Pojem zliatiny, ich klasifikácia a vlastnosti. Na elimináciu takýchto veľkých strát v strojárstve sú diely potiahnuté lakmi, farbami, chemicky odolnými kovmi a oxidovými filmami.

Kovový stav sa vysvetľuje elektronickou štruktúrou. Kovové prvky, ktoré vstupujú do chemickej reakcie s prvkami, ktoré sú nekovy, im dávajú svoje vonkajšie, takzvané valenčné elektróny. Je to dôsledok skutočnosti, že v kovoch sú vonkajšie elektróny voľne viazané na jadro; okrem toho je na vonkajších obaloch málo elektrónov (len 1-2), kým nekovy majú veľa elektrónov (5-8).

Všetky prvky umiestnené naľavo od gália a tália sú kovy a napravo od arzénu, antimónu a bizmutu sú nekovy.

V technike sa pod nekovom rozumejú látky, ktoré majú „kovový lesk“ a plasticitu – charakteristické vlastnosti.

Okrem toho majú všetky kovy vysokú elektrickú a tepelnú vodivosť.

Zvláštnosťou štruktúry kovových látok je, že všetky sú postavené hlavne z ľahkých atómov, v ktorých sú vonkajšie elektróny slabo viazané na jadro. To spôsobuje zvláštny charakter interakcie atómov kovov a kovových vlastností. Kovy sú dobrými vodičmi elektriny.

Zo známych (do roku 1985) 106 chemických prvkov je 83 kovov.

Klasifikácia kovov

Každý kov sa líši v štruktúre a vlastnostiach od ostatných, avšak podľa niektorých znakov je možné ich kombinovať do skupín.

Túto klasifikáciu vyvinul ruský vedec Gulyaev A.P. a nemusia sa zhodovať so všeobecne uznávaným.

Všetky kovy možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín – železné a neželezné kovy.

Železné kovy majú najčastejšie tmavosivú farbu, vysokú hustotu (okrem alkalických zemín), vysoký bod topenia, relatívne vysokú tvrdosť. Najtypickejším kovom tejto skupiny je železo.

Neželezné kovy majú najčastejšie charakteristickú farbu: červenú, žltú a bielu. Majú vysokú plasticitu, nízku tvrdosť, relatívne nízku teplotu topenia. Najtypickejším prvkom tejto skupiny je meď.

Železné kovy možno ďalej rozdeliť takto:

1. Železné kovy- vlastnostiami im blízke železo, kobalt, nikel (tzv. feromagnety) a mangán. Co, Ni, Mu sa často používajú ako prísady do zliatin železa a tiež ako základ pre príslušné zliatiny, ktoré sú svojimi vlastnosťami podobné vysokolegovaným oceliam.

2. Žiaruvzdorné kovy, ktorého teplota topenia je vyššia ako teplota topenia železa (t. j. nad 1539 °C). Používa sa ako prísada do legovaných ocelí a tiež ako základ pre príslušné zliatiny. Patria sem: Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc (technécium), Hf (hafium), Ta (tantal), W, Re (rénium).

3. Uránové kovy- aktinidy, ktoré sa používajú najmä v zliatinách pre jadrovú energetiku. Patria sem: Ac (aktínium), Th (tórium), U (urán), Np (neptúnium), Pu (plutónium), Bk (berkelium), Cf (kalifornium), Md (mendelevium), No (nobelium) atď. .

4. Kovy vzácnych zemín(REM) - La (lantán), Ce (cér), Nd (neodym), Sm (sanárium), Eu (europium), Dy (dysprózium), Lu (lutécium), Y (ytrium), Sc (slandium) atď. ..., zjednotený pod názvom lantanoidy. Tieto kovy majú veľmi podobné chemické vlastnosti, ale skôr odlišné fyzikálne vlastnosti (typ atď.). Používajú sa ako prísady do zliatin iných prvkov. V prírodných podmienkach sa vyskytujú spoločne a je ťažké ich rozdeliť na samostatné prvky. Zvyčajne sa používa zmiešaná zliatina - 40-45% Ce (céru) a 40-45% všetkých ostatných REM.

5. Kovy alkalických zemín- vo voľnom kovovom stave sa okrem špeciálnych prípadov nepoužívajú, napríklad chladivá v jadrových reaktoroch. Li (lítium), Na, K (draslík), Rb (rubídium), Cs (cézium), Fr (francium), Ca (vápnik), Sr (stroncium), Ba (bárium), Ra (rádium).

Neželezné kovy sa delia na:

1. Ľahké kovy - Be (berýlium), Mg (horčík), Al (hliník), ktoré majú nízku hustotu.

2. Ušľachtilé kovy - Ag (striebro), Pt (platina), Au (zlato), Pd (paládium), Os (osmium), Ir (irídium) atď. Cu je poloušľachtilý kov. Majú vysokú odolnosť proti korózii.

3. Nízkotaviteľné kovy - Zn (zinok), Cd (kadmium), Hg (ortuť), Sn (cín), Bi (bizmut), Sb (antimón), Pb (olovo), As (arzén), In (indium ) a pod., a prvky s oslabenými kovovými vlastnosťami - Ga (gálium), Ge (germánium).

Používanie kovov začalo meďou, striebrom a zlatom. Keďže sa v prírode nachádzajú v čistej (natívnej) forme.

Neskôr sa začali z rúd obnovovať kovy – Sn, Pb, Fe atď.

V technológii sú najpoužívanejšie zliatiny železa s uhlíkom: oceľ (0,025-2,14 % C), liatina (2,14-6,76 % C); Dôvodom rozšíreného používania zliatin Fe-C je niekoľko dôvodov: nízka cena, najlepšie mechanické vlastnosti, možnosť hromadnej výroby a vysoký výskyt Fe rúd v prírode.

Viac ako 90 % vyrobených kovov tvorí oceľ.

Výroba kovov za rok 1980:

Železo - 718 000 tisíc ton (v ZSSR až 150 miliónov ton ročne)

Mangán - > 10 000 tisíc ton

Hliník - 17 000 tisíc ton

Meď - 9 400 tisíc ton

Zinok - 6200 tisíc ton

Cín - 5400 tisíc ton

Nikel - 760 tisíc ton

Horčík - 370 tisíc ton

Zlato - > 1,2 tisíc ton

Náklady na kov sú faktorom v možnosti a účelnosti jeho použitia. V tabuľke sú uvedené relatívne náklady na rôzne kovy (cena železa, presnejšie jednoduchej uhlíkovej ocele, sa považuje za jednotku).

ušľachtilé kovy:

Au, Ag, Pt a ich zliatiny.

Dostali svoje meno kvôli vysokej odolnosti proti korózii. Tieto kovy sú plastové. Majú vysoké náklady.

Používa sa v klenotníctve a zubnom lekárstve. Čisté zlato sa nepoužíva kvôli jeho mäkkosti. Pre zvýšenie tvrdosti sa zlato leguje (pridávajú sa ďalšie prvky). Bežne používané ternárne zliatiny: Au - Ag - Cu.

Najbežnejšie sú zliatiny 375, 583, 750 a 916 vzoriek - to znamená, že v týchto zliatinách na 1000 g zliatiny je 375, 583, 750 a 916 g zlata a zvyšok je meď, striebro, pomer z ktorých môžu byť rôzne.

Zliatiny 916. vzorky sú najmäkšie, ale aj najodolnejšie voči korózii. Keď sa index vzorky znižuje, odolnosť proti korózii sa znižuje.

Najvyššiu tvrdosť (teda odolnosť proti opotrebeniu) majú zliatiny 583. vzorky s pomerom Cu a Ag asi 1:1.

Zliatiny týchto vzoriek majú farbu zlata.

Indický Bulat

Koncom 4. storočia pred Kristom sa jednotky Alexandra Veľkého prvýkrát stretli s nezvyčajnou indickou oceľou počas ťaženia cez Mezopotámiu (Irak) a Afganistan do Indie.

"Čakra" - ťažký plochý oceľový prsteň nabrúsený ako čepeľ, roztočený na dvoch prstoch a hodený na nepriateľa. Rotovala strašnou rýchlosťou a odrezávala Macedóncom hlavy ako hlávky kvetov.

Parametre meča:

dĺžka - 80-100 cm

šírka v zameriavači - 5-6 cm

hrúbka - 4 mm

hmotnosť - 1,2-1,8 kg

Vlastnosti čepele:

Vysoká tvrdosť, pevnosť a zároveň vysoká elasticita a viskozita. Čepele voľne strihajú nechty a zároveň sa ľahko ohýbajú do oblúka. Jednoduché strihanie plynových ľahkých vreckoviek.

Pri hodnotení kvality damaškových zbraní zohrávala dôležitú úlohu kresba na čepeli. Vo vzore záležalo na tvare, veľkosti a farbe základného kovu (pozadia).

Tvar vzoru je rozdelený na pruhovaný, tryskový, vlnitý, sieťovaný a kľukový. Najviac cenená kľukatá damašková oceľ.

Damašková čepeľ bola tiež testovaná na elasticitu: bola umiestnená na hlave, potom boli oba konce pritiahnuté k ušiam a uvoľnené. Potom už nebola pozorovaná žiadna trvalá deformácia.

Skutočný bulat bol vyrobený kovaním z oceľoliatiny s prírodnými vzormi.

Zváracia oceľ (falošná)- získava sa kovaním kusov drôtu stočených do lana s rôznym obsahom uhlíka a teda aj rôznou tvrdosťou. Po leptaní sa objavil vzor.

Kovali tiež damaškovú oceľ z plechov z oceľového plechu - až 320 vrstiev: alebo: rozptýlené na rôznych úrovniach získajú iný vzor.

Donskí kozáci používali zbrane z celého sveta – zajali ich v bitkách. Zbrane vyrábali najmä remeselníci z Kaukazu.

Baltic Bulat:

Otvoril prof. Ivanov G.P. a admirál Makarov S.O. našiel nové uplatnenie: pri testovaní pancierových plátov

Doska sa ľahko dostala z mäkkej nízkouhlíkovej strany, potom bol vynájdený pancierový projektil s mäkkou špičkou:

Preto kvôli tomu starí majstri kováči našili na veľmi tvrdú čepeľ mäkký pásik na prepichnutie oceľového plechu.

Výroba damaškovej ocele je spojená s tradíciami a tajomstvami. Je veľmi ťažké navzájom zvárať pásy a prúty rôzneho zloženia a poskytnúť požadované vlastnosti: pružnosť, tvrdosť, ostrosť čepele. Je potrebné vydržať teplotu, rýchlosť kovania, poradie spájania pásov, odstraňovanie oxidov, nanášanie tavív.

Japonský Bulat

Japonská damašková oceľ bola tvrdšia a pevnejšia ako damašková oceľ. Je to spôsobené prítomnosťou molybdénu (Mo) v zložení ocele. Mo je jedným z mála prvkov, ktorých prídavok do ocele spôsobuje zvýšenie jej húževnatosti a zároveň tvrdosti. Všetky ostatné prvky, zvyšujúce pevnosť a tvrdosť, zvyšujú krehkosť.

Výroba: tavené železo (s Mo) bolo kované do prútov a kalené 8-10 rokov v zemi. V procese korózie sa častice obohatené o škodlivé nečistoty z kovu vyžrali a vypadávali. Prírezy vyzerali ako syr s dierami. Potom boli tyče opakovane nauhličované a kované. Počet najtenších vrstiev dosiahol niekoľko desiatok tisíc.

Oceľové materiály, konštrukcie, diely musia mať vysokú odolnosť proti korózii. To je uľahčené prítomnosťou v zložení ocele: meď, Cr, Ni, najmä fosfor. (Príklad: nízka uhlíková stavebná oceľ odolná voči poveternostným vplyvom – „corten“ – má vďaka povrchovým oxidom ušľachtilú farbu. Táto oceľ má však zvýšenú krehkosť, najmä pri nízkych teplotách).

Korózia je najnebezpečnejším nepriateľom oceľových konštrukcií. Podľa vedcov človek doteraz vytavil najmenej 20 miliárd ton železa a ocele, 14 miliárd ton tohto kovu „zožrala“ hrdza a rozptýlil sa v biosfére...

Eiffelova veža - 1889 - bolo predpovedané, že nebude stáť viac ako 25 rokov (Eiffel považoval 40 rokov za silu). Veža stojí v Paríži už vyše 100 rokov, ale to len preto, že je neustále pokrytá hrubými vrstvami farby. Na natretie veže je potrebných 52 ton farby. Jeho cena už dávno prevyšuje náklady na samotnú stavbu.

Existuje veľké množstvo príkladov oceľových a železných konštrukcií, ktoré časom nekorodujú: trámy v kostole Katav-Ivanovsk, zábradlie schodov rieky Fontanka v Leningrade, železný stĺp v Dillí (1500 rokov starý). Korózii odolávajú povrchové oxidy a vysoký obsah Cu a P, ako aj prírodné legovanie.

Medzi neželezné kovy patria všetky kovy, okrem železa a zliatin na jeho báze - ocele a liatiny, ktoré sa nazývajú železné. Zliatiny na báze neželezných kovov sa používajú najmä ako konštrukčné materiály so špeciálnymi vlastnosťami: odolné voči korózii, ložiskové (s nízkym koeficientom trenia), odolné voči teplu a teplu atď.

Neexistuje jednotný systém označovania neželezných kovov a zliatin na ich základe. Vo všetkých prípadoch sa používa alfanumerický systém. Písmená označujú, že zliatiny patria do určitej skupiny a čísla v rôznych skupinách materiálov majú rôzny význam. V jednom prípade udávajú stupeň čistoty kovu (pri čistých kovoch), v druhom počet legujúcich prvkov a v treťom číslo zliatiny, ktoré podľa stavu. norma musí spĺňať určité zloženie alebo vlastnosti.
Meď a jej zliatiny
Technická meď je označená písmenom M, za ktorým sú čísla spojené s množstvom nečistôt (ukazujú stupeň čistoty materiálu). Trieda medi M3 obsahuje viac nečistôt ako M000. Písmená na konci značky znamenajú: k - katódové, b - bez kyslíka, p - deoxidované. Vysoká elektrická vodivosť medi určuje jej prevládajúce využitie v elektrotechnike ako vodivý materiál. Meď je dobre deformovaná, dobre zváraná a spájkovaná. Jeho nevýhodou je slabá opracovateľnosť.
Hlavnými zliatinami na báze medi sú mosadz a bronz. V zliatinách na báze medi sa používa alfanumerický systém, ktorý charakterizuje chemické zloženie zliatiny. Legujúce prvky sú označené ruským písmenom zodpovedajúcim začiatočnému písmenu názvu prvku. Navyše sa tieto písmená často nezhodujú s označením rovnakých legujúcich prvkov pri označovaní ocele. Hliník - A; kremík - K; mangán - Mts; Meď - M; nikel - H; titán -T; fosfor - F; Chrome -X; berýlium - B; Železo - F; horčík - Mg; Cín - O; Olovo - C; Zinok - C.
Postup pri označovaní liatej a tepanej mosadze je odlišný.
Mosadz je zliatina medi a zinku (Zn od 5 do 45%). Mosadz s obsahom 5 až 20% zinku sa nazýva červená (tompac), s obsahom 20-36% Zn - žltá. V praxi sa zriedka používajú mosadze, v ktorých koncentrácia zinku presahuje 45%. Zvyčajne sa mosadz delí na:
- dvojzložková mosadz alebo jednoduchá, pozostávajúca len z medi, zinku a v malom množstve z nečistôt;
- viaczložková mosadz alebo špeciálna - okrem medi a zinku existujú ďalšie legujúce prvky.
Deformovateľná mosadz je označená podľa GOST 15527-70.
Značku jednoduchej mosadze tvorí písmeno „L“, označujúce typ zliatiny – mosadz, a dvojciferné číslo charakterizujúce priemerný obsah medi. Napríklad trieda L80 je mosadz obsahujúca 80 % Cu a 20 % Zn. Všetky dvojzložkové mosadze dobre fungujú s tlakom. Dodávajú sa vo forme rúr a rúrok rôznych tvarov profilov, plechov, pásov, pások, drôtov a tyčí rôznych profilov. Výrobky z mosadze s vysokým vnútorným napätím (napríklad ťažko opracované) sú náchylné na praskanie. Pri dlhodobom skladovaní na vzduchu na nich vznikajú pozdĺžne a priečne trhliny. Aby sa tomu zabránilo, pred dlhodobým skladovaním je potrebné odstrániť vnútorné pnutie nízkoteplotným žíhaním pri 200-300 C.
Vo viaczložkových mosadzách je za písmenom L napísaných niekoľko písmen, ktoré označujú, ktoré legujúce prvky okrem zinku táto mosadz obsahuje. Potom nasledujú čísla po spojovníkoch, z ktorých prvý charakterizuje priemerný obsah medi v percentách a ďalšie charakterizujú každý z legujúcich prvkov v rovnakom poradí ako v písmenovej časti značky. Poradie písmen a číslic sa určuje podľa obsahu zodpovedajúceho prvku: najprv prichádza prvok, ktorý je viac, a potom zostupne. Obsah zinku je určený rozdielom od 100%.
Mosadz sa používa hlavne ako deformovateľný materiál odolný voči korózii. Vyrábajú sa z nich plechy, rúry, tyče, pásy a niektoré časti: matice, skrutky, puzdrá atď.
Liata mosadz je označená v súlade s GOST 1711-30. Na začiatok značky napíšu aj písmeno L (mosadz), za ktorým napíšu písmeno C, čo znamená zinok, a číslo označujúce jeho obsah v percentách. V legovanej mosadzi sa dodatočne píšu písmená zodpovedajúce zavedeným legujúcim prvkom a čísla za nimi označujú percento týchto prvkov. Zvyšok, chýbajúci do 100 %, zodpovedá obsahu medi. Liata mosadz sa používa na výrobu armatúr a dielov pre stavbu lodí, puzdier, vložiek a ložísk.
Bronzy (zliatiny medi s rôznymi prvkami, kde zinok nie je hlavný). Rovnako ako mosadz sa delia na zlievarenské a kované. Označenie všetkých bronzov začína písmenami Br, čo v skratke znamená bronz.
V zlievarenských bronzoch sa za Br píšu písmená, za ktorými nasledujú čísla, ktoré symbolicky označujú prvky zavedené do zliatiny (podľa tabuľky 1) a nasledujúce čísla označujú percento týchto prvkov. Zvyšok (do 100 %) je meď. Niekedy je v niektorých značkách zlievarenských bronzov na konci napísané písmeno „L“, čo znamená zlieváreň.
Väčšina bronzov má dobré odlievacie vlastnosti. Používajú sa na rôzne tvarové odliatky. Najčastejšie sa používajú ako antikorózny a antifrikčný materiál: armatúry, ráfiky, puzdrá, ozubené kolesá, sedlá ventilov, šnekové kolesá atď. Všetky zliatiny na báze medi majú vysokú odolnosť proti chladu.
Hliník a zliatiny na jeho báze
Hliník sa vyrába vo forme ingotov, ingotov, valcovaného drôtu atď. (primárny hliník) v súlade s GOST 11069-74 a vo forme deformovateľného polotovaru (plechy, profily, tyče atď.) v súlade s GOST 4784-74. Podľa stupňa kontaminácie sa hliník delí na hliník špeciálnej čistoty, vysokej čistoty a technickej čistoty. Primárny hliník podľa GOST 11069-74 je označený písmenom A a číslom, podľa ktorého možno určiť obsah nečistôt v hliníku. Hliník je dobre deformovaný, ale zle spracovaný rezaním. Dá sa zrolovať do fólie.

Zliatiny na báze hliníka sa delia na liate a kované.
Zliatiny na odlievanie na báze hliníka sú označené podľa GOST 1583-93. Značka odráža hlavné zloženie zliatiny. Väčšina druhov zlievarenských zliatin začína písmenom A, čo znamená zliatinu hliníka. Potom sa napíšu písmená a čísla, ktoré odrážajú zloženie zliatiny. V niektorých prípadoch sú hliníkové zliatiny označené písmenami AL (čo znamená liata hliníková zliatina) a číslom označujúcim číslo zliatiny. Písmeno B na začiatku triedy znamená, že zliatina je vysoko pevná.
Použitie hliníka a zliatin na jeho báze je veľmi rôznorodé. Technický hliník sa používa najmä v elektrotechnike ako vodič elektrického prúdu, ako náhrada medi. Odlievacie zliatiny na báze hliníka sú široko používané v chladiarenskom a potravinárskom priemysle pri výrobe tvarovo zložitých dielov (rôznymi metódami odlievania), ktoré vyžadujú zvýšenú odolnosť proti korózii v kombinácii s nízkou hustotou, napríklad niektoré piesty kompresorov, páky a iné diely .
Zliatiny na báze hliníka sú tiež široko používané v potravinárskej a chladiacej technike na výrobu rôznych dielov tlakovým spracovaním, ktoré majú tiež zvýšené požiadavky na odolnosť proti korózii a hustotu: rôzne nádoby, nity atď. Dôležitou výhodou všetkých zliatin na báze hliníka je ich vysoká odolnosť proti chladu.
Titán a zliatiny na jeho báze
Titán a zliatiny na jeho základe sú označené v súlade s GOST 19807-74 podľa alfanumerického systému. V označení však nie je žiadny vzor. Jediným znakom je prítomnosť písmena T u všetkých značiek, čo naznačuje príslušnosť k titánu. Čísla v triede označujú podmienené číslo zliatiny.
Technický titán je označený: VT1-00; VT1-0. Všetky ostatné triedy sa vzťahujú na zliatiny na báze titánu (VT16, AT4, OT4, PT21 atď.). Hlavnou výhodou titánu a jeho zliatin je dobrá kombinácia vlastností: relatívne nízka hustota, vysoká mechanická pevnosť a veľmi vysoká odolnosť proti korózii (v mnohých agresívnych prostrediach). Hlavnou nevýhodou sú vysoké náklady a nedostatok. Tieto nedostatky bránia ich použitiu v potravinárskom a chladiarenskom priemysle.

Zliatiny titánu sa používajú v raketovom, leteckom, chemickom inžinierstve, stavbe lodí a dopravnom inžinierstve. Môžu byť použité pri zvýšených teplotách až do 500-550 stupňov. Výrobky zo zliatin titánu sa vyrábajú tlakovým spracovaním, ale môžu sa vyrábať aj odlievaním. Zloženie odlievaných zliatin zvyčajne zodpovedá zloženiu tvárnených zliatin. Na konci značky odlievanej zliatiny je písmeno L.
Horčík a zliatiny na jeho báze
Technický horčík sa pre svoje nevyhovujúce vlastnosti nepoužíva ako konštrukčný materiál. Zliatiny na báze horčíka v súlade so stavom. Norma je rozdelená na zlievarenskú a deformovateľnú.
Liate horčíkové zliatiny v súlade s GOST 2856-79 sú označené písmenami ML a číslom, ktoré označuje podmienené číslo zliatiny. Niekedy sa za číslom píšu malé písmená: pch - vysoká čistota; je to všeobecný účel. Tepané horčíkové zliatiny sú označené v súlade s GOST 14957-76 písmenami MA a číslom označujúcim podmienené číslo zliatiny. Niekedy za číslom môžu byť malé písmená pch, čo znamená vysokú čistotu.

Zliatiny na báze horčíka, podobne ako zliatiny na báze hliníka, majú dobrú kombináciu vlastností: nízka hustota, zvýšená odolnosť proti korózii, relatívne vysoká pevnosť (najmä špecifická) s dobrými technologickými vlastnosťami. Preto sa zo zliatin horčíka vyrábajú jednoduché aj zložité diely, ktoré vyžadujú zvýšenú odolnosť proti korózii: hrdlá, benzínové nádrže, armatúry, telesá čerpadiel, bubny brzdových kolies, nosníky, volanty a mnoho ďalších produktov.
Cín, olovo a zliatiny na ich báze
Olovo vo svojej čistej forme sa prakticky nepoužíva v potravinárskom a chladiarenskom inžinierstve. Cín sa používa v potravinárskom priemysle ako náter na balenie potravín (napríklad pocínovanie plechoviek). Cín je označený v súlade s GOST 860-75. Existujú stupne O1pch; 01; 02; 03; O4. Písmeno O znamená cín a čísla - podmienené číslo. So zvyšujúcim sa číslom sa zvyšuje množstvo nečistôt. Písmená pch na konci značky znamenajú - vysoká čistota. V potravinárskom priemysle sa cín najčastejšie používa na pocínovanie plechov akosti O1 a O2.
Zliatiny na báze cínu a olova, v závislosti od účelu, sú rozdelené do dvoch veľkých skupín: babbits a spájky.
Babbits sú komplexné zliatiny na báze cínu a olova, ktoré navyše obsahujú antimón, meď a ďalšie prísady. Označujú sa podľa GOST 1320-74 písmenom B, čo znamená babbit, a číslom, ktoré ukazuje obsah cínu v percentách. Niekedy môže byť okrem písmena B aj ďalšie písmeno, ktoré označuje špeciálne prísady. Napríklad písmeno H označuje prídavok niklu (nikel babbit), písmeno C označuje olovený babbit atď. Treba mať na pamäti, že nie je možné určiť jeho úplné chemické zloženie podľa značky babbit. V niektorých prípadoch sa obsah cínu ani neuvádza, napríklad v triede BN, hoci tu obsahuje asi 10 %. Existujú aj bezcínové babbity (napríklad olovo-vápenaté), ktoré sú označené podľa GOST 1209-78 a v tejto práci sa neštudujú.

Babbits sú najlepším antifrikčným materiálom a používajú sa hlavne v klzných ložiskách.
Spájky podľa GOST 19248-73 sú rozdelené do skupín podľa mnohých kritérií: podľa spôsobu tavenia, podľa teploty tavenia, podľa hlavnej zložky atď. Podľa teploty tavenia sú rozdelené do 5 skupín :

1. Mimoriadne taviteľné (teplota topenia ttavenia ≤ 145 °C);

2. Nízka teplota topenia (bod topenia tmelt > 145 °С ≤ 450 °С);

3. Stredná teplota topenia (teplota topenia ttavenie > 450 °С ≤ 1100 °С);

4. Vysoká teplota topenia (teplota topenia tmelt > 1100 °С ≤ 1850 °С);

5. Žiaruvzdorný (teplota topenia > 1850 °C).

Prvé dve skupiny sa používajú na nízkoteplotné (mäkké) spájkovanie, zvyšok - na vysokoteplotné (tvrdé) spájkovanie. Podľa hlavnej zložky sa spájky delia na: gálium, bizmut, cín-olovo, cín, kadmium, olovo, zinok, hliník, germánium, horčík, striebro, meď-zinok, meď, kobalt, nikel, mangán, zlato, paládium , platina, titán, železo, zirkónium, niób, molybdén, vanád.

Pojem zliatiny, ich klasifikácia a vlastnosti.

V strojárstve sa všetky kovové materiály nazývajú kovy. Patria sem jednoduché kovy a zložité kovy - zliatiny.

Jednoduché kovy pozostávajú z jedného základného prvku a malého množstva nečistôt iných prvkov. Napríklad komerčne čistá meď obsahuje od 0,1 do 1% nečistôt olova, bizmutu, antimónu, železa a ďalších prvkov.

Zliatiny- sú to zložité kovy, predstavujúce kombináciu jednoduchého kovu (základ zliatiny) s inými kovmi alebo nekovmi. Napríklad mosadz je zliatina medi a zinku. Tu je základom zliatiny meď.

Chemický prvok, ktorý je súčasťou kovu alebo zliatiny, sa nazýva komponent. Okrem hlavnej zložky, ktorá v zliatine prevláda, sa do zloženia zliatiny zavádzajú aj legujúce zložky na získanie požadovaných vlastností. Na zlepšenie mechanických vlastností a odolnosti proti korózii mosadze sa do nej pridávajú hliník, kremík, železo, mangán, cín, olovo a ďalšie legujúce zložky.

Podľa počtu zložiek sa zliatiny delia na dvojzložkové (dvojzložkové), trojzložkové (trojité) atď. Okrem hlavnej a legujúcej zložky zliatina obsahuje nečistoty iných prvkov.

Väčšina zliatin sa získava tavením komponentov v tekutom stave. Iné spôsoby prípravy zliatin: spekanie, elektrolýza, sublimácia. V tomto prípade sa látky nazývajú pseudozliatiny.

Schopnosť kovov vzájomne sa rozpúšťať vytvára dobré podmienky na získanie veľkého množstva zliatin so širokou škálou kombinácií užitočných vlastností, ktoré jednoduché kovy nemajú.

Zliatiny prevyšujú jednoduché kovy v pevnosti, tvrdosti, opracovateľnosti atď. Preto sa v technológii používajú oveľa širšie ako jednoduché kovy. Napríklad železo je mäkký kov, ktorý sa takmer nikdy nepoužíva vo svojej čistej forme. Ale najpoužívanejšie v technológii sú zliatiny železa a uhlíka - ocele a liatiny.

V súčasnej fáze vývoja technológie, spolu s nárastom počtu zliatin a komplikáciami ich zloženia, majú veľký význam kovy špeciálnej čistoty. Obsah hlavnej zložky v takýchto kovoch sa pohybuje od 99,999 do 99,999999999 %
a viac. Kovy vysokej čistoty sú potrebné pre raketovú vedu, jadrové, elektronické a iné nové odvetvia technológie.

V závislosti od povahy interakcie komponentov sa zliatiny rozlišujú:

1) mechanické zmesi;

2) chemické zlúčeniny;

3) tuhé roztoky.

1) mechanická zmes dve zložky sa tvoria, keď sa v pevnom stave navzájom nerozpúšťajú a nevstupujú do chemickej interakcie. Zliatiny - mechanické zmesi (napríklad olovo - antimón, cín - zinok) sú štruktúrne heterogénne a predstavujú zmes kryštálov týchto zložiek. V tomto prípade si kryštály každej zložky v zliatine úplne zachovávajú svoje individuálne vlastnosti. Preto sú vlastnosti takýchto zliatin (napríklad elektrický odpor, tvrdosť atď.) definované ako aritmetický priemer veľkosti vlastností oboch komponentov.

2) Pevné riešenia sa vyznačujú tvorbou spoločnej priestorovej kryštálovej mriežky atómami rozpúšťadla základného kovu a atómami rozpustného prvku.
Štruktúra takýchto zliatin pozostáva z homogénnych kryštalických zŕn ako čistý kov. Existujú substitučné tuhé roztoky a intersticiálne tuhé roztoky.

Medzi takéto zliatiny patrí mosadz, meď-nikel, železo-chróm atď.

Zliatiny - najbežnejšie sú tuhé roztoky. Ich vlastnosti sa líšia od vlastností jednotlivých zložiek. Napríklad tvrdosť a elektrický odpor tuhých roztokov sú oveľa vyššie ako u čistých komponentov. Vďaka svojej vysokej ťažnosti sú vhodné na kovanie a iné typy tlakového spracovania. Odlievacie vlastnosti a obrobiteľnosť tuhých roztokov sú nízke.

3) Chemické zlúčeniny, rovnako ako tuhé roztoky, sú homogénne zliatiny. Keď stuhnú, vytvorí sa úplne nová kryštálová mriežka, ktorá sa líši od mriežok komponentov, ktoré tvoria zliatinu. Preto sú vlastnosti chemickej zlúčeniny nezávislé a nezávisia od vlastností zložiek. Chemické zlúčeniny sa tvoria v presne definovanom kvantitatívnom pomere legovaných zložiek. Zliatinové zloženie chemickej zlúčeniny je vyjadrené chemickým vzorcom. Tieto zliatiny majú zvyčajne vysoký elektrický odpor, vysokú tvrdosť a nízku ťažnosť. Chemická zlúčenina železa s uhlíkom - cementit (Fe 3 C) je teda 10-krát tvrdšia ako čisté železo.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

Mestská vzdelávacia inštitúcia stredná škola Gorodishchenskaya č. 2

Esej o chémii na danú tému

Práca dokončená

stredoškolák #2

Yablochkina Jekaterina

Vyrovnanie 2011

• Úvod
• Zliatina
• Klasifikácia zliatin
• Vlastnosti zliatiny
• Fyzikálne vlastnosti zliatin
• Príjem zliatin
• PRVKY CHEMICKY E
• Zliatiny zlata
• Záver
• Použitá literatúra a webové stránky
• Úvod
• Starovekí remeselníci kovov nezanechali popisy spôsobov spracovania a zloženia zliatin používaných na výrobu rôznych predmetov. Takáto literatúra sa objavuje až v stredoveku, no nie vždy sú v nej názvy zliatin a terminológia rozlúštiteľné, takže zdrojom informácií sú výlučne veci samotné. Existuje množstvo prác venovaných výsledkom výskumu starovekých predmetov. Z nich sa dozvedáme, že archeológovia pripisujú prvý výskyt medených výrobkov 7. tisícročiu pred Kristom. Išlo o kované predmety z domácej medi. Potom sa objavuje metalurgická meď a zliatiny medi s inými kovmi. Niekoľko tisícročí sa vyrábali rôzne predmety najmä z medi a jej zliatin: nástroje, zbrane, šperky a zrkadlá, riad, mince. Zloženie starých zliatin je veľmi rôznorodé, v literatúre sa podmienečne nazývajú bronz. K najstarším patria arzénové a cínové bronzy. Staroveké zliatiny okrem cínu a arzénu často obsahujú olovo, zinok, antimón, železo a ďalšie prvky v podobe mikronečistôt, ktoré sa do kovu dostali s rudou. Zloženie zliatiny bolo zvolené veľmi racionálne v závislosti od funkčného účelu predmetu a použitej výrobnej techniky. Takže na odlievanie umeleckých výrobkov bol zvolený recept na trojitú zliatinu medi, cínu a olova, ktorá sa používala v starovekom Grécku, v Rímskej ríši, na Blízkom a Strednom východe, v Indii; v Číne bol bronz jednou z najbežnejších zliatin. Na liatych predmetoch z takéhoto bronzu časom vzniká krásna patina, ktorá je v niektorých prípadoch zachovaná na archeologických predmetoch.

Zliatina

Zliatiny, makroskopické homogénne systémy pozostávajúce z dvoch alebo viacerých kovov (zriedkavo kovov a nekovov) s charakteristickými kovovými vlastnosťami. V širšom zmysle sú zliatiny akékoľvek homogénne systémy získané tavením kovov, nekovov, anorganických zlúčenín atď. Mnohé zliatiny (napríklad: bronz, oceľ, liatina) boli známe už v staroveku a už vtedy mali rozsiahle praktické využitie. . Technický význam kovových zliatin sa vysvetľuje skutočnosťou, že mnohé z ich vlastností (pevnosť, tvrdosť, elektrický odpor) sú oveľa vyššie ako vlastnosti ich čistých kovov.

Zliatiny sú pomenované na základe názvu prvku, ktorý je v nich obsiahnutý v najväčšom množstve (hlavný prvok, základ), napríklad: zliatina železa, zliatina hliníka. Prvky zavedené do zliatiny na zlepšenie ich vlastností sa nazývajú legujúce prvky a samotný proces sa nazýva legovanie.

Legovanie je proces zavádzania ďalších prvkov do taveniny, ktoré zlepšujú mechanické, fyzikálne a chemické vlastnosti základného materiálu. Legovanie je všeobecná koncepcia množstva technologických postupov uskutočňovaných v rôznych štádiách získavania kovového materiálu za účelom zlepšenia kvality hutníckych výrobkov.

Klasifikácia zliatin

Podľa charakteru základného kovu sa rozlišujú zliatiny železa (základom je železo (Fe), zliatiny neželezných kovov (základom sú neželezné kovy), zliatiny vzácnych kovov, zliatiny rádioaktívnych kovov.

b Podľa počtu komponentov sa zliatiny delia na dvojité, trojité atď.;

b v štruktúre - na homogénne (homogénne) a heterogénne (zmesi), pozostávajúce z niekoľkých;

b podľa charakteristických vlastností - na žiaruvzdorné, nízkotaviteľné, vysokopevnostné, žiaruvzdorné, tvrdé, odolné proti treniu, korózii;

l zliatiny so špeciálnymi vlastnosťami a iné.

b Podľa výrobnej technológie sa rozlišujú zlievarenské (na výrobu dielov odlievaním) a deformovateľné (podliehajúce kovaniu, razeniu, valcovaniu, lisovaniu a iným typom tlakového spracovania).

Vlastnosti zliatiny

Vlastnosti zliatin závisia nielen od zloženia, ale aj od spôsobov ich tepelného a mechanického spracovania: kalenie, kovanie a pod.. Až do konca 19. storočia sa hľadanie nových praktických užitočných zliatin uskutočňovalo skúšobným a chyba. Až na prelome XIX-XX storočia. V dôsledku zásadných objavov v oblasti fyzikálnej chémie vznikla doktrína o zákonitostiach medzi vlastnosťami kovov a vlastnosťami z nich vytvorených zliatin, o vplyve mechanických, tepelných a iných vplyvov na ne.

Vo vede o kovoch existujú tri typy zliatin:

b tuhý roztok (ak sa atómy, ktoré tvoria zliatinu prvkov, mierne líšia štruktúrou a veľkosťou, môžu vytvárať spoločnú kryštálovú mriežku);

b mechanická zmes (ak každý prvok zliatiny kryštalizuje nezávisle);

b chemická zlúčenina (ak prvky zliatiny chemicky interagujú a vytvárajú novú látku).

Fyzikálne vlastnosti zliatin

Mechanické vlastnosti kovov a zliatin

Medzi hlavné mechanické vlastnosti patrí pevnosť, húževnatosť, ťažnosť, tvrdosť, trvanlivosť, tečenie, odolnosť proti opotrebeniu. Sú to hlavné charakteristiky kovu alebo zliatiny.

Fyzikálne vlastnosti kovov a zliatin

Fyzikálne vlastnosti kovov a zliatin sú určené špecifickou hmotnosťou, do koeficienty lineárnej a objemovej rozťažnosti, elektrická vodivosť, tepelná vodivosť, teplota topenia a pod.

Chemická odolnosť kovov a zliatin

Chemická odolnosť kovov a zliatin je určená ich schopnosťou odolávať chemickému pôsobeniu rôznych agresívnych prostredí. Tieto vlastnosti sú veľmi dôležité pre strojárstvo a musia sa zohľadniť pri navrhovaní strojov a dielov. Korózia (oxidácia kovov) je typickým príkladom chemického pôsobenia média.

Zničenie kovov koróziou spôsobuje priemyslu obrovské škody, ktoré sa prejavujú ročnými stratami miliónov ton kovu.

Na elimináciu takýchto veľkých strát v strojárstve sú diely potiahnuté lakmi, farbami, chemicky odolnými kovmi a oxidovými filmami.

V niektorých prípadoch sa používajú rôzne zliatiny s vysokou chemickou odolnosťou, napríklad nehrdzavejúca liatina, nehrdzavejúca oceľ a množstvo chemicky odolných zliatin na báze medi a niklu. Titán sa začína vo veľkom využívať.

Technologické vlastnosti kovov

Technologické vlastnosti kovov a zliatin sú charakterizované ich schopnosť podľahnúť rôznym metódam opracovania za tepla a za studena (ľahké tavenie a plnenie formy, kovanie, zváranie, spracovanie reznými nástrojmi atď.). V tomto ohľade sa delia na zlievarenské

Odlievacie vlastnosti kovov a zliatin

Odlievacie vlastnosti kovov a zliatin sú určené tekutosťou, zmršťovaním a sklonom k ​​segregácii. Tekutosť - schopnosť zliatiny vyplniť formu. Zmršťovaním sa rozumie zmenšenie objemu a rozmerov odlievaného kovu počas tuhnutia a následného ochladzovania. Segregácia je proces vytvárania heterogenity chemického zloženia zliatiny v rôznych častiach odliatku počas jeho tuhnutia.

Kujnosť kovu

Kujnosť kovu - schopnosť deformácie pri najmenšom odpore odpor a nadobudnúť potrebnú formu pod vplyvom vonkajších síl bez porušenia celistvosti. Kovy môžu byť kujné za studena aj za tepla. Oceľ má dobrú kujnosť pri zahrievaní. Jednofázové zliatiny mosadze a hliníka majú dobrú ťažnosť za studena. Bronz sa vyznačuje nízkou kujnosťou. Liatiny nemajú prakticky žiadnu tvárnosť.

Zvárateľnosť kovu

Zvárateľnosť kovov - schopnosť vytvárať pevné spojenia kovových častí metódami zvárania. Mäkká oceľ sa dobre zvára, liatina, meď a zliatiny hliníka sú na tom oveľa horšie.

Príjem zliatin

Zvážte proces získavania zliatin pomocou príkladu liatiny a ocele.

Výroba železa a ocele. Technologický postup získavania železných kovov zahŕňa tavenie liatiny zo železných rúd s jej následným spracovaním na oceľ.

Hlavným spôsobom výroby surového železa je vysoká pec. Vysokopecný proces pozostáva z troch stupňov: redukcia železa z oxidov obsiahnutých v rude, nauhličovanie železa a tvorba trosky. Surovinou sú železné rudy, palivá a tavivá.

Pred tavením sa železné rudy zvyčajne podrobia predbežnej príprave: drvenie, obohacovanie a aglomerácia. Rozdrvená ruda sa často obohacuje magnetickou separáciou. Umyte vodou, aby ste odstránili častice piesku a hliny. Drobné a bahnité rudy sa aglomerujú aglomeráciou - spekaním na roštoch spekacích strojov alebo peletizáciou v granulátore s následným sušením a pražením. Hlavným palivom pri tavení liatiny je koks, ktorý je zdrojom tepla a priamo sa podieľa na redukcii a karburizácii železa. Tavivá (vápenec, dolomit alebo pieskovec) sa používajú na zníženie teploty topenia odpadovej horniny a jej viazanie s popolčekom na trosku.

Vysoká pec je zvislá šachta s výškou do 35 m alebo viac so stenami zo žiaruvzdorných tehál uzavretými v oceľovom plášti. Pripravené suroviny sa nakladajú do pece zhora po vrstvách. V dôsledku spaľovania koksu, vďaka kyslíku zo vzduchu vháňaného do spodnej časti pece, vzniká oxid uhoľnatý, ktorý redukuje železo z rudy a môže s ňou interagovať, čím vzniká karbid Fe3C - cementit.

Súčasne s redukciou železa dochádza k redukcii kremíka, fosforu, mangánu a iných nečistôt.

Cez odpichové otvory sa uvoľňuje roztavená liatina a troska pri teplote 1380--1420 °C. Liatina sa naleje do foriem a troska sa recykluje. Vo vysokých peciach sa taví surové železo, ktoré sa používa na spracovanie na oceľ, zlievárenské železo, používané na výrobu rôznych liatinových výrobkov a špeciálne liatiny (ferosilícia, feromangán), používané pri výrobe ocele ako dezoxidanty alebo legujúce prísady.

Oceľ sa získava zo surového železa oxidáciou metódou otvoreného ohniska, konvertora a elektrotavenia. Hlavnou metódou výroby ocele v ZSSR a ďalších krajinách sveta je metóda s otvoreným ohniskom, ale v posledných rokoch sa rozšírila metóda kyslíkového konvertora, ktorá má významné technické a ekonomické výhody.

Pri metóde otvoreného ohniska sa oceľ získava v otvorených peciach, v ktorých taviacich priestoroch sa spaľuje plyn alebo vykurovací olej a v špeciálnych komorách - regenerátoroch sa vzduch a plynné palivo vstupujúce do pece pripravuje v dôsledku nahromadenia teplo produktov spaľovania výfukových plynov. Vsádzka zahŕňa surové železo a kovový šrot - šrot alebo tekuté surové železo, šrot a železnú rudu. Proces získavania ocele spočíva v tavení vsádzky, pri ktorej vzniká veľké množstvo oxidu železnatého, oxidácii uhlíka a iných nečistôt oxidom železnatým a deoxidácii - redukcii železa z oxidu s prídavkom ferosilicia, feromangánu. alebo hliník.

Chemické prvky

Mnohé kovy, ako napríklad horčík, sa vyrábajú vo vysokej čistote, takže zloženie zliatin z neho vyrobených môže byť presne známe. Počet kovových zliatin, ktoré sa dnes používajú, je veľmi veľký a neustále rastie. Zvyčajne sú rozdelené do dvoch širokých kategórií: zliatiny na báze železa a neželezné zliatiny. Najdôležitejšie zliatiny priemyselného významu sú uvedené nižšie a sú uvedené ich hlavné oblasti použitia.

Oceľ. Zliatiny železa s uhlíkom, ktorý ho obsahuje do 2 %, sa nazývajú ocele. Legované ocele obsahujú aj ďalšie prvky – chróm, vanád, nikel. Ocele sa vyrábajú oveľa viac ako akékoľvek iné kovy a zliatiny a bolo by ťažké vymenovať všetky druhy ich možných aplikácií. Mäkká oceľ (menej ako 0,25 % uhlíka) sa vo veľkom spotrebuje ako konštrukčný materiál, zatiaľ čo oceľ s vyšším obsahom uhlíka (viac ako 0,55 %) sa používa na výrobu nízkorýchlostných rezných nástrojov, ako sú žiletky a vrtáky. Legované ocele sa používajú v strojárstve všetkých druhov a pri výrobe rýchlobežných nástrojov.

Liatina. Liatina je zliatina železa s 2-4% uhlíka. Dôležitou zložkou liatiny je aj kremík. Z liatiny je možné odlievať širokú škálu veľmi užitočných výrobkov, ako sú poklopy, potrubné armatúry, bloky motorov. Pri správne vyrobených odliatkoch sa dosahujú dobré mechanické vlastnosti materiálu.

Zliatiny na báze medi. V podstate ide o mosadz, t.j. zliatiny medi s obsahom od 5 do 45 % zinku. Mosadz s obsahom 5 až 20% zinku sa nazýva červená (tompac) a s obsahom 20-36% Zn - žltá (alfa mosadz). Mosadz sa používa pri výrobe rôznych malých dielov, kde sa vyžaduje dobrá opracovateľnosť a tvarovateľnosť. Zliatiny medi s cínom, kremíkom, hliníkom alebo berýliom sa nazývajú bronzy. Napríklad zliatina medi a kremíka sa nazýva kremíkový bronz. Fosforový bronz (meď s 5 % cínu a stopovým množstvom fosforu) má vysokú pevnosť a používa sa na výrobu pružín a membrán.

zliatiny olova. Obyčajná spájka (tretnik) je zliatina asi z jedného dielu olova na dva diely cínu. Je široko používaný na spájanie (spájkovanie) potrubí a elektrických vodičov. Plášte telefónnych káblov a dosky batérií sú vyrobené zo zliatin antimónu a olova. Cín, z ktorého sa predtým odlievali príbory (vidličky, nože, taniere), obsahuje 85-90% cínu (zvyšok tvorí olovo). Ložiskové zliatiny na báze olova, nazývané babbits, zvyčajne obsahujú cín, antimón a arzén.

ľahkých zliatin. Moderný priemysel potrebuje vysokopevnostné ľahké zliatiny s dobrými mechanickými vlastnosťami pri vysokých teplotách. Hlavnými kovmi ľahkých zliatin sú hliník, horčík, titán a berýlium. Zliatiny na báze hliníka a horčíka však nemožno použiť vo vysokoteplotnom a agresívnom prostredí.

hliníkových zliatin. Patria sem liate zliatiny (Al - Si), zliatiny tlakového liatia (Al - Mg) a vysokopevnostné samotvrdnúce zliatiny (Al - Cu). Zliatiny hliníka sú ekonomické, ľahko dostupné, pevné pri nízkych teplotách a ľahko sa opracujú (ľahko sa kujú, lisujú, sú vhodné na hlboké ťahanie, ťahanie, odlievanie, dobre sa zvárajú a spracovávajú na obrábacích strojoch). Bohužiaľ, mechanické vlastnosti všetkých hliníkových zliatin sa začínajú zreteľne zhoršovať pri teplotách nad približne 175 ° C. Ale kvôli vytvoreniu ochranného oxidového filmu vykazujú dobrú odolnosť proti korózii vo väčšine bežných korozívnych prostredí. Tieto zliatiny dobre vedú elektrinu a teplo, sú vysoko reflexné, nemagnetické, neškodné pri kontakte s potravinami (pretože produkty korózie sú bezfarebné, bez chuti a netoxické), odolné voči výbuchu (pretože nevytvárajú iskry) a absorbujú nárazy. načítava dobre. Vďaka tejto kombinácii vlastností slúžia hliníkové zliatiny ako dobré materiály pre ľahké piesty, používajú sa v automobilovom, automobilovom a leteckom priemysle, v potravinárstve, ako architektonické a dokončovacie materiály, pri výrobe reflektorov osvetlenia, technologických a domácich káblových vedení. , pri ukladaní vysokonapäťových elektrických vedení. Nečistota železa, ktorej je ťažké sa zbaviť, zvyšuje pevnosť hliníka pri vysokých teplotách, ale znižuje odolnosť proti korózii a ťažnosť pri izbovej teplote. Kobalt, chróm a mangán oslabujú účinok krehnutia železa a zvyšujú odolnosť proti korózii. Keď sa k hliníku pridá lítium, zvýši sa modul pružnosti a pevnosť, čo robí takúto zliatinu veľmi atraktívnou pre letecký priemysel. Bohužiaľ, napriek ich vynikajúcemu pomeru pevnosti k hmotnosti (špecifická pevnosť), zliatiny hliníka a lítia majú slabú ťažnosť.

horčíkové zliatiny. Zliatiny horčíka sú ľahké, majú vysokú špecifickú pevnosť, dobré odlievacie vlastnosti a výbornú opracovateľnosť. Preto sa používajú na výrobu dielov pre raketové a letecké motory, kryty automobilových zariadení, kolesá, plynové nádrže, prenosné stoly atď. Niektoré zliatiny horčíka, ktoré majú vysoký koeficient viskózneho tlmenia, sa používajú pri výrobe pohyblivých častí strojov a konštrukčných prvkov pracujúcich v podmienkach nežiaducich vibrácií. Zliatiny horčíka sú dosť mäkké, zle odolávajú opotrebovaniu a nie sú veľmi ťažné. Ľahko sa tvarujú pri zvýšených teplotách, sú vhodné na oblúkové, plynové a odporové zváranie a dajú sa spájať aj spájkovaním (natvrdo), skrutkami, nitmi a lepidlami. Takéto zliatiny nie sú obzvlášť odolné voči korózii voči väčšine kyselín, sladkej a slanej vode, ale sú stabilné na vzduchu. Pred koróziou sú spravidla chránené povrchovým náterom - chrómové leptanie, dichrómová úprava, elox. Zliatiny horčíka môžu byť tiež leštené alebo pokovované meďou, niklom a chrómom predbežným pokovovaním ponorením do roztaveného zinku. Eloxovanie horčíkových zliatin zvyšuje ich povrchovú tvrdosť a odolnosť proti oderu. Horčík je chemicky aktívny kov, a preto je potrebné prijať opatrenia na zamedzenie vznietenia triesok a zvarov z horčíkových zliatin.

zliatiny titánu. Zliatiny titánu sú lepšie ako hliník a horčík z hľadiska pevnosti v ťahu a modulu pružnosti. Ich hustota je väčšia ako u všetkých ostatných ľahkých zliatin, ale z hľadiska špecifickej pevnosti sú na druhom mieste za berýliom. S dostatočne nízkym obsahom uhlíka, kyslíka a dusíka sú celkom plastické. Elektrická vodivosť a tepelná vodivosť zliatin titánu sú nízke, sú odolné voči opotrebovaniu a oderu a ich únavová pevnosť je oveľa vyššia ako u zliatin horčíka. Pevnosť pri tečení niektorých zliatin titánu pri miernom namáhaní (rádovo 90 MPa) zostáva uspokojivá až do teploty asi 600 °C, čo je výrazne nad teplotou povolenou pre zliatiny hliníka a horčíka. Zliatiny titánu sú dostatočne odolné voči pôsobeniu hydroxidov, roztokov solí, dusičnej a niektorých ďalších aktívnych kyselín, ale málo odolné voči pôsobeniu halogenovodíkových, sírových a ortofosforečných kyselín. Zliatiny titánu kovanie až do teplôt okolo 1150 ° C. Umožňujú oblúkové zváranie v atmosfére inertného plynu (argón alebo hélium), bodové a valčekové (ševové) zváranie. Nie sú veľmi náchylné na rezanie (zadretie rezného nástroja). Tavenie zliatin titánu sa musí vykonávať vo vákuu alebo v kontrolovanej atmosfére, aby sa zabránilo kontaminácii kyslíkom alebo dusíkovými nečistotami, ktoré spôsobujú krehnutie. Zliatiny titánu sa používajú v leteckom a kozmickom priemysle na výrobu dielov pracujúcich pri zvýšených teplotách (150 - 430 ° C), ako aj v niektorých špeciálnych chemických zariadeniach. Titánovo-vanádové zliatiny sa používajú na výrobu ľahkého pancierovania pre kokpity bojových lietadiel. Zliatina titánu, hliníka a vanádu je hlavnou zliatinou titánu pre prúdové motory a draky lietadiel. V tabuľke. 3 sú uvedené charakteristiky špeciálnych zliatin a v tabuľke. 4 sú znázornené hlavné prvky pridávané do hliníka, horčíka a titánu s uvedením výsledných vlastností.

zliatiny berýlia. Tvárna zliatina berýlia môže byť získaná napríklad rozptýlením krehkých zŕn berýlia do mäkkej, tvárnej matrice, ako je striebro. Zliatinu tohto zloženia bolo možné dostať valcovaním za studena na hrúbku 17 % originálu. Berýlium svojou špecifickou silou prekonáva všetky známe kovy. V kombinácii s nízkou hustotou to robí berýlium vhodným pre navádzacie zariadenia rakiet. Modul pružnosti berýlia je väčší ako modul pružnosti ocele a berýliové bronzy sa používajú na výrobu pružín a elektrických kontaktov. Čisté berýlium sa používa ako moderátor neutrónov a reflektor v jadrových reaktoroch. Vďaka tvorbe ochranných oxidových vrstiev je stabilný na vzduchu pri vysokých teplotách. Hlavným problémom spojeným s berýliom je jeho toxicita. Môže spôsobiť vážne dýchacie problémy a dermatitídu.

Zliatiny zlata

Zlato je ušľachtilý žltý kov, mäkký a dosť ťažký. Zlato sa nachádza v zemskej kôre aj vo vode, a hoci je jeho obsah v zemi pomerne nízky (3 µg/kg), existuje veľmi veľa oblastí s vysokým obsahom tohto kovu. Takéto oblasti, ktoré sú primárnym ložiskom zlata, sa nazývajú placery.

Z fyzikálnych a chemických vlastností zlata treba poznamenať predovšetkým jeho mimoriadne vysokú tepelnú vodivosť a nízky elektrický odpor. Za normálnych podmienok neinteraguje s väčšinou kyselín a netvorí oxidy, neoxiduje na vzduchu a je odolný voči vlhkosti, zásadám a soliam, vďaka čomu bol zaradený medzi ušľachtilé kovy. Zlato je veľmi kujné a tvárne. Z kusu zlata s hmotnosťou jedného gramu natiahnete drôt dlhý tri a pol kilometra alebo vyrobíte zlatú fóliu 500-krát tenšiu ako ľudský vlas. Zlato je veľmi ťažký kov, čo je veľké plus pri jeho ťažbe. Jeho hustota je vysoká - 19,3 g / cm3, tvrdosť podľa Brinella - 20. Zlato je tiež najinertnejší kov, ale keď schopnosť aqua regia (zmes kyseliny chlorovodíkovej a dusičnej v pomere 3/1) rozpúšťať zlato bola objavil, dôvera v jeho zotrvačnosť bola otrasená. Kov sa topí pri veľmi vysokej teplote - 1063 ° C. Rozpustný v horúcej kyseline selénovej. Tieto fyzikálne a chemické vlastnosti zlata sa široko využívajú na jeho výrobu.

Zlato sa ťaží najčastejšie praním, čo je založené na jeho vysokej hustote (iné kovy, s hustotou menšou ako zlato, sa vymývajú prúdom vody). Prírodné zlato je však málokedy čisté, obsahuje striebro, meď a mnoho ďalších prvkov, preto po umytí všetko zlato prechádza hĺbkovým čistením - rafináciou. V Rusku sa rýdzosť zlata meria rozpadom.

Existujú zliatiny zlata, ktoré sa v súčasnosti stávajú veľmi populárnymi.

Ružové zlato

Ružové zlato je zliatina čistého zlata a medi; šperková zliatina nezvyčajne jemného odtieňa.

Šperky z ružovej zliatiny sú čoraz populárnejšie, prstene a prívesky sú čoraz bežnejšie.

Zelené (olivové) zlato

Zelené (olivové) zlato je možné získať ako zliatinu zlata a draslíka.

Takéto zlúčeniny sa tiež nazývajú metalidy.

Vo všeobecnosti sú metalidy zlúčeniny zlata s hliníkom (fialové zlato), rubídiom (tmavozelené), draslíkom (fialové a olivové), indiom (modré zlato). Takéto zliatiny sú veľmi krásne a exotické, ale zároveň sú krehké a nie ťažné. Ako drahý kov sa nedajú spracovať. Niekedy sa však takéto zliatiny šperkových kovov používajú ako vložky do šperkov, ako sú kamene.

Mimochodom, niekedy sa zelené zlato získava aj tavením čistého zlata so striebrom. Malé zahrnutie striebra do zloženia šperkovej zliatiny poskytne zelenkastú farbu, o niečo väčší podiel urobí zlato žltozelené, čím sa obsah striebra ešte zvýši, získame žlto-biely odtieň a nakoniec úplne biely.

modré zlato

Ide o zliatinu čistého zlata s indiom. Ale taká šperková zliatina je aj metalid, je nestabilná a nedá sa použiť ako obyčajné zlato.

Len ako vložky do šperkov, t.j. ako kamene.

Zlato tiež „modrie“, ak je pokryté ródiom.

Alebo ak ide o nápad argentínskeho klenotníka Antoniassyho. Dodnes je záhadou, ako sa mu podarilo získať modrú zliatinu s takmer rýdzosťou 958 (90% čisté zlato v zliatine). Klenotník sa s odhalením svojich tajomstiev neponáhľa.

modré zlato

Modré zlato je zliatina zlata so železom a chrómom. Rovnako ako zelené a fialové zlato, aj modré zlato môže byť použité len ako intarzie v šperkoch.

Modrá zliatina je sama o sebe krehká a len z nej šperk vyrobiť nepôjde.

fialové zlato

V skutočnosti ide o zliatinu zlata a hliníka. Takéto zlato môže byť "ocenených" 750 vzorkami (obsah zlata v zliatine je dokonca viac ako 75%).

Ďalším typom fialového zlata je zliatina zlata a draslíka.

Fialová šperková zliatina je krásna. Ale, bohužiaľ, je krehký a neplastový. Niekedy sa dá nájsť v šperkoch vo forme vložiek, ako keby to bol drahý kameň a nie kov.

hnedé zlato

Hnedé zlato - zlato 585 alebo 750, s väčším podielom medi v ligatúre (pridanie nečistôt do čistého zlata v zliatine). Klenotníci takéto zlato podrobujú špeciálnej chemickej úprave.

čierne zlato

Čierne zlato je nezvyčajne rafinovaný kov s hlbokou a jemnou farbou. Existuje niekoľko spôsobov, ako získať čierne zlato.

Ide o legovanie kobaltom a chrómom s oxidáciou pri vysokej teplote a potiahnutie čiernym ródiom alebo amorfným uhlíkom...

zliatina liatina oceľ legujúca zlato

Záver

Kovové predmety okolo nás len zriedka pozostávajú z čistých kovov. Iba hliníkové panvice alebo medený drôt majú čistotu približne 99,9 %. Vo väčšine ostatných prípadov sa ľudia zaoberajú zliatinami. Rôzne druhy železa a ocele teda obsahujú spolu s kovovými prísadami malé množstvá uhlíka, ktoré majú rozhodujúci vplyv na mechanické a tepelné správanie zliatin. Všetky zliatiny majú špeciálne označenie, pretože. zliatiny s rovnakým názvom (napríklad mosadz) môžu mať rôzne hmotnostné frakcie iných kovov.

Použitá literatúra a webové stránky

b Chémia pre zvedavých - E. Grosse.

b Sovietsky encyklopedický slovník. - M.: Sovietska encyklopédia, 1983.

o Stručná chemická encyklopédia spracovaná I.A. Knuyants a kol., Sovietska encyklopédia, 1961-1967, zväzok 2.

o Encyklopedický slovník mladého chemika zostavený V.A. Kritzmanom a V.V. Stanzom Vydavateľstvo "Pedagogika", 1982.

Veľká encyklopédia moderného školáka.

b Všeobecná chémia. Glinka N.L., ZSSR, 1985

o webová stránka Wikipedia

b www.erudition.ru- správa "Zliatiny"

b dic.academic.ru - stránka "Akademik", téma "Zliatiny"

b www.chemport.ru zliatin

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

História vzniku zliatin. Odolnosť proti korózii, odlievacie vlastnosti, tepelná odolnosť a elektrický odpor zliatin. Základné vlastnosti zliatin. Roztok jedného kovu v druhom a mechanická zmes kovov. Klasifikácia a skupiny zliatin.

prezentácia, pridané 30.09.2011


Fyzikálne vlastnosti kovov a zliatin. Chemické vlastnosti kovov a zliatin. Zliatiny. Požiadavky na zliatiny a druhy zliatin. Metódy testovania polygrafických zliatin. Kovy a zliatiny používané v tlači.

abstrakt, pridaný 09.06.2006


Klasifikácia a všeobecná charakteristika zliatin medi a niklu, vplyv nečistôt na ich vlastnosti. Korózne správanie zliatin medi a niklu. Termodynamické modelovanie vlastností tuhých roztokov kovov. Energetické parametre teórie.

práca, pridané 13.03.2011


Základné kované hliníkové zliatiny. Mechanické vlastnosti siluminov. Značenie zliatin hliníka. Kremík ako hlavný legujúci prvok v siluminoch na odlievanie hliníka. Typické mechanické vlastnosti tepelne vytvrditeľných zliatin.

abstrakt, pridaný 01.08.2010


Znižovanie rýchlosti korózie ako metóda antikoróznej ochrany kovov a zliatin. Klasifikácia ochranných povlakov (kovové, galvanické, naprašovacie, nekovové povlaky, organické, inhibičné, kyslíkové a iné).

ročníková práca, pridaná 16.11.2009


Anodická oxidácia hliníka a jeho zliatin. Zákonitosti anodického správania hliníka a jeho zliatin v kyslých roztokoch v počiatočných štádiách tvorby AOF a sekundárnych procesoch ovplyvňujúcich štruktúru a vlastnosti vznikajúcej oxidovej vrstvy.

Kryštalická štruktúra nióbu, zlata a ich zliatin; počet a poloha internódií. Stavový diagram sústavy Nb-V; graf závislosti periódy kryštálovej mriežky od zloženia zliatiny; stereografická projekcia; kryštalografické výpočty.

semestrálna práca, pridaná 09.05.2013


Všeobecná predstava o korózii kovov. Správanie sa titánu a jeho zliatin v rôznych agresívnych médiách. Vplyv legujúcich prvkov v titáne na odolnosť proti korózii. elektrochemická korózia. Vlastnosti interakcie titánu so vzduchom.

abstrakt, pridaný 03.12.2006


Chemická charakteristika a vlastnosti kovov, ich umiestnenie v periodickej sústave prvkov. Klasifikácia kovov podľa rôznych kritérií. Náklady na kov ako faktor možnosti a účelnosti jeho použitia. Najbežnejšie zliatiny

test, pridané 20.08.2009


Všeobecné vlastnosti a vlastnosti medi. Zváženie hlavných metód získavania medi z rúd a minerálov. Definícia pojmu zliatiny. Štúdium vonkajších charakteristík, ako aj hlavných vlastností mosadze, bronzu, zliatin medi a niklu, kuproniklu.

DEFINÍCIA

Zliatiny sú zmesi dvoch alebo viacerých prvkov, medzi ktorými prevládajú kovy. Kovy obsiahnuté v zliatine sa nazývajú základ. Často sa do zliatiny pridávajú nekovové prvky, ktoré dávajú zliatinám špeciálne vlastnosti, nazývajú sa legovacie alebo modifikujúce prísady. Spomedzi zliatin majú najväčší význam zliatiny na báze železa a hliníka.

Klasifikácia zliatin

Existuje niekoľko spôsobov klasifikácie zliatin:

• podľa spôsobu výroby (liate a práškové zliatiny);
• podľa spôsobu získania produktu (liate, tvárnené a práškové zliatiny);
• podľa zloženia (homogénne a heterogénne zliatiny);
• podľa povahy kovu - bázy (železné - báza Fe, neželezné - základné neželezné kovy a zliatiny vzácnych kovov - báza rádioaktívne prvky);
• počtom komponentov (dvojitý, trojitý atď.);
• podľa charakteristických vlastností (žiaruvzdorné, nízkotaviteľné, vysokopevnostné, tepelne odolné, tvrdé, odolné proti treniu, korózii atď.);
• podľa účelu (štrukturálne, inštrumentálne a špeciálne).

Vlastnosti zliatiny

Vlastnosti zliatin závisia od ich štruktúry. Zliatiny sa vyznačujú štruktúrne necitlivými (určenými povahou a koncentráciou prvkov tvoriacich zliatiny) a štruktúrne citlivými vlastnosťami (v závislosti od charakteristík podkladu). Medzi štrukturálne necitlivé vlastnosti zliatin patrí hustota, teplota topenia a výparné teplo. tepelné a elastické vlastnosti, koeficient tepelnej rozťažnosti.

Všetky zliatiny vykazujú vlastnosti charakteristické pre kovy: kovový lesk, elektrickú a tepelnú vodivosť, ťažnosť atď.

Taktiež všetky vlastnosti charakteristické pre zliatiny možno rozdeliť na chemické (pomer zliatin k účinkom aktívnych médií - voda, vzduch, kyseliny atď.) a mechanické (pomer zliatin k účinkom vonkajších síl). Ak sa chemické vlastnosti zliatin zisťujú umiestnením zliatiny do agresívneho prostredia, potom sa na stanovenie mechanických vlastností používajú špeciálne testy. Na stanovenie pevnosti, tvrdosti, pružnosti, plasticity a iných mechanických vlastností sa teda vykonávajú skúšky ťahom, tečením, rázovou húževnatosťou atď.

Hlavné typy zliatin

Medzi rôznymi zliatinami našli široké uplatnenie rôzne ocele, liatina, zliatiny na báze medi, olova, hliníka, horčíka, ako aj ľahké zliatiny.

Ocele a liatiny sú zliatiny železa s uhlíkom a obsah uhlíka v oceli je do 2% a v liatine 2-4%. Ocele a liatiny obsahujú legujúce prísady: ocele - Cr, V, Ni a liatina - Si.

Existujú rôzne druhy ocelí, preto sa podľa účelu rozlišujú ocele konštrukčné, nehrdzavejúce, nástrojové, žiaruvzdorné a kryogénne. Podľa chemického zloženia sa rozlišuje uhlík (nízko, stredne a vysoko uhlíkový) a legovaný (nízko, stredne a vysoko legovaný). V závislosti od štruktúry sa rozlišujú austenitické, feritické, martenzitické, perlitické a bainitické ocele.

Ocele našli uplatnenie v mnohých odvetviach národného hospodárstva, ako je stavebníctvo, chemický, petrochemický priemysel, ochrana životného prostredia, dopravná energetika a ďalšie odvetvia.

V závislosti od formy obsahu uhlíka v liatine - cementite alebo grafite, ako aj ich množstva sa rozlišuje niekoľko druhov liatiny: biela (svetlá farba lomu v dôsledku prítomnosti uhlíka vo forme cementitu), šedá (šedá farba lomu v dôsledku prítomnosti uhlíka vo forme grafitu). ), kujné a tepelne odolné. Liatiny sú veľmi krehké zliatiny.

Oblasti použitia liatiny sú rozsiahle - z liatiny sa vyrábajú umelecké dekorácie (ploty, brány), diely karosérie, inštalatérske zariadenia, domáce potreby (panvice), používa sa v automobilovom priemysle.

Zliatiny na báze medi sa nazývajú mosadze, ako prísady obsahujú od 5 do 45 % zinku. Mosadz s obsahom 5 až 20 % zinku sa nazýva červená (tompac) a s obsahom 20–36 % Zn žltá (alfa mosadz).

Medzi zliatinami na báze olova existujú dvojzložkové (zliatiny olova s ​​cínom alebo antimónom) a štvorzložkové zliatiny (zliatiny olova s ​​kadmiom, cínom a bizmutom, zliatiny olova s ​​cínom, antimónom a arzénom) a (typicky pre dvojzložkové komponentové zliatiny) s rôznym obsahom rovnakých komponentov dostávajú rôzne zliatiny. Na spájkovanie rúrok a elektrických drôtov sa teda používa zliatina obsahujúca 1/3 olova a 2/3 cínu - tretnik (obyčajná spájka) a predtým sa používala zliatina obsahujúca 10-15% olova a 85-90% cínu - cínu. na odlievanie príborov.

Zliatiny na báze hliníka sú dvojzložkové - Al-Si, Al-Mg, Al-Cu. Tieto zliatiny sa dajú ľahko získať a spracovať. Majú elektrickú a tepelnú vodivosť, sú nemagnetické, neškodné pri styku s potravinami, odolné voči výbuchu. Zliatiny na báze hliníka našli uplatnenie pri výrobe ľahkých piestov, používajú sa v automobilovom, automobilovom a leteckom priemysle, potravinárskom priemysle, ako architektonické a dokončovacie materiály, pri výrobe technologických a domácich káblových vedení a pri kladení vysokonapäťových elektrické vedenie.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

PRÍKLAD 2

Cvičenie	Pôsobením nadbytku HCl na zmes Al a Fe s hmotnosťou 11 g sa uvoľnilo 8,96 litra plynu. Určte hmotnostné podiely kovov v zmesi.
Riešenie	Oba kovy vstupujú do interakčnej reakcie, v dôsledku ktorej sa uvoľňuje vodík: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H 2 Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2 Nájdite celkový počet mólov uvoľneného vodíka: v(H2) \u003d V (H2) / V m v (H 2) \u003d 8,96 / 22,4 \u003d 0,4 mol Nech je látkové množstvo Al x mol a Fe - y mol. Potom na základe reakčných rovníc môžeme napísať výraz pre celkový počet mólov vodíka: 1,5x + y = 0,4 Hmotnosť kovov v zmesi vyjadrujeme: Potom bude hmotnosť zmesi vyjadrená rovnicou: 27x + 56r = 11 Dostali sme systém rovníc: 1,5x + y = 0,4 27x + 56r = 11 Poďme to vyriešiť: (56-18) r \u003d 11 - 7,2 v(Fe) = 0,1 mol x = 0,2 mol v(Al) = 0,2 mol Potom hmotnosť kovov v zmesi: m(Al) = 27 x 0,2 = 5,4 g m(Fe) \u003d 56 × 0,1 \u003d 5,6 g Nájdite hmotnostné zlomky kovov v zmesi: ώ = m(Ja)/m súčet × 100 % ώ(Fe) \u003d 5,6 / 11 × 100 % \u003d 50,91 % ώ(Al) = 100 – 50,91 = 49,09 %
Odpoveď	Hmotnostné frakcie kovov v zmesi: 50,91 %, 49,09 %