Сплав меди с оловом: из сплавов на основе меди и олова (бронзы):

Как называется сплав олова и меди?

На протяжении многих тысячелетий человек экспериментировал с различными металлами и получал из них всё более высокопрочные сплавы. Для этого использовались самые различные химические элементы. Бронзовый век – эпоха, во время которой стал популярным сплав олова и меди (CuSn₆). Что это за материал и почему он был столь популярен?

История возникновения бронзы

Благодаря улучшению качества обработки таких металлов, как медь и олово, в 3000 году до н.э. начался Бронзовый век. Он характеризуется активной выработкой такого сплава, как бронза, которая использовалась для изготовления орудий труда и украшений.

В современной металлургической промышленности, кроме меди и олова, используют также такие материалы, как алюминий, фосфор, свинец, цинк. Само название происходит от персидского слова «berenj», которое переводится «медь».

Известно, что первая бронза была изготовлена из Cu и мышьяка и называлась мышьяковистой. Однако из-за своей токсичности она очень быстро сменилась оловянной. Не удивительно, что кузнецов очень часто рисовали некрасивыми и изуродованными. На самом деле так и было. Длительный контакт с мышьяком очень плохо влиял на их организм. По этой причине сплав меди с оловом называется бронзой, так как именно эти компоненты присутствуют в ней чаще всего.

Характеристика бронзы

Все мы знаем, что такой металл, как медь, очень мягкий, пластичный и абсолютно непрочный. В то же время он обладает очень высокой электро- и теплопроводностью. Сплав олова и меди – материал, который значительно превосходит характеристики этих химический элементов по отдельности. Другими словами, бронза обладает высокой твердостью, прочностью, но в то же время она довольно легкоплавка.

Открытие этого сплава сыграло большую роль в металлургической промышленности. Несмотря на то что позже было изобретено множество других материалов, даже сегодня он пользуется большой популярностью за счет своих хороших механических свойств.

Способность бронзы сопротивляться коррозии

Одним из самых важных свойств сплава является его коррозионная устойчивость. Особенно это касается тех составов, в которых присутствует значительное содержание марганца и кремния (более 2%).

Было установлено, что высокая коррозионная устойчивость проявляется при контакте бронзы с водой (морской и пресной), концентрированными щелочами и кислотами, сульфатами и хлоридами легких металлов, а также при контакте с сухими газами (безоловянные бронзы).

Конечно же, в целом коррозионные свойства сплава зависят от легирующих элементов. Так, высокое содержание свинца уменьшает способность сопротивляться коррозии, а никель повышает это свойство.

Виды бронзы

Легирующие элементы, которые могут быть в составе этого сплава, способны значительно менять его свойства, от них зависит и вид бронзы. К тому же и олово может быть заменено другими элементами. Например, БрАМЦ-7-1 можно расшифровать так: 92% меди, 7% алюминия, 1% марганца. Данная марка бронзы не содержит в себе олова и благодаря этому обладает высоким сопротивлением к знакопеременной нагрузке. Её используют для изготовления болтов, винтов, гаек и деталей для гидравлических установок.

Другой пример – оловянная литейная бронза марки БрО10С10. В ней содержится до 83% меди, 9% олова, 8% свинца и до 0,1% железа, кремния, фосфора и алюминия. Она предназначена для деталей, которые работают в условиях высоких удельных давлений, например, для подшипников скольжения.

Несмотря на то что бронза является сплавом олова и меди, в некоторых случаях такой химический элемент, как Sn, не используется. Еще один пример безоловянной бронзы – жаропрочная. Для её изготовления применяют только медь 98-99% и кадмий 1-2%. Примером может послужить марка БрКд1. Это жаропрочная кадмиевая бронза, обладающая высокой жаропрочностью и электропроводностью. Она может быть применена для изготовления деталей машин контактной сварки, коллекторов электродвигателей и других деталей, работающих в условиях высоких температур и требующих хорошей электропроводности.

Еще один вид сплава, используемый для изготовления прокладок в подшипниках и втулках автомобилей – обрабатываемая давлением оловянная бронза. Сплав меди и олова содержит такие легирующие элементы как свинец (4%), цинк (4%), алюминий (0,002%), железо (0,005%). Марка стали называется БрОЦС4-4-4. Именно благодаря процентному соотношению данных химических элементов этот сплав можно обрабатывать давлением и резанием. Цвет бронзы также зависит от примесей. Так, чем меньше меди содержит сплав, тем менее выраженный цвет: более 90% — красный, до 80% – желтый, менее 35% — серо-стальной.

Обработка бронзы

Как уже было сказано ранее, сплав олова и меди – это достаточно прочный материал. Он плохо поддается заточке, резанию и обработке давлением. В целом это литейный материал, обладающий малой усадкой — около одного процента. И даже несмотря на невысокую текучесть и склонность к ликвации, бронзу применяют для изготовления сложных по конфигурации отливок. Не исключение и художественное литьё.

Легирующие элементы, которые добавляются в сплав олова и меди, улучшают его свойства и уменьшают цену. Так, например, легирование свинцом и фосфором позволяет улучшить обработку бронзы, а цинк увеличивает её коррозионную стойкость. Для определенных целей изготавливают деформированные сплавы. Они легко изменяют свой вид при использовании холодной ковки.

Область применения

Конечно же, использование бронзы не теряет своей популярности и в наше время. Сувенирная продукция, декоративные предметы интерьера, украшения на ворота и калитки… Кроме того, сплав применяют для изготовления фурнитуры (ручки, петли, замки) и сантехники (краны, фитинги, прокладки, смесители). В промышленных сферах бронза также имеет обширные области использования. Так, литейный сплав используют для изготовления подшипников, уплотнительных колец, втулок.

На широкое применение бронзы особенно влияют её коррозионные свойства. По этой причине её используют для изготовления деталей механизмов, работающих при постоянном контакте с водой. Высокая упругость сплава позволяет изготавливать из него пружины и части контрольно-измерительной аппаратуры.

Переплавка бронзы

Конечно, каждый сплав имеет как свои плюсы, так и минусы. Бронза – сплав, который состоит из меди и олова, и поэтому он отлично переносит любые переплавки. Его можно использовать несколько раз в совершенно разных целях. С другой стороны, если бронза содержит большое количество примесей, таких как магний, кремний, алюминий, то при переплавке механические свойства могут уменьшиться.

Это обусловлено тем, что легирующие элементы, улучшающие характеристики бронзы, при плавке окисляются и образуют тугоплавкие оксиды, которые располагаются по границам кристаллической решетки. Они нарушают связь между зернами, что делает бронзу более хрупкой.

Как отличить бронзу от латуни и меди

Один из самых распространенных вопросов — это отличие этого сплава от других, похожих на него внешне. Конечно, в пределах промышленности и при помощи специальных реагентов сделать это довольно просто. Но как же быть, если определить материал необходимо в домашних условиях?

Начнем с того, что сплав состоит из олова и меди. Массы этих веществ в процентном содержании могут быть разными. Чем больше меди, тем более ярким будет цвет, а вот за счет содержания в сплаве олова, он будет на порядок тяжелее, чем, например, чистый Cu.

Если же сравнивать бронзу с латунью, то последняя имеет более желтоватый оттенок. Сама по себе медь очень пластична, а вот сплавы на её основе достаточно упругие и твердые. Определить, какой материал перед вами, можно также путем нагрева. Так, у латуни под воздействием высокой температуры выделяется оксид цинка и изделие приобретает пепельный «налет». А вот бронза при нагревании не будет изменять своих свойств.

Произведения искусства

Довольно часто можно встретить различные бронзовые статуэтки и фигурки. Многие произведения искусства были созданы еще в античные времена и в Средние века.

Сплавы, содержащие медь и олово, применяются для изготовления:

• Заборов и ворот, которые получаются не только невероятно красивыми, но и прочными.
• Элементов лестничных конструкций.
• Сувенирной продукции и скульптурных композиций.
• Декоративных осветительных приборов: бра и люстр.
• Предметов для оформления интерьера.

Для того чтобы отлить необходимую композицию, создают специальную модель из дерева, гипса или полимерных материалов – так называемая формовка. Полости данной фигуры заполняют глиной и после отливки извлекают. После изготовления поверхность может быть покрыта позолотой, слоем никеля, хрома или же серебром.

Очень важно отметить, что, как правило, для изготовления произведений искусства используется сплав олова и меди без легирующих элементов. Это обуславливается тем, что чем больше таких составляющих присутствует в бронзе, тем больше её усадка, что негативно сказывается на качестве и форме изделия.

Задачи на смеси и сплавы — 4ЕГЭ

26 марта 2022

В закладки

Обсудить

Жалоба

TG 4ЕГЭ

Пробные работы ЕГЭ по математике

Подборка задач для самостоятельной работы.

sm-sp.docx

1. Бронза – сплав меди и олова. В древности из бронзы отливали колокола, если в ней содержалось 75% меди. К куску бронзы 500кг и содержащему 72% добавили некоторое количество бронзы, содержащей 80% меди и получили бронзу, необходимую для изготовления колокола. Определите сколько добавили 80% бронзы.

Ответ: 300кг.

2. В лаборатории изготовили 1кг 16% солевого раствора. Через неделю из этого раствора испарилось 200г воды. Какова стала концентрация соли в растворе?

Ответ: 20%.

3. При выплавке стали из чугуна, выжигается углерод. Содержание углерода в чугуне 4%. Сколько тонн углерода нужно выжечь из 245т чугуна, чтобы получилась сталь с содержанием углерода 2%?

Ответ: 5т.

4. Имеется 600г сплава золота и серебра содержащего золото и серебро в отношении 1:5 соответственно. Сколько грамм золота необходимо добавить к этому сплаву чтобы получить новый сплав содержащий 50% серебра.

Ответ: 400г.

5. Слиток сплава меди и цинка массой 36 кг содержит 45% меди. Какую массу меди надо добавить к этому куску, чтобы полученный сплав содержал 60% меди?

Ответ: 13,5кг.

6. После смешивания двух растворов, один из которых содержал 48 г, а другой — 20 г безводного йодистого калия, получилось 200 г нового раствора. Найдите концентрацию каждого из первоначальных растворов, если концентрация первого на 15% больше концентрации второго.

Ответ: 40% и 25%.

7. Имелось два слитка меди. Процент содержания меди в первом слитке на 40% меньше, чем во втором. После того как оба слитка сплавили, получился слиток, содержащий 36% меди. Найдите процентное содержание меди в каждом слитке, если в первом было 6 кг меди, а во втором — 12 кг.

Ответ: 20% и 60%.

8. Сколько чистого спирта нужно добавить к 735 г 16%-ного раствора йода и спирта, чтобы получить 10%-ный раствор?

Ответ: 441г.

9. Смешали 30%-ный раствор соляной кислоты с ее 10%-ным раствором и получили 600 г 15%-ного раствора. Сколько граммов 30 % -ного раствора было взято?

Ответ: 150г.

10. В сосуде находится 10%-ный раствор спирта. Из сосуда отлили 1/3 содержимого, а оставшуюся часть долили водой так, что сосуд оказался заполненным на 5/6 первоначального объема. Какое процентное содержание спирта оказалось в сосуде?

Ответ: 8%.

11. Имеются два слитка, состоящие из цинка, меди и олова. Известно, что первый слиток массой 150 кг содержит 40% олова, а второй массой 250 кг — 26% меди. Процентное содержание цинка в обоих слитках одинаково. Сплавив первый и второй слитки, получили сплав, в котором оказалось 30% цинка. Сколько килограммов олова содержится в полученном сплаве?

Ответ: 170 кг.

12. Имеются два сплава, состоящие из меди, цинка и олова. Известно, что первый сплав содержит 25% цинка, а второй — 50% меди. Процентное содержание олова в первом сплаве в 2 раза меньше, чем во втором. Сплавив 200 кг первого сплава и 300 кг второго, получили новый сплав, в котором оказалось 28% цинка. Определите, сколько килограммов меди содержится в получившемся новом сплаве.

Ответ: 280 кг.

13. Из сосуда, содержащего чистый спирт, отлили 20% содержимого и добавили такое же количество воды. Затем снова отлили 20% содержимого и добавили такое же количество воды. Какое минимальное количество раз надо повторить этот процесс, чтобы содержание спирта в сосуде стало меньше 30%?

Ответ: 6 раз.

14. Сплав весит 2 кг и состоит из серебра и меди, причем вес серебра составляет 14 % веса меди. Сколько серебра в данном сплаве?

Ответ: 0,25 кг.

15. Имелись два разных сплава меди, причем процент содержания меди в первом сплаве был на 40% меньше, чем во втором. После того как их сплавили вместе, получили сплав, содержащий 36% меди. Определите процентное содержание меди в обоих сплавах, если известно, что в первом ее 6 кг, а во втором — вдвое больше.

Ответ: 20% и 60%.

16. Два раствора, первый из которых содержал 800 г, а второй 600 г безводной серной кислоты, смешали и получили 10 кг нового раствора серной кислоты. Определите массу первого и второго растворов, вошедших в смесь, если известно, что процент содержания безводной серной кислоты в первом растворе на 10% больше, чем во втором.

Ответ: 4кг и 6 кг.

17. Морская вода содержит 5% (по весу) соли. Сколько килограммов пресной воды надо прибавить к 40 кг морской воды, чтобы содержание соли в последней составляло 2%?

Ответ: 60 кг.

18. Имеется стальной лом двух сортов с содержанием никеля 5% и 40%. Сколько нужно взять металла каждого из этих сортов, чтобы получить 140 т стали с содержанием 30% никеля?

Ответ: 40т и 100т.

19. Свежие грибы по весу содержат 90% воды, а сухие 12% воды. Сколько получится сухих грибов из 22 кг свежих?

Ответ: 2,5 кг.

20. Имеется сплав серебра с медью. Вычислите вес и пробу этого сплава, если его сплав с 3 кг чистого серебра есть сплав 900-й пробы, а его сплав с 2 кг сплава 900-й пробы есть сплав 840 пробы. (Проба благородного металла, равная например, 760 означает, что масса этого благородного металла в сплаве составляет 0,760 от массы всего сплава. )

Ответ: Вес первоначального сплава 3кг его проба 0,8.

21. Имеются три слитка. Первый весит 5 кг, второй 3 кг и каждый из этих слитков содержит 30% меди. Если первый слиток сплавить с третьим, то получится слиток, содержащий 56% меди, а если второй слиток сплавить с третьим, то получится слиток, содержащий 60% меди. Найдите вес третьего слитка и процент содержания меди в нем.

Ответ: 10кг; 69%

22. Один сплав меди с оловом содержит эти металлы в отношении 2:3, другой — в отношении 3 : 7. В каком количестве надо взять эти сплавы, чтобы получить 12 кг нового сплава, в котором медь и олово были бы в отношении 3:5?

Ответ: 9кг и 3кг.

23. 40% раствор серной кислоты разбавили 60% раствором, после чего добавили 5кг воды и получили раствор 20% концентрации. Если бы вместо 5кг воды добавили 5 кг 80% раствора серной кислоты, то получился бы 70% раствор. Сколько было 40% и 60% раствора серной кислоты?

Ответ: 1кг 40% и 2кг 60%.

Что такое Медно-оловянные сплавы? Свойства, использование и состав

Блог ThePipingMart Металлы Что такое медно-оловянные сплавы? Свойства, использование и состав

9 декабря 2022 г. 9 декабря 2022 г.

| 12:24

Медно-оловянные сплавы (или бронза) веками использовались для самых разных целей, от изготовления украшений до создания инструментов, оружия и скульптур. Эти сплавы производятся путем соединения меди с оловом в различных количествах, в зависимости от желаемых свойств конечного продукта. Давайте подробнее рассмотрим, что делает эти сплавы такими особенными.
 

Другие наши изделия из меди Другие наши изделия из медных материалов

Что делает бронзу особенной?

Основным преимуществом использования бронзы является ее прочность и долговечность . Когда медь и олово объединяются в сплав, в результате получается более прочный материал, чем медь или олово по отдельности. Эта прочность делает его идеальным материалом для таких предметов, как инструменты, скобяные изделия и скульптуры, которые должны выдерживать износ с течением времени. Пластичность бронзы также делает ее идеальной для создания сложных форм, поэтому она использовалась на протяжении тысячелетий для создания таких произведений искусства, как скульптуры и украшения.

Медно-оловянный сплав Свойства

Медно-оловянный сплав (бронзовые сплавы) можно разделить на две категории — бронзы с высоким содержанием олова, где содержание олова превышает 10%, и бронзы с низким содержанием олова, где содержание олова составляет от 0 % и 10%. Бронзы с высоким содержанием олова известны своей прочностью и коррозионной стойкостью, а бронзы с низким содержанием олова известны своей ковкостью и гибкостью. В зависимости от ваших потребностей вы можете настроить свой сплав, регулируя как количество олова в вашей смеси, так и температуру, при которой он нагревается для получения различных свойств.

Применение бронзовых сплавов (медно-оловянный сплав)

Бронзовые сплавы находят бесчисленное множество применений благодаря своей прочности и пластичности. Они использовались во многих отраслях промышленности на протяжении всей истории — от создания монет до изготовления музыкальных инструментов, таких как тарелки или колокольчики. В наше время они по-прежнему широко используются в производственных отраслях, таких как аэрокосмическая или автомобильная техника, из-за их отношения веса к прочности. Помимо промышленного применения, бронзовые сплавы также можно использовать в декоративных целях, таких как создание скульптур или украшений.

Состав сплава меди и олова

Сплавы меди с оловом, также известные как сплавы бронзы, веками широко использовались в производстве и технике. Эти сплавы сочетают в себе желаемые свойства обоих металлов, создавая прочный и устойчивый к коррозии материал, который хорошо работает в различных отраслях промышленности. В зависимости от количества олова, присутствующего в сплаве, он может варьироваться от довольно твердого и хрупкого до мягкого и ковкого. Этот диапазон характеристик делает его подходящим для использования в различных предметах, таких как инструменты, монеты и архитектурные компоненты. Медно-оловянные сплавы состоят из 90–95% меди и 5–10% олова, образуя сложную матричную структуру, состоящую в основном из двух типов интерметаллических соединений, известных как альфа-латуни или альфа-бронзы. Создание этой матрицы помогает еще больше укрепить свойства сплава благодаря его способности к нержавеющей стали наряду с хорошими прочностными характеристиками, поэтому этот тип сплава так широко используется в современной промышленности.

Заключение:

Медно-оловянные сплавы (или бронзы) использовались с древних времен для различных целей благодаря их уникальному сочетанию прочности, долговечности и ковкости по сравнению с другими металлами или сплавами. Регулируя как количество олова, включаемого в вашу смесь, так и температуру, при которой она нагревается в процессе производства, вы можете настраивать свойства своего сплава в зависимости от его предполагаемого назначения — будь то создание скульптур или аэрокосмических деталей! Для чего бы вам ни понадобился сплав меди и олова, этот обзор должен дать вам представление о том, почему эта комбинация была так популярна на протяжении всей истории!
 

Другие наши изделия из меди Другие наши изделия из медных материалов

суровый джайн

Pipingmart – это B2B-портал, специализирующийся на металлических, промышленных и трубопроводных изделиях. Кроме того, мы делимся последней информацией и информацией о материалах, продуктах и ​​различных типах марок, чтобы помочь предприятиям, которые занимаются этим бизнесом.

Теги: Медно-оловянные сплавы

Медь и медные сплавы Микроструктуры: Медно-оловянные сплавы

Медно-оловянные сплавы или оловянные бронзы известны своей коррозионной стойкостью. Оловянные бронзы прочнее и пластичнее красных и полукрасных латуней. Они обладают высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения по стали. Оловянные бронзы с содержанием олова до 15,8% сохраняют структуру альфа-меди. Олово является упрочнителем твердого раствора в меди, хотя олово имеет низкую растворимость в меди при комнатной температуре. Фазовые превращения при комнатной температуре протекают медленно и обычно не происходят, поэтому эти сплавы являются однофазными. Оловянные бронзы используются в подшипниках, шестернях, поршневых кольцах, клапанах и фитингах. Литые оловянные бронзы имеют обозначение UNS C9.с 0200 по C91700. Свинец добавляется в оловянные бронзы для улучшения обрабатываемости и герметичности. Свинец снижает прочность на растяжение и пластичность оловянных бронз, но состав можно отрегулировать, чтобы сбалансировать требования к обрабатываемости и прочности. Оловянные бронзы с высоким содержанием свинца в основном используются для подшипников скольжения. Эти сплавы имеют механизм медленного разрушения, который временно предотвращает истирание и заедание. Механизм медленного отказа работает за счет того, что свинец просачивается из сплава и размазывается по поверхности шейки. Литые оловянно-свинцовые бронзы обозначаются как UNS C9.2200 до C94500.

Микроструктура литых оловянных бронз состоит из дендритов с сердцевиной, они имеют градиент состава, увеличивающий содержание олова по мере роста. Последняя затвердевающая жидкость при охлаждении обогащается оловом и образует альфа- и дельта-фазы. Альфа- и дельта-фазы заполняют области между плечами дендритов. микроструктура свинцово-оловянных бронз аналогична бессвинцовым материалам с добавлением частиц свинца в междендритных границах. Свинец практически нерастворим в твердой меди и последним затвердевает в виде почти чистого свинца на границах зерен.

ПРИМЕЧАНИЕ. Размер файла Увеличенный и Наибольший Вид микрофотографий значительно больше, чем показанная миниатюра. Изображения увеличенного вида имеют размер от 11K до 120K в зависимости от изображения. The Largest View Изображения имеют размер от 125K до почти 500K.

Номинальный состав: Cu 78-82, Pb 8-11, Sn 9-11, Zn 0. Published by admin View all posts by admin