Η έννοια του κράματος, η ταξινόμηση και οι ιδιότητές τους. Για την εξάλειψη τέτοιων μεγάλων απωλειών στη μηχανολογία, τα μέρη επικαλύπτονται με βερνίκια, χρώματα, χημικά ανθεκτικά μέταλλα και μεμβράνες οξειδίου.

Η μεταλλική κατάσταση εξηγείται από την ηλεκτρονική δομή. Τα μεταλλικά στοιχεία, μπαίνοντας σε μια χημική αντίδραση με στοιχεία που είναι αμέταλλα, τους δίνουν τα εξωτερικά τους, τα λεγόμενα ηλεκτρόνια σθένους. Αυτό είναι συνέπεια του γεγονότος ότι στα μέταλλα τα εξωτερικά ηλεκτρόνια είναι χαλαρά συνδεδεμένα με τον πυρήνα. Επιπλέον, υπάρχουν λίγα ηλεκτρόνια στα εξωτερικά κελύφη (μόνο 1-2), ενώ τα αμέταλλα έχουν πολλά ηλεκτρόνια (5-8).

Όλα τα στοιχεία που βρίσκονται στα αριστερά του γαλίνδιου και του θαλλίου είναι μέταλλα και στα δεξιά του αρσενικού, του αντιμονίου και του βισμούθιου είναι αμέταλλα.

Στην τεχνολογία, ως μη μέταλλο νοούνται οι ουσίες που έχουν «μεταλλική λάμψη» και πλαστικότητα - χαρακτηριστικές ιδιότητες.

Επιπλέον, όλα τα μέταλλα έχουν υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.

Η ιδιαιτερότητα της δομής των μεταλλικών ουσιών είναι ότι όλες κατασκευάζονται κυρίως από ελαφρά άτομα, στα οποία τα εξωτερικά ηλεκτρόνια συνδέονται ασθενώς με τον πυρήνα. Αυτό προκαλεί μια ιδιαίτερη φύση της αλληλεπίδρασης των ατόμων μετάλλου και των μεταλλικών ιδιοτήτων. Τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού.

Από τα γνωστά (έως το 1985) 106 χημικά στοιχεία, τα 83 είναι μέταλλα.

Ταξινόμηση μετάλλων

Κάθε μέταλλο διαφέρει στη δομή και τις ιδιότητες από το άλλο, ωστόσο, σύμφωνα με ορισμένα χαρακτηριστικά, μπορούν να συνδυαστούν σε ομάδες.

Αυτή η ταξινόμηση αναπτύχθηκε από τον Ρώσο επιστήμονα Gulyaev A.P. και μπορεί να μην συμπίπτει με το γενικά αποδεκτό.

Όλα τα μέταλλα μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες - σιδηρούχα και μη σιδηρούχα μέταλλα.

Τα σιδηρούχα μέταλλα έχουν συνήθως σκούρο γκρι χρώμα, υψηλή πυκνότητα (εκτός από αλκαλικές γαίες), υψηλό σημείο τήξης, σχετικά υψηλή σκληρότητα. Το πιο χαρακτηριστικό μέταλλο αυτής της ομάδας είναι ο σίδηρος.

Τα μη σιδηρούχα μέταλλα έχουν συνήθως ένα χαρακτηριστικό χρώμα: κόκκινο, κίτρινο και λευκό. Έχουν υψηλή πλαστικότητα, χαμηλή σκληρότητα, σχετικά χαμηλό σημείο τήξης. Το πιο χαρακτηριστικό στοιχείο αυτής της ομάδας είναι ο χαλκός.

Τα σιδηρούχα μέταλλα, με τη σειρά τους, μπορούν να υποδιαιρεθούν ως εξής:

1. Μέταλλα σιδήρου- σίδηρος, κοβάλτιο, νικέλιο (οι λεγόμενοι σιδηρομαγνήτες) και μαγγάνιο κοντά τους σε ιδιότητες. Τα Co, Ni, Mu χρησιμοποιούνται συχνά ως πρόσθετα σε κράματα σιδήρου, αλλά και ως βάση για τα αντίστοιχα κράματα, παρόμοια στις ιδιότητες τους με τους χάλυβες υψηλής κραματοποίησης.

2. Πυρίμαχα μέταλλα, του οποίου το σημείο τήξης είναι υψηλότερο από αυτό του σιδήρου (δηλαδή, πάνω από 1539 C). Χρησιμοποιείται ως πρόσθετο σε κραματοποιημένους χάλυβες, αλλά και ως βάση για τα αντίστοιχα κράματα. Αυτά περιλαμβάνουν: Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc (τεχνήτιο), Hf (χάφιο), Ta (ταντάλιο), W, Re (ρήνιο).

3. Μέταλλα ουρανίου- ακτινίδες, οι οποίες χρησιμοποιούνται κυρίως σε κράματα για την πυρηνική ενέργεια. Αυτά περιλαμβάνουν: Ac (ακτίνιο), Th (θόριο), U (ουράνιο), Np (νεπτούνιο), Pu (πλουτώνιο), Bk (βερκέλιο), Cf (καλιφόρνιο), Md (μεντελέβιο), No (νομέλιο) κ.λπ. .

4. Μέταλλα σπάνιων γαιών(REM) - La(λανθάνιο), Ce(δημήτριο), Nd(νεοδύμιο), Sm(σανάριο), Eu(ευρώπιο), Dy(δυσπρόσιο), Lu(λουτέτιο), Υ(ύττριο), Sc(σλάντιο) κ.λπ. ..., ενωμένοι με το όνομα λανθανίδες. Αυτά τα μέταλλα έχουν πολύ παρόμοιες χημικές ιδιότητες, αλλά μάλλον διαφορετικές φυσικές ιδιότητες (Τύπος, κ.λπ.). Χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα σε κράματα άλλων στοιχείων. Υπό φυσικές συνθήκες, εμφανίζονται μαζί και είναι δύσκολο να διαχωριστούν σε ξεχωριστά στοιχεία. Συνήθως χρησιμοποιείται ένα μικτό κράμα - 40-45% Ce (δημήτριο) και 40-45% όλων των άλλων REM.

5. Μέταλλα αλκαλικών γαιών- στην ελεύθερη μεταλλική κατάσταση δεν χρησιμοποιούνται, εκτός από ειδικές περιπτώσεις, για παράδειγμα, ψυκτικά σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Li(λίθιο), Na, K(κάλιο), Rb(ρουβίδιο), Cs(καισίου), Fr(φράγκιο), Ca(ασβέστιο), Sr(στρόντιο), Ba(βάριο), Ra(ράδιο).

Τα μη σιδηρούχα μέταλλα χωρίζονται σε:

1. Ελαφρά μέταλλα - Be (βηρύλλιο), Mg (μαγνήσιο), Al (αλουμίνιο), που έχουν χαμηλή πυκνότητα.

2. Ευγενή μέταλλα - Ag (άργυρος), Pt (πλατίνα), Au (χρυσός), Pd (παλλάδιο), Os (όσμιο), Ir (ιρίδιο) κ.λπ. Το Cu είναι ένα ημιευγενές μέταλλο. Έχουν υψηλή αντοχή στη διάβρωση.

3. Μέταλλα χαμηλής τήξης - Zn (ψευδάργυρος), Cd (κάδμιο), Hg (υδράργυρος), Sn (κασσίτερος), Bi (βισμούθιο), Sb (αντιμόνιο), Pb (μόλυβδος), As (αρσενικό), In (ίνδιο ) και κ.λπ., και στοιχεία με εξασθενημένες μεταλλικές ιδιότητες - Ga (γάλλιο), Ge (γερμάνιο).

Η χρήση μετάλλων ξεκίνησε με χαλκό, ασήμι και χρυσό. Δεδομένου ότι βρίσκονται στη φύση σε καθαρή (γηγενή) μορφή.

Αργότερα, άρχισαν να αποκαθίστανται μέταλλα από μεταλλεύματα - Sn, Pb, Fe κ.λπ.

Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα στην τεχνολογία είναι τα κράματα σιδήρου με άνθρακα: χάλυβας (0,025-2,14% C), χυτοσίδηρος (2,14-6,76% C)· Ο λόγος για την ευρεία χρήση των κραμάτων Fe-C οφείλεται σε διάφορους λόγους: χαμηλό κόστος, βέλτιστες μηχανικές ιδιότητες, δυνατότητα μαζικής παραγωγής και υψηλή επικράτηση μεταλλευμάτων Fe στη φύση.

Πάνω από το 90% των παραγόμενων μετάλλων είναι χάλυβας.

Παραγωγή μετάλλων για το 1980:

Σίδηρος - 718.000 χιλιάδες τόνοι (στην ΕΣΣΔ έως 150 εκατομμύρια τόνους ετησίως)

Μαγγάνιο - > 10.000 χιλιάδες τόνοι

Αλουμίνιο - 17.000 χιλιάδες τόνοι

Χαλκός - 9.400 χιλιάδες τόνοι

Ψευδάργυρος - 6200 χιλιάδες τόνοι

Κασσίτερος - 5400 χιλιάδες τόνοι

Νικέλιο - 760 χιλιάδες τόνοι

Μαγνήσιο - 370 χιλιάδες τόνοι

Χρυσός - > 1,2 χιλιάδες τόνοι

Το κόστος του μετάλλου είναι παράγοντας της δυνατότητας και της σκοπιμότητας χρήσης του. Ο πίνακας δείχνει το σχετικό κόστος των διαφόρων μετάλλων (το κόστος του σιδήρου, πιο συγκεκριμένα του απλού ανθρακούχου χάλυβα, λαμβάνεται ως μονάδα).

ευγενή μέταλλα:

Au, Ag, Pt και τα κράματά τους.

Πήραν το όνομά τους λόγω της υψηλής αντοχής τους στη διάβρωση. Αυτά τα μέταλλα είναι πλαστικά. Έχουν υψηλό κόστος.

Χρησιμοποιείται σε κοσμήματα και οδοντιατρική. Ο καθαρός χρυσός δεν χρησιμοποιείται λόγω της απαλότητας του. Για να αυξηθεί η σκληρότητα, γίνεται κράμα χρυσού (προστίθενται και άλλα στοιχεία). Συχνά χρησιμοποιούμενα τριμερή κράματα: Au - Ag - Cu.

Τα πιο συνηθισμένα είναι κράματα δειγμάτων 375, 583, 750 και 916 - αυτό σημαίνει ότι σε αυτά τα κράματα ανά 1000 g του κράματος υπάρχουν 375, 583, 750 και 916 g χρυσού και το υπόλοιπο είναι χαλκός, ασήμι, η αναλογία εκ των οποίων μπορεί να είναι διάφορα.

Τα κράματα του 916ου δείγματος είναι τα πιο μαλακά, αλλά και τα πιο ανθεκτικά στη διάβρωση. Καθώς ο δείκτης του δείγματος μειώνεται, η αντίσταση στη διάβρωση μειώνεται.

Την υψηλότερη σκληρότητα (άρα αντίσταση στη φθορά) κατέχουν τα κράματα του 583ου δείγματος, με αναλογία Cu και Ag περίπου 1:1.

Τα κράματα αυτών των δειγμάτων έχουν το χρώμα του χρυσού.

Ινδός Bulat

Στα τέλη του 4ου αιώνα π.Χ., τα στρατεύματα του Μεγάλου Αλεξάνδρου αντιμετώπισαν για πρώτη φορά ασυνήθιστο ινδικό χάλυβα κατά τη διάρκεια μιας εκστρατείας μέσω της Μεσοποταμίας (Ιράκ) και του Αφγανιστάν προς την Ινδία.

"Τσάκρα" - ένα βαρύ επίπεδο δαχτυλίδι από χάλυβα ακονισμένο σαν λεπίδα, περιστρεφόμενο σε δύο δάχτυλα και ριγμένο στον εχθρό. Γύρισε με τρομερή ταχύτητα και έκοψε τα κεφάλια των Μακεδόνων σαν κεφάλια λουλουδιών.

Παράμετροι σπαθιού:

μήκος - 80-100 cm

πλάτος στο σταυρόνημα - 5-6 cm

πάχος - 4 mm

βάρος - 1,2-1,8 kg

Ιδιότητες λεπίδας:

Υψηλή σκληρότητα, αντοχή και ταυτόχρονα υψηλή ελαστικότητα και ιξώδες. Οι λεπίδες κόβουν ελεύθερα τα νύχια και ταυτόχρονα λυγίζουν εύκολα σε ένα τόξο. Κόψτε εύκολα μαντήλια γκαζιού.

Κατά την αξιολόγηση της ποιότητας των όπλων δαμασκηνού, το σχέδιο στη λεπίδα έπαιξε σημαντικό ρόλο. Στο σχέδιο, το σχήμα, το μέγεθος και το χρώμα του βασικού μετάλλου (φόντο) είχαν σημασία.

Το σχήμα του μοτίβου χωρίζεται σε ριγέ, πίδακα, κυματιστό, διχτυωτό και μανιβέλα. Το πιο πολύτιμο ατσάλι με στροφαλοφόρο δαμασκηνό.

Η δαμασκηνή λεπίδα δοκιμάστηκε επίσης για ελαστικότητα: τοποθετήθηκε στο κεφάλι, μετά την οποία και τα δύο άκρα τραβήχτηκαν στα αυτιά και απελευθερώθηκαν. Μετά από αυτό, δεν παρατηρήθηκε μόνιμη παραμόρφωση.

Το πραγματικό μπουλάτο κατασκευάστηκε με σφυρηλάτηση από χυτό χάλυβα με φυσικά σχέδια.

Χάλυβας συγκόλλησης (ψεύτικο)- λαμβάνεται με σφυρηλάτηση κομματιών σύρματος στριμμένα σε σχοινί με διαφορετική περιεκτικότητα σε άνθρακα και επομένως διαφορετική σκληρότητα. Μετά τη χάραξη, εμφανίστηκε ένα σχέδιο.

Σφυρηλάτησαν επίσης δαμασκηνό χάλυβα από φύλλα λαμαρίνας - έως 320 στρώσεις: ή: διάσπαρτα σε διαφορετικά επίπεδα αποκτούν διαφορετικό σχέδιο.

Οι Δον Κοζάκοι χρησιμοποιούσαν όπλα από όλο τον κόσμο - τα αιχμαλώτιζαν σε μάχες. Τα όπλα κατασκευάζονταν κυρίως από τεχνίτες του Καυκάσου.

Baltic Bulat:

Άνοιξε ο Prof. Ivanov G.P., και Admiral Makarov S.O. βρήκε μια νέα εφαρμογή: κατά τη δοκιμή πλακών θωράκισης

Η πλάκα έκανε εύκολα το δρόμο της από την μαλακή πλευρά χαμηλών εκπομπών άνθρακα, και στη συνέχεια εφευρέθηκε ένα βλήμα διάτρησης θωράκισης με μαλακή άκρη:

Ως εκ τούτου, εξαιτίας αυτού, οι παλιοί κύριοι σιδηρουργοί έραψαν μια μαλακή λωρίδα σε μια πολύ σκληρή λεπίδα για να τρυπήσουν την ατσάλινη πλάκα.

Η παραγωγή δαμασκηνού χάλυβα συνδέεται με παραδόσεις και μυστικά. Είναι πολύ δύσκολο να συγκολληθούν λωρίδες και ράβδοι διαφορετικής σύνθεσης μεταξύ τους και να παρέχουν τις απαιτούμενες ιδιότητες: ευκαμψία, σκληρότητα, ευκρίνεια της λεπίδας. Είναι απαραίτητο να αντέχετε τη θερμοκρασία, την ταχύτητα σφυρηλάτησης, τη σειρά σύνδεσης των λωρίδων, την αφαίρεση οξειδίων, την εφαρμογή ροών.

Γιαπωνέζικο Bulat

Ο ιαπωνικός χάλυβας δαμασκού ήταν σκληρότερος και ισχυρότερος από τον χάλυβα της Δαμασκού. Αυτό οφείλεται στην παρουσία μολυβδαινίου (Mo) στη σύνθεση του χάλυβα. Το Mo είναι ένα από τα λίγα στοιχεία του οποίου η προσθήκη σε χάλυβα προκαλεί αύξηση της σκληρότητας και της σκληρότητάς του ταυτόχρονα. Όλα τα άλλα στοιχεία, αυξάνοντας την αντοχή και τη σκληρότητα, αυξάνουν την ευθραυστότητα.

Παραγωγή: ο λιωμένος σίδηρος (με Μο) σφυρηλατήθηκε σε ράβδους και σκληρύνθηκε για 8-10 χρόνια στο έδαφος. Κατά τη διαδικασία της διάβρωσης, σωματίδια εμπλουτισμένα με επιβλαβείς ακαθαρσίες τρώγονταν από το μέταλλο, πέφτοντας έξω. Τα κενά έμοιαζαν με τυρί με τρύπες. Στη συνέχεια, οι ράβδοι ανθρακώθηκαν και σφυρηλατήθηκαν επανειλημμένα. Ο αριθμός των πιο λεπτών στρωμάτων έφτασε τις πολλές δεκάδες χιλιάδες.

Τα χαλύβδινα υλικά, οι κατασκευές, τα εξαρτήματα πρέπει να έχουν υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Αυτό διευκολύνεται από την παρουσία στη σύνθεση του χάλυβα: χαλκού, Cr, Ni, ειδικά φωσφόρου. (Παράδειγμα: ανθεκτικός στις καιρικές συνθήκες δομικός χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα - "corten" - έχει ένα ευγενές χρώμα λόγω των επιφανειακών οξειδίων. Αλλά αυτός ο χάλυβας έχει αυξημένη ευθραυστότητα, ειδικά σε χαμηλές θερμοκρασίες).

Η διάβρωση είναι ο πιο επικίνδυνος εχθρός των μεταλλικών κατασκευών. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, μέχρι σήμερα, ο άνθρωπος έχει λιώσει τουλάχιστον 20 δισεκατομμύρια τόνους σιδήρου και χάλυβα, 14 δισεκατομμύρια τόνοι αυτού του μετάλλου έχουν «φαγωθεί» από τη σκουριά και έχουν διασκορπιστεί στη βιόσφαιρα…

Πύργος του Άιφελ - 1889 - είχε προβλεφθεί ότι θα παραμείνει για όχι περισσότερο από 25 χρόνια (ο Άιφελ θεωρούσε 40 χρόνια για τη δύναμη). Ο πύργος στέκεται στο Παρίσι για πάνω από 100 χρόνια, αλλά αυτό συμβαίνει μόνο επειδή καλύπτεται συνεχώς από παχιά στρώματα μπογιάς. Χρειάζονται 52 τόνοι μπογιάς για να βάψετε τον πύργο. Το κόστος του έχει ξεπεράσει από καιρό το κόστος του ίδιου του κτιρίου.

Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός παραδειγμάτων κατασκευών από χάλυβα και σίδηρο που δεν διαβρώνονται με την πάροδο του χρόνου: δοκοί στην εκκλησία Katav-Ivanovsk, το κιγκλίδωμα των σκαλοπατιών του ποταμού Fontanka στο Λένινγκραντ, μια σιδερένια στήλη στο Δελχί (1500 ετών). Η διάβρωση αντιστέκεται από επιφανειακά οξείδια και υψηλή περιεκτικότητα σε Cu και P, καθώς και από φυσικό κράμα.

Στα μη σιδηρούχα μέταλλα περιλαμβάνονται όλα τα μέταλλα, εκτός από το σίδηρο και τα κράματα που βασίζονται σε αυτό - χάλυβες και χυτοσίδηροι, που ονομάζονται σιδηρούχα. Τα κράματα με βάση μη σιδηρούχα μέταλλα χρησιμοποιούνται κυρίως ως δομικά υλικά με ειδικές ιδιότητες: ανθεκτικά στη διάβρωση, ρουλεμάν (με χαμηλό συντελεστή τριβής), ανθεκτικά στη θερμότητα και στη θερμότητα κ.λπ.

Δεν υπάρχει ενιαίο σύστημα σήμανσης μη σιδηρούχων μετάλλων και κραμάτων που να βασίζονται σε αυτά. Σε όλες τις περιπτώσεις υιοθετείται αλφαριθμητικό σύστημα. Τα γράμματα δείχνουν ότι τα κράματα ανήκουν σε μια συγκεκριμένη ομάδα και οι αριθμοί σε διαφορετικές ομάδες υλικών έχουν διαφορετική σημασία. Στη μία περίπτωση υποδεικνύουν τον βαθμό καθαρότητας του μετάλλου (για τα καθαρά μέταλλα), στην άλλη τον αριθμό των στοιχείων κράματος και στην τρίτη τον αριθμό του κράματος, που σύμφωνα με την κατάσταση. το πρότυπο πρέπει να συμμορφώνεται με μια συγκεκριμένη σύνθεση ή ιδιότητες.
Ο χαλκός και τα κράματά του
Ο τεχνικός χαλκός σημειώνεται με το γράμμα M, μετά το οποίο υπάρχουν αριθμοί που σχετίζονται με την ποσότητα των ακαθαρσιών (δείχνετε τον βαθμό καθαρότητας του υλικού). Ο χαλκός ποιότητας M3 περιέχει περισσότερες ακαθαρσίες από το M000. Τα γράμματα στο τέλος της μάρκας σημαίνουν: k - καθοδικό, b - χωρίς οξυγόνο, p - αποοξειδωμένο. Η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του χαλκού καθορίζει την κυρίαρχη χρήση του στην ηλεκτρική μηχανική ως υλικό αγωγού. Ο χαλκός είναι καλά παραμορφωμένος, καλά συγκολλημένος και συγκολλημένος. Το μειονέκτημά του είναι η κακή μηχανική επεξεργασία.
Τα κύρια κράματα με βάση τον χαλκό είναι ο ορείχαλκος και ο μπρούτζος. Στα κράματα με βάση τον χαλκό υιοθετείται ένα αλφαριθμητικό σύστημα που χαρακτηρίζει τη χημική σύσταση του κράματος. Τα στοιχεία κράματος προσδιορίζονται με το ρωσικό γράμμα που αντιστοιχεί στο αρχικό γράμμα του ονόματος του στοιχείου. Επιπλέον, συχνά αυτά τα γράμματα δεν συμπίπτουν με τον χαρακτηρισμό των ίδιων στοιχείων κράματος κατά τη σήμανση χάλυβα. Αλουμίνιο - Α; Πυρίτιο - K; Μαγγάνιο - Mts; Χαλκός - M; Νικέλιο - Η; Τιτάνιο -T; Φώσφορος - F; Chrome -X; Βηρύλλιο - Β; Σίδερο - F; Μαγνήσιο - Mg; Tin - O; Μόλυβδος - C; Ψευδάργυρος - C.
Η διαδικασία για τη σήμανση χυτού και σφυρήλατος ορείχαλκου είναι διαφορετική.
Ο ορείχαλκος είναι ένα κράμα χαλκού και ψευδαργύρου (Zn από 5 έως 45%). Ο ορείχαλκος με περιεκτικότητα 5 έως 20% ψευδάργυρο ονομάζεται κόκκινος (tompac), με περιεκτικότητα 20-36% Zn - κίτρινο. Στην πράξη σπάνια χρησιμοποιούνται ορείχαλκες, στους οποίους η συγκέντρωση ψευδαργύρου ξεπερνά το 45%. Συνήθως ο ορείχαλκος χωρίζεται σε:
- ορείχαλκος δύο συστατικών ή απλός, που αποτελείται μόνο από χαλκό, ψευδάργυρο και, σε μικρές ποσότητες, ακαθαρσίες.
- ορείχαλκος πολλαπλών συστατικών ή ειδικό - εκτός από χαλκό και ψευδάργυρο, υπάρχουν πρόσθετα στοιχεία κράματος.
Ο παραμορφώσιμος ορείχαλκος επισημαίνεται σύμφωνα με το GOST 15527-70.
Η μάρκα του απλού ορείχαλκου αποτελείται από το γράμμα "L", που υποδεικνύει τον τύπο του κράματος - ορείχαλκου, και έναν διψήφιο αριθμό που χαρακτηρίζει τη μέση περιεκτικότητα σε χαλκό. Για παράδειγμα, ο βαθμός L80 είναι ορείχαλκος που περιέχει 80% Cu και 20% Zn. Όλοι οι ορείχαλκοι δύο συστατικών λειτουργούν καλά με πίεση. Παρέχονται με τη μορφή σωλήνων και σωλήνων διαφόρων σχημάτων τμημάτων, φύλλων, λωρίδων, ταινιών, συρμάτων και ράβδων διαφόρων προφίλ. Τα προϊόντα ορείχαλκου με υψηλή εσωτερική καταπόνηση (για παράδειγμα, σκληρά κατεργασμένα) είναι επιρρεπή σε ρωγμές. Κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση στον αέρα, σχηματίζονται διαμήκεις και εγκάρσιες ρωγμές πάνω τους. Για να αποφευχθεί αυτό, πριν από τη μακροχρόνια αποθήκευση, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε την εσωτερική πίεση με ανόπτηση σε χαμηλή θερμοκρασία στους 200-300 C.
Στους ορείχαλκους πολλαπλών συστατικών, μετά το γράμμα L, γράφεται ένας αριθμός γραμμάτων που υποδεικνύουν ποια στοιχεία κράματος, εκτός από τον ψευδάργυρο, περιλαμβάνονται σε αυτόν τον ορείχαλκο. Στη συνέχεια, οι αριθμοί ακολουθούν μέσω παύλων, ο πρώτος από τους οποίους χαρακτηρίζει τη μέση περιεκτικότητα σε χαλκό σε ποσοστό και οι επόμενοι χαρακτηρίζουν καθένα από τα στοιχεία κράματος με την ίδια σειρά όπως στο γράμμα της μάρκας. Η σειρά των γραμμάτων και των αριθμών καθορίζεται σύμφωνα με το περιεχόμενο του αντίστοιχου στοιχείου: πρώτα έρχεται το στοιχείο, που είναι περισσότερο, και μετά φθίνουσα. Η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο καθορίζεται από τη διαφορά από το 100%.
Ο ορείχαλκος χρησιμοποιείται κυρίως ως παραμορφώσιμο ανθεκτικό στη διάβρωση υλικό. Από αυτά κατασκευάζονται φύλλα, σωλήνες, ράβδοι, λωρίδες και ορισμένα μέρη: παξιμάδια, βίδες, δακτύλιοι κ.λπ.
Ο χυτός ορείχαλκος επισημαίνεται σύμφωνα με το GOST 1711-30. Στην αρχή της μάρκας γράφουν επίσης το γράμμα L (ορείχαλκος), μετά το γράμμα C, που σημαίνει ψευδάργυρος, και έναν αριθμό που δείχνει το περιεχόμενό του ως ποσοστό. Στον κράμα ορείχαλκου, γράφονται επιπλέον γράμματα που αντιστοιχούν στα εισαγόμενα στοιχεία κράματος και οι αριθμοί που ακολουθούν δείχνουν το ποσοστό αυτών των στοιχείων. Το υπόλοιπο, που λείπει έως και 100%, αντιστοιχεί στην περιεκτικότητα σε χαλκό. Ο χυτός ορείχαλκος χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων και ανταλλακτικών για τη ναυπηγική, δακτυλίους, επενδύσεις και ρουλεμάν.
Μπρούτζοι (κράματα χαλκού με διάφορα στοιχεία, όπου ο ψευδάργυρος δεν είναι ο κύριος). Αυτοί, όπως ο ορείχαλκος, χωρίζονται σε χυτήριο και σφυρήλατο. Η σήμανση όλων των μπρούτζων ξεκινά με τα γράμματα Br, που σημαίνει χάλκινο για συντομία.
Στους μπρούτζους χυτηρίου, μετά το Br, γράφονται γράμματα ακολουθούμενα από αριθμούς, που συμβολικά δηλώνουν τα στοιχεία που εισάγονται στο κράμα (σύμφωνα με τον Πίνακα 1) και οι ακόλουθοι αριθμοί υποδεικνύουν το ποσοστό αυτών των στοιχείων. Το υπόλοιπο (έως 100%) είναι χαλκός. Μερικές φορές, σε ορισμένες μάρκες χάλκινων χυτηρίων, το γράμμα "L" αναγράφεται στο τέλος, που σημαίνει χυτήριο.
Οι περισσότεροι μπρούντζοι έχουν καλές ιδιότητες χύτευσης. Χρησιμοποιούνται για χύτευση διαφόρων σχημάτων. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται ως ανθεκτικό στη διάβρωση και αντιτριβικό υλικό: εξαρτήματα, ζάντες, δακτύλιοι, γρανάζια, έδρες βαλβίδων, τροχοί σκουληκιών κ.λπ. Όλα τα κράματα με βάση τον χαλκό έχουν υψηλή αντοχή στο κρύο.
Αλουμίνιο και κράματα που βασίζονται σε αυτό
Το αλουμίνιο παράγεται με τη μορφή πλινθωμάτων, πλινθωμάτων, συρμάτινων ράβδων κ.λπ. (πρωτογενές αλουμίνιο) σύμφωνα με το GOST 11069-74 και με τη μορφή παραμορφώσιμου ημικατεργασμένου προϊόντος (φύλλα, προφίλ, ράβδοι κ.λπ.) σύμφωνα με το GOST 4784-74. Σύμφωνα με τον βαθμό μόλυνσης, και τα δύο αλουμίνια χωρίζονται σε αλουμίνιο ειδικής καθαρότητας, υψηλής καθαρότητας και τεχνικής καθαρότητας. Το πρωτογενές αλουμίνιο σύμφωνα με το GOST 11069-74 επισημαίνεται με το γράμμα Α και έναν αριθμό με τον οποίο μπορεί να προσδιοριστεί η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες στο αλουμίνιο. Το αλουμίνιο είναι καλά παραμορφωμένο, αλλά κακώς επεξεργασμένο με κοπή. Μπορεί να τυλιχτεί σε αλουμινόχαρτο.

Τα κράματα με βάση το αλουμίνιο χωρίζονται σε χυτά και σφυρήλατα.
Τα κράματα χύτευσης με βάση το αλουμίνιο επισημαίνονται σύμφωνα με το GOST 1583-93. Η μάρκα αντικατοπτρίζει την κύρια σύνθεση του κράματος. Οι περισσότερες ποιότητες κραμάτων χυτηρίου ξεκινούν με το γράμμα Α, που σημαίνει κράμα αλουμινίου. Στη συνέχεια γράφονται γράμματα και αριθμοί που αντικατοπτρίζουν τη σύνθεση του κράματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα κράματα αλουμινίου επισημαίνονται με τα γράμματα AL (που σημαίνει χυτό κράμα αλουμινίου) και έναν αριθμό που υποδεικνύει τον αριθμό του κράματος. Το γράμμα Β στην αρχή του βαθμού υποδηλώνει ότι το κράμα είναι υψηλής αντοχής.
Η χρήση αλουμινίου και κραμάτων που βασίζονται σε αυτό είναι πολύ διαφορετική. Το τεχνικό αλουμίνιο χρησιμοποιείται κυρίως στην ηλεκτρική μηχανική ως αγωγός ηλεκτρικού ρεύματος, ως υποκατάστατο του χαλκού. Τα κράματα χύτευσης με βάση το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία ψύξης και τροφίμων για την κατασκευή εξαρτημάτων πολύπλοκου σχήματος (με διάφορες μεθόδους χύτευσης) που απαιτούν αυξημένη αντοχή στη διάβρωση σε συνδυασμό με χαμηλή πυκνότητα, για παράδειγμα, ορισμένα έμβολα συμπιεστή, μοχλούς και άλλα μέρη .
Τα σφυρήλατα κράματα με βάση το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στην τεχνολογία τροφίμων και ψύξης για την κατασκευή διαφόρων εξαρτημάτων με επεξεργασία πίεσης, τα οποία έχουν επίσης αυξημένες απαιτήσεις για αντοχή στη διάβρωση και πυκνότητα: διάφορα δοχεία, πριτσίνια κ.λπ. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα όλων των κραμάτων με βάση το αλουμίνιο είναι η υψηλή αντοχή τους στο κρύο.
Τιτάνιο και κράματα που βασίζονται σε αυτό
Το τιτάνιο και τα κράματα που βασίζονται σε αυτό επισημαίνονται σύμφωνα με το GOST 19807-74 σύμφωνα με το αλφαριθμητικό σύστημα. Ωστόσο, δεν υπάρχει σχέδιο στην επισήμανση. Το μόνο χαρακτηριστικό είναι η παρουσία του γράμματος Τ σε όλες τις μάρκες, που υποδηλώνει ότι ανήκει στο τιτάνιο. Οι αριθμοί στην κατηγορία υποδεικνύουν τον υπό όρους αριθμό του κράματος.
Το τεχνικό τιτάνιο φέρει την ένδειξη: VT1-00; VT1-0. Όλες οι άλλες ποιότητες αναφέρονται σε κράματα με βάση το τιτάνιο (VT16, AT4, OT4, PT21, κ.λπ.). Το κύριο πλεονέκτημα του τιτανίου και των κραμάτων του είναι ο καλός συνδυασμός ιδιοτήτων: σχετικά χαμηλή πυκνότητα, υψηλή μηχανική αντοχή και πολύ υψηλή αντοχή στη διάβρωση (σε πολλά επιθετικά περιβάλλοντα). Το κύριο μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος και η σπανιότητα. Αυτές οι ελλείψεις εμποδίζουν τη χρήση τους στη μηχανική τροφίμων και ψύξης.

Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται στους πυραύλους, την αεροπορία, τη χημική μηχανική, τη ναυπηγική και τη μηχανική μεταφορών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υψηλές θερμοκρασίες έως 500-550 βαθμούς. Τα προϊόντα από κράματα τιτανίου παράγονται με επεξεργασία πίεσης, αλλά μπορούν επίσης να κατασκευαστούν με χύτευση. Η σύνθεση των χυτών κραμάτων αντιστοιχεί συνήθως στη σύνθεση των σφυρήλατος κραμάτων. Στο τέλος της μάρκας χυτού κράματος βρίσκεται το γράμμα L.
Μαγνήσιο και κράματα με βάση αυτό
Λόγω των μη ικανοποιητικών ιδιοτήτων του, το τεχνικό μαγνήσιο δεν χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό. Κράματα με βάση το μαγνήσιο σύμφωνα με το κράτος. Το πρότυπο χωρίζεται σε χυτήριο και παραμορφώσιμο.
Τα χυτά κράματα μαγνησίου σύμφωνα με το GOST 2856-79 επισημαίνονται με τα γράμματα ML και έναν αριθμό που υποδηλώνει τον υπό όρους αριθμό του κράματος. Μερικές φορές τα πεζά γράμματα γράφονται μετά τον αριθμό: pch - υψηλή καθαρότητα. είναι γενικού σκοπού. Τα σφυρήλατα κράματα μαγνησίου επισημαίνονται σύμφωνα με το GOST 14957-76 με τα γράμματα MA και έναν αριθμό που υποδεικνύει τον υπό όρους αριθμό του κράματος. Μερικές φορές μετά τον αριθμό μπορεί να υπάρχουν πεζά γράμματα pch, που σημαίνει υψηλή καθαρότητα.

Τα κράματα με βάση το μαγνήσιο, όπως και τα κράματα με βάση το αλουμίνιο, έχουν έναν καλό συνδυασμό ιδιοτήτων: χαμηλή πυκνότητα, αυξημένη αντοχή στη διάβρωση, σχετικά υψηλή αντοχή (ειδικά ειδική) με καλές τεχνολογικές ιδιότητες. Ως εκ τούτου, τόσο τα απλά όσο και τα πολύπλοκα μέρη κατασκευάζονται από κράματα μαγνησίου, τα οποία απαιτούν αυξημένη αντοχή στη διάβρωση: λαιμοί, δεξαμενές βενζίνης, εξαρτήματα, περιβλήματα αντλιών, τύμπανα τροχών φρένων, δοκοί, τιμόνια και πολλά άλλα προϊόντα.
Κασσίτερος, μόλυβδος και κράματα με βάση αυτά
Ο μόλυβδος στην καθαρή του μορφή πρακτικά δεν χρησιμοποιείται στη μηχανική τροφίμων και ψύξης. Ο κασσίτερος χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τροφίμων ως επικάλυψη για τη συσκευασία τροφίμων (για παράδειγμα, επικασσιτέρωση κονσερβών). Ο κασσίτερος επισημαίνεται σύμφωνα με το GOST 860-75. Υπάρχουν βαθμοί O1pch. Ο1; O2; Ο3; Ο4. Το γράμμα O σημαίνει κασσίτερος και οι αριθμοί - ένας αριθμός υπό όρους. Καθώς ο αριθμός αυξάνεται, η ποσότητα των προσμίξεων αυξάνεται. Τα γράμματα pch στο τέλος της μάρκας σημαίνουν - υψηλή καθαρότητα. Στη βιομηχανία τροφίμων, ο κασσίτερος χρησιμοποιείται συχνότερα για την κονσερβοποίηση φύλλων κονσερβοποίησης των ποιοτήτων O1 και O2.
Τα κράματα με βάση τον κασσίτερο και τον μόλυβδο, ανάλογα με το σκοπό, χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες: babbits και κολλήσεις.
Τα Babbits είναι πολύπλοκα κράματα με βάση τον κασσίτερο και τον μόλυβδο, τα οποία περιέχουν επιπλέον αντιμόνιο, χαλκό και άλλα πρόσθετα. Σημειώνονται σύμφωνα με το GOST 1320-74 με το γράμμα B, που σημαίνει babbit, και έναν αριθμό που δείχνει την περιεκτικότητα σε κασσίτερο ως ποσοστό. Μερικές φορές, εκτός από το γράμμα Β, μπορεί να υπάρχει ένα άλλο γράμμα που υποδεικνύει ειδικά πρόσθετα. Για παράδειγμα, το γράμμα H υποδηλώνει την προσθήκη νικελίου (nickel babbit), το γράμμα C υποδηλώνει μολύβδινο babbit κ.λπ. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι είναι αδύνατο να προσδιοριστεί η πλήρης χημική του σύνθεση από τη μάρκα του babbit. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η περιεκτικότητα σε κασσίτερο δεν αναφέρεται καν, για παράδειγμα, στον βαθμό BN, αν και περιέχει περίπου 10% εδώ. Υπάρχουν επίσης babbits χωρίς κασσίτερο (για παράδειγμα, μόλυβδος-ασβέστιο), τα οποία φέρουν σήμανση σύμφωνα με το GOST 1209-78 και δεν μελετώνται σε αυτήν την εργασία.

Τα Babbits είναι το καλύτερο αντιτριβικό υλικό και χρησιμοποιούνται κυρίως σε απλά ρουλεμάν.
Οι κολλήσεις σύμφωνα με το GOST 19248-73 χωρίζονται σε ομάδες σύμφωνα με πολλά κριτήρια: σύμφωνα με τη μέθοδο τήξης, σύμφωνα με τη θερμοκρασία τήξης, σύμφωνα με το κύριο συστατικό κ.λπ. Σύμφωνα με τη θερμοκρασία τήξης, χωρίζονται σε 5 ομάδες :

1. Ιδιαίτερα εύτηκτο (σημείο τήξης ttt ≤ 145 °C).

2. Χαμηλή τήξη (σημείο τήξης tmelt > 145 °С ≤ 450 °С);

3. Μέση τήξη (σημείο τήξης tmelt > 450 °С ≤ 1100 °С);

4. Υψηλή τήξη (σημείο τήξης tmelt > 1100 °С ≤ 1850 °С);

5. Πυρίμαχο (σημείο τήξης tmelt > 1850 °C).

Οι δύο πρώτες ομάδες χρησιμοποιούνται για συγκόλληση χαμηλής θερμοκρασίας (μαλακή), οι υπόλοιπες - για συγκόλληση σε υψηλή θερμοκρασία (σκληρή). Σύμφωνα με το κύριο συστατικό, οι συγκολλήσεις χωρίζονται σε: γάλλιο, βισμούθιο, κασσίτερος-μόλυβδος, κασσίτερος, κάδμιο, μόλυβδος, ψευδάργυρος, αλουμίνιο, γερμάνιο, μαγνήσιο, ασήμι, χαλκός-ψευδάργυρος, χαλκός, κοβάλτιο, νικέλιο, μαγγάνιο, χρυσός, παλλάδιο , πλατίνα, τιτάνιο, σίδηρος, ζιρκόνιο, νιόβιο, μολυβδαίνιο, βανάδιο.

Η έννοια του κράματος, η ταξινόμηση και οι ιδιότητές τους.

Στη μηχανική, όλα τα μεταλλικά υλικά ονομάζονται μέταλλα. Αυτά περιλαμβάνουν απλά μέταλλα και σύνθετα μέταλλα - κράματα.

Τα απλά μέταλλα αποτελούνται από ένα βασικό στοιχείο και μια μικρή ποσότητα ακαθαρσιών άλλων στοιχείων. Για παράδειγμα, ο εμπορικά καθαρός χαλκός περιέχει από 0,1 έως 1% ακαθαρσίες μολύβδου, βισμούθιου, αντιμονίου, σιδήρου και άλλων στοιχείων.

Κράματα- πρόκειται για σύνθετα μέταλλα, που αντιπροσωπεύουν ένα συνδυασμό απλού μετάλλου (βάση κράματος) με άλλα μέταλλα ή αμέταλλα. Για παράδειγμα, ο ορείχαλκος είναι ένα κράμα χαλκού και ψευδαργύρου. Εδώ η βάση του κράματος είναι ο χαλκός.

Ένα χημικό στοιχείο που είναι μέρος ενός μετάλλου ή ενός κράματος ονομάζεται συστατικό. Εκτός από το κύριο συστατικό που επικρατεί στο κράμα, υπάρχουν και κράματα που εισάγονται στη σύνθεση του κράματος για να αποκτηθούν οι απαιτούμενες ιδιότητες. Έτσι, για να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες και η αντοχή στη διάβρωση του ορείχαλκου, προστίθενται σε αυτό αλουμίνιο, πυρίτιο, σίδηρος, μαγγάνιο, κασσίτερος, μόλυβδος και άλλα κράματα.

Ανάλογα με τον αριθμό των συστατικών, τα κράματα χωρίζονται σε δύο συστατικών (διπλό), τριών συστατικών (τριπλό) κ.λπ. Εκτός από τα κύρια και τα κραματικά συστατικά, το κράμα περιέχει ακαθαρσίες άλλων στοιχείων.

Τα περισσότερα κράματα λαμβάνονται με σύντηξη συστατικών σε υγρή κατάσταση. Άλλοι τρόποι παρασκευής κραμάτων: πυροσυσσωμάτωση, ηλεκτρόλυση, εξάχνωση. Στην περίπτωση αυτή, οι ουσίες ονομάζονται ψευδοκράματα.

Η ικανότητα των μετάλλων να διαλύονται αμοιβαία δημιουργεί καλές συνθήκες για τη λήψη μεγάλου αριθμού κραμάτων με μεγάλη ποικιλία συνδυασμών χρήσιμων ιδιοτήτων που δεν έχουν τα απλά μέταλλα.

Τα κράματα είναι ανώτερα από τα απλά μέταλλα σε αντοχή, σκληρότητα, δυνατότητα επεξεργασίας κ.λπ. Γι' αυτό χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία πολύ ευρύτερα από τα απλά μέταλλα. Για παράδειγμα, ο σίδηρος είναι ένα μαλακό μέταλλο, που σχεδόν ποτέ δεν χρησιμοποιείται στην καθαρή του μορφή. Αλλά τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα στην τεχνολογία είναι τα κράματα σιδήρου-άνθρακα - χάλυβες και χυτοσίδηροι.

Στο παρόν στάδιο ανάπτυξης της τεχνολογίας, μαζί με την αύξηση του αριθμού των κραμάτων και την επιπλοκή της σύνθεσής τους, τα μέταλλα ειδικής καθαρότητας έχουν μεγάλη σημασία. Η περιεκτικότητα του κύριου συστατικού σε τέτοια μέταλλα κυμαίνεται από 99,999 έως 99,999999999%
κι αλλα. Μέταλλα υψηλής καθαρότητας χρειάζονται από την πυρηνική επιστήμη, την πυρηνική, την ηλεκτρονική και άλλους νέους κλάδους της τεχνολογίας.

Ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης των συστατικών, τα κράματα διακρίνονται:

1) μηχανικά μείγματα.

2) χημικές ενώσεις?

3) στερεά διαλύματα.

1) μηχανικό μείγμαδύο συστατικά σχηματίζονται όταν σε στερεή κατάσταση δεν διαλύονται μεταξύ τους και δεν έρχονται σε χημική αλληλεπίδραση. Τα κράματα - μηχανικά μείγματα (π.χ. μόλυβδος - αντιμόνιο, κασσίτερος - ψευδάργυρος) έχουν ετερογενή δομή και αντιπροσωπεύουν ένα μείγμα κρυστάλλων αυτών των συστατικών. Σε αυτή την περίπτωση, οι κρύσταλλοι κάθε συστατικού στο κράμα διατηρούν πλήρως τις ατομικές τους ιδιότητες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ιδιότητες τέτοιων κραμάτων (για παράδειγμα, ηλεκτρική αντίσταση, σκληρότητα κ.λπ.) ορίζονται ως ο αριθμητικός μέσος όρος του μεγέθους των ιδιοτήτων και των δύο συστατικών.

2) Στερεά διαλύματαχαρακτηρίζονται από το σχηματισμό ενός κοινού χωρικού κρυσταλλικού πλέγματος από τα άτομα του βασικού μετάλλου-διαλύτη και τα άτομα του διαλυτού στοιχείου.
Η δομή τέτοιων κραμάτων αποτελείται από ομοιογενείς κρυσταλλικούς κόκκους, όπως ένα καθαρό μέταλλο. Υπάρχουν στερεά διαλύματα υποκατάστασης και ενδιάμεσα στερεά διαλύματα.

Τέτοια κράματα περιλαμβάνουν ορείχαλκο, χαλκό-νικέλιο, σίδηρο-χρώμιο κ.λπ.

Κράματα - τα στερεά διαλύματα είναι τα πιο συνηθισμένα. Οι ιδιότητές τους διαφέρουν από αυτές των συστατικών τους. Για παράδειγμα, η σκληρότητα και η ηλεκτρική αντίσταση των στερεών διαλυμάτων είναι πολύ υψηλότερες από αυτές των καθαρών συστατικών. Λόγω της υψηλής ολκιμότητας τους, προσφέρονται καλά για σφυρηλάτηση και άλλους τύπους επεξεργασίας πίεσης. Οι ιδιότητες χύτευσης και η ικανότητα κατεργασίας των στερεών διαλυμάτων είναι χαμηλές.

3) Χημικές ενώσεις, όπως και τα στερεά διαλύματα, είναι ομοιογενή κράματα. Όταν στερεοποιούνται, σχηματίζεται ένα εντελώς νέο κρυσταλλικό πλέγμα, το οποίο είναι διαφορετικό από τα πλέγματα των συστατικών που αποτελούν το κράμα. Επομένως, οι ιδιότητες μιας χημικής ένωσης είναι ανεξάρτητες και δεν εξαρτώνται από τις ιδιότητες των συστατικών. Οι χημικές ενώσεις σχηματίζονται σε αυστηρά καθορισμένη ποσοτική αναλογία των κραματοποιημένων συστατικών. Η σύνθεση του κράματος μιας χημικής ένωσης εκφράζεται με έναν χημικό τύπο. Αυτά τα κράματα έχουν συνήθως υψηλή ηλεκτρική αντίσταση, υψηλή σκληρότητα και χαμηλή ολκιμότητα. Άρα, η χημική ένωση του σιδήρου με τον άνθρακα - τσιμεντίτη (Fe 3 C) είναι 10 φορές πιο σκληρή από τον καθαρό σίδηρο.

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://www.allbest.ru/

Δημοσιεύτηκε στις http://www.allbest.ru/

Δημοτικό εκπαιδευτικό ίδρυμα δευτεροβάθμια εκπαίδευση Gorodishchenskaya Νο. 2

Δοκίμιο για τη χημεία με θέμα

Οι εργασίες ολοκληρώθηκαν

μαθητής γυμνασίου #2

Yablochkina Ekaterina

Διακανονισμός 2011

• Εισαγωγή
• Κράμα
• Ταξινόμηση κραμάτων
• Ιδιότητες κράματος
• Φυσικές ιδιότητες κραμάτων
• Λήψη κραμάτων
• ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΧΗΜΙΚΑμι
• Κράματα χρυσού
• συμπέρασμα
• Χρησιμοποιημένη βιβλιογραφία και ιστότοποι
• Εισαγωγή
• Οι αρχαίοι τεχνίτες μετάλλων δεν άφησαν περιγραφές μεθόδων επεξεργασίας και συνθέσεις κραμάτων που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διαφόρων αντικειμένων. Τέτοια βιβλιογραφία εμφανίζεται μόνο στο Μεσαίωνα, αλλά σε αυτήν τα ονόματα των κραμάτων και η ορολογία δεν είναι πάντα αποκρυπτογραφήσιμα, επομένως η πηγή πληροφοριών είναι αποκλειστικά τα ίδια τα πράγματα. Υπάρχουν πολλά έργα αφιερωμένα στα αποτελέσματα της έρευνας σε αρχαία αντικείμενα. Από αυτά μαθαίνουμε ότι οι αρχαιολόγοι αποδίδουν την πρώτη εμφάνιση προϊόντων χαλκού στην 7η χιλιετία π.Χ. Αυτά ήταν πλαστά αντικείμενα από αυτοφυή χαλκό. Στη συνέχεια εμφανίζεται μεταλλουργικός χαλκός και κράματα χαλκού με άλλα μέταλλα. Για αρκετές χιλιετίες, διάφορα αντικείμενα κατασκευάζονταν κυρίως από χαλκό και τα κράματά του: εργαλεία, όπλα, κοσμήματα και καθρέφτες, πιάτα, νομίσματα. Οι συνθέσεις των αρχαίων κραμάτων είναι πολύ διαφορετικές· στη βιβλιογραφία ονομάζονται υπό όρους μπρούντζος. Στους αρχαιότερους ανήκουν οι μπρούτζοι από αρσενικό και κασσίτερο. Εκτός από τον κασσίτερο και το αρσενικό, τα αρχαία κράματα περιέχουν συχνά μόλυβδο, ψευδάργυρο, αντιμόνιο, σίδηρο και άλλα στοιχεία με τη μορφή μικροακαθαρσιών που εισήλθαν στο μέταλλο με το μετάλλευμα. Η σύνθεση του κράματος επιλέχθηκε πολύ ορθολογικά, ανάλογα με τον λειτουργικό σκοπό του αντικειμένου και την τεχνική κατασκευής που χρησιμοποιήθηκε. Έτσι, για τη χύτευση προϊόντων τέχνης, επιλέχθηκε μια συνταγή για ένα τριπλό κράμα χαλκού-κασσιτέρου-μόλυβδου, το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην αρχαία Ελλάδα, στη Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία, στην Εγγύς και Μέση Ανατολή, στην Ινδία. στην Κίνα, ο μπρούτζος ήταν ένα από τα πιο κοινά κράματα. Σε χυτά αντικείμενα από τέτοιο μπρούντζο, αναπτύσσεται με την πάροδο του χρόνου μια όμορφη πατίνα, η οποία σε ορισμένες περιπτώσεις σώζεται σε αρχαιολογικά αντικείμενα.

Κράμα

Κράματα, μακροσκοπικά ομοιογενή συστήματα που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα μέταλλα (σπάνια μέταλλα και αμέταλλα) με χαρακτηριστικές μεταλλικές ιδιότητες. Με μια ευρύτερη έννοια, κράματα είναι οποιαδήποτε ομοιογενή συστήματα που λαμβάνονται με σύντηξη μετάλλων, μη μετάλλων, ανόργανων ενώσεων κ.λπ. Πολλά κράματα (για παράδειγμα: μπρούτζος, χάλυβας, χυτοσίδηρος) ήταν γνωστά στην αρχαιότητα και ακόμη και τότε είχαν εκτεταμένη πρακτική εφαρμογή . Η τεχνική σημασία των μεταλλικών κραμάτων εξηγείται από το γεγονός ότι πολλές από τις ιδιότητές τους (αντοχή, σκληρότητα, ηλεκτρική αντίσταση) είναι πολύ υψηλότερες από αυτές των καθαρών μετάλλων τους.

Τα κράματα ονομάζονται με βάση το όνομα του στοιχείου που περιέχεται σε αυτά στη μεγαλύτερη ποσότητα (κύριο στοιχείο, βάση), για παράδειγμα: κράμα σιδήρου, κράμα αλουμινίου. Τα στοιχεία που εισάγονται στο κράμα για να βελτιώσουν τις ιδιότητές τους ονομάζονται στοιχεία κράματος και η ίδια η διαδικασία ονομάζεται κράμα.

Το κράμα είναι η διαδικασία εισαγωγής πρόσθετων στοιχείων στο τήγμα που βελτιώνουν τις μηχανικές, φυσικές και χημικές ιδιότητες του βασικού υλικού. Το κράμα είναι μια γενική έννοια μιας σειράς τεχνολογικών διαδικασιών που πραγματοποιούνται σε διάφορα στάδια λήψης ενός μεταλλικού υλικού με σκοπό τη βελτίωση της ποιότητας των μεταλλουργικών προϊόντων.

Ταξινόμηση κραμάτων

Ανάλογα με τη φύση του βασικού μετάλλου, υπάρχουν σιδηρούχα κράματα (η βάση είναι σίδηρος (Fe), μη σιδηρούχα κράματα (η βάση είναι μη σιδηρούχα μέταλλα), κράματα σπάνιων μετάλλων, κράματα ραδιενεργών μετάλλων.

σι Σύμφωνα με τον αριθμό των συστατικών, τα κράματα χωρίζονται σε διπλά, τριπλά κ.λπ.

β στη δομή - σε ομοιογενή (ομογενή) και ετερογενή (μείγματα), που αποτελούνται από πολλά.

β σύμφωνα με τις χαρακτηριστικές ιδιότητες - σε πυρίμαχο, χαμηλής τήξης, υψηλής αντοχής, ανθεκτικό στη θερμότητα, σκληρό, αντιτριβικό, ανθεκτικό στη διάβρωση.

l κράματα με ειδικές ιδιότητες και άλλα.

β Σύμφωνα με την τεχνολογία παραγωγής, διακρίνονται το χυτήριο (για την κατασκευή εξαρτημάτων με χύτευση) και το παραμορφώσιμο (υπόκειται σε σφυρηλάτηση, σφράγιση, έλαση, συμπίεση και άλλους τύπους επεξεργασίας πίεσης).

Ιδιότητες κράματος

Οι ιδιότητες των κραμάτων εξαρτώνται όχι μόνο από τη σύνθεση, αλλά και από τις μεθόδους θερμικής και μηχανικής επεξεργασίας τους: σκλήρυνση, σφυρηλάτηση κ.λπ. Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, η αναζήτηση νέων πρακτικών χρήσιμων κραμάτων γινόταν με δοκιμή και λάθος. Μόνο στο τέλος του XIX-XX αιώνα. Ως αποτέλεσμα θεμελιωδών ανακαλύψεων στον τομέα της φυσικής χημείας, προέκυψε ένα δόγμα σχετικά με την κανονικότητα μεταξύ των ιδιοτήτων των μετάλλων και των ιδιοτήτων των κραμάτων που σχηματίζονται από αυτά, σχετικά με την επίδραση των μηχανικών, θερμικών και άλλων επιδράσεων σε αυτά.

Υπάρχουν τρεις τύποι κραμάτων στην επιστήμη των μετάλλων:

b στερεό διάλυμα (αν τα άτομα που αποτελούν το κράμα των στοιχείων διαφέρουν ελαφρώς στη δομή και το μέγεθος, μπορούν να σχηματίσουν ένα κοινό κρυσταλλικό πλέγμα).

β μηχανικό μείγμα (αν κάθε στοιχείο του κράματος κρυσταλλώνεται ανεξάρτητα).

β χημική ένωση (αν τα στοιχεία του κράματος αλληλεπιδρούν χημικά, σχηματίζοντας μια νέα ουσία).

Φυσικές ιδιότητες κραμάτων

Μηχανικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων

Οι κύριες μηχανικές ιδιότητες περιλαμβάνουν αντοχή, σκληρότητα, ολκιμότητα, σκληρότητα, αντοχή, ερπυσμό, αντοχή στη φθορά. Είναι τα κύρια χαρακτηριστικά ενός μετάλλου ή ενός κράματος.

Φυσικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων

Οι φυσικές ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων καθορίζονται από το ειδικό βάρος, σε συντελεστές γραμμικής και ογκομετρικής διαστολής, ηλεκτρική αγωγιμότητα, θερμική αγωγιμότητα, σημείο τήξης κ.λπ.

Χημική αντοχή μετάλλων και κραμάτων

Η χημική αντοχή των μετάλλων και των κραμάτων καθορίζεται από την ικανότητά τους να αντιστέκονται στη χημική επίθεση διαφόρων επιθετικών περιβαλλόντων. Αυτές οι ιδιότητες έχουν μεγάλη σημασία για τη μηχανολογία και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό μηχανών και εξαρτημάτων. Η διάβρωση (οξείδωση μετάλλων) είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα της χημικής δράσης ενός μέσου.

Η καταστροφή των μετάλλων από τη διάβρωση προκαλεί τεράστιες ζημιές στη βιομηχανία, η οποία εκφράζεται με την ετήσια απώλεια εκατομμυρίων τόνων μετάλλου.

Για την εξάλειψη τέτοιων μεγάλων απωλειών στη μηχανολογία, τα μέρη επικαλύπτονται με βερνίκια, χρώματα, χημικά ανθεκτικά μέταλλα και μεμβράνες οξειδίου.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται διάφορα κράματα με υψηλή χημική αντοχή, για παράδειγμα, ανοξείδωτοι χυτοσίδηροι, ανοξείδωτοι χάλυβες και μια σειρά από χημικά ανθεκτικά κράματα με βάση τον χαλκό και το νικέλιο. Το τιτάνιο αρχίζει να χρησιμοποιείται ευρέως.

Τεχνολογικές ιδιότητες μετάλλων

Οι τεχνολογικές ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων χαρακτηρίζονται από τους ικανότητα να υποκύψει σε διάφορες μεθόδους θερμής και κρύας εργασίας (εύκολη τήξη και πλήρωση καλουπιού, σφυρηλάτηση, συγκόλληση, επεξεργασία με κοπτικά εργαλεία κ.λπ.). Από αυτή την άποψη, χωρίζονται σε χυτήρια

Ιδιότητες χύτευσης μετάλλων και κραμάτων

Οι ιδιότητες χύτευσης μετάλλων και κραμάτων καθορίζονται από τη ρευστότητα, τη συρρίκνωση και την τάση για διαχωρισμό. Ρευστότητα - η ικανότητα του κράματος να γεμίζει το καλούπι. Η συρρίκνωση αναφέρεται στη μείωση του όγκου και των διαστάσεων του μετάλλου χύτευσης κατά τη στερεοποίηση και την επακόλουθη ψύξη. Ο διαχωρισμός είναι η διαδικασία σχηματισμού ετερογένειας της χημικής σύστασης του κράματος σε διάφορα μέρη της χύτευσης κατά τη στερεοποίησή του.

Ελατότητα μετάλλου

Ελατότητα μετάλλου - η ικανότητα παραμόρφωσης στη χαμηλότερη αντίσταση αντίσταση και παίρνουν την απαραίτητη μορφή υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων χωρίς να παραβιάζουν την ακεραιότητα. Τα μέταλλα μπορούν να είναι ελατά τόσο όταν είναι κρύα όσο και όταν θερμαίνονται. Ο χάλυβας έχει καλή ελαττότητα όταν θερμαίνεται. Ο μονοφασικός ορείχαλκος και τα κράματα αλουμινίου έχουν καλή ολκιμότητα στο κρύο. Ο μπρούτζος χαρακτηρίζεται από χαμηλή ελασιμότητα. Οι χυτοσίδηροι δεν έχουν πρακτικά ελατότητα.

Συγκολλησιμότητα μετάλλων

Συγκολλησιμότητα μετάλλων - την ικανότητα δημιουργίας ισχυρών συνδέσεων μεταλλικών μερών με μεθόδους συγκόλλησης. Ο μαλακός χάλυβας είναι καλά συγκολλημένος, ο χυτοσίδηρος, ο χαλκός και τα κράματα αλουμινίου είναι πολύ χειρότερα.

Λήψη κραμάτων

Εξετάστε τη διαδικασία λήψης κραμάτων χρησιμοποιώντας το παράδειγμα χυτοσιδήρου και χάλυβα.

Παραγωγή σιδήρου και χάλυβα. Η τεχνολογική διαδικασία για την απόκτηση σιδηρούχων μετάλλων περιλαμβάνει την τήξη χυτοσιδήρου από μεταλλεύματα σιδήρου με την επακόλουθη επεξεργασία του σε χάλυβα.

Η κύρια μέθοδος παραγωγής χυτοσιδήρου είναι η υψικάμινος. Η διαδικασία της υψικαμίνου αποτελείται από τρία στάδια: αναγωγή του σιδήρου από τα οξείδια που περιέχονται στο μετάλλευμα, ενανθράκωση του σιδήρου και σχηματισμός σκωρίας. Οι πρώτες ύλες είναι σιδηρομετάλλευμα, καύσιμα και ροές.

Πριν από την τήξη, τα μεταλλεύματα σιδήρου συνήθως υποβάλλονται σε προκαταρκτική προετοιμασία: σύνθλιψη, εμπλουτισμός και συσσωμάτωση. Το θρυμματισμένο μετάλλευμα συχνά εμπλουτίζεται με μαγνητικό διαχωρισμό. Πλύνετε με νερό για να αφαιρέσετε τα σωματίδια άμμου και αργίλου. Μικρά και ιλυώδη μεταλλεύματα συσσωματώνονται με συσσωμάτωση - με πυροσυσσωμάτωση σε σχάρες μηχανών πυροσυσσωμάτωσης ή σφαιροποίηση σε κοκκοποιητή, ακολουθούμενη από ξήρανση και ψήσιμο. Το κύριο καύσιμο για την τήξη του χυτοσιδήρου είναι ο οπτάνθρακας, ο οποίος είναι πηγή θερμότητας και συμμετέχει άμεσα στη μείωση και την ενανθράκωση του σιδήρου. Ροές (ασβεστόλιθος, δολομίτης ή ψαμμίτης) χρησιμοποιούνται για να χαμηλώσουν το σημείο τήξης του απόβλητου πετρώματος και να το συνδέσουν με τέφρα καυσίμου στη σκωρία.

Η υψικάμινος είναι ένας κατακόρυφος άξονας με ύψος έως και 35 m ή περισσότερο με τοιχώματα από πυρίμαχα τούβλα κλεισμένα σε χαλύβδινο περίβλημα. Οι προετοιμασμένες πρώτες ύλες φορτώνονται στον κλίβανο από πάνω σε στρώσεις. Ως αποτέλεσμα της καύσης του οπτάνθρακα, λόγω του οξυγόνου του αέρα που εγχέεται στο κάτω μέρος του κλιβάνου, σχηματίζεται μονοξείδιο του άνθρακα, το οποίο μειώνει το σίδηρο από το μετάλλευμα και μπορεί να αλληλεπιδράσει μαζί του, σχηματίζοντας έτσι καρβίδιο - τσιμεντίτη Fe3C.

Ταυτόχρονα με τη μείωση του σιδήρου, το πυρίτιο, ο φώσφορος, το μαγγάνιο και άλλες προσμίξεις μειώνονται.

Τετηγμένο σε θερμοκρασία 1380--1420 ° C, ο χυτοσίδηρος και η σκωρία απελευθερώνονται μέσω των ταφούλων. Ο χυτοσίδηρος χύνεται σε καλούπια και η σκωρία ανακυκλώνεται. Στις υψικαμίνους τήκεται ο χυτοσίδηρος, ο οποίος χρησιμοποιείται για την επεξεργασία σε χάλυβα, ο χυτοσίδηρος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ποικιλίας προϊόντων από χυτοσίδηρο και οι ειδικοί χυτοσίδηροι (σιδηρόπυριο, σιδηρομαγγάνιο), που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή χάλυβα ως αποοξειδωτές ή πρόσθετα κραμάτων.

Ο χάλυβας λαμβάνεται από χυτοσίδηρο με οξείδωση χρησιμοποιώντας μεθόδους ανοιχτής εστίας, μετατροπέα και ηλεκτροτήξης. Η κύρια μέθοδος παραγωγής χάλυβα στην ΕΣΣΔ και σε άλλες χώρες του κόσμου είναι η μέθοδος της ανοιχτής εστίας, αλλά τα τελευταία χρόνια η μέθοδος του μετατροπέα οξυγόνου, η οποία έχει σημαντικά τεχνικά και οικονομικά πλεονεκτήματα, έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη.

Με τη μέθοδο της ανοιχτής εστίας λαμβάνεται χάλυβας σε φούρνους ανοιχτής εστίας, στον χώρο τήξης των οποίων καίγεται αέριο ή μαζούτ και σε ειδικούς θαλάμους - αναγεννητές παρασκευάζεται ο αέρας και το αέριο καύσιμο που εισέρχεται στον κλίβανο λόγω της συσσωρευμένης θερμότητα των προϊόντων καύσης καυσαερίων. Η χρέωση περιλαμβάνει χυτοσίδηρο και παλιοσίδερο - παλιοσίδερο ή υγρό χυτοσίδηρο, σκραπ και σιδηρομετάλλευμα. Η διαδικασία λήψης χάλυβα συνίσταται στην τήξη του φορτίου, στο οποίο σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα οξειδίου του σιδήρου, η οξείδωση του άνθρακα και άλλων ακαθαρσιών με οξείδιο του σιδήρου και η αποξείδωση - η αναγωγή του σιδήρου από το οξείδιο με την προσθήκη σιδηροπυριτίου, σιδηρομαγγανίου ή αλουμίνιο.

Χημικά στοιχεία

Πολλά μέταλλα, όπως το μαγνήσιο, παράγονται με υψηλή καθαρότητα, έτσι ώστε η σύνθεση των κραμάτων που παράγονται από αυτό να μπορεί να είναι επακριβώς γνωστή. Ο αριθμός των μεταλλικών κραμάτων που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι πολύ μεγάλος και συνεχώς αυξάνεται. Συνήθως χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: κράματα με βάση το σίδηρο και μη σιδηρούχα κράματα. Τα πιο σημαντικά κράματα βιομηχανικής σημασίας παρατίθενται παρακάτω και αναφέρονται οι κύριοι τομείς εφαρμογής τους.

Ατσάλι. Τα κράματα του σιδήρου με άνθρακα που περιέχει έως και 2% ονομάζονται χάλυβες. Οι κραματοποιημένοι χάλυβες περιέχουν επίσης άλλα στοιχεία - χρώμιο, βανάδιο, νικέλιο. Οι χάλυβες παράγονται πολύ περισσότερο από κάθε άλλο μέταλλο και κράμα, και θα ήταν δύσκολο να απαριθμήσουμε όλα τα είδη των πιθανών εφαρμογών τους. Ο μαλακός χάλυβας (λιγότερο από 0,25% άνθρακας) καταναλώνεται σε μεγάλες ποσότητες ως δομικό υλικό, ενώ ο χάλυβας με υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα (πάνω από 0,55%) χρησιμοποιείται για την κατασκευή εργαλείων κοπής χαμηλής ταχύτητας, όπως ξυριστικές λεπίδες και τρυπάνια. Οι κραματοποιημένοι χάλυβες χρησιμοποιούνται στη μηχανολογία όλων των ειδών και στην παραγωγή εργαλείων υψηλής ταχύτητας.

Χυτοσίδηρος. Ο χυτοσίδηρος είναι ένα κράμα σιδήρου με 2-4% άνθρακα. Το πυρίτιο είναι επίσης ένα σημαντικό συστατικό του χυτοσιδήρου. Μια μεγάλη ποικιλία πολύ χρήσιμων προϊόντων μπορεί να χυτευτεί από χυτοσίδηρο, όπως καλύμματα φρεατίων, εξαρτήματα σωλήνων, μπλοκ κινητήρα. Σε σωστά κατασκευασμένα χυτά, επιτυγχάνονται καλές μηχανικές ιδιότητες του υλικού.

Κράματα με βάση τον χαλκό. Βασικά είναι ορείχαλκος, δηλ. κράματα χαλκού που περιέχουν από 5 έως 45% ψευδάργυρο. Ο ορείχαλκος με περιεκτικότητα 5 έως 20% ψευδάργυρο ονομάζεται κόκκινος (tompac), και με περιεκτικότητα 20-36% Zn - κίτρινος (άλφα ορείχαλκος). Ο ορείχαλκος χρησιμοποιείται στην κατασκευή διαφόρων μικρών εξαρτημάτων όπου απαιτείται καλή μηχανική κατεργασία και μορφοποίηση. Τα κράματα χαλκού με κασσίτερο, πυρίτιο, αλουμίνιο ή βηρύλλιο ονομάζονται μπρούτζοι. Για παράδειγμα, ένα κράμα χαλκού και πυριτίου ονομάζεται πυρίτιο μπρούτζο. Ο μπρούτζος φωσφόρου (χαλκός με 5% κασσίτερο και ιχνοστοιχεία φωσφόρου) έχει υψηλή αντοχή και χρησιμοποιείται για την κατασκευή ελατηρίων και μεμβρανών.

κράματα μολύβδου. Η κοινή συγκόλληση (tretnik) είναι ένα κράμα περίπου ενός μέρους μολύβδου σε δύο μέρη κασσίτερου. Χρησιμοποιείται ευρέως για τη σύνδεση (συγκόλληση) σωληνώσεων και ηλεκτρικών καλωδίων. Οι θήκες των τηλεφωνικών καλωδίων και οι πλάκες μπαταριών είναι κατασκευασμένες από κράματα αντιμονίου-μόλυβδου. Το κασσίτερο, από το οποίο χυτεύονταν προηγουμένως τα μαχαιροπίρουνα (πιρούνια, μαχαίρια, πιάτα), περιέχει 85-90% κασσίτερο (το υπόλοιπο είναι μόλυβδος). Τα κράματα που φέρουν μόλυβδο, που ονομάζονται babbits, περιέχουν συνήθως κασσίτερο, αντιμόνιο και αρσενικό.

ελαφρά κράματα. Η σύγχρονη βιομηχανία χρειάζεται ελαφρά κράματα υψηλής αντοχής με καλές μηχανικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας. Τα κύρια μέταλλα των ελαφρών κραμάτων είναι το αλουμίνιο, το μαγνήσιο, το τιτάνιο και το βηρύλλιο. Ωστόσο, τα κράματα με βάση το αλουμίνιο και το μαγνήσιο δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υψηλές θερμοκρασίες και επιθετικά περιβάλλοντα.

κράματα αλουμινίου. Αυτά περιλαμβάνουν χυτά κράματα (Al - Si), κράματα χύτευσης με χύτευση (Al - Mg) και υψηλής αντοχής αυτοσκληρυνόμενα κράματα (Al - Cu). Τα κράματα αλουμινίου είναι οικονομικά, άμεσα διαθέσιμα, ανθεκτικά σε χαμηλές θερμοκρασίες και εύκολα επεξεργασμένα (σφυρηλατούνται εύκολα, σφραγίζονται, κατάλληλα για βαθύ τράβηγμα, σχέδιο, χύτευση, καλά συγκολλημένα και επεξεργασμένα σε εργαλειομηχανές). Δυστυχώς, οι μηχανικές ιδιότητες όλων των κραμάτων αλουμινίου αρχίζουν να επιδεινώνονται αισθητά σε θερμοκρασίες πάνω από περίπου 175 ° C. Αλλά λόγω του σχηματισμού προστατευτικού φιλμ οξειδίου, παρουσιάζουν καλή αντοχή στη διάβρωση στα περισσότερα κοινά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Αυτά τα κράματα μεταφέρουν καλά τον ηλεκτρισμό και τη θερμότητα, είναι εξαιρετικά ανακλαστικά, μη μαγνητικά, ακίνδυνα σε επαφή με τρόφιμα (επειδή τα προϊόντα διάβρωσης είναι άχρωμα, άγευστα και μη τοξικά), αντιεκρηκτικά (επειδή δεν παράγουν σπινθήρες) και απορροφούν τους κραδασμούς φορτώνει καλά. Λόγω αυτού του συνδυασμού ιδιοτήτων, τα κράματα αλουμινίου χρησιμεύουν ως καλά υλικά για ελαφριά έμβολα, χρησιμοποιούνται στην κατασκευή αυτοκινήτων, αυτοκινήτων και αεροσκαφών, στη βιομηχανία τροφίμων, ως αρχιτεκτονικά και υλικά φινιρίσματος, στην παραγωγή ανακλαστήρων φωτισμού, τεχνολογικών και οικιακών αγωγών καλωδίων , κατά την τοποθέτηση ηλεκτρικών γραμμών υψηλής τάσης. Η ακαθαρσία του σιδήρου, από την οποία είναι δύσκολο να απαλλαγούμε, αυξάνει την αντοχή του αλουμινίου σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά μειώνει την αντοχή στη διάβρωση και την ολκιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου. Το κοβάλτιο, το χρώμιο και το μαγγάνιο εξασθενούν την ευθραυστότητα του σιδήρου και αυξάνουν την αντοχή στη διάβρωση. Όταν προστίθεται λίθιο στο αλουμίνιο, αυξάνεται ο συντελεστής ελαστικότητας και αντοχής, γεγονός που καθιστά ένα τέτοιο κράμα πολύ ελκυστικό για την αεροδιαστημική βιομηχανία. Δυστυχώς, παρά την εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος (ειδική αντοχή), τα κράματα αλουμινίου-λιθίου έχουν κακή ολκιμότητα.

κράματα μαγνησίου. Τα κράματα μαγνησίου είναι ελαφριά, έχουν υψηλή ειδική αντοχή, καλές ιδιότητες χύτευσης και εξαιρετική ικανότητα κατεργασίας. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξαρτημάτων για πυραύλους και κινητήρες αεροσκαφών, περιβλήματα για εξοπλισμό αυτοκινήτων, τροχούς, δεξαμενές αερίου, φορητά τραπέζια κ.λπ. Ορισμένα κράματα μαγνησίου, που έχουν υψηλό συντελεστή ιξώδους απόσβεσης, χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κινητών μερών μηχανών και δομικών στοιχείων που λειτουργούν σε συνθήκες ανεπιθύμητων κραδασμών. Τα κράματα μαγνησίου είναι αρκετά μαλακά, αντέχουν ελάχιστα στη φθορά και δεν είναι πολύ όλκιμα. Σχηματίζονται εύκολα σε υψηλές θερμοκρασίες, είναι κατάλληλα για συγκόλληση τόξου, αερίου και αντίστασης και μπορούν επίσης να συνδεθούν με συγκόλληση (σκληρή), μπουλόνια, πριτσίνια και κόλλες. Τέτοια κράματα δεν είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη διάβρωση στα περισσότερα οξέα, το γλυκό και το αλμυρό νερό, αλλά είναι σταθερά στον αέρα. Συνήθως προστατεύονται από τη διάβρωση με επιφανειακή επίστρωση - χάραξη χρωμίου, επεξεργασία διχρωμίου, ανοδίωση. Τα κράματα μαγνησίου μπορούν επίσης να λαμπρυνθούν ή να επιμεταλλωθούν με χαλκό, νικέλιο και χρώμιο με προεπιμετάλλωση με εμβάπτιση λιωμένου ψευδαργύρου. Η ανοδίωση των κραμάτων μαγνησίου αυξάνει την επιφανειακή τους σκληρότητα και την αντοχή στην τριβή. Το μαγνήσιο είναι ένα χημικά ενεργό μέταλλο και ως εκ τούτου είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα για την πρόληψη της ανάφλεξης των τσιπς και των συγκολλημένων εξαρτημάτων από κράματα μαγνησίου.

κράματα τιτανίου. Τα κράματα τιτανίου είναι ανώτερα τόσο από το αλουμίνιο όσο και από το μαγνήσιο όσον αφορά την αντοχή σε εφελκυσμό και το μέτρο ελαστικότητας. Η πυκνότητά τους είναι μεγαλύτερη από όλα τα άλλα ελαφρά κράματα, αλλά από άποψη ειδικής αντοχής είναι δεύτερα μετά το βηρύλλιο. Με αρκετά χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, οξυγόνο και άζωτο, είναι αρκετά πλαστικά. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η θερμική αγωγιμότητα των κραμάτων τιτανίου είναι χαμηλή, είναι ανθεκτικά στη φθορά και την τριβή και η αντοχή τους σε κόπωση είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των κραμάτων μαγνησίου. Η αντοχή ερπυσμού ορισμένων κραμάτων τιτανίου σε μέτριες καταπονήσεις (της τάξεως των 90 MPa) παραμένει ικανοποιητική έως τους 600°C περίπου, που είναι πολύ πάνω από την επιτρεπόμενη θερμοκρασία τόσο για τα κράματα αλουμινίου όσο και για τα κράματα μαγνησίου. Τα κράματα τιτανίου είναι επαρκώς ανθεκτικά στη δράση υδροξειδίων, διαλυμάτων αλάτων, νιτρικού και ορισμένων άλλων δραστικών οξέων, αλλά όχι πολύ ανθεκτικά στη δράση υδραλογονικών, θειικών και ορθοφωσφορικών οξέων. Κράματα τιτανίου σφυρηλάτηση μέχρι θερμοκρασίες γύρω στους 1150 ° C. Επιτρέπουν τη συγκόλληση με τόξο σε ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου (αργό ή ήλιο), συγκόλληση με σημειακή και ρολό (ραφή). Δεν είναι πολύ επιδεκτικά κοπής (σύλληψη του κοπτικού εργαλείου). Η τήξη των κραμάτων τιτανίου πρέπει να πραγματοποιείται σε κενό ή ελεγχόμενη ατμόσφαιρα για να αποφευχθεί η μόλυνση με ακαθαρσίες οξυγόνου ή αζώτου που προκαλούν ευθραυστότητα. Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται στις αεροπορικές και διαστημικές βιομηχανίες για την κατασκευή εξαρτημάτων που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες (150-430 ° C), καθώς και σε ορισμένες χημικές συσκευές ειδικής χρήσης. Τα κράματα τιτανίου-βαναδίου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ελαφριάς θωράκισης για τα πιλοτήρια των πολεμικών αεροσκαφών. Το κράμα τιτανίου-αλουμινίου-βαναδίου είναι το κύριο κράμα τιτανίου για κινητήρες αεριωθουμένων και αεροσκάφη. Στον πίνακα. 3 δείχνει τα χαρακτηριστικά των ειδικών κραμάτων, και στον πίνακα. Το σχήμα 4 δείχνει τα κύρια στοιχεία που προστέθηκαν στο αλουμίνιο, το μαγνήσιο και το τιτάνιο, υποδεικνύοντας τις ιδιότητες που προκύπτουν.

κράματα βηρυλλίου. Ένα όλκιμο κράμα βηρυλλίου μπορεί να ληφθεί, για παράδειγμα, με παρεμβολή εύθραυστων κόκκων βηρυλλίου σε μια μαλακή, όλκιμη μήτρα όπως ο άργυρος. Ήταν δυνατό να φέρει το κράμα αυτής της σύνθεσης με ψυχρή έλαση σε πάχος 17% του αρχικού. Το βηρύλλιο ξεπερνά όλα τα γνωστά μέταλλα σε ειδική αντοχή. Σε συνδυασμό με τη χαμηλή του πυκνότητα, αυτό καθιστά το βηρύλλιο κατάλληλο για συσκευές καθοδήγησης πυραύλων. Το μέτρο ελαστικότητας του βηρυλλίου είναι μεγαλύτερο από αυτό του χάλυβα και οι μπρούτζοι βηρυλλίου χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ελατηρίων και ηλεκτρικών επαφών. Το καθαρό βηρύλλιο χρησιμοποιείται ως συντονιστής και ανακλαστήρας νετρονίων σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Λόγω του σχηματισμού προστατευτικών στρωμάτων οξειδίου, είναι σταθερό στον αέρα σε υψηλές θερμοκρασίες. Η κύρια δυσκολία που σχετίζεται με το βηρύλλιο είναι η τοξικότητά του. Μπορεί να προκαλέσει σοβαρά αναπνευστικά προβλήματα και δερματίτιδα.

Κράματα χρυσού

Ο χρυσός είναι ένα ευγενές κίτρινο μέταλλο, μαλακό και μάλλον βαρύ. Ο χρυσός βρίσκεται τόσο στο φλοιό της γης όσο και στο νερό, και παρόλο που η περιεκτικότητά του στη γη είναι αρκετά χαμηλή (3 μg/kg), υπάρχουν πάρα πολλές περιοχές με υψηλό βαθμό εμπλουτισμού σε αυτό το μέταλλο. Τέτοιες περιοχές, που είναι το κύριο κοίτασμα χρυσού, ονομάζονται πλαστές.

Από τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του χρυσού, πρέπει να σημειωθεί, πρώτα απ' όλα, η εξαιρετικά υψηλή θερμική αγωγιμότητα και η χαμηλή ηλεκτρική αντίστασή του. Υπό κανονικές συνθήκες, δεν αλληλεπιδρά με τα περισσότερα οξέα και δεν σχηματίζει οξείδια, δεν οξειδώνεται στον αέρα και είναι ανθεκτικό στην υγρασία, τα αλκάλια και τα άλατα, λόγω των οποίων ταξινομήθηκε ως ευγενές μέταλλο. Ο χρυσός είναι πολύ εύπλαστος και όλκιμος. Από ένα κομμάτι χρυσού βάρους ενός γραμμαρίου, μπορείτε να τεντώσετε ένα σύρμα μήκους τριάμισι χιλιομέτρων ή να φτιάξετε φύλλο χρυσού 500 φορές πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα. Ο χρυσός είναι ένα πολύ βαρύ μέταλλο, το οποίο είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα στην εξόρυξή του. Η πυκνότητά του είναι υψηλή - 19,3 g / cm3, σκληρότητα Brinell - 20. Ο χρυσός είναι επίσης το πιο αδρανές μέταλλο, αλλά όταν η ικανότητα του aqua regia (μίγμα υδροχλωρικού και νιτρικού οξέος σε αναλογία 3/1) να διαλύει τον χρυσό ήταν ανακαλύφθηκε, η εμπιστοσύνη στην αδράνειά του κλονίστηκε. Το μέταλλο λιώνει σε πολύ υψηλή θερμοκρασία - 1063 ° C. Διαλυτό σε ζεστό σεληνικό οξύ. Αυτές οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του χρυσού χρησιμοποιούνται ευρέως για την παραγωγή του.

Ο χρυσός εξορύσσεται συχνότερα με πλύσιμο, το οποίο βασίζεται στην υψηλή του πυκνότητα (άλλα μέταλλα, με πυκνότητα μικρότερη από τον χρυσό, ξεπλένονται σε ένα ρεύμα νερού). Αλλά ο φυσικός χρυσός σπάνια είναι καθαρός, περιέχει ασήμι, χαλκό και πολλά άλλα στοιχεία, επομένως, μετά το πλύσιμο, όλος ο χρυσός υφίσταται βαθύ καθαρισμό - εξευγενισμό. Στη Ρωσία, η καθαρότητα του χρυσού μετριέται με ανάλυση.

Υπάρχουν κράματα χρυσού που γίνονται πολύ δημοφιλή στις μέρες μας.

Ροζ χρυσό

Ο ροζ χρυσός είναι ένα κράμα καθαρού χρυσού και χαλκού. κράμα κοσμημάτων ασυνήθιστα λεπτής απόχρωσης.

Τα κοσμήματα από ροζ κράμα γίνονται όλο και πιο δημοφιλή, τα δαχτυλίδια και τα μενταγιόν γίνονται όλο και πιο συνηθισμένα.

Πράσινο (ελαιό) χρυσό

Ο πράσινος (ελιάς) χρυσός μπορεί να ληφθεί ως κράμα χρυσού με κάλιο.

Τέτοιες ενώσεις ονομάζονται επίσης μεταλλίδια.

Γενικά, τα μεταλλίδια είναι ενώσεις χρυσού με αλουμίνιο (πορφυρός χρυσός), ρουβίδιο (σκούρο πράσινο), κάλιο (ιώδες και ελιά), ίνδιο (μπλε χρυσός). Τέτοια κράματα είναι πολύ όμορφα και εξωτικά, αλλά ταυτόχρονα είναι εύθραυστα και όχι όλκιμα. Ως πολύτιμο μέταλλο, δεν μπορούν να υποστούν επεξεργασία. Αλλά μερικές φορές τέτοια κράματα μετάλλων κοσμημάτων χρησιμοποιούνται ως ένθετα σε κοσμήματα, όπως οι πέτρες.

Παρεμπιπτόντως, μερικές φορές ο πράσινος χρυσός λαμβάνεται επίσης με τη σύντηξη καθαρού χρυσού με ασήμι. Μια μικρή συμπερίληψη ασημιού στη σύνθεση του κράματος κοσμήματος θα δώσει ένα πρασινωπό χρώμα, μια ελαφρώς μεγαλύτερη αναλογία θα κάνει το χρυσό κιτρινωπό πράσινο, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο την περιεκτικότητα σε ασήμι, παίρνουμε μια κίτρινη-λευκή απόχρωση και τέλος εντελώς λευκό.

μπλε χρυσός

Είναι ένα κράμα καθαρού χρυσού με ίνδιο. Αλλά ένα τέτοιο κράμα κοσμήματος είναι επίσης μεταλλίδιο, είναι ασταθές και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως ο συνηθισμένος χρυσός.

Μόνο ως ένθετα σε κοσμήματα, δηλ. σαν πέτρες.

Ο χρυσός επίσης «γίνεται μπλε» αν καλυφθεί με ρόδιο.

Ή αν είναι πνευματικό τέκνο του Αργεντινού κοσμηματοπώλη Antoniassy. Είναι ακόμα μυστήριο πώς κατάφερε να αποκτήσει ένα μπλε κράμα με σχεδόν 958 λεπτότητα (90% καθαρό χρυσό στο κράμα). Ο κοσμηματοπώλης δεν βιάζεται να αποκαλύψει τα μυστικά του.

μπλε χρυσός

Ο μπλε χρυσός είναι ένα κράμα χρυσού με σίδηρο και χρώμιο. Όπως ο πράσινος και ο μοβ χρυσός, ο μπλε χρυσός μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως ένθετα σε κοσμήματα.

Από μόνο του, το μπλε κράμα είναι εύθραυστο και δεν θα λειτουργήσει για να φτιάξετε ένα κόσμημα μόνο από αυτό.

πορφυρό χρυσό

Στην πραγματικότητα, είναι ένα κράμα χρυσού και αλουμινίου. Τέτοιο χρυσό μπορεί να «βραβευτεί» 750 δείγματα (η περιεκτικότητα σε χρυσό στο κράμα είναι ακόμη μεγαλύτερη από 75%).

Ένας άλλος τύπος πορφυρού χρυσού είναι ένα κράμα χρυσού και καλίου.

Το μωβ κράμα κοσμημάτων είναι όμορφο. Αλλά, δυστυχώς, είναι εύθραυστο και μη πλαστικό. Μερικές φορές μπορεί να βρεθεί σε κοσμήματα σε μορφή ένθετων, σαν να ήταν πολύτιμος λίθος και όχι μέταλλο.

καφέ χρυσό

Καφέ χρυσός - χρυσός 585 ή 750, με μεγαλύτερη αναλογία χαλκού στην απολίνωση (προσθήκη ακαθαρσιών σε καθαρό χρυσό στο κράμα). Οι κοσμηματοπώλες υποβάλλουν τέτοιο χρυσό σε ειδική χημική επεξεργασία.

μαύρος χρυσός

Ο μαύρος χρυσός είναι ένα ασυνήθιστα εκλεπτυσμένο μέταλλο με βαθύ και απαλό χρώμα. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να αποκτήσετε μαύρο χρυσό.

Αυτό είναι κράμα με κοβάλτιο και χρώμιο με οξείδωση σε υψηλή θερμοκρασία και επικάλυψη με μαύρο ρόδιο ή άμορφο άνθρακα ...

κράμα χυτοσίδηρου χάλυβας σε κράμα χρυσού

συμπέρασμα

Τα μεταλλικά αντικείμενα γύρω μας σπάνια αποτελούνται από καθαρά μέταλλα. Μόνο τα τηγάνια αλουμινίου ή το χάλκινο σύρμα είναι περίπου 99,9% καθαρά. Στις περισσότερες άλλες περιπτώσεις, οι άνθρωποι ασχολούνται με κράματα. Έτσι, διάφοροι τύποι σιδήρου και χάλυβα περιέχουν, μαζί με πρόσθετα μετάλλων, μικρές ποσότητες άνθρακα, που έχουν καθοριστική επίδραση στη μηχανική και θερμική συμπεριφορά των κραμάτων. Όλα τα κράματα έχουν ειδική σήμανση, γιατί. κράματα με το ίδιο όνομα (για παράδειγμα, ορείχαλκος) μπορεί να έχουν διαφορετικά κλάσματα μάζας άλλων μετάλλων.

Χρησιμοποιημένη βιβλιογραφία και ιστοσελίδες

σι Chemistry for the Curious - E. Grosse.

β Σοβιετικό Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό. - Μ.: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1983.

o Σύντομη Χημική Εγκυκλοπαίδεια με επιμέλεια Ι.Α. Knuyants et al., Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια, 1961-1967, Τόμος 2.

o Εγκυκλοπαιδικό λεξικό ενός νεαρού χημικού που συντάχθηκε από τους V.A. Kritzman και V.V. Stanzo Εκδοτικός οίκος "Παιδαγωγική", 1982.

Η μεγάλη εγκυκλοπαίδεια του σύγχρονου μαθητή.

β Γενική χημεία. Glinka N.L., ΕΣΣΔ, 1985

o Ιστότοπος της Wikipedia

σι www.erudition.ru-αναφορά "Κράματα"

b dic.academic.ru - ιστότοπος "Akademik", θέμα "Κράματα"

σι www.chemport.ruκράματα

Φιλοξενείται στο Allbest.ru

Παρόμοια Έγγραφα

Η ιστορία της εμφάνισης των κραμάτων. Αντοχή στη διάβρωση, ιδιότητες χύτευσης, αντοχή στη θερμότητα και ηλεκτρική αντίσταση κραμάτων. Βασικές ιδιότητες κραμάτων. Διάλυμα ενός μετάλλου σε ένα άλλο και ένα μηχανικό μείγμα μετάλλων. Ταξινόμηση και ομάδες κραμάτων.

παρουσίαση, προστέθηκε 30/09/2011


Φυσικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων. Χημικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων. Κράματα. Απαιτήσεις για κράματα και είδη κραμάτων. Μέθοδοι δοκιμής πολυγραφικών κραμάτων. Μέταλλα και κράματα που χρησιμοποιούνται στην εκτύπωση.

περίληψη, προστέθηκε 09/06/2006


Ταξινόμηση και γενικά χαρακτηριστικά των κραμάτων χαλκού-νικελίου, η επίδραση των ακαθαρσιών στις ιδιότητές τους. Συμπεριφορά διάβρωσης κραμάτων χαλκού-νικελίου. Θερμοδυναμική μοντελοποίηση των ιδιοτήτων διαλυμάτων στερεών μετάλλων. Ενεργειακές παράμετροι της θεωρίας.

διατριβή, προστέθηκε 13/03/2011


Βασικά σφυρήλατα κράματα αλουμινίου. Μηχανικές ιδιότητες σιλουμινίων. Σήμανση χυτών κραμάτων αλουμινίου. Το πυρίτιο ως το κύριο στοιχείο κράματος στα σιλουμίνια χύτευσης αλουμινίου. Τυπικές μηχανικές ιδιότητες θερμικά σκληρυνόμενων κραμάτων.

περίληψη, προστέθηκε 01/08/2010


Μείωση του ρυθμού διάβρωσης ως μέθοδος αντιδιαβρωτικής προστασίας μετάλλων και κραμάτων. Ταξινόμηση προστατευτικών επικαλύψεων (μεταλλικές, γαλβανικές, επιστρώσεις, μη μεταλλικές, οργανικές, ανασταλτικές, οξυγόνο και άλλες).

θητεία, προστέθηκε 16/11/2009


Ανοδική οξείδωση του αλουμινίου και των κραμάτων του. Κανονικότητα της ανοδικής συμπεριφοράς του αλουμινίου και των κραμάτων του σε όξινα διαλύματα στα αρχικά στάδια του σχηματισμού AOF και δευτερογενείς διεργασίες που επηρεάζουν τη δομή και τις ιδιότητες του στρώματος οξειδίου που σχηματίζεται.

Κρυσταλλική δομή νιοβίου, χρυσού και των κραμάτων τους. τον αριθμό και τη θέση των μεσογονάτιων. Διάγραμμα κατάστασης του συστήματος Nb-V. γράφημα της εξάρτησης της περιόδου του κρυσταλλικού πλέγματος από τη σύνθεση του κράματος. στερεογραφικές προβολές? κρυσταλλογραφικούς υπολογισμούς.

θητεία, προστέθηκε 05/09/2013


Γενική ιδέα της διάβρωσης των μετάλλων. Συμπεριφορά του τιτανίου και των κραμάτων του σε διάφορα επιθετικά μέσα. Επίδραση στοιχείων κράματος στο τιτάνιο στην αντοχή στη διάβρωση. ηλεκτροχημική διάβρωση. Χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης του τιτανίου με τον αέρα.

περίληψη, προστέθηκε 03.12.2006


Χημικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες των μετάλλων, η θέση τους στο περιοδικό σύστημα στοιχείων. Ταξινόμηση μετάλλων σύμφωνα με διάφορα κριτήρια. Το κόστος του μετάλλου ως παράγοντας δυνατότητας και σκοπιμότητας χρήσης του. Τα πιο κοινά κράματα

δοκιμή, προστέθηκε στις 20/08/2009


Γενικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες του χαλκού. Εξέταση των κύριων μεθόδων για την απόκτηση χαλκού από μεταλλεύματα και ορυκτά. Ορισμός της έννοιας των κραμάτων. Η μελέτη των εξωτερικών χαρακτηριστικών, καθώς και των κύριων χαρακτηριστικών ορείχαλκου, ορείχαλκου, κραμάτων χαλκού-νικελίου, χαλκού.

ΟΡΙΣΜΟΣ

Κράματαείναι μείγματα δύο ή περισσότερων στοιχείων, μεταξύ των οποίων κυριαρχούν τα μέταλλα. Τα μέταλλα που περιλαμβάνονται στο κράμα ονομάζονται βάση. Συχνά, στο κράμα προστίθενται μη μεταλλικά στοιχεία, τα οποία προσδίδουν στα κράματα ειδικές ιδιότητες, ονομάζονται πρόσθετα κραματοποίησης ή τροποποίησης. Μεταξύ των κραμάτων, τα κράματα με βάση το σίδηρο και το αλουμίνιο έχουν τη μεγαλύτερη σημασία.

Ταξινόμηση κραμάτων

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ταξινόμησης κραμάτων:

• σύμφωνα με τη μέθοδο κατασκευής (κράματα χύτευσης και σκόνης).
• σύμφωνα με τη μέθοδο λήψης του προϊόντος (κράματα χυτού, σφυρήλατος και σκόνης)·
• κατά σύνθεση (ομοιογενή και ετερογενή κράματα).
• από τη φύση του μετάλλου - βάσεις (σιδηρούχα - βασικά Fe, μη σιδηρούχα - βασικά μη σιδηρούχα μέταλλα και κράματα σπάνιων μετάλλων - βασικά ραδιενεργά στοιχεία).
• από τον αριθμό των εξαρτημάτων (διπλό, τριπλό κ.λπ.).
• με χαρακτηριστικές ιδιότητες (πυρίμαχο, χαμηλής τήξης, υψηλής αντοχής, ανθεκτικό στη θερμότητα, σκληρό, αντιτριβικό, ανθεκτικό στη διάβρωση κ.λπ.)
• κατά σκοπό (δομικό, οργανικό και ειδικό).

Ιδιότητες κράματος

Οι ιδιότητες των κραμάτων εξαρτώνται από τη δομή τους. Τα κράματα χαρακτηρίζονται από δομικά μη ευαίσθητα (που καθορίζονται από τη φύση και τη συγκέντρωση των στοιχείων που αποτελούν τα κράματα) και από ευαίσθητες στη δομή ιδιότητες (ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της βάσης). Οι δομικά μη ευαίσθητες ιδιότητες των κραμάτων περιλαμβάνουν την πυκνότητα, το σημείο τήξης και τη θερμότητα εξάτμισης. θερμικές και ελαστικές ιδιότητες, συντελεστής θερμικής διαστολής.

Όλα τα κράματα παρουσιάζουν ιδιότητες χαρακτηριστικές των μετάλλων: μεταλλική λάμψη, ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, ολκιμότητα κ.λπ.

Επίσης, όλες οι ιδιότητες που χαρακτηρίζουν τα κράματα μπορούν να χωριστούν σε χημικές (ο λόγος των κραμάτων προς τις επιδράσεις των ενεργών μέσων - νερό, αέρας, οξέα κ.λπ.) και μηχανικές (ο λόγος των κραμάτων προς τις επιδράσεις των εξωτερικών δυνάμεων). Εάν οι χημικές ιδιότητες των κραμάτων προσδιορίζονται με την τοποθέτηση του κράματος σε επιθετικό περιβάλλον, τότε χρησιμοποιούνται ειδικές δοκιμές για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων. Έτσι, για να προσδιοριστεί η αντοχή, η σκληρότητα, η ελαστικότητα, η πλαστικότητα και άλλες μηχανικές ιδιότητες, πραγματοποιούνται δοκιμές εφελκυσμού, ερπυσμού, αντοχής κρούσης κ.λπ.

Κύριοι τύποι κραμάτων

Διάφοροι χάλυβες, χυτοσίδηρος, κράματα με βάση τον χαλκό, τον μόλυβδο, το αλουμίνιο, το μαγνήσιο, καθώς και τα ελαφρά κράματα έχουν βρει ευρεία εφαρμογή μεταξύ διαφόρων κραμάτων.

Οι χάλυβες και οι χυτοσίδηροι είναι κράματα σιδήρου με άνθρακα και η περιεκτικότητα σε άνθρακα στον χάλυβα είναι έως 2%, και στο χυτοσίδηρο 2-4%. Οι χάλυβες και οι χυτοσίδηροι περιέχουν πρόσθετα κραμάτων: χάλυβες - Cr, V, Ni και χυτοσίδηρο - Si.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι χάλυβων, επομένως, ανάλογα με τον σκοπό τους, διακρίνονται οι δομικοί, οι ανοξείδωτοι, οι εργαλειακοί, οι ανθεκτικοί στη θερμότητα και οι κρυογονικοί χάλυβες. Σύμφωνα με τη χημική σύσταση διακρίνονται ο άνθρακας (χαμηλός, μεσαίος και υψηλός άνθρακας) και ο κράμα (χαμηλός, μεσαίος και υψηλός σε κράμα). Ανάλογα με τη δομή διακρίνονται οι ωστενιτικοί, φερριτικοί, μαρτενσιτικοί, περλιτικοί και μπαϊνιτικοί χάλυβες.

Ο χάλυβας έχει βρει εφαρμογή σε πολλούς τομείς της εθνικής οικονομίας, όπως οι κατασκευές, η χημική, η πετροχημική, η προστασία του περιβάλλοντος, η ενέργεια των μεταφορών και άλλες βιομηχανίες.

Ανάλογα με τη μορφή περιεκτικότητας σε άνθρακα σε χυτοσίδηρο - τσιμεντίτη ή γραφίτη, καθώς και την ποσότητα τους, διακρίνονται διάφοροι τύποι χυτοσιδήρου: λευκό (ανοιχτό χρώμα του κατάγματος λόγω παρουσίας άνθρακα σε μορφή τσιμενίτη), γκρι (γκρι χρώμα του κατάγματος λόγω παρουσίας άνθρακα σε μορφή γραφίτη). ), ελατό και ανθεκτικό στη θερμότητα. Οι χυτοσίδηροι είναι πολύ εύθραυστα κράματα.

Οι τομείς εφαρμογής του χυτοσιδήρου είναι εκτενείς - καλλιτεχνικές διακοσμήσεις (φράχτες, πύλες), μέρη σώματος, υδραυλικός εξοπλισμός, είδη οικιακής χρήσης (τηγάνια) είναι κατασκευασμένα από χυτοσίδηρο, χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Τα κράματα με βάση τον χαλκό ονομάζονται ορείχαλκος, καθώς ως πρόσθετα περιέχουν από 5 έως 45% ψευδάργυρο. Ο ορείχαλκος με περιεκτικότητα 5 έως 20% ψευδάργυρο ονομάζεται κόκκινος (tompac) και με περιεκτικότητα 20–36% Zn - κίτρινος (άλφα ορείχαλκος).

Μεταξύ των κραμάτων με βάση τον μόλυβδο, υπάρχουν δύο συστατικών (κράματα μολύβδου με κασσίτερο ή αντιμόνιο) και κράματα τεσσάρων συστατικών (κράματα μολύβδου με κάδμιο, κασσίτερο και βισμούθιο, κράματα μολύβδου με κασσίτερο, αντιμόνιο και αρσενικό) και (συνήθως για δύο κράματα συστατικών) με διαφορετικά περιεχόμενα των ίδιων συστατικών λαμβάνουν διαφορετικά κράματα. Έτσι, ένα κράμα που περιέχει 1/3 μόλυβδο και 2/3 κασσίτερο - tretnik (συνηθισμένη συγκόλληση) χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση σωλήνων και ηλεκτρικών καλωδίων, και ένα κράμα που περιέχει 10-15% μόλυβδο και 85-90% κασσίτερο - κασσίτερο, χρησιμοποιήθηκε παλαιότερα. για χύτευση μαχαιροπήρουνων.

Τα κράματα με βάση το αλουμίνιο είναι δύο συστατικών - Al-Si, Al-Mg, Al-Cu. Αυτά τα κράματα είναι εύκολο να ληφθούν και να επεξεργαστούν. Έχουν ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, μη μαγνητικά, ακίνδυνα σε επαφή με τρόφιμα, αντιεκρηκτικά. Τα κράματα με βάση το αλουμίνιο έχουν βρει εφαρμογή για την κατασκευή ελαφρών εμβόλων, χρησιμοποιούνται στην κατασκευή αυτοκινήτων, αυτοκινήτων και αεροσκαφών, στη βιομηχανία τροφίμων, ως αρχιτεκτονικά και υλικά φινιρίσματος, στην παραγωγή τεχνολογικών και οικιακών αγωγών καλωδίων και κατά την τοποθέτηση υψηλής τάσης ηλεκτρικά καλώδια.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

Ασκηση	Υπό τη δράση περίσσειας HCl σε μίγμα Al και Fe βάρους 11 g, απελευθερώθηκαν 8,96 λίτρα αερίου. Προσδιορίστε τα κλάσματα μάζας των μετάλλων στο μείγμα.
Λύση	Και τα δύο μέταλλα εισέρχονται σε μια αντίδραση αλληλεπίδρασης, ως αποτέλεσμα της οποίας απελευθερώνεται υδρογόνο: 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 Βρείτε τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων υδρογόνου που απελευθερώθηκε: v(H 2) \u003d V (H 2) / V m v (H 2) \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol Έστω η ποσότητα της ουσίας Al x mol και Fe - y mol. Στη συνέχεια, με βάση τις εξισώσεις αντίδρασης, μπορούμε να γράψουμε μια έκφραση για τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων υδρογόνου: 1,5x + y = 0,4 Εκφράζουμε τη μάζα των μετάλλων στο μείγμα: Τότε, η μάζα του μείγματος θα εκφραστεί με την εξίσωση: 27x + 56y = 11 Έχουμε ένα σύστημα εξισώσεων: 1,5x + y = 0,4 27x + 56y = 11 Ας το λύσουμε: (56-18) y \u003d 11 - 7,2 v(Fe) = 0,1 mol x = 0,2 mol v(Al) = 0,2 mol Στη συνέχεια, η μάζα των μετάλλων στο μείγμα: m(Al) = 27×0,2 = 5,4 g m(Fe) \u003d 56 × 0,1 \u003d 5,6 g Βρείτε τα κλάσματα μάζας των μετάλλων στο μείγμα: ώ =m(Me)/m άθροισμα ×100% ώ(Fe) \u003d 5,6 / 11 × 100% \u003d 50,91% ώ(Al) = 100 - 50,91 = 49,09%
Απάντηση	Κλάσματα μάζας μετάλλων στο μείγμα: 50,91%, 49,09%