Сплав железа и меди называется: Медь и ее сплавы — история материала, его свойства и применение + Видео

Урок 13. сплавы металлов — Химия — 11 класс

Химия, 11 класс

Урок № 13. Сплавы металлов

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению сплавов чёрных и цветных металлов, роли легирующих добавок, зависимости свойств сплавов от состава.

Глоссарий

Бронза – сплав на основе меди; оловянная бронза содержит до 8,5% олова. Может содержать также алюминий, кремний, свинец. Используется для изготовления деталей машин, инструментов, при ударе не образующих искр.

Баббиты – сплавы на основе олова и свинца. Применяются для изготовления подшипников, так как отличаются высокой устойчивостью к истиранию.

Дюралюминий – высокопрочные сплавы на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Основной конструкционный материал в авиа- и ракетостроении.

Константан – сплав на основе меди, никеля и марганца, используется для изготовления электроизмерительных приборов.

Латунь – сплав меди и цинка, с небольшими добавками никеля, олова, свинца, марганца. Используется для изготовления деталей машин и запорной аппаратуры.

Легированная сталь – сталь, в состав которой включены легирующие добавки, повышающие прочность, коррозионную устойчивость, жаропрочность и другие свойства сплава.

Легирующие добавки – вещества, вводимые в сплав в определённых количествах, для придания сплаву необходимых свойств.

Мельхиор – медно-никелевый сплав с добавлением железа, используется для изготовления монет, инструментов, столовых приборов.

Нейзильбер – трёхкомпонентный сплав на основе меди, цинка и никеля.

Силумин – сплав алюминия с кремнием. Применяется для литья деталей в авто- моторостроении.

Сплав — материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, один из которых обязательно металл.

Сплав Вуда – легкоплавкий сплав на основе висмута, свинца, олова и кадмия. Используется для изготовления металлических моделей, заливки образцов, пайки некоторых сплавов.

Сталь – сплав железа с углеродом, причем доля углерода не превышает 2,14%.

Цветные металлы – алюминий, медь, никель, цинк, олово, свинец и другие металлы, не относящиеся к чёрным.

Цементит – карбид железа Fe₃C, образуется в виде отдельной фазы в чугуне с высоким содержанием углерода.

Чёрные металлы – железо, марганец, иногда к чёрным металлам относят хром.

Чугун – сплав железа с углеродом, содержание углерода в пределах от 2,14 до 4,3%.

Электрон – сплав на основе магния и алюминия с добавлением цинка, и марганца. Используется в авиа- и ракетостроении.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М. А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

• Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Сплавы металлов и их классификация

Одним из первых металлов, который человек стал применять для своих нужд, была медь. Но ещё в III тысячелетии люди обнаружили, что медь, сплавленная с оловом, позволяет делать более прочное оружие, долговечную посуду. Материал, полученный при сплавлении меди с оловом, получил название «бронза». Это был первый сплав, изготовленный человеком.

Сплавом называют искусственный материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, из которых, по крайней мере, один является металлом.

В зависимости от количества компонентов различают двойные (бинарные), тройные и многокомпонентные сплавы. Сплавы могут иметь однородную структуру (гомогенные сплавы), а также состоять из нескольких фаз (гетерогенные сплавы). В зависимости от своих свойств сплавы подразделяются на легкоплавкие, тугоплавкие, жаропрочные, высокопрочные, твердые, коррозионно-устойчивые. По предполагаемой технологии обработки различают литейные (изделия производят путём литья) и деформируемые (обрабатывают путём ковки, проката, штамповки, прессования) сплавы.

Чёрные металлы и сплавы на их основе

В зависимости от природы металла, составляющего основу сплава, различают чёрные и цветные сплавы. В чёрных сплавах основным металлом является железо. Самыми распространенными из чёрных сплавов являются сталь и чугун. К чёрным металлам относятся железо, а также марганец и хром, которые входят в состав чёрных сплавов.

Чугун

Чугун – сплав на основе железа, содержание углерода в котором превышает точку предельной растворимости углерода в расплаве железа (2,14%). При остывании сплава, углерод кристаллизуется в виде отдельных включений цементита и графита. Углерод придает чугуну твердость, но снижает пластичность сплава, поэтому чугун хрупкий. Чугун применяют для изготовления литых деталей (коленчатых валов, колёс, труб, радиаторов отопления, ванн, решеток ограждения), кухонной посуды (сковородок, чугунков, казанов).

Сталь

В стали содержание углерода значительно меньше. В низкоуглеродистых сталях количество углерода не превышает 0,25%, в высокоуглеродистой стали содержание углерода может достигать 2%. Самые первые стальные изделия появились 4000 лет назад. В настоящее время выплавляют стальные сплавы с различными свойствами. Это конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные стали.

Легирующие добавки

Для придания стали особых свойств в процессе её изготовления, вводят легирующие добавки. Легирующими добавками называют вещества, которые добавляют в сплав в определенном количестве для изменения механических и физических свойств материала.

Легированные стали

В зависимости от количества легирующих добавок различают низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Марка стали обозначается с помощью букв и цифр. Буква указывает на химическую природу легирующей добавки, а цифра, стоящая после буквы – на примерное содержание этой добавки в сплаве. Если содержание добавки меньше 1%, то цифру не ставят. Цифры впереди букв показывают содержание углерода в сотых долях процента. Например, в стали марки 18ХГТ содержится 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi.

Стали применяют для изготовления армирующих железнодорожных рельсов, дробильных установок, конструкций, турбин электростанций и двигателей самолётов, инструментов (пилы, сверла, резцы, зубила, фрезы), химической аппаратуры, деталей автомобилей, тракторов, дорожных машин, труб и много другого.

Цветные металлы и сплавы на их основе

К цветным металлам относят алюминий, цинк, медь, никель, олово, свинец и др. Сплавы на основе цветных металлов называют цветными. Это бронза, латунь, силумин, дюралюминий, баббиты и многие другие. В авиации широкое применение нашли легкие и прочные сплавы на основе алюминия и титана. Изделия из медных сплавов: бронзы и латуни, применяются в химической промышленности, для изготовления запорной аппаратуры: кранов, вентилей. Сплавы на основе олова и свинца используют для изготовления подшипников. Из мельхиора и нейзильбера – сплавов меди и никеля, изготовляют столовые наборы, монеты.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Расчет массовой доли металла в сплаве

Условие задачи: Кусочек нейзильбера массой 2,00 г поместили в раствор гидроксида натрия. В ходе реакции выделилось 0,14 л водорода (н.у.). Вычислите массовую долю цинка в сплаве. Ответ запишите в процентах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: запишем уравнение реакции цинка с раствором гидроксида натрия:

Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂↑.

Один моль цинка вытесняет из щёлочи один моль водорода.

Шаг второй: найдём количество цинка, которое вытеснило 0,14 л водорода.

Для этого найдём в периодической таблице элементов Д.И. Менделеева молярную массу цинка: М(Zn) = 65 г/моль. При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объём, равный 22,4 л. Составим пропорцию:

65 г цинка вытесняет 22,4 л водорода;

х г цинка вытесняет 0,14 л водорода.

65 : х = 22,4 : 0,14, откуда х = (65·0,14) : 22,4 = 0,41 (г) – масса цинка в сплаве.

Шаг третий: найдём массовую долю цинка в сплаве:

ω = (0,41 : 2,00)*100 = 20,5 (%).

Ответ: 20,5

2. Расчёт массы легирующей добавки

Условие задачи: Для придания стали противокоррозионных свойств в сплав добавляют хром. Сталь марки С1 должна содержать 12% хрома, 1% кремния, 1,5% марганца и 0,2% углерода. Сколько хрома необходимо добавить к железному лому (посторонними примесями пренебрегаем) массой 500 кг, чтобы получить нержавеющую сталь требуемой марки? Ответ записать в килограммах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: найдём массовую долю железа в стали марки С1:

Для этого от 100% отнимем массовые доли остальных элементов:

100 – 12 – 1 – 1,5 – 0,2 = 85,3 (%).

Шаг второй: найдём массу одного процента сплава.

Для этого массу железного лома разделим на массовую долю железа:

500 : 85,3 = 5,9 (кг).

Шаг третий: найдём необходимую массу хрома. Для этого массу одного процента сплава умножим на массовую долю хрома в сплаве:

5,9*12 = 70,8 (кг).

Ответ: 70,8

Сплавы из алюминия и их применение :: ТОЧМЕХ

Легирование

Алюминий применяют для производства из него изделий и сплавов на его основе.

Легирование — процесс введения в расплав дополнительных элементов, улучшающих механические, физические и химические свойства основного материала. Легирование является обобщающим понятием ряда технологических процедур, проводимых на различных этапах получения металлического материала с целями повышения качества металлургической продукции.

Введение различных легирующих элементов в алюминий существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические свойства.

Прочность чистого алюминия не удовлетворяет современные промышленные нужды, поэтому для изготовления любых изделий, предназначенных для промышленности, применяют не чистый алюминий, а его сплавы.

При различном легировании повышаются прочность, твердость, приобретается жаропрочность и другие свойства. При этом происходят и нежелательные изменения: неизбежно снижается электропроводность, во многих случаях ухудшается коррозионная стойкость, почти всегда повышается относительная плотность. Исключение составляет легирование марганцем, который не только не снижает коррозионную стойкость, но даже несколько повышает ее, и магнием, который тоже повышает коррозионную стойкость (если его не более 3 %) и снижает относительную плотность, так как он легче, чем алюминий.

Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы по способу изготовления из них изделий делят на две группы:
1) деформируемые (имеют высокую пластичность в нагретом состоянии),
2) литейные (имеют хорошую жидкотекучесть).

Такое деление отражает основные технологические свойства сплавов. Для получения этих свойств в алюминий вводят разные легирующие элементы и в неодинаковом количестве.

Сырьем для получения сплавов обоего типа являются не только технически чистый алюминий, но также и двойные сплавы алюминия с кремнием, которые содержат 10-13 % Si, и немного отличаются друг от друга количеством примесей железа, кальция, титана и марганца. Общее содержание примесей в них 0.5-1.7 %. Эти сплавы называют силуминами. Для получения деформируемых сплавов в алюминий вводят в основном растворимые в нем легирующие элементы в количестве, не превышающем предел их растворимости при высокой температуре. Деформируемые сплавы при нагреве под обработку давлением должны иметь гомогенную структуру твердого раствора, обеспечивающую наибольшую пластичность и наименьшую прочность. Это и обусловливает их хорошую обрабатываемость давлением.

Основными легирующими элементами в различных деформируемых сплавах является медь, магний, марганец и цинк, кроме того, в сравнительно небольших количествах вводят также кремний, железо, никель и некоторые другие элементы.

Дюралюминии — сплавы алюминия с медью

Характерными упрочняемыми сплавами являются дюралюминии — сплавы алюминия с медью, которые содержат постоянные примеси кремния и железа и могут быть легированы магнием и марганцем. Количество меди в них находится в пределах 2.2-7 %.

Медь растворяется в алюминии в количестве 0,5% при комнатной температуре и 5,7% при эвтектической температуре, равной 548 C.

Термическая обработка дюралюминия состоит из двух этапов. Сначала его нагревают выше линии предельной растворимости (обычно приблизительно до 500 C). При этой температуре его структура представляет собой гомогенный твердый раствор меди в алюминии. Путем закалки, т.е. быстрого охлаждения в воде, эту структуру фиксируют при комнатной температуре. При этом раствор получается пересыщенным. В этом состоянии, т.е. в состоянии закалки, дюралюминий очень мягок и пластичен.

Структура закаленного дюралюминия имеет малую стабильность и даже при комнатной температуре в ней самопроизвольно происходят изменения. Эти изменения сводятся к тому, что атомы избыточной меди группируются в растворе, располагаясь в порядке, близком к характерному для кристаллов химического соединения CuAl. Химическое соединение еще не образуется и тем более не отделяется от твердого раствора, но за счет неравномерности распределения атомов в кристаллической решетке твердого раствора в ней возникают искажения, которые приводят к значительному повышению твердости и прочности с одновременным снижением пластичности сплава. Процесс изменения структуры закаленного сплава при комнатной температуре носит название естественного старения.

Естественное старение особенно интенсивно происходит в течение первых нескольких часов, полностью же завершается, придавая сплаву максимальную для него прочность, через 4-6 суток. Если же сплав подогреть до 100-150 C, то произойдет искусственное старение. В этом случае процесс совершается быстро, но упрочнение происходит меньшее. Объясняется это тем, что при более высокой температуре диффузионные перемещения атомов меди осуществляются более легко, поэтому происходит завершенное образование фазы CuAl и выделение ее из твердого раствора. Упрочняющее же действие полученной фазы оказывается меньшим, чем действие искаженности решетки твердого раствора, возникающей при естественном старении.

Сравнение результатов старения дюралюминия при различной температуре показывает, что максимальное упрочнение обеспечивается при естественном старении в течении четырех дней.

Сплавы алюминия с марганцем и магнием

Среди неупрочняемых алюминиевых сплавов наибольшее значение приобрели сплавы на основе Al-Mn и Al-Mg.

Марганец и магний, так же как и медь, имеют ограниченную растворимость в алюминии, уменьшающуюся при снижении температуры. Однако эффект упрочнения при их термообработке невелик. Объясняется это следующим образом. В процессе кристаллизации при изготовлении сплавов, содержащих до 1,9% Mn, выделяющийся из твердого раствора избыточный марганец должен был бы образовать с алюминием растворимое в нем химическое соединение Al (MnFe), которое в алюминии не растворяется. Следовательно, последующий нагрев выше линии предельной растворимости не обеспечивает образование гомогенного твердого раствора, сплав остается гетерогенным, состоящим из твердого раствора и частиц Al (MnFe), а это приводит к невозможности закалки и последущего старения.

В случае системы Al-Mg причина отсутствия упрочнения при термической обработке иная. При содержании магния до 1,4% упрочнения быть не может, так как в этих пределах он растворяется в алюминии при комнатной температуре и никакого выделения избыточных фаз не происходит. При большем же содержании магния закалка с последующим химическим старением приводит к выделению избыточной фазы — химического соединения Mg Al .

Однако свойства этого соединения таковы, что процессы, предшествующие его выделению, а затем и образующиеся включения не вызывают заметногоэффекта упрочнения. Несмотря на это, введение и марганца, и магния в алюминий полезно. Они повышают его прочность и коррозионную стойкость (при содержании магния не более 3%). Кроме того, сплавы с магнием более легкие, чем чистый алюминий.

Другие легирующие элементы

Также для улучшения некоторых характеристик алюминия в качестве легирующих элементов используются:

Бериллий добавляется для уменьшения окисления при повышенных температурах. Небольшие добавки бериллия (0,01-0,05%) применяют в алюминиевых литейных сплавах для улучшения текучести в производстве деталей двигателей внутреннего сгорания (поршней и головок цилиндров).

Бор вводят для повышения электропроводимости и как рафинирующую добавку. Бор вводится в алюминиевые сплавы, используемые в атомной энергетике(кроме деталей реакторов), т.к. он поглощает нейтроны, препятствуя распространению радиации. Бор вводится в среднем в количестве 0,095-0,1%.

Висмут. Металлы с низкой температурой плавления, такие как висмут, свинец, олово, кадмий вводят в алюминиевые сплавы для улучшения обрабатываемости резанием. Эти элементы образуют мягкие легкоплавкие фазы, которые способствуют ломкости стружки и смазыванию резца.

Галлий добавляется в количестве 0,01 — 0,1% в сплавы, из которых далее изготавливаются расходуемые аноды.

Железо. В малых количествах (>0,04%) вводится при производстве проводов для увеличения прочности и улучшает характеристики ползучести. Так же железо уменьшает прилипание к стенкам форм при литье в кокиль.

Индий. Добавка 0,05 — 0,2% упрочняют сплавы алюминия при старении, особенно при низком содержании меди. Индиевые добавки используются в алюминиево — кадмиевых подшипниковых сплавах.

Кадмий. Примерно 0,3% кадмия вводят для повышения прочности и улучшения коррозионных свойств сплавов.

Кальций придает пластичность. При содержании кальция 5% сплав обладает эффектом сверхпластичности.

Кремний является наиболее используемой добавкой в литейных сплавах. В количестве 0,5-4% уменьшает склонность к трещинообразованию. Сочетание кремния с магнием делают возможным термоуплотнение сплава.

Олово улучшает обработку резанием.

Титан. Основная задача титана в сплавах — измельчение зерна в отливках и слитках, что очень повышает прочность и равномерность свойств во всем объеме.

Применение алюминиевых сплавов

Большинство алюминиевых сплавов имеют высокую коррозионную стойкость в естественной атмосфере, морской воде, растворах многих солей и химикатов и в большинстве пищевых продуктов. Последнее свойство в сочетании с тем, что алюминий не разрушает витамины, позволяет широко использовать его в производстве посуды. Конструкции из алюминиевых сплавов часто используют в морской воде. Алюминий в большом объеме используется в строительстве в виде облицовочных панелей, дверей, оконных рам, электрических кабелей. Алюминиевые сплавы не подвержены сильной коррозии в течение длительного времени при контакте с бетоном, строительным раствором, штукатуркой, особенно если конструкции не подвергаются частому намоканию. Алюминий также широко применяется в машиностроении, т.к. обладает хорошими физическими качествами.

Но главная отрасль, в настоящее время просто не мыслимая без использования алюминия — это, конечно, авиация. Именно в авиации наиболее полно нашли применение всем важным характеристикам алюминия

• Полный каталог статей

Определение понятия сплавов. Сплавы на основе железа и меди

Похожие презентации:

Сложные эфиры. Жиры

Физические, химические свойства предельных и непредельных карбоновых кислот, получение

Газовая хроматография

Хроматографические методы анализа

Искусственные алмазы

Титриметрические методы анализа

Биохимия гормонов

Антисептики и дезинфицирующие средства. (Лекция 6)

Клиническая фармакология антибактериальных препаратов

Биохимия соединительной ткани

1. Тема: Определение понятия сплавов. Сплавы на основе железа и меди.

Раздел: 9.2В Металлы и сплавы
Тема: Определение понятия
сплавов.
Сплавы на основе железа и меди.
НИШ ФМН г.Семей
Учитель химии: Бекжанова Г.К.
Цели обучения:
— сделать вывод о преимуществах сплавов
— знать известные издревне сплавы медь и бронзу
— знать сплавы железа: чугун и сталь, а также
процентное содержание углерода в них
Как по вашему мнению, почему
металлические объекты древности из меди
и бронзы так долго могут существовать и
внешний вид их в целом не испортился?
Ответ на
вопрос:
По причине низкой химической активности.
Работа с ассоциативной
картой
СПЛАВЫ
Возможные варианты
ответов при работе с
ассоциативной картой
СПЛАВЫ
прочность
металлы
Смеси
металлов
Чугун,
сталь
Работа в группах над
вопросом:
Сплавы в нашей
жизни
Постерная
защита
Что собой
представляют сплавы?
Металлические сплавы — кристаллические тела,
полученные при сплавлении металлов с другими
металлами или неметаллами.
Составляющие части сплава называются
компонентами.
Число компонентов может быть равно двум,
трем, четырем и более.
Работа с образцами
металлов и сплавов
Задание: изучите образцы металлов и
сплавов и ответьте на вопрос: имеются ли
существенные отличительные особенности
между сплавами и чистыми металлами по их
внешнему виду и на ощупь?
Распространенный способ
получения сплавов
При этом образуются
системы трёх типов:
• Механическая смесь
• Твердый раствор
• Химическое соединение
Растворение металлов
друг в друге в
расплавленном
состоянии
Что представляет собой
механическая смесь?
Механическую смесь образуют
металлы, которые различаются
размерами атомов (ионов) и
строением кристаллической решетки.
Каждый металл кристаллизуется
отдельно.
Например: сплав олова и свинца
(третник), у которого низкая
температура плавления.
ЧТО ЕСТЬ ТВЕРДЫЙ РАСТВОР ?
Сплавы, образованные металлами, имеющими
сходные по размерам атомы (ионы) и
одинаковые по типу кристаллические решетки,
называются твёрдыми растворами.
Например, сплав никеля и меди; сплав меди и
алюминия.
Что представляет собой
химическое
соединение?
Атомы расплавленных металлов могут образовывать
друг с другом или с атомами неметаллов, входящих в
состав сплава, химические соединения.
Например, известны такие химические соединения как
магний с кремнием Mg2Si, железа с углеродом Fe3C.
Состав соединений. Образующихся между атомами
металлов, изменяется и не соответствует известным
правилам валентности элементов.
Описание зависимости свойств
сплавов от структуры
Многие физические и механические свойства сплавов четко
зависят от структуры, однако некоторые технологические
свойства, такие, как литейные (т. е. способность обеспечить
хорошее качество отливки) или свариваемость, зависят не
столько от структуры, сколько от того, в каких температурных
условиях проходило затвердевание сплавов.
Так, например, стоматологические сплавы золота, отлитые в
форму и быстро охлажденные в воде, будут иметь вид твердого
раствора, отличающегося характерной мягкостью, ковкостью и
меньшей прочностью, чем сплавы с упорядоченным
расположением атомов
Виды кристаллических решеток
сплавов
Кристаллическая решетка сплава может быть:
1) либо обычно очень сложной, составленной молекулами самого химического
соединения; схематическая картина такой решетки представлена на рис. 1;
здесь атомы разных компонентов представлены белыми и черными кружками;
такую решетку называют молекулярной;
2) либо составленной из атомов отдельных компонентов, занимающих
определенные места в решетке и представленных в определенных
количественных отношениях; схема такой решетки (соединение NiAl)
показана на рис.2.
Рис.1 Схема
молекулярной
кристаллической
решетки сплавов
Рис.2 Схема
атомной
кристаллической
решетки
Отличаются ли физические свойства металлов
в сплавах от тех, когда они находятся в
независимом состоянии?
Перечислите «ПЛЮСЫ»
сплавов и «МИНУСЫ» на
примере некоторых
металлов.
Типичные физические свойства чистого металла в
сплаве изменяются. В большинстве случаев свойства
чистого металла не соответствуют необходимым
практическим требованиям.
«МИНУСЫ» некоторых металлов:
• Al – металл с низкой прочностью
и поэтому не выдерживает
сильного нагревания,
возникающего при трении;
• Au – в чистом виде мягкий,
ломкий металл. Изделия из него
пластичны;
• Fe – на воздухе ржавеет и не
обладает необходимой
твердостью.
«ПЛЮСЫ» сплавов:
• Твёрдость металла в сплаве
повышается;
• Температура металлов в сплаве
понижается, что дает возможность
получать легкоплавкие соединения,
например при пайке деталей;
• Улучшается прочность металлов в
сплаве;
• Улучшается пластичность металлов
в сплаве.
В сплавах металлы приобретают
необходимые качества
По назначению сплавы
бывают
конструкционные
инструментальные
специальные
В промышленности также используются жаропрочные,
легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и
магнитные материалы, а также аморфные сплавы.
Конструкционные сплавы:
• сталь
• чугун
• дюралюминий
Конструкционные со специальными свойствами
(например, искробезопасность, антифрикционные
свойства):
• бронза
• латунь
Для измерительной и электронагревательной
аппаратуры:
манганин
нихром
Для заливки подшипников:
баббит
Важнейшие
промышленные
сплавы:
сплавы меди — бронза и латунь
сплавы алюминия – дуралюмин, силумин
сплавы железа – чугун и сталь
Сплавы меди
БРОНЗА — это смесь
меди и олова
ЛАТУНЬ — это смесь
меди и цинка
Как правило в любой
бронзе в
незначительных
количествах
присутствуют добавки:
цинк, свинец, фосфор
и др.
Латунь с содержанием
от 5 до 20% цинка
называется красной
(томпаком), а с
содержанием 20-36%
Zn — желтой (альфалатунью).
Из истории изготовления бронзы
Еще очень давно человек стал задумываться, как сделать инструменты из меди
более прочными. Чтобы добиться этого, человек начал соединять медь с разными
другими металлами. Чаще люди экспериментировали, смешивая медь с оловом,
вследствие чего получилась бронза – один из наидревнейших сплавов, когда либо сделанных человеком.
Таким образом, бронза стала известной для человека давно. В разных частях мира
её плавили по-своему. Так, в Западной Африке в бронзовых изделиях ученые
нашли 40% олова. В то время в Средней Азии количество олова в изделиях очень
редко превышало 20%.
Интересно, что народы Южной и Центральной Америки почти не знали бронзы.
Больше всего они пользовались золотом и серебром.
В наше время к бронзе добавляют чуть – чуть свинца и цинка. При этих добавках
она становится более текучей и мягкой. Из этого сплава можно изготовлять
различные предметы, например: скульптуры, медали, и даже корабельные винты.
Современные изделия из бронзы
и латуни
Современный смеситель для
ванной, материал:
бронза/медь
Кухонная мойка из
бронзы
Латунь в
электротехнике
Сплавы железа
СТАЛЬ
Сплавы железа с углеродом,
содержащие его до 2%,
называются сталями. В
состав легированных сталей
входят и другие элементы хром, ванадий, никель.
ЧУГУН
Чугуном называется
сплав железа с 2-4%
углерода. Важным
компонентом чугуна
является также
кремний.
Из чугуна можно отливать самые разнообразные и очень
полезные изделия, например крышки для люков,
трубопроводную арматуру, блоки цилиндров двигателей. В
правильно выполненных отливках достигаются хорошие
механические свойства материала.
Изделия из чугуна и стали
Посуда из
чугуна
Чугунные и
стальные отливки
Радиатор чугунный
отопительный
Домашнее задание: составьте
кроссворд по изученному
материалу, т. е. Сплавы. История
сплавов. Виды сплавов.
Структура сплавов. Получение
сплавов. Применение сплавов.
Преимущества сплавов. Изделия
из сплавов.
Оцени свою работу!
-Старался! Всё получилось!
— Старался,но ошибался в
некоторых заданиях!
Ничего не получилось, но я буду
стараться и работать дальше над
своими проблемами!
Общая рефлексия по
всему уроку
Урок был
скучным и
неинтересным!
Мне всё понятно,
урок прошёл
интересно,мне
понравилось!
Я ничего не
понял, ждал
скорейшего
окончания
урока!
Использованные
источники
1.А.П. Гаршин Общая и неорганическая химия в
схемах, рисунках, таблицах. М., 2011.
2.И.Нугуманов, Р.Жумадилова, Ж.Кембебаева
Химия, 9 класс. Алматы, 2009.

English    
Русский
Правила

Сплавы на основе меди | Статья от ГК Велунд Сталь Москва

Одним из металлов, сыгравших в развитии человечества огромную роль была медь — металл красно-розового цвета. Ее было легко добыть, потому что она часто встречалась в самородном виде, для плавления нужна была не очень высокая температура в 1083 градуса, легко обрабатывалась, а орудия труда, посуда, украшения и оружие из нее получались гораздо лучше, чем из камня и глины. Даже зеркала тогда делали из меди. Этот период получил название медного века. Он был переходным между каменным и бронзовым.

Для сплавов меди существует своя классификация. Они подразделяются на бронзы, латуни и медно-никелевые сплавы. Все зависит от того, какие элементы добавляются в медь. Для латуни — это цинк, для бронзы любой другой элемент, исключая никель и цинк.

Бронза — первое изобретение древних металлургов

Кто первый додумался добавить в медь мышьяк, истории неизвестно. Случилось это за 5000 лет до н.э. Этот сплав сейчас называют мышьяковистой бронзой. Достоинства нового сплава сразу принесли ему популярность. Он был прочный, ковкий, из него можно было делать все, что угодно, начиная от оружия до орудий труда. Олово стали добавлять много позже, когда выяснилось, что мышьяк ядовит и здоровья кузнецам не прибавляет и стоит дороже чем олово. Оловянная бронза была очень востребована. Меняя соотношение меди и олова, можно было получить колокольную бронзу или пушечную.

Сегодня известно множество видов бронзы. Различным путем было выяснено, что добавляя в медь разные элементы или лигатуры — сплавы, содержащие легирующие элементы, можно получить металл с совершенно новыми свойствами. Так появились:

• Алюминиевая бронза — сплав меди с алюминием, иногда с добавками марганца, железа, кремния или никеля. По цвету схожа с золотом, поэтому ее часто используют в бижутерии и монетном деле, где она известна еще как северное золото, потому что из нее отлиты монеты достоинством в 10, 20 и 50 евроцентов. Также из этой бронзы льют декоративные элементы. Прочная, стойкая к коррозии, солевым растворам и почти не окисляемая, алюминиевая бронза нашла широкое применение в судостроении, где из нее делают гребные винты и подшипники, авиационной промышленности, нефтехимической и в системах водоснабжения;
• Бериллиевая бронза, обладающая немагнитными свойствами и таким интересным свойством как отсутствием искрения. Поэтому из нее делают инструменты — молотки, гаечные ключи, зубила и др. для взрывоопасных производств типа шахт, зерновых элеваторах и нефтедобыче.

Существуют и другие виды бронз — кремнистая, кадмиевая, марганцевая и магниевая. Эти элементы, добавленные в нужной пропорции, дают меди различные свойства.

Латунь и ее разновидности

Получают латунь, смешивая в различных пропорциях медь и цинк, иногда добавляя присадки в виде никеля, марганца или алюминия. В зависимости от этого получают латунь деформируемую или литейную. Известна еще латунь ювелирная.

Латунь широко распространена. Она легко поддается обработке, не очень дорога, хорошо противостоит коррозии. Область применения ее необычайно широка. Фурнитура для мебели, значки, медали, патронные гильзы, авиа- и судостроение, химическая промышленность, ювелирное дело. Делают из нее самовары, различные змеевики и конденсаторные трубы, детали для часов, радиаторы автомашин и многое другое.

Медное золото

Да, есть и такое — французское. Это медный сплав, имеющий в составе медь, цинк и олово. По блеску и цвету он весьма схож с натуральным золотом. Под стать ему сплав, называющийся абиссинским или эфиопским золотом. В него, кроме всех перечисленных элементов, добавляется от 0,5 до 1 процента настоящего золота, благодаря чему сплав не тускнеет.

Мельхиор, куниаль и другие

С медно-никелевыми сплавами мы сталкиваемся ежедневно за обедом или ужином. Из мельхиора делают качественные столовые приборы, ничем не уступающие серебряным по внешнему виду. Хотя некоторые из них все же покрывают тончайшим слоем серебра. Он не реагирует на магниты, устойчив к коррозии. Мельхиор одно время даже называли новым серебром и чеканили из него разменную монету. Сейчас это считается дорогим удовольствием, поэтому из мельхиора делают памятные и коллекционные монеты, декоративные украшения, преобразователи тепла в электричество и детали для лодок, потому что мельхиор не боится морской воды.

Сплав нейзильбер похож на мельхиор, только в него добавлен еще цинк. Нашел применение в изготовлении монет, государственных знаков отличия, столовых приборов, хирургических инструментов.

Сверхустойчивый к коррозии куниаль соединяет в себе медь, никель и алюминий. Используется в криогенике, из него делают пружины для точных механизмов и гребные винты.

Есть еще два вида сплава меди с никелем и марганцем. Это манганин и константан. По сути это один и тот же сплав, но его изобретение оспаривают между собой немцы и американцы.

4. Классификация сплавов. Железо и его сплавы. Материаловедение: конспект лекций [litres]

4. Классификация сплавов. Железо и его сплавы. Материаловедение: конспект лекций [litres]

ВикиЧтение

Материаловедение: конспект лекций [litres]
Алексеев Виктор Сергеевич

Содержание

4.  Классификация сплавов. Железо и его сплавы

Сталь и чугун – основные материалы в машиностроении. Они составляют 95 % всех используемых в технике сплавов.

Сталь – это сплав железа с углеродом и другими элементами, содержащий до 2,14 % углерода. Углерод – важнейшая примесь стали. От его содержания зависят прочность, твердость и пластичность стали. Кроме железа и углерода, в состав стали входят кремний, марганец, сера и фосфор. Эти примеси попадают в сталь в процессе выплавки и являются ее неизбежными спутниками.

Чугун – сплав на железной основе. Отличие чугуна от стали заключается в более высоком содержании в нем углерода – более 2,14 %. Наибольшее распространение получили чугуны, содержащие 3–3,5 % углерода. В состав чугунов входят те же примеси, что и в стали, т. е. кремний, марганец, сера и фосфор. Чугуны, у которых весь углерод находится в химическом соединении с железом, называют белыми (по виду излома), а чугуны, весь углерод которых или большая его часть представляет графит, получили название серых. В белых чугунах всегда имеется еще одна структурная составляющая – ледебурит. Это эвтектика, т. е. равномерная механическая смесь зерен аустенита и цементита, получающаяся в процессе кристаллизации, в ней 4,3 % углерода. Ледебурит образуется при температуре +1147 °C.

Феррит – твердый раствор небольшого количества углерода (до 0,04 %) и других примесей в? – железе. Практически это чистое железо. Цементит – химическое соединение железа с углеродом – карбид железа.

Перлит – равномерная механическая смесь в сплаве феррита и цементита. Такое название эта смесь получила потому, что шлиф при ее травлении имеет перламутровый оттенок. Так как перлит образуется в результате процессов вторичной кристаллизации, его называют эвтектоидом. Он образуется при температуре +727 °C. В нем содержится 0,8 % углерода.

Перлит имеет две разновидности. Если цементит в нем расположен в виде пластинок, его называют пластинчатым, если же цементит расположен в виде зерен, перлит называют зернистым. Под микроскопом пластинки цементита кажутся блестящими, потому что обладают большой твердостью, хорошо полируются и при травлении кислотами разъедаются меньше, чем пластинки мягкого феррита.

Если железоуглеродистые сплавы нагреть до определенных температур, произойдет аллотропическое превращение ? —железа в ? —железо и образуется структурная составляющая, которая называется аустенитом.

Аустенит представляет собой твердый раствор углерода (до 2,14 %) и других примесей в ? —железе. Способность углерода

растворяться в железе неодинакова при различных температурах. При температуре +727 °C ? —железо может растворять не более 0,8 % углерода. При этой же температуре происходит распад аустенита с образованием перлита. Аустенит – мягкая структурная составляющая. Он отличается большой пластичностью, не обладает магнитными свойствами.

При изучении структурных составляющих железоуглеродистых сплавов установлено, что они при комнатной температуре всегда состоят из двух структурных элементов: мягкого пластичного феррита и твердого цементита, упрочняющего сплав.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

«Белое железо» индийского царя Пора

«Белое железо» индийского царя Пора
Во второй половине I тысячелетия до нашей эры железо знали уже многие страны и народы. Из него изготовляли плуг и топор, кинжал и меч. Оружейники старались сделать кинжалы, мечи прочными и упругими, твердыми и острыми. В древности это

Железо

Железо
Оно было известно уже в древности. А в Средневековье различали не только сталь, железо и чугун, но и различные их марки. Например, клинки оружия могли изготавливаться из обычной стали или из дамасской – знаменитого булата. Кузнецы того времени, конечно же, не знали,

Медь и сплавы

Медь и сплавы
Довольно часто домашние слесари отдают предпочтение меди (удельный вес 9,0 г/см2), поскольку ее мягкость и пластичность позволяют добиваться точности и высокого качества при изготовлении всевозможных деталей и изделий. Чистая (красная) медь – прекрасный

Пар и железо

Пар и железо
В последние десятилетия XVIII века на заводах и фабриках Европы произошли большие изменения. Были изобретены паровая и другие машины для металлургических, машиностроительных и текстильных заводов и фабрик. Машинное производство вытесняло ручной труд. На

ЛЕКЦИЯ № 5. Сплавы

ЛЕКЦИЯ № 5. Сплавы
1. Строение металлов
Металлы и их сплавы – основной материал в машиностроении. Они обладают многими ценными свойствами, обусловленными в основном их внутренним строением. Мягкий и пластичный металл или сплав можно сделать твердым, хрупким, и наоборот.

1. Диаграмма железо—цементит

1. Диаграмма железо—цементит
Диаграмма железо—цементит охватывает состояние железоуглеродистых сплавов, которые содержат до 6,67 % углерода.
Рис. 7. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов (сплошные линии – система Fe—Fe 3 C; штриховые – система Fe—C)Углеродистые

2. Медные сплавы

2. Медные сплавы
Медь относится к числу металлов, известных с глубокой древности. Раннему знакомству человека с медью способствовало то, что она встречается в природе в свободном состоянии в виде самородков, которые иногда достигают значительных размеров. В настоящее

3. Алюминиевые сплавы

3. Алюминиевые сплавы
Название «алюминий» происходит от латинского слова alumen – так за 500 лет до н. э. называли алюминиевые квасцы, которые использовались для протравливания при крашении тканей и дубления кож.По распространенности в природе алюминий занимает третье

4. Титановые сплавы

4.  Титановые сплавы
Титан – металл серебристо—белого цвета. Это один из наиболее распространенных в природе элементов. Среди других элементов по распространенности в земной коре (0,61 %) он занимает десятое место. Титан легок (плотность его 4,5 г/см 3), тугоплавок

5. Цинковые сплавы

5. Цинковые сплавы
Сплав цинка с медью – латунь – был известен еще древним грекам и египтянам. Но выплавка цинка в промышленных масштабах началась лишь в XVII в.Цинк – металл светло—серо—голубоватого цвета, хрупкий при комнатной температуре и при 200 °C, при нагревании до

Железо общее

Железо общее
Железо – один из самых распространенных элементов в природе. Его содержание в земной коре составляет около 4,7 % по массе, поэтому железо, с точки зрения его распространенности в природе, принято называть макроэлементом.В природной воде железо содержится в

7.

4. Сплавы меди, имитирующие золотые и серебряные сплавы

7.4. Сплавы меди, имитирующие золотые и серебряные сплавы
С целью удешевления художественных изделий при производстве недорогих украшений широко используются томпак, латунь, мельхиор, нейзильбер; при изготовлении художественных изделий – бронзы.Сплавы меди с цинком,

10. Серебро и его сплавы

10. Серебро и его сплавы
Серебро – химический элемент, металл. Атомный номер 47, атомный вес 107,8. Плотность 10,5 г/см3. Кристаллическая решетка – гранецентрированная кубическая (ГЦК). Температура плавления 963 °C, кипения 2865 °C. Твердость по Бринеллю 16,7.Серебро – металл белого

11. Золото и его сплавы

11. Золото и его сплавы
Золото – химический элемент, металл. Атомный номер 79, атомный вес 196,97, плотность 19,32 г/см3. Кристаллическая решетка – кубическая гранецентрировапная (ГЦК). Температура плавления 1063 °C, кипения 2970 °C. Твердость по Бринеллю – 18,5.Золото – металл желтого

27. Строение и свойства железа; метастабильная и стабильная фазовые диаграммы железо-углерод. Формирование структуры углеродистых сталей. Определение содержания углерода в стали по структуре

27. Строение и свойства железа; метастабильная и стабильная фазовые диаграммы железо-углерод. Формирование структуры углеродистых сталей. Определение содержания углерода в стали по структуре
Сплавы железа с углеродом являются самыми распространенными металлическими

47. Титан и его сплавы

47. Титан и его сплавы
Титан и сплавы на его основе обладают высокой коррозионной стойкостью и удельной прочностью. Недостатки титана: его активное взаимодействие с атмосферными газами, склонность к водородной хрупкости. Азот, углерод, кислород и водород, упрочняя титан,

состав, структура, свойства, сферы применения, производство

Главная » Сплавы » Виды и характеристики сплавов железа

На чтение 5 мин

Содержание

1. Состав и свойства
2. История открытия
3. Сферы применения
4. Разновидности сплавов на основе железа
5. Состав и структура сплавов
6. Свойства и маркировка сплавов
7. Производство и обработка сплавов на основе железа

Железо считается самым популярным материалом. Его используют во всех отраслях промышленности. Людям этот металл знаком с глубокой древности. Когда кузнецы научились получать чистый материал, он превзошёл известные на то время сплавы, вытеснил их из производства. Сплавы железа появились в результате попыток людей изменить характеристики этого металла.

Сплав железа

Состав и свойства

Строение и свойства железа обуславливают его популярность относительно разных отраслей промышленности. Состав представляет собой основной материал с примесями другим веществ. Количество дополнительных металлов не превышает 0,8%. К основным параметрам относятся:

1. Температура плавления — 1539 градусов по Цельсию.
2. Твердость по Бринеллю — 350–450 Мн/кв. м.
3. Удельная масса — 55,8.
4. Плотность — 7,409 г/куб см.
5. Теплопроводность — 74,04 Вт/(м·К) (при комнатной температуре).
6. Электропроводность — 9,7·10-8 ом·м.

Нельзя забывать, что железо считается одним из важнейших элементов в организме человека. Однако он крайне сложно усваивается из пищи. Суточная норма, которую должен употреблять мужчина — 10 мг. Женщины должны потреблять 20 мг этого вещества, чтобы организм работал нормально.

История открытия

Из школьного курса все помнят «железный век». Это период истории, когда человек впервые научился получать этот металл из руды. Железный век приходится на период с 9 по 7 век до нашей эры. Этот металл оказал огромное влияние на развитие людей того времени. По своим характеристикам он вытеснил смеси цветных металлов. Из него изготавливали орудия труда, оружие, доспехи, материалы для строительства и многое другое. Постепенно кузнецы начали смешивать его с другими металлами, чтобы получить новые материалы. Так появлялись новые сплавы.

Сферы применения

Этот материл применяется в разных отраслях промышленности:

1. Смеси и однородный металл применяются в машиностроении. Из них изготавливаются внутренние детали, корпуса, подвижные механизмы.
2. Судостроение, самолётостроение, ракетостроение.
3. Строительство — изготовление крепежей, расходных материалов.
4. Приборостроение — изготовление электроники для дома.
5. Радиоэлектроника — создание элементов для электроприборов.
6. Медицина, станкостроение, химическая промышленность.
7. Изготовление оружия.

Если для чего-то не подходит однородный материал, подойдут соединения на его основе, характеристики которых значительно отличаются.

Разновидности сплавов на основе железа

Сплав железа — это соединение, которое состоит из основного металла и дополнительных примесей. Соединения на основе этого материала называются чёрными металлами. К ним относятся:

1. Сталь — соединение углерода с другими элементами. Углерода в составе сплава может содержаться до 2.14%. Выделяют конструкционные углеродистые, строительные, специальные и легированные стали.
2. Чугун — смесь, которая пользуется огромной популярностью. Соединения могут содержать до 3,5% углерода. Дополнительно смеси содержать марганец, фосфор, серу.
3. Перлит — смесь на основе железа. Содержит не более 0.8% углерода.
4. Феррит — его называют чистым материалом. Связанно это с низким содержанием углерода, сторонних примесей (около 0.04%).
5. Цементит — химическое соединение железа с углеродом.
6. Аустенит — соединение с содержанием углерода до 2.14%. Дополнительно имеет сторонние примеси.

Легированная сталь

Состав и структура сплавов

Из-за большого количество соединений на основе железа была разработана маркировка, по которой можно отделить стали с высоким содержанием углерода от менее углеродистых, определить наличие основных легирующих элементов в составе материала, их количество. Зависимо от количества дополнительных элементов изменяются свойства соединений. К ним относится бор, ванадий, молибден, марганец, титан, углерод, хром, никель, кремний, вольфрам.

Характеристики смесей зависят от их структуры, состава. От этого изменяется прочность, пластичность, температура плавления, плотность, электропроводность и другие параметры. Например, структура чугуна определяет его хрупкость при ударах, больших физических нагрузках.

Свойства и маркировка сплавов

Относительно маркировки, первые цифры, которые идут на маркировке, говорят о процентном содержании углерода в составе. Далее идут заглавные буквы основных легирующих элементов. Начало маркировки могут начинать дополнительные буквы. Они указывают на назначение сплава.

Пластичность и вязкость будут уменьшаться при повышении количества углерода в составе сплава. На другие свойства металлов влияют основные легирующие элементы.

Производство и обработка сплавов на основе железа

Чтобы понять, как получают популярные соединения на основе железа, нужно кратко поговорить о технологиях получения чугуна, стали. Получить сталь можно несколькими способами:

1. Прямая технология. Окатышки железной руды продуваются смесью угарного газа, кислорода аммиака. Процедура проводиться в шахтной печи разогретой до 1000 градусов.
2. Мартеновский метод. Твердый чугун переплавляют с помощью мартеновских печей. Прежде чем закончить процедуру материал насыщается примесями.
3. Электроплавильный способ. С его помощью получают высококачественный материал. Обработка проводится в закрытых печах при температуре до 2200 градусов.
4. Кислородно-конверторный метод. Чугун, расположенный в печи, обдувается смесью кислорода с воздухом, что ускоряет процесс отжига.

Производство чугуна:

1. Подготовка руды. Она дробится до мелкой фракции.
2. Измельчение коксового угля.
3. Дробление флюса.
4. Загрузка в печь.

Для изготовления чугуна используются доменные печи.

Помимо процессов производства смесей, их подвергают дополнительно обработке. Это отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Характеристики улучшаются.

window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-57’, blockId: ‘R-A-1226522-57’ })})»;
cachedBlocksArray[266488] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-52’, blockId: ‘R-A-1226522-52’ })})»;
cachedBlocksArray[266497] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-49’, blockId: ‘R-A-1226522-49’ })})»;
cachedBlocksArray[266495] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-48’, blockId: ‘R-A-1226522-48’ })})»;
cachedBlocksArray[277810] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-43’, blockId: ‘R-A-1226522-43’ })})»;
cachedBlocksArray[266499] = «window. yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-32’, blockId: ‘R-A-1226522-32’ })})»;
cachedBlocksArray[266496] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-31’, blockId: ‘R-A-1226522-31’ })})»;
cachedBlocksArray[266487] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-29’, blockId: ‘R-A-1226522-29’ })})»;
cachedBlocksArray[266490] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-27’, blockId: ‘R-A-1226522-27’ })})»;
cachedBlocksArray[266489] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-26’, blockId: ‘R-A-1226522-26’ })})»;
cachedBlocksArray[266492] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-5’, blockId: ‘R-A-1226522-5’ })})»;
cachedBlocksArray[266491] = «window. yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-3’, blockId: ‘R-A-1226522-3’ })})»;
cachedBlocksArray[266500] = «window.yaContextCb.push(()=>{ Ya.Context.AdvManager.render({ renderTo: ‘yandex_rtb_R-A-1226522-11’, blockId: ‘R-A-1226522-11’ })})»;

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Поделиться

Что такое сплав?

Металлический сплав представляет собой вещество, которое объединяет более одного металла или смешивает металл с другими неметаллическими элементами.

Например, латунь представляет собой сплав двух металлов: меди и цинка. Сталь представляет собой сплав металлического элемента (железа) и небольшого количества — до 2 % — неметаллического элемента (углерода).

Сплавы являются примером того, что «работа в команде заставляет мечту работать», поскольку каждое вещество в сплаве придает свои свойства раствору или смеси. Некоторые сплавы сочетают в себе лучшие качества каждого элемента и создают конечный продукт, более твердый, долговечный и/или более устойчивый к коррозии.

Тщательная химия, которая используется для создания этих точных соотношений, в конечном итоге производит вещества с уникальными полезными свойствами.

Как изготавливают сплавы? Как работают сплавы?

Более глубокое изучение химии сплавов показывает, почему сплавы так полезны в самых разных отраслях промышленности.

Поскольку сплавы сочетают в себе разные элементы, они содержат атомы разного размера. То, как эти атомы объединяются и взаимодействуют друг с другом, определяет классификацию сплавов. В химии сплавов сплав можно классифицировать как замещающий или внедренный в зависимости от его атомного расположения.

сплавы замещения

Сплавы замещения образуются в результате механизмов обмена атомами. Металлические компоненты имеют одинаковые атомные радиусы и возможности химической связи, поэтому атомы одного металла могут занимать те же места, что и их аналог в атомной решетке металла. Хорошо известные замещающие сплавы включают латунь и бронзу.

Сплавы внедрения

Сплавы внедрения образуются, когда более мелкие атомы одного элемента заполняют отверстия в металлической решетке. Атомы каждого элемента не занимают одни и те же позиции. Сталь является примером междоузельного сплава. В случае стали меньшие атомы углерода заполняют промежутки между атомами железа.

Химия увлекательна, но мы перейдем к сути: в обоих случаях атомы в сплаве не могут скользить друг по другу так же легко, как атомы в чистом металле, а это означает, что сплав прочнее и тверже, чем в обоих случаях. чистых металлов, используемых для его создания. Думайте об этом как о липучке: если у вас есть только одна сторона липучки, она не будет прилипать сама к себе так прочно, как контрастные петли и крючки будут сцепляться друг с другом.

Чем полезны сплавы металлов?

Чистые металлы редко используются в производстве, так как они слишком ковкие или мягкие. Но, как мы показали выше, легирование металла часто улучшает его свойства. Некоторые сплавы созданы, чтобы иметь лучшую стойкость к коррозии или лучшую проводимость, а некоторые созданы, чтобы значительно увеличить их несущую способность.

Физические свойства сплава, такие как проводимость, реакционная способность и плотность, могут незначительно отличаться от составляющих его элементов. Однако технические свойства сплава, такие как прочность на сдвиг и прочность на растяжение, могут существенно различаться.

Из-за этого металлические сплавы пользуются большим спросом в различных областях и отраслях, таких как производство, электроника, товары для дома, архитектура, сантехника, а также автомобильная и аэрокосмическая промышленность.

Примеры популярных сплавов и их применения:

Латунь

Латунь — это сплав меди и цинка. Латунь имеет низкую температуру плавления и чрезвычайно удобна в обработке и долговечна. Он используется в тех случаях, когда требуется низкое трение и устойчивость к коррозии, например:

• Замки
• Подшипники
• Компоненты боеприпасов
• Части прибора
• Украшение

Фосфористая бронза

Фосфористая бронза состоит из меди, легированной 0,5-11% олова и 0,01% фосфора. Он устойчив к коррозии и усталости и должен использоваться в:

• Сварочные стержни
• Втулки
• Подшипники
• Пружины
• Детали переключателя
• Судовые гребные винты и другие применения в морской среде

Сталь

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Обладает высокой прочностью на растяжение и низкой стоимостью. Mead Metals предлагает множество классификаций стали, таких как нержавеющая сталь, отожженная и отпущенная пружинная сталь и холоднокатаная сталь. Часто используется в:

• Автозапчасти
• Инфраструктура
• Строительство
• Товары для дома
• Кухонные приборы

Бериллиевая медь

Бериллиевая медь, также известная как Alloy 25 или BeCu, представляет собой медный сплав с содержанием бериллия 0,5-3%. Он поддается сварке, пластичен, обладает немагнитными и искробезопасными свойствами. Он устойчив к окислению, коррозии и неокисляющим кислотам. Кроме того, бериллиевая медь обладает отличными тепловыми и электрическими свойствами. Часто используется в:

• Контакты электронного разъема
• Малые пружины
• Музыкальные инструменты
• Компьютерные компоненты
• Инструменты для опасных сред, таких как аэрокосмическая техника и металлообработка

Металлические сплавы дорогие?

Распространенное заблуждение состоит в том, что металлические сплавы дороги из-за множества этапов, необходимых для их производства. Однако многие металлические сплавы, такие как латунь и бронза, использовались в течение столь долгого времени, что их часто можно было получить по более низкой цене, чем входящие в их состав чистые металлы.

Наш опыт означает, что вы экономите.

По нашему опыту, ненужные расходы для производителя возникают, когда у поставщика есть высокий MOQ для специального металла, такого как бериллиевая медь. Мы понимаем, что производители часто нуждаются в меньшем количестве нишевого сырья и недостаточно обслуживаются крупными дистрибьюторами.

Если вы ищете поставщика, который предлагает низкий минимальный объем заказа на специальные металлы, сохраняя при этом конкурентоспособные сроки поставки и непревзойденное обслуживание клиентов, свяжитесь с Mead Metals, чтобы получить быстрое предложение сегодня.

Сплав — Энциклопедия Нового Света

Сталь — чрезвычайно полезный сплав, основным компонентом которого является железо, а содержание углерода составляет от 0,02 до 1,7 процента по весу.

Сплав представляет собой комбинацию металла с другими химическими элементами (металлическими или неметаллическими), образуя раствор или химическое соединение, сохраняющее металлические свойства. Как правило, ряд свойств сплава существенно отличается от свойств его компонентов. Сплав с двумя компонентами называется бинарным сплавом; один с тремя — тройной сплав; один с четырьмя — четверной сплав.

Содержание

• 1 Общие свойства
• 2 Некоторые распространенные сплавы
  • 2. 1 Амальгама
  • 2.2 Латунь
  • 2.3 Бронза
  • 2,4 олово
  • 2,5 Нейзильбер (нейзильбер)
  • 2,6 Сталь
• 3 Список сплавов
  • 3.1 Сплавы алюминия
  • 3.2 Сплавы калия
  • 3.3 Сплавы железа
  • 3.4 Сплавы кобальта
  • 3.5 Сплавы никеля
  • 3.6 Медные сплавы
  • 3.7 Сплавы галлия
  • 3.8 Сплавы серебра
  • 3.9 Сплавы олова
  • 3.10 Редкоземельные сплавы
  • 3.11 Сплавы золота
  • 3.12 Сплавы ртути
  • 3.13 Сплавы свинца
  • 3.14 Сплавы висмута
  • 3.15 Сплавы циркония
• 4 Похожие темы
• 5 Примечания
• 6 Каталожные номера
• 7 Внешние ссылки
• 8 кредитов

Среди широко известных сплавов латунь, бронза и сталь. Некоторые сплавы названы в честь их основного компонента. Например, «серебро», используемое в ювелирных изделиях, и «алюминий», используемый в качестве конструкционного строительного материала, на самом деле являются сплавами. Сплавы золота оцениваются по шкале карат — например, 14-каратное золото составляет 58 процентов золота. Термин сплав иногда используется в широком смысле как синоним алюминиевого сплава , , например, когда речь идет о колесах из сплава 9.0192 устанавливается на автомобили.

Общие свойства

Сплавы обычно разрабатываются так, чтобы они обладали более желательными свойствами, чем свойства их компонентов. Например, сталь прочнее железа, ее основного элемента. Сплав наследует некоторые характеристики элементов, из которых он был изготовлен, обычно такие свойства, как плотность, реакционная способность, электропроводность и теплопроводность. Напротив, такие свойства, как предел прочности при растяжении, модуль Юнга и прочность на сдвиг, могут сильно отличаться от свойств составляющих его материалов. Эти различия вызваны различными факторами, включая упаковку атомов разного размера внутри сплава. Более крупные атомы оказывают сжимающую силу на соседние атомы, в то время как более мелкие атомы оказывают растягивающую силу на своих соседей. Следовательно, сплав имеет тенденцию сопротивляться деформации больше, чем чистый металл, в котором атомы могут двигаться более свободно.

В отличие от чистых металлов, большинство сплавов не имеют резкой температуры плавления. Вместо этого они плавятся в диапазоне температур, в котором материал представляет собой смесь твердой и жидкой фаз. Температура, при которой начинается плавление, называется солидусом , , а температура, при которой плавление завершается, называется ликвидусом . Однако для большинства пар элементов существует единственная, острая точка плавления, когда элементы находятся в определенном соотношении, называемом эвтектической смесью .

Некоторые распространенные сплавы

Амальгама

Любой сплав ртути называется амальгамой . Большинство металлов растворяются в ртути, но некоторые (например, железо) не растворяются. Амальгамы обычно используются для пломбирования зубов, потому что они относительно дешевы, просты в использовании и долговечны. Кроме того, до недавнего времени они считались безопасными. Их получают путем смешивания ртути с серебром, медью, оловом и другими металлами. Содержание ртути в зубных пломбах недавно вызвало споры из-за потенциально вредного воздействия ртути.

Амальгамы ртути также использовались в процессе добычи золота и серебра из-за легкости, с которой ртуть амальгамируется с ними. Кроме того, амальгама таллия используется в качестве жидкого материала в термометрах, так как она замерзает при -58°С, тогда как чистая ртуть замерзает при -38°С.

Латунь

Декоративное латунное пресс-папье (слева) вместе с образцами цинка и меди.

Латунь — это термин, используемый для сплавов меди и цинка в твердом растворе. Он имеет желтый цвет, чем-то похожий на золото. Его производили в доисторические времена, задолго до того, как был открыт цинк, путем плавления меди с каламином, цинковой рудой.

Содержание цинка в латуни варьируется от 5 до 45 процентов, что позволяет создавать различные виды латуни, каждая из которых обладает уникальными свойствами. ^[1] Для сравнения, бронза в основном представляет собой сплав меди и олова. ^[2] Несмотря на это различие, некоторые виды латуни называются бронзами.

Латунь относительно устойчива к потускнению и часто используется в декоративных целях.
Его пластичность и акустические свойства сделали его предпочтительным металлом для музыкальных инструментов, таких как тромбон, туба, труба и эуфониум. Хотя саксофоны и губные гармошки сделаны из латуни, саксофон — это деревянный духовой инструмент, а губная гармошка — язычковый аэрофон. В органных трубах, выполненных в виде «тростниковых» трубок, в качестве «тростниковых» используются латунные полоски.

Алюминий делает латунь более прочной и коррозионностойкой. Образует на поверхности прозрачный самовосстанавливающийся защитный слой оксида алюминия (Al ₂ O ₃ ). Олово имеет аналогичный эффект и находит свое применение, особенно в морской воде (корабельная латунь). Комбинации железа, алюминия, кремния и марганца делают латунь устойчивой к износу.

Бронза

Различные старинные бронзовые отливки, найденные в тайнике.

Бронза относится к широкому спектру медных сплавов, обычно с оловом в качестве основной добавки, но иногда и с другими элементами, такими как фосфор, марганец, алюминий или кремний. Как правило, бронза состоит примерно из 60 процентов меди и 40 процентов олова.

Использование бронзы имело особое значение для ранних цивилизаций, что привело к названию «Бронзовый век». Инструменты, оружие, доспехи и строительные материалы, такие как декоративная плитка, были сделаны из бронзы, поскольку они оказались более твердыми и долговечными, чем их каменные и медные предшественники. В начале использования природная примесь мышьяка иногда создавала превосходный природный сплав, называемый «мышьяковая бронза».

Хотя бронза и не так прочна, как сталь, она превосходит железо практически во всех областях применения. На бронзе образуется патина (зеленый налет на открытой поверхности), но она не окисляется за пределами поверхности. Он значительно менее хрупок, чем железо, и имеет более низкую температуру литья. Некоторые бронзовые сплавы лучше сопротивляются коррозии (особенно в морской воде) и усталости металла, чем сталь; они также проводят тепло и электричество лучше, чем большинство сталей.

Бронза имеет множество применений в промышленности. Сегодня он широко используется для изготовления пружин, подшипников, втулок и аналогичных фитингов, особенно в подшипниках небольших электродвигателей. Он также широко используется для литой металлической скульптуры и является самым популярным металлом для высококачественных колоколов и тарелок.

Коммерческая бронза, также известная как латунь, состоит на 90 процентов из меди и на 10 процентов из цинка. Не содержит олова.

Олово

Оловянная пластина

Олово традиционно состоит на 85-99 процентов из олова, а остальная часть состоит из меди, которая действует как отвердитель. В низшие сорта олова добавляют свинец, придающий голубоватый оттенок.

Традиционно существовало три сорта олова: мелкий, для столовых приборов, содержащий от 96 до 99 процентов олова и от 1 до 4 процентов меди; мелочь, тоже для столовой и столовой посуды, но более тусклой на вид, с 92% олова, 1-4% меди и до 4% свинца; и лей или лей металл, не предназначенный для еды и питья, который может содержать до 15 процентов свинца. В современном оловянном сплаве олово смешивается с медью, сурьмой и/или висмутом, а не со свинцом.

Физически олово представляет собой яркий блестящий металл, внешне похожий на серебро. Как и серебро, он со временем окисляется до тускло-серого цвета, если его не обрабатывать. Это очень ковкий сплав, достаточно мягкий, чтобы его можно было резать ручными инструментами. Он также получает хорошие впечатления от ударов руками или прессой. Учитывая присущую ему мягкость и ковкость, олово нельзя использовать для изготовления инструментов. Некоторые виды оловянных изделий, такие как подсвечники, обрабатывались на токарном станке по металлу, и эти предметы иногда называют «пустотелыми». Олово имеет низкую температуру плавления (от 225 до 240°C), в зависимости от точной смеси металлов. Дублирование литьем дает отличные результаты.

Использование олова было обычным явлением со Средневековья вплоть до различных достижений в производстве стекла в восемнадцатом и девятнадцатом веках. Олово было главной посудой до изготовления фарфора. С массовым производством стеклянных изделий стекло повсеместно заменило олово в повседневной жизни. Сегодня олово в основном используется для декоративных предметов, таких как коллекционные статуэтки и фигурки, копии монет и подвески.

Нейзильбер (нейзильбер)

Нейзильбер представляет собой сплав меди, никеля и часто (но не всегда) цинка. Он назван в честь своего серебристого цвета и не содержит элементарного серебра. Другие распространенные названия этого сплава: нейзильбер, пактонг, новое серебро, и альпака (или альпака ).

Многие различные составы сплавов попадают в общую категорию «нейзильбер». Помимо содержания меди, никеля и цинка, некоторые составы могут включать сурьму, олово, свинец или кадмий. Репрезентативный промышленный состав (сплав № 752) состоит из 65 процентов меди, 18 процентов никеля и 17 процентов цинка. В металлургии такие сплавы правильнее называть 9никелевая бронза 0119. Некоторые мельхиоровые сплавы, особенно те, которые содержат большое количество цинка, являются нержавеющими.

Самое раннее использование нейзильбера, по-видимому, было в Китае. Он стал известен на Западе благодаря импортным изделиям под названием Paktong или Pakfong, , где серебристый цвет металла использовался для имитации стерлингового серебра. В восемнадцатом веке было обнаружено, что это сплав, состоящий из меди, никеля и цинка.

Нейзильбер впервые стал популярным в качестве основного металла для посеребренных столовых приборов и других изделий из серебра, в частности изделий с гальваническим покрытием под названием «E.P.N.S.» (гальванопокрытие нейзильбер). Он используется в молниях, бижутерии и музыкальных инструментах (таких как тарелки). Примерно после 1920, его использование стало широко распространенным для валиков карманных ножей из-за его обрабатываемости и коррозионной стойкости. В некоторых странах его используют при производстве монет. Его промышленное и техническое использование включает морскую арматуру и сантехнику из-за его коррозионной стойкости, а также нагревательные змеевики из-за его высокого электрического сопротивления.

Сталь

Основная статья: Сталь

Сталь представляет собой сплав, состоящий в основном из железа, с содержанием углерода от 0,02 до 1,7 процента по массе. Углерод является наиболее экономичным легирующим материалом для железа, но также используются многие другие легирующие элементы. ^[3] Углерод и другие элементы действуют как упрочняющие агенты, препятствуя скольжению атомов железа в кристаллической решетке относительно друг друга.

Варьируя количество легирующих элементов и их распределение в стали, можно регулировать такие ее качества, как твердость, эластичность, пластичность и прочность на растяжение. Сталь с повышенным содержанием углерода можно сделать тверже и прочнее железа, но она и более хрупкая. Максимальная растворимость углерода в железе составляет 1,7% по весу при 1130°С. Более высокие концентрации углерода или более низкие температуры приводят к образованию цементита, который снижает прочность материала. Сплавы с более высоким содержанием углерода известны как чугун из-за их более низкой температуры плавления. Сталь также следует отличать от кованого железа с небольшим содержанием углерода или без него (обычно менее 0,035 процента).

В настоящее время существует несколько классов сталей, в которых углерод заменен другими легирующими материалами, а углерод, если он присутствует, является нежелательным. Совсем недавно стали стали определять как сплавы на основе железа, которые можно пластически формовать — растирать, прокатывать и т. д.

Список сплавов

Это список сплавов, сгруппированных по основному металлическому компоненту в порядке возрастания атомного номера основного металла. Под этими заголовками сплавы расположены в произвольном порядке. Некоторые из основных легирующих элементов необязательно указываются после названий сплавов.

Сплавы алюминия

• Al-Li (литий, ртуть)
• Дюралюминий (медь)
• Намбе (семь неизвестных металлов)
• Магнокс (оксид магния)
• Замак (цинк, магний, медь)
• Силумин (кремний)

Сплавы калия

• NaK (натрий)

Сплавы железа

• Сталь (углерод)
  • Нержавеющая сталь (хром, никель)
    • АЛ-6ХН
    • Сплав 20
    • Целестриум
    • Морская нержавеющая сталь
    • Мартенситная нержавеющая сталь
    • Хирургическая нержавеющая сталь (хром, молибден, никель)
  • Кремнистая сталь (кремний)
  • Инструментальная сталь (вольфрамовая или марганцевая)
  • Булатная сталь
  • Хроммолибден (хром, молибден)
  • Тигель стальной
  • Дамасская сталь
  • Сталь HSLA
  • Быстрорежущая сталь
  • Марочная сталь
  • Рейнольдс 531
  • Сталь Wootz
• Железо
  • Антрацит железо (углерод)
  • Чугун (углерод)
  • Чугун (углеродистый)
  • Кованое железо (углерод)
• Fernico (никель, кобальт)
• Элинвар (никель, хром)
• Инвар (никель)
• Ковар (кобальт)
• Spiegeleisen (марганец, углерод, кремний)
• Ферросплавы
  • Ферробор
  • Феррохром
  • Ферромагний
  • Ферромарганец
  • Ферромолибден
  • Ферроникель
  • Феррофосфор
  • Ферротитан
  • Феррованадий
  • Ферросилиций

Сплавы кобальта

• Мегаллий
• Стеллит (хром, вольфрам, углерод)
• Талонит
• Алнико
• Виталлиум

Сплавы никеля

• Нейзильбер / нейзильбер (медь, цинк)
• Хромель (хром)
• Hastelloy (молибден, хром, иногда вольфрам)
• Инконель (хром, железо)
• Мю-металл (железо)
• Монель металлический (медь, никель, железо, марганец)
• Нихром (хром, железо, никель)
• Никросил (хром, кремний, магний)
• Нисил (кремний)
• Нитинол (титан, сплав с памятью формы)
• Медно-никелевый сплав (бронза, медь)

Сплавы меди

• Бериллиевая медь (бериллий)
• Биллон (серебро)
• Латунь (цинк)
  • Каламиновая латунь (цинк)
  • Китайское серебро (цинк)
  • Золочение металлическое (цинк)
  • Muntz металл (цинк)
  • Пинчбек (цинк)
  • Принц металл (цинк)
  • Томпак (цинк)
• Бронза (олово, алюминий или любой другой элемент)
  • Алюминиевая бронза (алюминий)
  • Колокольчик металлический (жесть)
  • Гуанин
  • Бронза (олово, цинк)
  • Фосфористая бронза (олово и фосфор)
  • Ормолу (позолоченная бронза) (цинк)
  • Зеркало металлическое (олово)
• Константан (никель)
• Коринфская латунь (золото, серебро)
• Cunife (никель, железо)
• Мельхиор (никель)
• Сплавы для тарелок (Bell metal) (олово)
• Сплав Деварда (алюминий, цинк)
• Гепатизон (золото, серебро)
• Сплав Гейслера (марганец, олово)
• Манганин (марганец, никель)
• Нейзильбер (никель)
• Северное золото (алюминий, цинк, олово)
• Шакудо (золото)
• Тумбага (золото)

Сплавы галлия

• Галинстан

Сплавы серебра

• Стерлинговое серебро (медь)
• Британия серебро (медь)

Сплавы олова

• Британий (медь, сурьма) ^[4]
• Олово (свинец, медь)
• Припой (свинец, сурьма)

Сплавы редкоземельных металлов

• Мишметалл (различные редкоземельные металлы)

Сплавы золота

• Коринфская латунь (медь)
• Электрум (серебро, медь)
• Тумбага (медь)
• Розовое золото (медь)
• Белое золото

Сплавы ртути

• Амальгама

Сплавы свинца

• Припой (олово)
• Терне (жесть)
• Тип металла (олово, сурьма)

Сплавы висмута

• Металл Вуда
• Розовый металл
• Полевой металл
• Cerrobend

Сплавы циркония

• Zircaloy

Похожие темы

• Химический элемент
• Металл

Примечания

1. ↑ Инженер-конструктор 30, вып. 3 (май – июнь 2004 г.): 6–9.
2. ↑ Эрик Оберг, Machinery Handbook 24th Edition (Нью-Йорк: Industrial Press, 1991), 501.
3. ↑ Майкл Ф. Эшби и Дэвид Р. Джонс, Engineering Materials 2 (Pergamon Press, 1986 ISBN 0080325327).
4. ↑ Все об Оскаре, Раскатайте красную ковровую дорожку, Teaching the News, 18 марта 2002 г. Проверено 25 мая 2007 г.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

• Бодсворт, Колин и Генри Брэдли Белл. 1972. Физическая химия производства чугуна и стали . Лондон: Лонгман. ISBN 0582441161.
• Дэвис, младший (редактор) (2001). Специальное руководство ASM: Медь и медные сплавы . АСМ Интернэшнл. ISBN 0871707268.
• Мейнард, Х.Б. (2005). Литье из латуни и сплава . Публикации Линдси. ISBN 1559183160.
• Tylecote, RF 1992. История металлургии . Лондон: Институт материалов. ISBN 0
  2888.
  • Уайман, Кэтрин, Луиза Неветт и Саймон Бишоп. 1988. Металлы и сплавы . Ресурсы сегодня. Нью-Йорк: Глостер Пресс. ISBN 0531170837.
  • Уолдман, Норман Эмме и Роберт С. Гиббонс. 1973. Инженерные сплавы . Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд. ISBN 0442226691.

  Внешние ссылки

  Все ссылки получены 17 мая 2021 г.

  • Бронзовая скульптура девятнадцатого века, литье в песчаные формы
  • Объяснение процесса литья бронзы

  Кредиты

  Энциклопедия Нового Света автора и редактора переписали и дополнили Википедия статья
  в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

  • Сплав  ^{История}
  • List_of_alloys  ^{история}
  • Амальгама  ^{история}
  • Латунь ^{История}
  • Бронза  ^{история}
  • Олово  ^{история}
  • Nickel_silver  ^{история}
  • Сталь  ^{история}

  История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

  • История «Сплава»

  Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

  Что это? Из чего делают обычные сплавы?

  Миллионы различных сплавов используются для миллионов
  разные цели. У нас есть
  перечислил около 25 наиболее распространенных (или интересных) в
  Таблица ниже. Существует множество различных вариаций большинства
  сплавы и точная смесь могут широко варьироваться, поэтому процент
  цифры, которые вы видите в разных книгах, часто не совпадают в точности.

  Сплав	Компоненты	Типичное использование
  Алнико	Железо (50%+), алюминий (8–12%), никель (15–25%), кобальт (5–40%), а также другие металлы, такие как медь и титан.	Магниты в громкоговорителях и звукосниматели в электрогитарах.
  Амальгама	Ртуть (45–55%), а также серебро, олово, медь и цинк.	Зубные пломбы.
  Баббит металлический («белый металл»)	Олово (90%), сурьма (7–15%), медь (4–10%).	Покрытие для снижения трения в подшипниках машин.
  Латунь	Медь (65–90%), цинк (10–35%).	Дверные замки и засовы, латунь музыкальные инструменты, центральное отопление трубы.
  Бронза	Медь (78–95%), олово (5–22%), плюс марганец, фосфор, алюминия или кремния.	Декоративные статуэтки, музыкальные инструменты.
  Чугун	Железо (96–98%), углерод (2–4%), плюс кремний.	Металлические конструкции, такие как мосты и тяжелая посуда.
  Константан	Медь (55%), никель (45%).	Тензорезисторы и термопары.
  Медно-никелевый сплав (медно-никелевый)	Различные пропорции меди и никеля. В наиболее распространенном варианте используется 90 % меди и 10 % никеля. но другие разновидности включают 70% меди и 30% никеля. В других разновидностях используется небольшое количество алюминия, хрома, олова, или марганец.	Монеты.
  Дюралюминий	Алюминий (94%), медь (4,5–5%), магний (0,5–1,5%), марганец (0,5–1,5%).	Кузовные детали автомобилей и самолетов, военная техника.
  Бронзовый металл	Медь (80–90%), олово (3–10%), цинк (2–3%) и фосфор.	Ружья, декоративные изделия.
  Инвар	Железо (64%), никель (36%), чем и объясняются его альтернативные названия: FeNi36 и 64FeNi.	Маятниковые часы и научные приборы, которым необходимо противостоять тепловое расширение. Необычное название сокращено от слова «неизменность» (поскольку размер блок инвара очень мало изменяется при нагревании).
  Магнокс	Магний, алюминий.	Контейнеры с твэлами в ядерных реакторах.
  Монель®	Никель (66%), медь (31,5), а также небольшое количество углерода, кремния, марганца и железа.	Сплав с высокой коррозионной стойкостью, используемый в корпусах самолетов и транспортных компонентах.
  Нихром	Никель (80%), хром (20%).	Устройства розжига фейерверков, нагревательные элементы в электроприборах.
  Нитинол	Никель (50–55%), титан (45–50%).	Сплав с памятью формы, используемый в медицинских изделиях, оправах для очков которые возвращаются к форме, и температура переключается.
  Олово	Олово (80–99%) с медью, свинцом и сурьмой.	Украшения, используемые для изготовления посуды перед стеклом стал более распространенным.
  Припой	Варьируется. Старомодные припои содержат смесь олова (50-70%), свинца (30-50%), меди, сурьмы и др. металлы. Новые припои обходятся без свинца из соображений безопасности. Типичный современный припой имеет 99,25% олова и 0,75% меди.	Соединение электрических компонентов в цепи.
  Сталь (общая)	Железо (80–98%), углерод (0,2–2%), а также другие металлы, такие как хром, марганец и ванадий.	Металлоконструкции, детали автомобилей и самолетов и многое другое.
  Сталь (нержавеющая)	Железо (50%+), хром (10–30%), плюс меньшее количество углерод, никель, марганец, молибден и другие металлы.	Ювелирные изделия, медицинские инструменты, посуда.
  Стеллит	Кобальт (67%), хром (28%), вольфрам (4%), никель (1%).	Покрытие для режущих инструментов такие как зубья пилы, токарные станки и бензопилы.
  Серебро пробы	Серебро (92,5%), медь (7,5%).	Столовые приборы, украшения, медицинские инструменты, музыкальные инструменты.
  Суперсплавы	Обычно (но не всегда) на основе никеля: никель (45–70%), хром (14–30%), плюс небольшое количество различных других металлов (обычных, таких как железо, молибден и медь, или более необычных). такие как рений, гафний и рутений) и неметаллы (например, кремний, углерод или фосфор).	Защитные высокотемпературные материалы, широко используемые в аэрокосмических двигателях, где алюминий и сталь не подходят. Примеры включают семейство Inconel®, сплавы Waspaloy®, Hastelloy® и сплавы CMSX (такие как CMSX-4®).
  Белое золото (18 карат)	Золото (75%), палладий (17%), серебро (4%), медь (4%)	Ювелирные изделия.
  Металл Вуда	Висмут (50%), свинец (26,7%), олово (13,3%), кадмий (10%).	Припой, плавкий элемент в спринклерных системах пожаротушения.

  11 примеров сплавов в повседневной жизни – StudiousGuy

  Сплавы можно определить как комбинацию металлов или комбинацию металлов с одним или несколькими неметаллическими элементами, которые образуются для улучшения свойств основных металлов с точки зрения прочности, долговечности и способности выполнять различные действия.

  Результат процесса соединения чистого металла с одним или несколькими другими металлами или неметаллами для улучшения свойств чистого металла называется сплавом.

  Ниже приведены некоторые примеры сплавов, которые используются в нашей повседневной жизни. Прокрутите дальше, чтобы узнать больше о них.

  1. Бронза

  Бронза – это первый обнаруженный сплав, который состоит из 85-88% меди, 12-12,5% олова и с добавлением некоторых других металлов, таких как алюминий, марганец, цинк или никель. в малых пропорциях. Эта смесь производится для улучшения свойств меди.

  Применение: Бронза используется для изготовления скульптур, музыкальных инструментов, медалей и в промышленности.

  2. Сталь

  Сталь представляет собой сплав железа с примерно 1% углерода и может содержать некоторые другие элементы, такие как марганец и т. д. Сталь изготавливается, поскольку она обладает свойством быть прочной, твердой и коррозионно-стойкой.

  Применение: Будучи дешевым сплавом, он широко используется в строительстве автомобильных дорог, железных дорог, аэропортов, мостов, небоскребов и т. д.  Помимо этого, сталь используется в производстве крупной бытовой техники, а также в изготовление различных строительных материалов, бытовых изделий и др.

  Типы стали

  • Углеродистая сталь: Углеродистая сталь — это сталь, содержащая до 2,1% углерода по весу.
  • Нержавеющая сталь: Нержавеющая сталь, также известная как нержавеющая сталь, содержит минимум 11% хрома по массе и максимум 1,2% углерода по массе.
  • Инструментальная сталь: Инструментальная сталь представляет собой высококачественные углеродистые и легированные стали с содержанием углерода 0,5% и 1,5%. Используется для изготовления инструментов, необходимых для обработки других материалов.
  • Легированная сталь: Легированная сталь изготавливается путем объединения углеродистой стали с одним или несколькими легирующими элементами, такими как марганец, кремний, никель, титан, медь, хром и алюминий.

  3. Латунь

  Латунь аналогична бронзе; разница лишь в том, что бронза — это сплав меди и олова, а латунь — сплав меди и цинка с некоторыми другими элементами, такими как мышьяк, свинец, фосфор, алюминий, марганец и кремний. Этот сплав сделан для улучшения электрических и механических свойств.

  Применение: Латунь используется в производстве декоративных элементов, замков, молний, ​​зубчатых колес, дверных ручек, музыкальных инструментов и т. д. Она также используется в сантехнике и электротехнике.

  Типы латуни

  • Альфа-латунь: Альфа-латунь состоит более чем на 65% из меди и менее чем на 35% из цинка. Он имеет только одну фазу, податлив, пластичен, может обрабатываться в холодном состоянии, а также для сварки, прессования, ковки и т.п.
  • Альфа-Бета Латунь: Альфа-Бета содержит 55-65% меди и 35-45% цинка. Он также известен как дуплексная латунь и подходит для горячей обработки. Он имеет как альфа-, так и бета-фазы, поэтому он прочнее альфа-латуни.
  • Бета-латунь: Бета-латунь содержит 50-55% меди и 45-50% цинка. Он сделан из бета-структуры и поэтому прочнее, чем альфа- и альфа-бета-латунь. Работать можно только в горячем виде.
  • Гамма латунь: Гамма латунь содержит 33-39% меди и 61-67% цинка.
  • Белая латунь: Белая латунь содержит менее 50% меди и более 50% цинка. Он хрупкий и имеет серебристый цвет вместо желтого.

  4. Alnico

  Alnico представляет собой сплав железа с алюминием, никелем и кобальтом. Название является аббревиатурой от Al-Ni-Co (алюминий, никель и кобальт). Альнико является ферромагнетиком и называется самым сильным типом магнита после неодима и самария-кобальта.

  Применение: Сплав Alnico используется для изготовления постоянных магнитов.

  5. Припой

  Припой представляет собой легкоплавкий металлический сплав, используемый для неразъемного соединения металлических деталей. Это сплав олова и свинца со следами некоторых других металлов.

  Применение: Этот сплав используется для создания постоянного соединения между электрическими компонентами.

  6. Чугун

  Чугун — это сплав железа, который содержит 96-98% железа, 2-4% углерода и некоторые следы кремния. Чугун имеет низкую температуру плавления, литейность, обрабатываемость, хорошую текучесть, устойчивость к деформации и износостойкость.

  Применение: Используется в металлических конструкциях, таких как мосты и прочная посуда.

  7. Стерлинговое серебро

  Стерлинговое серебро представляет собой сплав серебра с 92,5% серебра и 7,5% другого металла, обычно меди. Серебро очень легко тускнеет. Таким образом, чтобы уменьшить потускнение, медь вместе с несколькими другими металлами смешивают с серебром, чтобы сформировать сплав, называемый стерлинговым серебром. Это также улучшает прочность и твердость серебра.

  Применение: Серебро используется для изготовления столовых приборов, украшений, музыкальных инструментов и различных медицинских инструментов.

  8. Белое золото

  Белое золото представляет собой сплав золота по крайней мере с одним белым металлом, обычно серебром, никелем или палладием.

  Применение: Золото-никелевый сплав твердый и прочный. Используется для изготовления колец и булавок. Золото-палладиевый сплав мягкий и используется для оправы из белого золота, что увеличивает прочность и долговечность.

  9. Розовое золото

  Розовое золото представляет собой сплав золота и меди. Этот сплав был впервые использован в России в девятнадцатом веке и также называется русским золотом. Другие названия розового золота — розовое золото и красное золото.

  Применение: Используется для изготовления обручальных колец, браслетов и других украшений.

  10. Металл Вуда

  Металл Вуда представляет собой сплав, состоящий из 50 % висмута, 26,7 % свинца, 13,3 % олова и 10 % кадмия по весу. Варнава Вуд изобрел металлический сплав дерева.

  Применение: Как правило, металл Вуда используется в качестве элемента клапана в спринклерных системах пожаротушения, установленных в зданиях. Также используется в механических мастерских, технических лабораториях, при ремонте антиквариата и т.д.

  11. Нихром

  Нихром – это различные сплавы никеля, хрома и железа. Этот сплав широко используется в качестве проволоки сопротивления. Он имеет высокую температуру плавления, низкую стоимость производства, прочность, пластичность, сопротивление потоку электронов и устойчивость к окислению. Благодаря всем этим свойствам нихром широко используется в нагревательных элементах.

  Применение: Применяется в производстве взрывчатых веществ и фейерверков, а также при изготовлении нагревательных элементов.

  Сплавы – определение, состав, свойства и применение

  Вещество, полученное в результате смешивания двух или более металлов, называется сплавом. Комбинации металлов и других элементов также могут быть использованы для создания сплавов. Свойства сплавов часто отличаются от свойств составляющих их компонентов. По сравнению с чистыми металлами сплавы часто обладают большей прочностью и твердостью. Красное золото, полученное путем соединения меди и золота, является примером сплава. Белое золото, изготовленное путем соединения серебра и золота, является еще одним важным сплавом золота. Несколько свойств металлов, таких как ковкость, пластичность, прочность и т. д., можно улучшить, смешивая с ними другие металлы. Смесь различных металлов называется сплавом.

  Что такое сплавы?

  Сплав представляет собой смесь двух или более металлов или сплав представляет собой смесь металла и небольшого количества неметаллов.

  Чистые металлы никогда не используются в промышленности для производственных целей. Комбинация металлов используется для улучшения свойств одного металла, и эта комбинация металлов известна как сплав. Он также может содержать металл и неметалл. Как правило, сплав металлов получают путем плавления различных металлов в соответствующих пропорциях и последующего охлаждения смеси до комнатной температуры. Сплав металла и неметалла можно приготовить, сначала расплавив металл, а затем растворив в нем неметалл с последующим охлаждением до комнатной температуры. По сравнению с металлами сплавы обладают большей прочностью и служат дольше.

  Например- 

  1. Алюминий легкий, но не прочный, но сплав алюминия с медью, магнием и марганцем легкий и прочный.
  2. Металлический алюминий легкий, но не твердый, а сплав алюминия с магнием легкий и твердый.
  3. Железо является наиболее широко используемым металлом. Но в чистом виде его никогда не используют, потому что чистое железо очень мягкое и очень легко растягивается в горячем состоянии. Когда небольшое количество углерода смешивается с железом, получается сплав, называемый сталью. Также, когда железо смешивается с хромом и никелем, мы получаем сплав, называемый нержавеющей сталью, который является прочным, жестким и совсем не ржавеет.

  Различные составы сплавов

  Некоторые из распространенных сплавов: латунь, сталь, нержавеющая сталь, бронза, припой, амальгама и т. д. Составы различных сплавов приведены ниже:

  • Бронза была первым обнаруженным сплавом. Он состоит из меди и олова. Он имеет содержание меди 90% и содержание олова 10%. Для улучшения общих характеристик могут быть добавлены очень небольшие количества цинка, никеля или марганца.
  • Из меди и цинка получают латунь. Он содержит примерно 80 % меди и 20 % цинка. Другие компоненты могут быть добавлены в меньших количествах. Латунь используется для улучшения электрических характеристик меди.
  • Сталь производится путем смешивания 90 % железа и 1 % углерода. Он более устойчив к коррозии и долговечен.
  • Нержавеющая сталь производится путем смешивания железа с хромом и никелем. Он содержит примерно 18 % хрома и 5 % никеля.
  • Alnico представляет собой металлический сплав, состоящий из железа, никеля, кобальта и алюминия.
  • Сплавы олова и свинца используются для изготовления припоя. Он состоит из 50 % свинца и 50 % олова.
  • Чугун получают путем смешивания железа с углеродом. Он содержит 96-98% железа и 2-4% углерода. Также могут быть обнаружены следы кремния.
  • Стерлинговое серебро производится путем соединения 92,5 % серебра и 7,5 % других металлов, чаще всего меди. Если воздух содержит соединения серы, серебро разъедает и чернеет. Медь или другие металлы можно смешать с серебром, чтобы получить этот сплав, уменьшающий потускнение.
  • Никель, хром и железо используются для изготовления нихрома. Обладает высокими сопротивлением, температурой плавления, пластичностью и другими свойствами. Он имеет высокое сопротивление потоку электронов и трудно окисляется.
  • Амальгама представляет собой сплав ртути, включающий один или несколько дополнительных металлов. Раствор металлического натрия в жидкой металлической ртути известен как амальгама натрия.
  • Золото чистотой 24 карата считается самым чистым. Чистое золото очень мягкое, из-за чего не подходит для изготовления украшений. Чтобы сделать золото более твердым, его смешивают с небольшим количеством серебра или меди. В Индии золотые украшения изготавливаются из 22-каратного золота, что означает, что 22 части чистого золота сплавляются с 2 частями серебра или меди.

  Свойства сплавов

  Каждый сплав обладает определенными полезными свойствами. Свойства сплава отличаются от свойств отдельных металлов, из которых он изготовлен. Некоторые свойства сплавов приведены ниже.

  1. Сплавы тверже металлов, входящих в их состав.
  2. Сплавы более устойчивы к коррозии, чем чистые металлы.
  3. Сплавы более долговечны, чем металлы, из которых они сделаны.
  4. Электропроводность сплавов ниже, чем у чистых металлов.
  5. Сплавы имеют более низкую температуру плавления, чем металлы, из которых они сделаны.
  6. Сплавы обладают большей пластичностью, чем составляющие их металлы.

  Использование сплавов

  Сплавы используются в нашей повседневной жизни по-разному. Некоторые из наиболее распространенных применений сплавов приведены ниже.

  • Латунь используется для изготовления кухонной утвари, винтов, замков, дверных ручек, электроприборов, застежек-молний, ​​музыкальных инструментов, декоративных и подарочных изделий
  • Бронза используется для изготовления статуй, монет, медалей, кухонной утвари и музыкальных инструментов, в том числе другие вещи.
  • Альнико представляет собой ферромагнитное вещество и используется в постоянных магнитах.
  • Припой используется для ремонта или соединения двух металлических деталей, т. е. для неразъемного соединения электрических компонентов.
  • Хирургические инструменты, музыкальные инструменты, столовые приборы и украшения изготовлены из стерлингового серебра.
  • Нержавеющая сталь используется для строительства железных дорог, мостов, автомобильных дорог, аэропортов и т. д. Она также используется для изготовления посуды и других изделий.
  • Сплавы алюминия легкие, поэтому их используют для изготовления корпусов самолетов и их деталей.
  • Благодаря своей жаропрочности и сверхпластичности титановые сплавы широко используются в аэрокосмической промышленности.
  • Амальгама представляет собой сплав ртути, используемый в медицинских процедурах. Стоматологи также используют его для исправления полостей в зубах.
  • Некоторые сплавы золота, такие как розовое золото, используются для изготовления ювелирных изделий.

  Железная колонна в Дели

  Железная колонна возле Кутуб-Минар в Дели состоит из кованого железа, представляющего собой низкоуглеродистую сталь. Его высота 8 метров, а вес 6000 кг. Индийские мастера по железу построили эту колонну в 400 г. до н.э. Хотя кованое железо медленно ржавеет со временем, мастера по металлу разработали процесс, который предотвратил ржавчину колонны из кованого железа даже через тысячи лет.

  Образование тонкой пленки магнитного оксида железа на поверхности предотвратило коррозию. Этот тонкий слой образовался на поверхности столба в результате финишной обработки столба путем окрашивания его смесью различных солей с последующим нагревом и быстрым охлаждением. Эта колонна стоит в хорошем состоянии более 2000 лет после того, как была сделана. Этот столб совсем не заржавел. Это говорит о том, что древние индийцы хорошо разбирались в металлах и сплавах.

  Примеры вопросов

  Вопрос 1: Что означает 22 карата золота?

  Ответ:

  22 карата золота означает, что 22 части чистого золота сплавлены с 2 частями серебра или меди.

  Вопрос 2: Как изготавливается сплав?

  Ответ:

  Сплав металлов получают путем смешивания различных металлов в расплавленном состоянии в необходимых пропорциях и последующего охлаждения их смеси до комнатной температуры.

  Вопрос 3: Как сплавы используются в аэрокосмической промышленности?

  Ответ:

  Алюминий — легкий металл, его сплавы используются в аэрокосмической промышленности. Эти сплавы используются для изготовления корпусов самолетов и изготовления высокопрочных деталей реактивных двигателей. Эти части имеют дело с крайностями температуры, давления и вибрации. Они обеспечивают высокую прочность и способность функционировать при очень высоких температурах.

  Вопрос 4: Какой сплав используют стоматологи?

  Ответ:

  Амальгама представляет собой сплав металлической ртути. Амальгама, состоящая из ртути, серебра, олова и цинка, используется стоматологами для пломбирования зубов.

  Вопрос 5: Почему Железный столб в Дели до сих пор не заржавел?

  Ответ:

  Образование тонкой пленки магнитного оксида железа на поверхности столба предотвратило ржавление железного столба в результате финишной обработки столба путем окраски его смесь различных солей, затем нагревание и быстрое охлаждение.

  Вопрос 6: Из каких компонентов состоит нержавеющая сталь?

  Ответ:

  Нержавеющая сталь представляет собой смесь железа с хромом и никелем. Он очень прочный и не ржавеет. Чаще всего используется для изготовления посуды.

  Медь Факты: Медь Металл

  Медный факт 1

  Медь — это минерал и элемент, необходимый для нашей повседневной жизни. Это основной промышленный металл из-за его высокой пластичности, ковкости, тепло- и электропроводности и устойчивости к коррозии. Это важное питательное вещество в нашем ежедневном рационе. И его антимикробные свойства становятся все более важными для предотвращения инфекций. Он занимает третье место после железа и алюминия по количеству потребляемого в США.

  Медный факт 2

  По оценкам Геологической службы США (USGS), каждый американец, родившийся в 2008 году, за свою жизнь израсходует 1309 фунтов меди на нужды, образ жизни и здоровье.

  Факт о меди 3

  Известные наземные ресурсы меди оцениваются в 1,6 миллиарда метрических тонн меди (USGS, 2004). Производство меди в США в основном происходит из месторождений в Аризоне, Юте, Нью-Мексико, Неваде и Монтане. На двадцать шахт приходится около 99% добычи.

  Факт о меди 4

  Медь — это элемент номер 29 в Периодической таблице элементов. Он считается полудрагоценным, цветным, ковким металлом со многими сотнями применений в области электричества и электроники, сантехники, строительства и архитектуры, промышленности, транспорта, потребительских товаров и товаров для здоровья.

  Факт о меди 5

  Температура плавления чистой меди составляет 1981°F (1083°C, 1356°K). Его наиболее важные свойства включают превосходную теплопередачу, электропроводность и коррозионную стойкость.

  Факт о меди 6

  Медь легко сплавляется с другими металлами. В настоящее время существует более 570 медных сплавов, внесенных в список Американского общества испытаний и материалов. Они обозначаются номерами, которым предшествует буква «C», и назначаются и проверяются Ассоциацией разработки меди для ASTM. Агентство по охране окружающей среды США признало более 350 из них противомикробными.*

  * Регистрация Агентства по охране окружающей среды США основана на независимых лабораторных испытаниях, показывающих, что при регулярной очистке медь, латунь и бронза убивают более 99,9% следующих бактерий в течение 2 часов воздействия: устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), устойчивый к ванкомицину Enterococcus faecalis (VRE), Staphylococcus aureus , Enterobacter aerogenes , Enterobacter aerogenes ,

  Е. coli O157:H7.

  Факт о меди 7

  Латуни и бронзы, вероятно, являются наиболее известными семействами сплавов на основе меди. Латуни в основном медные и цинковые. Бронзы в основном состоят из меди и легирующих элементов, таких как олово, алюминий, кремний или бериллий.

  Факт о меди 8

  Желтая латунь со свинцом, C36000, также известная как медный сплав 360, настолько проста в обработке, что является эталоном обрабатываемости металлов.

  Факт о меди 9

  Из-за простоты изготовления, обработки и коррозионной стойкости латунь стала стандартным сплавом, из которого изготавливались все точные инструменты, такие как часы, наручные часы и навигационные приборы. Нержавеющие латунные булавки, используемые в производстве шерсти, были ранним и очень важным продуктом, как и производство декоративных изделий золотого цвета.

  Факт о меди 10
  Бронза

  тверже чистого железа и гораздо более устойчива к коррозии.