни форми на напречно сечение, листове, ленти, ленти, тел и пръти с различни профили. Месинговите продукти с голямо вътрешно напрежение (например студено обработени) са податливи на 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 облекчи вътрешното напрежение чрез извършване на нискотемпературно отгряване при 200-300 С.
В многокомпонентните месинги след буквата L се изписват поредица от букви, показващи кои легиращи елементи, с изключение на цинк, са включени в този месинг. След това през тирета следват цифри, първата от които характеризира средното съдържание на мед в проценти, а следващите - всеки от легиращите елементи в същата последователност, както в буквената част на марката. Редът на буквите и цифрите се определя от съдържанието на съответния елемент: първо идва елементът, който има повече, а след това низходящ. Съдържанието на цинк се определя от разликата от 100%.
Месингите се използват главно като деформируем, устойчив на корозия материал. От тях се изработват листове, тръби, пръти, ленти и някои части: гайки, винтове, втулки и др.
Месингите за отливане са маркирани в съответствие с GOST 1711-30. В началото на марката изписват и буквата L (месинг), след което изписват буквата C, което означава цинк, и цифра, показваща процентното му съдържание. В легираните месинги допълнително се изписват букви, съответстващи на въведените легиращи елементи, а цифрите след тях показват съдържанието на тези елементи в проценти. Липсващият остатък до 100% съответства на съдържанието на мед. Лееният месинг се използва за производството на фитинги и части за корабостроенето, втулки, втулки и лагери.
Бронз (сплави на мед с различни елементи, където цинкът не е основният). Те, подобно на месинга, са разделени на ляти и ковани. Всички бронзове са маркирани с буквите Br, което е съкращение от бронз.
В лети бронзи след Br се изписват букви, последвани от цифри, които символично показват елементите, въведени в сплавта (в съответствие с таблица 1), а следващите цифри показват съдържанието на тези елементи като процент. Останалото (до 100%) означава мед. Понякога в някои марки лят бронз пишат буквата „L“ в края, което означава леярство.
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 прасета, слитъци, валцдрат и др. (първичен алуминий) съгласно GOST 11069-74 и под формата на деформируем полуготов продукт (листове, профили, пръти и др.) съгласно 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 се деформира добре, но се реже трудно. Като го разточите можете да направите 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, които отразяват състава на сплавта. В някои случаи алуминиевите сплави се маркират с буквите AL (което означава лята алуминиева сплав) и номер, указващ номера на сплавта. Буквата B в началото на марката 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 (използвайки 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, към които също се предявяват 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 с помощта на буквено-цифрова система. В етикетирането обаче няма модел. Единствената особеност е наличието във всички марки на буквата Т, което показва, че принадлежат към титан. Цифрите в марката показват условния номер на сплавта.
Техническият титан има маркировка: VT1-00; VT1-0. Всички останали класове принадлежат към 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 ракетната и авиационна техника, 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 класа на леярската сплав има буквата L.
Магнезий и сплави на негова основа
Поради незадоволителните си свойства техническият магнезий не се използва като конструктивен материал. Сплави на магнезиева основа в съответствие с държавните разпоредби. Стандартът е разделен на отливки и деформируеми.
Летите магнезиеви сплави, в съответствие с GOST 2856-79, са маркирани с буквите ML и номер, който показва условния номер на сплавта. Понякога след числото се пишат малки букви: pch - повишена чистота; това е с общо предназначение. Деформируемите магнезиеви сплави се маркират в съответствие с GOST 14957-76 с буквите MA и номер, указващ условния номер на сплавта. Понякога след цифрата може да има малки букви pch, което означава повишена чистота.

Магнезиевите сплави, подобно на сплавите на алуминиева основа, имат добра комбинация от свойства: ниска плътност, повишена устойчивост на корозия, относително висока якост (особено специфична якост) с добри технологични свойства. Поради това от магнезиеви сплави се изработват както прости, така и сложни части, 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 покрития за контейнери за храни (например калайдисани плочи). Калайът е маркиран в съответствие с GOST 860-75. Има марки O1pch; O1; O2; O3; O4. Буквата O означава калай, а числата представляват условно число. С увеличаването на броя се увеличава количеството на примесите. Буквите pch в края на марката означават повишена чистота. В хранително-вкусовата промишленост за калайдисване на ламаринени плочи най-често се използва калай от марките O1 и O2.
Сплавите на базата на калай и олово, в зависимост от предназначението им, 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 - оловен бабит и т.н. Трябва да се има предвид, че марката бабит не може да определи пълния му химичен състав. В някои случаи съдържанието на калай дори не е посочено, например в марката BN, въпреки че съдържа около 10%. Има и бабити без калай (например оловно-калциев), които са маркирани съгласно GOST 1209-78 и не са изследвани 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 според много характеристики: 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 ниска точка на топене (точка на топене tmelt ≤ 145 °C);

2. Нискотопими (точка на топене tmelt > 145 °C ≤ 450 °C);

3. Средна точка на топене (точка на топене tmelt > 450 °C ≤ 1100 °C);

4. Високотопими (точка на топене tmelt > 1100 °C ≤ 1850 °C);

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, технически 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 някакъв прост метал (легирана основа) с други метали или неметали. Например месингът е сплав от мед и цинк. Тук основата на сплавта е мед.

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 сплавта, за да се получат необходимите свойства. По този начин, за подобряване на механичните свойства и устойчивостта на корозия на месинг, алуминий, силиций, желязо, манган, калай, олово и други легиращи компоненти се добавят към него.

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 произвеждат чрез сливане на компоненти в течно състояние. Други методи 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 производството на голям брой сплави, които имат голямо разнообразие от комбинации от полезни свойства, които простите метали нямат.

Сплавите превъзхождат простите метали по якост, твърдост, обработваемост и др. Ето защо те се използват в техниката много по-широко от простите метали. Например желязото е мек метал, който почти никога не се използва в чист вид. Но най-широко използваните в технологиите са сплавите от желязо и въглерод - стомана и чугун.

На съвременния етап на технологично развитие, заедно с увеличаването на броя на сплавите и усложняването на техния състав, металите със специална чистота придобиват голямо значение. Съдържанието на основния компонент в такива метали варира от 99,999 до 99,999999999%
и още. Метали със специална чистота са необходими в ракетната наука, ядрената енергия, електрониката 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 не се разтварят един в друг в твърдо състояние и не влизат в химично взаимодействие. Сплавите са механични смеси (например олово - антимон, калай - цинк) са разнородни по своята 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 средно аритметично от свойствата на двата компонента.

2) Твърди разтворихарактеризиращ се с образуването на обща пространствена кристална решетка от атоми на основния метален разтворител и атоми 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 свойствата на съставните компоненти. Например, твърдостта и електрическото съпротивление на твърдите разтвори е много по-високо от това на чистите компоненти. Поради високата си пластичност, те се поддават добре на коване и други видове формоване. 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, 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 кондензираните компоненти. Съставът на сплавта на химичното съединение се изразява с химична формула. Тези сплави обикновено имат високо електрическо съпротивление, висока твърдост и ниска пластичност. По този начин химичното съединение на желязото и въглерода - 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 градище училище № 2

Реферат по химия по темата

Работата е завършена

гимназист No2

Яблочкина Екатерина

Селище 2011г

• Въведение
• Сплав
• Класификация на сплавите
• Свойства на сплавите
• Физични свойства на сплавите
• Приготвяне на сплави
• ЕЛЕМЕНТИ ХИМИЧЕСКИд
• Златни сплави
• Заключение
• Използвана литература и сайтове
• Въведение
• Древните майстори на метали не са оставили описания на техниките 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 датират първата поява на медни изделия към 7 хилядолетие пр.н.е. Това бяха ковани предмети от самородна мед. Тогава се появява металургичната мед и сплавите на медта 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. Съставите на древните сплави са много разнообразни, в литературата те условно се наричат ​​бронз. Най-ранните включват арсенов и калаен бронз. 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 изключително рационално в зависимост от функционалното предназначение на изделието и използваната техника на изработка. Така за отливането на художествени изделия е избрана рецепта за тройна сплав мед-калай-олово, използвана в Древна Гърция, Римската империя, Близкия и Среден Изток и Индия; В Китай бронзът е една от най-разпространените сплави. Лятите предмети, изработени от такъв бронз, с течение на времето развиват 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 съставните им 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 ​​легиране, 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 с цел подобряване на качеството на металургичните продукти.

Класификация на сплавите

Според характера на основния метал се разграничават черни сплави (основа - желязо (Fe), цветни сплави (основни - 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 - огнеупорни, нискотопими, високоякостни, топлоустойчиви, твърди, антифрикционни, устойчиви на корозия;

b 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 сплавите

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 металургията се разграничават три вида сплави:

b твърд разтвор (ако атомите, които образуват сплав 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 химически взаимодействат, за да образуват 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 тяхното специфично тегло, 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 издържат на химическите въздействия на различни агресивни среди. Тези свойства са от голямо значение за машиностроенето и трябва да се вземат предвид при проектирането на машини и части. Типичен пример за химичното влияние на околната среда е корозията (окисляване на металите).

Разрушаването на металите от корозия нанася огромни щети на промишлеността, изразяващи се в годишните загуби 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 неръждаем чугун, неръждаема стомана и редица химически устойчиви сплави на базата на мед и никел. Титанът започва да намира широко приложение.

Технологични свойства на металите

Технологичните свойства на металите и сплавите се характеризират с техния начин Лесно се поддава на различни методи на гореща и студена обработка (лесно се разтопява и пълни във форма, кова се, заварява се, обработва се с режещи инструменти и др.). В тази връзка те се разделят на леярни

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 леярска форма. Свиването означава намаляване на обема и размера на метала за отливане по време на втвърдяването и последващото охлаждане. Ликвацията е процесът на образуване на разнородност в химичния състав на сплавта в различни части на отливката по време на нейното втвърдяване.

Ковкост на метала

Ковкост на метал - способността да се деформира с най-малко съпротивление съпротивление и приема необходимата форма под въздействието на външни сили, без да се нарушава целостта му. 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 намалена ковкост. Чугуните практически нямат ковкост.

Заваряемост на метала

Заваряемост на метал - способността за създаване на силни връзки между метални части с помощта на методи за заваряване. Нисковъглеродната стомана заварява добре, чугунът, медните и алуминиевите сплави са много по-лоши.

Приготвяне на сплави

Нека разгледаме процеса на производство на сплави на примера на чугун и стомана.

Производство на чугун и стомана. Технологичният процес за производство на черни метали включва топенето на чугун от железни руди и последващата му преработка 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. За да премахнете частиците пясък и глина, измийте с вода. Агломерацията на фини и прахообразни руди се извършва чрез агломерация - чрез синтероване върху решетките на агломерационни машини или чрез валцуване в гранулатор, последвано от сушене и изпичане. Основното гориво при топене на чугун е коксът, който е източник на топлина и участва пряко в редукцията и карбуризацията на желязото. Флюсовете (варовици, доломити или пясъчници) се използват за намаляване на точката на топене на отпадъчни скали и свързването им с горивна пепел в 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 слой по слой отгоре. В резултат на изгарянето на кокса, поради кислорода във въздуха, изпомпван 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.

Чугунът и шлаката, разтопени при температура 1380-1420 ° C, се освобождават през кранове. Чугунът се излива във форми, а шлаката се рециклира. В доменните пещи чугунът се топи за преработка в стомана, леярският чугун се използва за производството на различни продукти от чугун, а специалните чугуни (феросилиций, фероманган) се използват в производството на стомана като деоксиданти или легиращи добавки.

Стоманата се произвежда от чугун чрез окисляване с помощта на методи на открито, конвертор и електрическо топене. 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 произвежда 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 с помощта на натрупаната топлина на отпадъчни продукти от горенето. Зарядът включва чугун и метален скрап - скрап или течно желязо, скрап и желязна руда. Процесът на производство на стомана се състои от топене на заряда, което произвежда голямо количество железен оксид, окисляване на въглерод и други примеси с железен оксид и дезоксидация - редукция на желязо от оксида 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 и въглерод, съдържащи до 2% се наричат ​​стомани. Легираните стомани съдържат и други елементи - хром, ванадий, никел. Произвеждат се много повече стомани от всички други метали и сплави и би било трудно да се изброят всичките им възможни приложения. Нисковъглеродна стомана (по-малко от 0,25% въглерод) се използва в големи количества като конструктивен материал, докато стомана с по-високо съдържание на въглерод (повече от 0,55%) се използва за производство на нискоскоростни режещи инструменти като бръснарски ножчета и свредла. Легираните стомани се използват в машиностроенето от всички видове 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, тръбопроводни фитинги и цилиндрови блокове на двигателя. При правилно изпълнени отливки се постигат добри механични свойства на материала.

Сплави на медна основа. Това са основно месингови, т.е. медни сплави, съдържащи от 5 до 45% цинк. Месингът, съдържащ 5 до 20% цинк, се нарича червен (томпак), а месингът, съдържащ 20-36% Zn, се нарича жълт (алфа месинг). Месингите се използват в 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. Конвенционалната спойка (третична) е сплав от приблизително една част олово към две части калай. Намира широко приложение за свързване (запояване) на тръбопроводи и електрически проводници. Сплавите на антимон и олово се използват за направата на обвивки на телефонни кабели и пластини на батерии. 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 високотемпературни механични свойства. Основните метали на леките сплави са алуминий, магнезий, титан и берилий. Въпреки това, сплавите на базата на алуминий и магнезий не могат да се използват при високи температури и в агресивна среда.

Алуминиеви сплави. Те включват сплави за леене (Al - Si), сплави за леене под налягане (Al - Mg) и самовтвърдяващи се сплави с висока якост (Al - Cu). Алуминиевите сплави са икономични, лесно достъпни, здрави при ниски температури и лесни за обработка (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 да се влошават забележимо при температури над приблизително 175° C. Въпреки това, поради образуването на защитен оксиден филм, те показват добра устойчивост на корозия в повечето често срещани агресивни среди. Тези сплави провеждат добре електричество и топлина, са силно отразяващи, немагнитни, безвредни при контакт с храна (тъй като продуктите на корозията 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; те се използват в вагоностроенето, автомобилостроенето и самолетостроенето, в хранително-вкусовата промишленост, като архитектурни и довършителни материали, в производството на осветителни рефлектори, технологични и битови кабели канали и при полагането 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 трошливия ефект на желязото и повишават устойчивостта на корозия. Когато към алуминия се добави литий, модулът на еластичност и якостта се увеличават, което прави сплавта много привлекателна за космическата индустрия. За съжаление, въпреки отличното съотношение на якост към тегло (специфична якост), алуминиево-литиеви сплави имат ниска пластичност.

Магнезиеви сплави. Магнезиевите сплави са леки, характеризират се с висока специфична якост, както и с добри леярски свойства и отлични режещи свойства. Затова от тях се изработват части за ракетни и авиационни двигатели, каросерии, колела, газови резервоари, преносими маси и др. Някои магнезиеви сплави, които имат висок коефициент на вискозно затихване, се използват за производството на движещи се машинни части и структурни елементи, работещи в условия на нежелани вибрации. Магнезиевите сплави са доста меки, имат слаба устойчивост 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 съединяват чрез запояване (спойка), 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. На магнезиевите сплави също може да се придаде лъскава повърхност или да се покрият с мед, никел и хром след 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 алуминиевите, така и магнезиевите сплави по отношение на якост на опън и модул на еластичност. Тяхната плътност е по-голяма от тази на всички други леки сплави, но по специфична якост отстъпват само на берилия. С доста ниско съдържание на въглерод, кислород и азот, те са доста пластмасови. 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. Границата на пълзене на някои титанови сплави при умерени напрежения (около 90 MPa) остава задоволителна до около 600 ° C, което е значително по-високо от температурата, допустима както за алуминиеви, така и за магнезиеви сплави. Титановите сплави са доста 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. Титановите сплави се коват до температури от 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. Леката броня за пилотските кабини на бойните самолети е изработена от титан-ванадиеви сплави. Титан-алуминиево-ванадиевата сплав е основната титаниева сплав за реактивни двигатели и корпуси на самолети. В табл Таблица 3 показва характеристиките на специалните сплави и табл. Фигура 4 показва основните елементи, добавени към алуминия, магнезия и титана, като показва получените свойства.

Берилиеви сплави. Плавна берилиева сплав може да бъде произведена, например, чрез вграждане на крехки зърна от берилий в мека пластична матрица като сребро. Сплавта от този състав се довежда до дебелина 17% от оригинала чрез студено валцуване. Берилият превъзхожда всички известни метали по специфична якост. В комбинация с ниската му плътност, това прави берилия подходящ за системи за насочване на ракети. Еластичният модул на берилия е по-голям от този на стоманата и берилиевият бронз се използва 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 с берилия е неговата токсичност. Може да причини сериозни респираторни проблеми и дерматит.

Златни сплави

Златото е благороден метал с жълт цвят, мек и доста тежък. Златото се съдържа както в земната кора, така и във водата, и въпреки че съдържанието му в земята е доста ниско (3 μg/kg), има много много области, които са силно обогатени с този метал. Такива области, които са първичните златни находища, 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. Разтваря се в гореща селенова киселина. Тези физични и химични свойства на златото се използват широко за производството му.

Златото най-често се добива 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, то съдържа сребро, мед и много други елементи, така че след измиване цялото злато се подлага на дълбоко почистване - рафиниране. В Русия чистотата на златото се измерва с неговата финост.

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 розова сплав стават все по-популярни, пръстените и висулките стават все по-често срещани.

Зелено (маслинено) злато

Зеленото (маслиново) злато може да се получи като сплав от злато и калий.

Такива съединения се наричат ​​още металиди.

Като цяло металидите са съединения на златото с алуминий (виолетово 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. Не могат да се обработват като благороден метал. Но понякога такива бижутерски метални сплави се използват като вложки в бижута, като камъни.

Между другото, понякога зеленото злато се получава и чрез сплав на чисто злато със сребро. Малко включване на сребро в бижутерската сплав ще даде зеленикав цвят, малко по-голяма част ще направи златото жълтеникаво-зелено, по-нататъшното увеличаване на съдържанието на сребро ще даде жълтеникаво-бял оттенък и накрая напълно бял цвят.

Синьо злато

Това е сплав от чисто злато и индий. Но такава бижутерска сплав също е метален метал, той е нестабилен и не може да се използва като обикновено злато.

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

Златото също става синьо, 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 почти 958 чистота (сплавта съдържа 90% чисто злато). Бижутерът не бърза да разкрива тайните си.

Синьо злато

Синьото злато е сплав от злато с желязо и хром. Точно както зеленото и лилавото, синьото злато може да се използва само като вложки за бижута.

Самата синя сплав е крехка и няма да е възможно да се направи бижу само от нея.

Лилаво злато

По същество това е сплав от злато и алуминий. Такова злато може да бъде „наградено“ с чистота 750 (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 пластмасов. 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-висок дял на мед в сплавта (добавяне на примеси към чистото злато в сплавта). Бижутерите подлагат това злато на специална химическа обработка.

Черно злато

Черното злато е невероятно изчистен метал с наситен и мек цвят. Има няколко начина за получаване на черно злато.

Това включва легиране с кобалт и хром с окисляване при високи температури и покритие с черен родий или аморфен въглерод...

сплав чугун стомана сплав злато

Заключение

Металните предмети около нас рядко се състоят от чисти метали. Само алуминиевите тигани или медната тел имат чистота около 99,9%. В повечето други случаи хората се занимават 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 уебсайтове

b Химия за любопитните - Е. Гросе.

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

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

o Енциклопедичен речник на младия химик, съставен от В. А. Крицман и В. В. Станзо. Издателство "Педагогика", 1982г.

ь Голяма енциклопедия на съвременните ученици.

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

o уебсайт на Wikipedia

b www.erudition.ru-доклад "Сплави"

ь dic.academic.ru - уебсайт „Академик“, тема „Сплави“

b www.chemport.ru-сплави

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

История на сплавите. 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 печатащи 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 от лят алуминий. Типични механични свойства на термично невтвърдяващи се 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, пулверизирана метализация, неметални покрития, органични, инхибиторни, кислородни и други).

курсова работа, добавена на 16.11.2009 г


Анодно оксидиране на алуминий и неговите сплави. Закономерности на анодното поведение на алуминия и неговите сплави в киселинни разтвори в началните етапи на образуване на АОП и вторични процеси, които влияят върху структурата и свойствата на образуващия се оксиден слой.

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

курсова работа, добавена на 05/09/2013


Общо разбиране за корозия на метали. Поведение на титан и неговите сплави в различни агресивни среди. Влиянието на легиращите елементи в титана върху устойчивостта на корозия. Електрохимична корозия. Характеристики на взаимодействието на титан с въздуха.

резюме, добавено на 12/03/2006


Химични характеристики и свойства на металите, тяхното разположение в периодичната таблица на елементите. Класификация на металите по различни критерии. Цената на метала като фактор за възможността и осъществимостта 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

Сплави- Това са 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-важни са тези на основата на желязо и алуминий.

Класификация на сплавите

Има няколко начина за класифициране на сплавите:

• по метод на производство (отлети и прахови сплави);
• по метода на получаване на продукта (леене, ковани и прахови сплави);
• по състав (хомогенни и разнородни сплави);
• според естеството на метала - основа (черни - база Fe, цветни - основа, цветни метали и сплави на редки метали - база 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 сплавите

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 изпарение. 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 химични (връзката на сплавите с въздействието на активните среди - вода, въздух, киселини и др.) И механични (връзката на сплавите с въздействието 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

Сред всички видове сплави широко се използват различни стомани, чугун, сплави на базата на мед, олово, алуминий, магнезий, както и леки сплави.

Стоманите и чугуните са сплави на желязо и 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, например конструкционни, неръждаеми, инструментални, топлоустойчиви и криогенни стомани се разграничават според предназначението им. По химичен състав те се разделят на 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 от шкафове, водопроводно оборудване, битови предмети (тигани), използва се в автомобилната индустрия.

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

Сред сплавите на основата на олово се разграничават 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 (типични за дву- компонентни сплави) с различно съдържание на едни и същи компоненти се получават различни сплави. По този начин сплав, съдържаща 1/3 олово и 2/3 калай - третичен (обикновен припой) 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.

Двукомпонентни сплави на алуминиева основа – Al-Si, Al-Mg, Al-Cu. Тези сплави са лесни за производство и обработка. Имат електро- и топлопроводимост, немагнитни са, безвредни при контакт с храна и взривобезопасни. Алуминиеви сплави се използват за производството на леки бутала, използват се в вагоностроенето, автомобилостроенето и самолетостроенето, хранително-вкусовата промишленост, като архитектурни и довършителни материали, при производството на технологични и битови кабелни канали, както и при полагане на високи - електропроводи за напрежение.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Упражнение	Когато смес от Al и Fe с тегло 11 g беше изложена на излишък от HCl, бяха освободени 8,96 литра газ. Определете масовите дялове на металите в сместа.
Решение	Двата метала реагират, което води до освобождаване на водород: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 Нека намерим общия брой молове отделен водород: v(H2) =V(H2)/Vm v(H2) = 8,96/22,4 = 0,4 mol Нека количеството вещество Al е x mol, а Fe е y mol. След това, въз основа на уравненията на реакцията, можем да напишем израза за общия брой молове водород: 1,5x + y = 0,4 Нека изразим масата на металите в сместа: Тогава масата на сместа ще бъде изразена с уравнението: 27x + 56y = 11 Получихме система от уравнения: 1,5x + y = 0,4 27x + 56y = 11 Нека го решим: (56-18)y = 11 – 7,2 v(Fe) = 0,1 mol х = 0,2 mol v(Al) = 0,2 mol Тогава масата на металите в сместа е: m(Al) = 27×0,2 = 5,4 g m(Fe) = 56×0,1 = 5,6 g Нека намерим масовите части на металите в сместа: ώ =m(Me)/m сума ×100% ώ(Fe) = 5,6/11 ×100%= 50,91% ώ(Al) = 100 – 50,91 = 49,09%
Отговор	Масови фракции на металите в сместа: 50,91%, 49,09%