Сообщение сплавы металлов: Основные сплавы металлов: химические, физические, механические свойства

alexxlab | 02.10.2018 | 0 | Разное

Содержание

Металлы и сплавы

Металлы и сплавы

Подробности
Категория: Металл

Металлы и сплавы 

                                                
В промышленности металлы применяются в основном в виде сплавов: черных (чугун, сталь) и цветных (бронза, латунь, дюралюминий и др.)

.
Сталь и чугун — это сплавы железа с углеродом. Но в стали содержание углерода немного меньше, чем в чугуне.


В чугуне содержится от 2 до 4% углерода. В состав чугуна входят также кремний, марганец, фосфор и сера. Чугун — хрупкий твердый сплав. Поэтому его используют в тех изделиях, которые не будут подвергаться ударам. Например, из чугуна отливают радиаторы отопления, станины станков и другие изделия.

Сталь, как и чугун, имеет примеси кремния, фосфора, серы и других элементов, но в меньшем количестве.
Сталь не только прочный, но и пластичный металл. Благодаря этому она хорошо поддается

механической обработке. Сталь бывает мягкой и твердой.

                      
Более твердая сталь используется для изготовления проволоки, гвоздей, шурупов, заклепок и других изделий.


Из очень твердой стали делают металлические конструкции (конструкционная сталь) и режущие инструменты (инструментальная сталь). Инструментальная сталь имеет большую, чем конструкционная, твердость и прочность.


Добавление в сталь таких элементов, как хром, никель, вольфрам, ванадий, позволяет получить сплавы с особыми физическими свойствами — кислотостойкие, нержавеющие, жаропрочные и т. д.


Чугун выплавляют из железной руды в доменных печах. Руду вместе с коксом (специально обработанным углем, который дает при горении высокую температуру) загружают в доменную печь сверху. Снизу в домну все время вдувают чистый горячий воздух, чтобы кокс лучше горел. Внутри печи образуется высокая температура, руда плавится, и полученный чугун стекает на дно печи. Расплавленный металл вытекает из отверстия домны в ковши. Из смеси чугуна со стальным ломом в мартеновских печах, конверторах и электропечах получают сталь.

                        
Из цветных сплавов наиболее широко применяются бронза, латунь и дюралюминий.


Бронза — желто-красный сплав на основе меди с добавлением олова, алюминия и других элементов. Отличается высокой прочностью, стойкостью против коррозии. Из бронзы отливают художественные изделия, делают сантехническую арматуру, трубопроводы, детали, работающие в условиях трения и повышенной влажности.


Латуньсплав меди с цинком, желтого цвета. Имеет высокую твердость, пластичность, коррозийную стойкость. Выпускается в виде листов, проволоки, шестигранного проката и применяется чаще всего для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности.


Дюралюминийсплав алюминия с медью, цинком, магнием и другими металлами, серебристого цвета. Обладает высокими антикоррозийными свойствами, хорошо обрабатывается. Дюралюминий широко применяют в авиастроении, машиностроении и строительстве, где требуются легкие и прочные конструкции.

 

                     


Основные свойства металлов


Вы знаете, что металлы обладают различными свойствами. Одни из них мягкие, вязкие, другие твердые, упругие или хрупкие. Знать свойства металлов необходимо для того, чтобы правильно определить наиболее подходящий для того или иного изделия материал.


Физические свойства.


К этим свойствам относятся: цвет, удельный вес, теплопроводность, электропроводность, температура плавления.


Цвет металла или сплава является одним из признаков, позволяющих судить о его свойствах.
Металлы различаются по цвету. Например,

стальсероватого цвета, цинксиневато-белого, медьрозовато-красного.
При нагреве по цвету поверхности металла можно примерно определить, до какой температуры он нагрет, что особо важно для сварщиков. Однако некоторые металлы (алюминий) при нагреве не меняют цвета.


Поверхность окисленного металла имеет иной цвет, чем не окисленного.


Удельный весвес одного кубического сантиметра вещества, выраженный в граммах. Например, углеродистая сталь имеет удельный вес, равный 7,8 г/см3. В авто- и авиастроении вес деталей является одной из важнейших характеристик, поскольку конструкции должны быть не только прочными, но и легкими. Чем больше удельный вес металла, тем более тяжелым (при равном объеме) получается изделие.


Теплопроводностьспособность металла проводить тепло — измеряется количеством тепла, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1 см2 за 1 мин. Чем больше теплопроводность, тем труднее нагреть кромки свариваемой детали до нужной температуры.


Температура плавлениятемпература, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. У стали, например, температура плавления гораздо более высокая, чем у олова.


Чистые металлы плавятся при одной постоянной температуре, а сплавы — в интервале температур.


Механические свойства.


К механическим свойствам металлов и сплавов относятся прочность, твердость, упругость, пластичность, вязкость.
Эти свойства обычно являются решающими показателями, по которым судят о пригодности металла к различным условиям работы.


Прочность способность металла сопротивляться разрушению при действии на него нагрузки.


Твердостьспособность металла сопротивляться внедрению в его поверхность другого более твердого тела. Если ударить молотком по кернеру, поставленному на стальную пластинку, образуется небольшая лунка. Если то же самое сделать с пластинкой из меди, лунка будет больше. Это свидетельствует о том, что сталь тверже меди.


Упругостьсвойство металла восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия нагрузки. Высокой упругостью должна обладать, например, рессоры и пружины, поэтому они изготовляются из специальных сплавов. Попробуйте одновременно растянуть и отпустить пружины из стальной и медной проволоки. Вы увидите, что первая вновь сожмется, а вторая останется в том же положении. Значит, сталь более упругий материал, чем медь.


Пластичностьспособность металла изменять форму и размеры под действием внешней нагрузки и сохранять новую форму и размеры после прекращения действия сил. Пластичность — свойство, обратное упругости. Чем больше пластичность, тем легче металл куется, штампуется, прокатывается.


Вязкостьспособность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Например, если наносить удары по чугунной плите, она разрушится. Чугун — хрупкий металл. Вязкость — свойство, обратное хрупкости. Вязкие металлы применяются в тех случаях, когда детали при работе подвергаются ударной нагрузке (детали вагонов, автомобилей и т. п.).

строение, механические и химические свойства

Работать с металлами человек начал в 4 тысячелетии. В истории, века ознакомления с новыми видами металлов названы в честь них — Бронзовый, Железный, Чугунный. Однако, в природе невозможно найти ни одного металлического изделия, которое будет на 100% состоять из одного вида металла. В изготавливаемых предметах, деталях или конструкциях есть добавки которые ввёл сам человек или они попали туда естественным путем. Из-за этого можно утверждать, что все представленные материалы металлического происхождения это сплавы металлов.

Расплавленный металлРасплавленный металлРасплавленный металл

Основные определения

Людям, работающим в сфере металлообработки, необходимо знать строение металлов и сплавов, чтобы понимать как происходят те или иные процессы в ходе обработки. Металлические материалы образую группу простых веществ, которые имеют собственные характерные свойства.

Структура представляет собой совокупность атомов, которые выстраиваются в отдельные ячейки. Ячейки, в свою очередь, объединяются между собой, образуя кристаллическую решётку. Внутреннюю часть решётки образуют атомные ядра. Вокруг них располагаются электроны. Кристаллическая решётка представляет собой совокупность простых геометрических форм.

Свойства металлов

Эту группу веществ определяют по характерным признакам. Механические свойства алюминия, стали, железа, свинца, олова и других видов металлов давно известны науке:

  1. Твёрдость — этот параметр определяет устойчивость материала к проникновению посторонних примесей.
  2. Пластичность — показатель, определяющий сохранение формы предмета под воздействием посторонних сил.
  3. Вязкость — определяет целостность изделия под физическим давлением.
  4. Прочность — показатель сохранения формы материала после воздействия извне.
  5. Износоустойчивость — изменение поверхности материла после трения.
  6. Упругость — изменение формы детали или заготовки с возможностью самостоятельного восстановления к изначальному состоянию.

Среди дополнительных свойств выделяют устойчивость к воздействию высоких температур и холода, а также температуру плавления. К химическим свойствам можно отнести возможность контактировать с другими веществами.

Признаки металлов

Изначально считалось, что металлы и сплавы обладают тремя характерными признаками — ковкость, пластичность и блеск. Однако оказалось, что некоторые неметаллические вещества также обладают блеском. Сейчас главным признаком металла считается понижение электропроводности при изменении температуры.

В природе существует несколько видов металлов, которые отличаются по своим свойствам, характеристикам и внешнему виду. Каждая из разновидностей по-разному ведёт себя при взаимодействии с другими материалами или под воздействием факторов окружающей среды.

Виды металловВиды металлов
Виды металлов

Черные

В эту группу входит железо и сплавы на его основе. Характерные особенности чёрных металлов:

  • высокая плотность;
  • температура плавления гораздо выше чем у представителей других групп;
  • цвет — тёмно-серый.

К представителям группы чёрных металлов относятся: вольфрам, хром, кобальт, молибден, железо, никель, титан, марганец, уран, нептуний, плутоний и другие. Используются они в различных отраслях и обладают разными свойствами. Популярными считаются сталь и чугун.

В состав черных металлов входит не только железо, но и различные примеси к которым относится сера, фосфор или кремний. В своём составе они содержат разное количество углерода.

Цветные

Представители этой группы более востребованы. Связано это с тем, что цветные металлы применяют в большем количестве отраслей. Их могут использовать в машиностроении, передовых технологиях, радиоэлектронике, металлургии. Ключевые особенности цветных металлов:

  • низкая температура плавления;
  • большой цветовой спектр;
  • хорошая пластичность.

Из-за низкой прочности представителей цветной группы их используют в связке с разными видами более плотных материалов. Представители этой группы: магний, алюминий, никель, свинец, олово, цинк, серебро, платина, родий, золото и другие.

Мягкие

Можно выделить отдельные виды металлов, которые будут относиться к группе твёрдых и мягких. В качестве мягких выступают:

  1. Алюминий — обладает устойчивостью к коррозии, легким весов, хорошей пластичностью. Используется в электропромышленности, при строительстве самолётов и изготовлении посуды.
  2. Магний — это лёгкий материал, который подвержен воздействию коррозийных процессов. Чтобы избавиться от этого недостатка, его используют в сплавах с другими материалами.

Это ключевые представители группы мягких металлов.

Твердые

Популярными материалами этой группы являются:

  1. Вольфрам — считается самым тугоплавким металлом. Дополнительно к этому, он является одним из самых прочных. Стойкий к химическим воздействиям.
  2. Титан — чем меньше вкраплений других материалов в этом металле, тем прочнее он становится. Используется при строительстве машин, ракет, самолётов, кораблей, а также в химической промышленности. Он хорошо обрабатываются под давлением, не поддается воздействию коррозийных процессов.
  3. Уран — ещё один металл, считающийся одним из самых прочных в мире. Радиоактивен и используется в различных направлениях промышленности.

Представители «твёрдой группы» хуже поддаются обработке и используются в меньшем количестве направлений деятельности человека, чем мягкие.

Основные виды сплавов

Существуют различные виды сплавов металлов, однако стоит поговорить только об основных.

Самыми популярными считаются составы на основе железа. К ним относится сталь, чугун и ферриты. Если с первыми двумя сплавами всё понятно, то стоит кратко сказать о том, что такое ферриты. Это соединения металлов, в которых содержится большое количество углерода. Их используют для изготовления катушек индуктивности. Также стоит упомянуть другие основные сплавы металлов.

ДискиДискиИзделия выполненные из металлических сплавов

Магниевые сплавы

Обладают высокой прочностью при малом размере и массе заготовки. Слабо защищены от коррозии, не обладают достаточной пластичностью для удобной обработки. Используются в машиностроении. Главная особенность сплавов на основе магния — свойство поглощать вибрации подвижных элементов.

Бериллиевые сплавы

Устойчивы к коррозийным процессам. Бериллий чаще всего смешивается с медью. Такая смесь называется Бериллиевой бронзой. Её используют для изготовления шестерней, контактов, часовых механизмов, подшипников.

Цинковые сплавы

Особенности этих соединений заключаются в низкой температуре плавления, высоким показателе пластичности, устойчивости к коррозиям. Используются для изготовления подшипников, бытовой техники, в машиностроении.

Титановые сплавы

Тяжелый в обработке материал. Сплавы на его основе обладают малым весом, высокой прочностью, стойкостью к воздействию факторов окружающей среды. Чтобы облегчить обработку металла, его необходимо нагреть. Используется в различных направлениях промышленности.

Алюминиевые сплавы

Сплавы на основе этого материала считаются наиболее популярными. Встретить их можно в большинстве сфер жизни человека. У них такие преимущества:

  • коррозийная устойчивость;
  • малый вес;
  • пластичность;
  • электропроводность.

Главный недостаток этого материала — низкая температура плавления. Уже к 200 градусам, свойства сплава ухудшаются. Алюминиевые сплавы используются в различных направлениях промышленности. Благодаря малому удельному весу алюминий получил большую популярность в строительстве самолётов.

Медные сплавы

Большинство соединений на основе меди представляют собой латунь. В зависимости от содержания меди в составе сплава выделяется красная и жёлтая латунь. Из этого материала изготавливаются маленькие детали для высокоточных и миниатюрных механизмов. Обладает высоким показателем пластичности, благодаря чему с соединениями на основе меди легко работать.

Распространение сплавов в современной промышленности

Выделяют следующие направления промышленности, в которых используются сплавы:

  1. Изготовление измерительных приборов.
  2. Ювелирное дело. Изготовление украшений.
  3. Постройка ракет, кораблей, самолётов. Машиностроение.
  4. Создание контактов, микросхем, точных соединений.
  5. Производство оружия.
  6. Аэрокосмическая промышленность.
  7. Криогенная область.
  8. Изготовление медицинского оборудования.
  9. Ядерная физика (детали для реакторов).
  10. Химическая и пищевая промышленность.

Это направления применения металлов и их сплавов в промышленности. Металлы и сплавы можно найти в любых сферах жизни. Каждое соединение обладает своими свойствами и характеристиками, которые изменяются по мере добавления посторонних примесей в состав.

Применение металлов и их сплавов. Прошлое и сегодня.

О том, что свойства металлов меняются при их сплавлении, стало известно ещё в древности. 5 тысяч лет тому назад наши предки научились делать бронзу — смесь олова с медью. Бронза по твёрдости превосходит оба металла, входящие в её состав.

Свойства чистых металлов, как правило, не соответствуют необходимым требованиям, поэтому практически во всех сферах человеческой деятельности используют не чистые металлы, а их сплавы. Это материал, который образуется в результате затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ. В их состав, кроме металлов могут входить также неметаллы, например, такие как углерод или кремний.

Добавляя в определённом количестве примеси других металлов и неметаллов, можно получить многие тысячи материалов с самыми разнообразными свойствами, в том числе и такими, каких нет ни у одного из составляющих смесь элементов. Сплав по сравнению с исходным металлом может быть механически прочнее и твёрже, со значительно более высокой или низкой температурой плавления, устойчивее к коррозии, устойчивее к высоким температурам,практически не менять своих размеров при нагревании или охлаждении и т. д.

Применение в качестве конструкционных материалов

Сплавы, используемые для изготовления различных конструкций, должны быть прочными и легко обрабатываемыми. В строительстве и в машиностроении наиболее широко используются смеси железа и алюминия. Такие сплавы железа, как стали, отличаются высокой прочностью и твёрдостью. Их можно ковать, прессовать, сваривать.

Чугуны используют для изготовления массивных и очень прочных деталей. Например, раньше из чугуна отливали радиаторы центрального отопления, канализационные трубы, до сих пор изготавливают котлы, перила и опоры мостов. Изделия из чугуна изготавливаются с применением литья.

Сплавы алюминия, используемые в конструкциях, наряду с прочностью должны отличаться лёгкостью. Дюралюминий, силумин — соединения алюминия, они незаменимы в самолёто-, вагоно- и кораблестроении. В некоторых узлах самолётов используются смеси магния, очень лёгкие и жароустойчивые.

В ракетостроении применяют лёгкие и термостойкие соединения на основе титана. Для улучшения ударопрочности, коррозионной стойкости, износоустойчивости сплавы легируют — вводят специальные добавки. Добавка марганца делает сталь ударопрочной. Чтобы получить нержавеющую сталь, в состав смеси вводят хром.

Инструментальные сплавы

Предназначены для изготовления режущих инструментов, штампов и деталей точных механизмов. Такие соединения должны быть износостойкими и прочными, причём при разогревании их прочность не должна существенно уменьшаться. Таким требованиям отвечают, например, нержавеющие стали, которые прошли специальную обработку (закалку).

Добавление к сплавам веществ, улучшающих их свойства, называют легированием. Для придания необходимых свойств инструментальные стали, как правило, легируют вольфрамом, ванадием или хромом.

Применение в электротехнической промышленности, электронике и приборостроении

Сплавы служат незаменимым материалом при изготовлении особо чувствительных и высокоточных приборов, различного рода датчиков и преобразователей энергии. Например, на изготовление сердечников трансформаторов и деталей реле идёт смесь никеля. Отдельные детали электромоторов изготавливаются из соединений кобальта. Сплав никеля с хромом — нихром, отличающийся высоким сопротивлением — используется для изготовления нагревательных элементов печей и бытовых электроприборов.

Из сеодинений меди в электротехнической промышленности и в приборостроении наиболее широкое применение находят латуни и бронзы. Латуни незаменимы при изготовлении приборов, деталью которых являются запорные краны. Такие приборы используются в сетях подачи газа и воды. Бронзы идут на изготовление пружин и пружинящих контактов.

Применение легкоплавких сплавов

Главным востребованным свойством является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем. Кроме того, эти соединения должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическую инертность, теплопроводность.

Легкоплавкие смеси производят из висмута, свинца, кадмия, олова и других металлов. Такие сплавы используют в термодатчиках, термометрах, пожарной сигнализации, например, сплав Вуда. А также в литейном деле для производства выплавляемых моделей, для фиксации костей и протезирования в медицине. Соединение натрия с калием (температура плавления –12,5 °С) используется как теплоноситель для охлаждения ядерных реакторов. Легкоплавкие смеси используются в литейном деле, незаменимы в датчиках пожарной сигнализации

Применение в ювелирном деле

Применение в чистом виде драгоценных металлов в ювелирном деле не всегда оправдано и целесообразно из-за их дороговизны, физических и химических особенностей. Для придания ювелирным изделиям из золота большей твёрдости и износостойкости используются сплавы с другими металлами. Самая лучшая добавка — это серебро (понижает температуру плавления) и медь (повышает твёрдость). Чистое золото используют очень редко, так как оно слишком мягкое, легко деформируется и царапается.

Из смеси золота с 10–30 % других благородных металлов (платины или палладия) изготавливают форсунки лабораторных приборов, а из соединений с 25–30 % серебра — ювелирные изделия и электрические контакты.

Сплавы в искусстве

Оловянная бронза (смесь меди с оловом) — один из первых освоенных человеком соединений металлов. Она обладает большей, по сравнению с чистой медью, твёрдостью, прочностью и более легкоплавка. Бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё. Классической маркой бронзы является колокольная бронза.

Одно из новых направлений в искусстве — производство художественных литых изделий из чугуна. Литые изделия из чугуна существенно превосходят по качеству кованые изделия. Чугун — металл гораздо более хрупкий и не такой ковкий, как сталь. Но даже из такого, казалось бы, грубого материала можно получать настоящие произведения литейного искусства способом литья, например, такие как литые лестницы или решётки на окна. Такие изделия подвержены лишь поверхностной коррозии и не требуют тщательного ухода.

Информация взята с сайта: yaklass.ru

О металлах и сплавах

Здравствуйте, друзья! Сегодня я предлагаю рассмотреть некоторые металлы и их сплавы. Постараемся в этой статье охватить все возможности и характеристики металлов и выделим основные их достоинства и качества.

Металлы и их сплавы


Примечание: основным материалом при изготовлении различных изделий является металл. В зависимости от химических и физических качеств, которыми он наделен, металл используется практически во всех видах изделий и работ.

Железо

Железо не считается древним открытием человека. Его начали производить только в 13 веке до нашей эры. Постепенно оно заслуживало все больше значения не только в производстве, но и в деле постройки дома, и др. различных строений. Без железа и изделий из него, сейчас трудно представить любую хозяйственную и строительную деятельность, хотя справедливости ради надо заметить, что прогресс не стоит на месте, и все чаще железо заменяется различными видами пластика. Но как бы там не было, есть случаи когда его не заменит ничто. Хотя как знать, прогресс такая штука…

Итак, обычно в работах по металлу применяется не чистое железо, а сплавы – чугун или сталь.

Сплав железа с углеродом

Сплав железа с содержанием углерода, превышающего 2% — есть чугун.

Примечание: Известно несколько видов чугуна: антифрикционный (АЧС), жаростойкий (ЖЧЮ, ЖЧС, ЖЧХ), высокопрочный (ВЧ), ковкий (КЧ), белый (БЧ) и серый (СЧ).

Определение марки стали по искре

Чугун почти не поддается обработке (и уж тем более сверлению), отличается высокой хрупкостью. Применение чугуна весьма ограничено (чаще его используют при литье, всем например известны старые, «добрые» чугунные отопительные батареи).

Сплав железа с содержанием менее 2% углерода – это сталь. Она различается по количеству содержания в себе углерода.

Малоуглеродистый сорт стали (углерод не превышает 0,3%) больше годится для чеканки или ковки вручную, поэтому её ещё называют поделочной. Этот сорт стали превосходно поддается сварке и соответствует высокой стадии ковкости. Плохо поддается закаливанию лишь особо низкоуглеродистая сталь (меньше 0,1% углерода).

Средне-углеродистый сорт стали (сочетает до 0,85% углерода) применяется для производства большинства метало-изделий. Т.н. конструкционная сталь. Отлично поддается закаливанию и ковке, но очень плохо поддаются сварке.

Высоко-углеродистая сталь (сочетание углерода достигает до 1,35%) является самой твердой, и применяется для производства частей механизмов и инструментов, подверженных высокому износу. Эта сталь практически не куется и плохо поддается сварке.

Сталь для разных поделок выпускается в виде заготовок, на производствах. Но выгоднее использовать ее детали, которые пришли в негодность. Чтобы узнать к какому сорту стали относится деталь, есть много различных методов определения.

К примеру, если надпилить напильником стальную деталь, раскалить её до красна и резко остудить в воде. И если при повторном надпиливании, чувствуется легкость – это малоуглеродистая сталь. При затруднении – проценту углерода больше. Можно определить сорт стали и по искрам от наждачного круга. Но это сможет определить уже достаточный специалист.

Существуют специальные таблицы по которым довольно точно можно узнать марку, и даже содержание добавок в стали.

Профили металлов, металлосырье

Элементарными профилями металлов считаются прокат, трубы, листы, проволока и стержни разных сечений.

Листовой металл делится на тонко-листовой и толсто-листовой.

Края листового металла лучше всего обработать стругом, полученным из использованного ножовочного полотна. Абразивным трехгранным бруском вытачиваем в полотне угловой вырез – струг готов.

Стальные трубы производятся бесшовными (цельнотянутые) или сварные (внахлестку). Первые известны как газовые или паровые трубы.

Удобнее всего резать жестяную трубу – консервным ножом. Заход делаем обычной ножовкой.

Трубы из чугуна обычно используются в водо-канализационных системах.

Проволока имеет три (основные) и более видов сечений — квадратное, круглое или прямоугольное. Ее поверхность может быть омедненная, луженая, оцинкованная или неизолированная. Также может быть упругой либо мягкой.

Стержни производятся круглого, шестигранного, квадратного или плоского сечения.

Искусство самостоятельного приготовления легких сплавов могут стать очень полезным. Самое главное не допустить перегрева металла.

Металлы и сплавы


Самые распространенные виды металлов и сплавов являются: —медь, бронза, латунь, алюминий, цинк, свинец, олово, хром, никель, нейзильбер и мельхиор.

 Легкие сплавы

Для поделок как правило используется чистая медь (то есть красная), или различные легкие сплавы.

Красная медь особо подходит для чеканки, она очень ковкая, легко обрабатывается различными хим. веществами, для получения разных оттенков цвета. Кроме того она прекрасно шлифуется и полируется, характеризуется высоким сопротивлением к коррозии.

Минусом же красной меди является её плохая свариваемость (необходимы особые электроды для сварки) и быстрое окисление на открытых воздушных массах, отчего её первоначальный блеск теряется.

Примечание: При контакте меди с воздухом, она окисляясь принимает темно-красный оттенок. А под воздействием влаги покрывается характерным зеленым цветом – патиной.

Медные заготовки (пруты)

Бронзу получают при сплавлении олова с медью. Заготовки из нее более твердые и прочные, чем из самой меди. Бронза отлично годится для литья и ковки. Готового сплава бронзы, вы вряд ли найдете в продаже. Поэтому мастера чаще производят ее сами.

Листы бронзы и латуни в рулонах

Латунь – есть сплав меди и цинка. В кузнечных делах её используют с отдельными легирующими элементами: алюминием, никелем, свинцом и т. п.

Латунь лучше полируется и режется, нежели красная медь. Она прекрасно покрывается золотом, серебром, никелем. Но латунь в пластичности уступает меди.

На заметку: Марка латуни квалифицируется разным процентом содержания красной меди – Л72 – 72%, Л66 – 66%. Для поделочных заготовок рекомендуется применять сплавы с наибольшим содержанием меди.

Алюминий – легкий, мягкий металл светло-серебристого цвета. Его плотность в три раза ниже чем у стали. Алюминий, а в частности его сплавы (высокопрочный конструкционный, технический деформированный, дюралюминий и пр.), которые широко используются в легкой промышленности, отлично обрабатываются в обычных условиях.

Цинк имеет серебристо-голубой оттенок. При воздействии с кислородом покрывается матовой пленкой, она предохраняет металл от коррозии. Цинк очень полезен для защиты различных черных металлов от коррозии, и в этом он чаще всего применяется (т.н. «оцинковка» — например всем известные водосточные трубы, оцинкованный металл автомобилей, и т.д.).

Цинк в чушках

Свинец – мягок, пластичен и в то же время тяжелый металл. Устойчив к воздействию кислот. Как правило используется для производства легкоплавких припоев, и в электрохимической промышленности.

Олово – пластичный и мягкий металл светло-серебристого цвета. Используется для образования антикоррозийных покрытий. Устойчив к пищевым кислотам и потому широко используется при изготовлении крышек, консервных банок и пр.

Хром – металл светло-синего цвета. Обладает превосходными антикоррозийными свойствами и высокой твердостью. Эффективность изделий из стали или чугуна покрытых хромом, существенно возрастает.

Никель – светло-серебристый металл. Но в отличие от хрома имеет нежный желтоватый оттенок. Более устойчив к воздействиям агрессивных сред. Как и хром имеет широкое использование для защиты декоративных покрытий металлов – так называемая никелировка.

Нейзильбер и мельхиор образуется путем сплавления меди и никеля. Присутствия меди в них достаточно высоко – 82% и 66% соответственно. Из-за этого они отличаются хорошей пластичностью.

Во время обработки уксусного свинца и гипосульфата натрия, дают разные оттенки. Поверхности данных металлов прекрасно полируются и несут ряд других важных особенностей.

На этом заканчиваю статью про металлы и их сплавы.

В дальнейшем предлагаю рассмотреть также свойства и строение древесины. До новых встреч.

Проголосуйте!

[Голосов: 1 Среднее: 5]

Главная » Разное » О металлах и сплавах

"Живу в городе Шатура Московской области. С детства был "повернут" на строительстве. Освоил множество профессий, в т.ч. плотника-бетонщика, каменщика-строителя, мебельщика. Полученным опытом делюсь на этом блоге."

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ — Студопедия.Нет

Раздел первый ОСНОВЫ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

Глава I ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

О МЕТАЛЛАХ И ИХ СПЛАВАХ

Общие сведения о металлах и их сплавах

В настоящее время известно 107 химических элементов (см. Периодическую систему элементов Д. И. Менделеева), которые делятся на две основные группы: металлы и неметаллы (метал­лоиды). Большинство элементов (83) — металлы, отличитель­ными признаками которых являются непрозрачность, специфи­ческий блеск, высокая теплопроводность и электропроводность, ковкость и др. При обычной температуре все металлы, кроме ртути, находятся в твердом состоянии. Металлоиды не имеют таких свойств.

Перечисленными выше свойствами металлы обладают в раз­личной степени, что и определяет их различное практическое использование. Наиболее широкое применение в промышленно­сти получили железо, медь, алюминий, магний, свинец, цинк и олово.

В земной коре металлы занимают небольшое место (около 15% по массе), остальную часть составляют кислород (49%), кремний (26%) и другие металлоиды. Самыми распространен­ными металлами являются алюминий (7%) и железо (5%), реже встречаются кальций, натрий, магний и калий. Содержа­ние урана, золота, платины и других редких металлов опреде­ляется миллионными и миллиардными долями процента.

В технике слово «металлы» объединяет чистые металлы и сплавы. Чистыми металлами называют химические элементы обычно с небольшими добавками других элементов (примесей). Например, техническая медь содержит примеси свинца, вис­мута, сурьмы, железа, мышьяка, олова и других элементов.

Сплавы — это сложные материалы, образующиеся путем сое­динения двух и более элементов (в том числе и неметаллов).

Чистые металлы имеют заданные природой свойства. Спла­вам можно придать необходимые свойства, поэтому они и полу­чили наибольшее распространение.

В промышленности металлы обычно делят на две группы: черные и цветные. Черные металлы — это железо и его сплавы с углеродом (сталь и чугун). Цветные металлы — это медь, алюминий, магний, никель, цинк, олово, свинец и др. и их сплавы. Наиболее распространены черные металлы (на их долю приходится более 90% общей массы металлов). Из металлои­дов широко применяют углерод и кремний.

Металлы получают из металлических руд, которые пред­ставляют собой скопление химических элементов в виде про­стых веществ или соединений. Добычей руд из недр земли за­нимается горнодобывающая промышленность, получением ме­таллов и сплавов из руд — металлургическая. В соответствии с делением металлов на черные и цветные металлургия делится также на черную и цветную.

В настоящее время выплавляют около 75 металлов и огром­ное количество сплавов.

§ 2. Внутреннее строение металлов и их сплавов

Все вещества состоят из атомов, а атом — из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов (рис. 1). В ядре находятся положи­тельно заряженные частицы — протоны. Количество протонов при обычном состоянии атома равно количеству электронов, т. е. атом электрически нейтрален. Число электронов, обозна­ченное порядковым номером в периодической системе элементов Д. И. Менделеева, для каждого элемента различно. Атом при определенных условиях может терять и приобретать электроны. Если электронов станет больше, чем протонов, то он будет за­ряжен отрицательно, а если меньше, то положительно. Такой электрически заряженный атом называется попом.

Электроны вращаются вокруг ядра по орбитам, число кото­рых определяется номером периода элемента в периодической, системе.

У металлов на внешней орбите находятся один, два или три электрона, слабо связанных с ядром, поэтому под воздействием положительно заряженных атомов они могут отрываться от своего атома, превращая его в положительно заряженный ион. Электроны, свободно переходящие от одного атома к другому, называются свободными.

Атомы металлоидов при определенных условиях стремятся заполнить внешнюю оболочку, т. е. присоединить электроны и превратиться в отрицательно заряженные ноны.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ

Используемые в технике металлические материалы разделяют на простые и сложные металлы (сплавы).

Простые металлы состоят из одного основного элемен­та и незначительного количества примесей других элемен­тов. Например, технически чистая медь содержит от 0,1 до 1 % примесей свинца, висмута, сурьмы и других эле­ментов.

Сплавы — это сложные металлы, представляющие со­четание какого-либо простого металла (основы сплава) с другими металлами или неметаллами. Например, ла­тунь — сплав меди с цинком. Здесь основу сплава состав­ляет медь.

Химический элемент, входящий в состав металла или сплава, называется компонентом. По числу компонентов сплавы делятся на двухкомпонентные (двойные), трех-компонентные (тройные) и т. д.

Большинство сплавов получают сплавлением компо­нентов в жидком состоянии.

Сплавы превосходят простые металлы по прочности, твердости, обрабатываемости и т. д. Вот почему они применяются в технике значительно шире простых метал­лов. Например, железо — мягкий металл, почти не при­меняющийся в чистом виде. Зато самое широкое приме­нение в технике имеют сплавы железа с углеродом — ста­ли и чугуны.

Все применяемые в технике металлы и сплавы делят ся на черные и цветные.

К черным металлам относятся железо и его сплавь (сталь и чугун). Все остальные металлы и сплавы состав представляют группу цветных металлов.

Наибольшее распространение в технике получили черные металлы. Это обусловлено большими запасами железных руд в земной коре, сравнительной простотой технологии выплавки черных металлов, их высокой прочностью.

Цветные металлы применяются в технике реже, чем черные. Это объясняется незначительным содержанием многих цветных металлов в земной коре, сложностью процесса их выплавки из руд, недостаточной проч­ностью. Цветные металлы дороже черных. Во всех слу­чаях, когда это возможно, их заменяют черными метал­лами, пластмассами и другими материалами.

Из большого числа цветных металлов и сплавов в сельскохозяйственной технике наибольшее распростра­нение получили сплавы алюминия, меди, а также под­шипниковые сплавы.

Все металлы и сплавы в твердом состоянии имеют

 кристаллическое строение, т. е. их атомы (ионы) распо­ложены в строго определенном порядке. Этим кристалли­ческие тела отличаются от аморфных тел, у которых атомы  расположены хаотично. Аморфными телами являются стекло, клей, воск и др.

 

Если атомы металла мысленно соединить прямыми линиями, то получится правильная геометрическая систе­ма, называемая пространственной кристаллической ре­шеткой. Из  кристаллической решетки можно выделить элементарную кристаллическую ячейку, представляющую комплекс атомов, повторением которого в трех измерениях можно построить всю решетку. Наибо­лее распространены три типа элементарных кристалли­ческих ячеек металлов (рис. 1): кубическая объемно-центрированная (такую решетку имеют хром, вольфрам, молибден и др.), кубическая гранецентрированная (алю­миний, медь, свинец и др.) и гексагональная (цинк, маг­ний и др.).

В узлах кристаллических решеток металлов располо­жены положительно заряженные ионы, удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга свободными электронами. Такое внутреннее строение обусловливает характерные признаки металлов, такие, как высокая элек­тро- и теплопроводность, пластичность (ковкость) и др.

Свойства металлов и сплавов зависят от природы их атомов, типа кристаллической решетки и от расстояния между атомами в решетке.

Все свойства металлов делятся на физические, хими­ческие, механические и технологические.

Физические свойстваметаллов и сплавов определя­ются цветом, плотностью, температурой плавления, теп­ловым расширением, тепло- и электропроводностью, а также магнитными свойствами (табл. 1). Плотность металла — величина, определяемая отно­шением массы металла к занимаемому им объему. Она измеряется в кг/м3. Для снижения массы изделия необ­ходимо использовать материалы с небольшой плотностью (сплавы магния, алюминия и титана).

Температура плавления — температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. Знание температуры плавления металлов и сплавов необхо­димо в металлургии, в литейном производстве, при горя­чей обработке металлов давлением, при сварке, пайке и других процессах, сопровождающихся нагреванием ме­таллических материалов.                   

 

Тепловое расширение - изменение линейных разме­ров иобъема металлического материала при нагревани. Неодинаковость величины теплового линейного расшире­ния материалов характеризуется коэффициентом линей­ного расширения а, который показывает, на какую долю первоначальной длины при 0 °С удлинилось тело вслед­ствие нагревания его на 1 °С. Тепловое расширение металлов необходимо учитывать при изготовлении и эксплуатации точных, сложностью приборов и инструментов, изготовлении литейных форм, Прокладке железнодорожных рельс и т. д.

Теплопроводность — способность металлов передавать' Теплоту от более нагретых частей тела к менее нагретым. Среди металлических материалов лучшей теплопровод­ностью обладают серебро, медь, алюминий.

Электропроводность — способность металлов прово­пить электрический ток. Она оценивается на практике Величиной удельного электросопротивления р. Чем мень­ше электросопротивление, тем более электропроводен металлический материал. Высокой электропроводностью Обладают те металлы, которые хорошо проводят электри­ческий ток (серебро, медь, алюминий). 

Способность металлов намагничиваться под действием магнитного поля/называют магнитной проницаемостью. Сильно выраженными магнитными свойствами обладают железо, никель, кобальт и их сплавы. Эти металлы назы­вают ферромагнитными

Механическими свойствамиметаллов называется со­вокупность свойств, характеризующих способность ме­таллических материалов сопротивляться воздействию внешних усилий (нагрузок).

К механическим свойствам металлов. относятся:

прочность — способность материала сопротивляться действий внешних сил без разрушения; упругость — способность материала восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после прекраще­ния действия внешних сил, вызвавших деформацию;

пластичность — способность материала изменять свою форму и размеры под действием внешних сил, не разру­шаясь, и сохранять полученные деформации после пре­кращения действия внешних сил;

твердость — способность материала оказывать сопротивление проникновению в него другого, более твердого тела; 

вязкость — способность, металлических материалов оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам; хрупкость — свойство, обратное вязко­сти;

1 ползучесть — свойство металлических материалов медленно и непрерывно пластически деформироваться при длительной нагрузке и высоких температурах; усталость — процесс постепенного накопления повреждений материала под действием повторно-переменных напряжений, приводящих к уменьшению долговечности, образованию трещин и разрушению. Способность метал­лических материалов противостоять усталости называет­ся выносливостью.

Механические свойства являются основной характери­стикой металлов и сплавов, поэтому на заводах созданы специальные лаборатории, где производятся различные испытания с целью определения этих свойств.

Механические испытания можно разделить на:

статические, при которых нагрузка, действующая на металлический образец или деталь, остается постоянной или возрастает крайне медленно;

динамические (ударные), при которых нагрузка воз­растает быстро и действует в течение незначительного времени;

испытание при повторных или знакопеременных на­грузках — нагрузках, изменяющихся многократно по ве­личине или по величине и направлению.

Рассмотрим основные виды испытаний металлов с целью определения их механических свойств.

Технологические свойства характеризуют способность металлов поддаваться различным видам технологической обработки для получения определенной формы, размеров и свойств: Они имеют большое значение при выборе металлических материалов для изготовления деталей ма­шин и конструкций. Из технологических свойств наиболь­шее значение имеют обрабатываемость резанием, свариваемость, ковкость, прокаливаемость, литейные свойства.

Обрабатываемостью резанием называется способность металлов подвергаться обработке режущими инструмен­тами для придания деталям определенной формы, разме­ров (с необходимой точностью) и чистоты поверхности.  Обрабатываемость резанием определяется по скорости резания, усилию резания и по шероховатости обрабатываемой поверхности. При разных методах обработки (то­чении, сверлении, фрезеровании и т. д.) обрабатывае­мость одного и того же металла может быть различной. Для улучшения обрабатываемости сталей в них допу­скается повышенное содержание серы, а также вводятся свинец, селен и другие элементы.

Свариваемостью называется свойство металла или сплава образовывать при установленной технологии сварки соединения, отвечающие требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия. Свариваемость углеродистых сталей ухудшается с по-вышением содержания в них углерода. Ковкостью называется способность металла без раз­рушения поддаваться обработке давлением (ковке, штам­повке, прокатке и т. д.). Ковкость металла зависит от его пластичности. Чем металл более пластичен, тем лучше он поддается обработке давлением.

Металлы обладают ковкостью как в холодном, так и в нагретом состоянии. В холодном состоянии хорошо ку­ются латуни и сплавы алюминия, сталь — в нагретом • состоянии. Чугун из-за повышенной хрупкости обработке давлением не подвергается.

Прокаливаемость— способность стали воспринимать закалку на определенную глубину от поверхности. Про­каливаемость стали определяется по виду излома, по измерению твердости в различных точках сечения образ­ца, а также методом торцовой закалки.

 Литейные свойства металлов определяются жидкоте-кучестью, усадкой и склонностью к ликвации. Жидкоте кучесть — это способность расплавленного металла за­полнять форму и давать плотные отливки с точной конфи­гурацией. Усадка — сокращение объема расплавленного металла при затвердении и последующем охлаждении. Ликвация — неоднородность химического состава твердо­го металла в разных частях отливки. .

При выборе литейных материалов учитывают, что чу­гун обладает высокими литейными свойствами: хорошей жидкотекучестью, небольшой усадкой и незначительной склонностью к ликвации. Литейные свойства стали хуже, чем чугуна.

Химические свойства металлов

Химическим свойством называется способность металлов под действием окружающей среды превращаться в другие вещества и изменять свои свойства.

К химическим свойствам относится способность металлов корродировать, т. е. окисляться под действием кислорода воз­духа и воды, разрушаться под действием кислот и щелочей, об­разовывать окалину при нагреве в окислительной среде.

Коррозии(лат. corrosia — разъедание) подвергаются почти все металлы. Например, железо на воздухе ржавеет, медь по­крывается зеленым слоем окиси, алюминий — белым слоем окиси и т. д.

Металлы, не поддающиеся коррозии, называются благород­ными. К ним относятся золото и платина. Они разрушаются только в смеси соляной и азотной кислот, называемой «царской водкой».

Высокой коррозионной стойкостью обладают хром, никель и их сплавы, а титан и его сплавы по коррозионной стойкости приближаются к благородным металлам.

[Химическая коррозия возникает вследствие химического взаимодействия металла со средами, не являющимися провод­никами электрического тока (сухие газы, нефть, бензин, керо-син, масла). При этом металлы вступают в химическое взаимо­действие с активными веществами внешней среды, обычно с кислородом, в результате чего на поверхности металлов по­являются окисные пленки и изделие начинает разрушаться.

Типичным примером химической коррозии является газовая коррозия, которая наблюдается при нагреве заготовок для ковки и термической обработки, деталей топок и дымоходов котлов, проточных частей газовых турбин, выхлопных труб дви­гателей и т. д. На судах химической коррозии подвергаются внутренние поверхности цистерн с керосином или бензином, танки с нефтью и другими подобными продуктами.

Электрохимическая коррозия возникает при взаимодействии металла с электролитом, т. е. со средами, проводящими элект­рический ток (щелочи, растворы солей и кислот, вода и воздух). Коррозию металлов в атмосфере воздуха обычно называют ржавлением.

Явления при электрохимической коррозии по своей природе не отличаются от тех, которые происходят в гальванических элементах. Известно, что при работе гальванического элемента положительно заряженные ионы анода переходят в раствор." При этом анод заряжается отрицательно, а раствор (электролит), приобретая эти ионы, заряжается положительно. Таким образом, возникает разность потенциалов. Чем она больше, тем быстрее переходят ионы с анода в раствор и, следовательно, тем быстрее анод разрушается.

Разность потенциалов, возникающая на поверхности ме­талла, соприкасающегося с электролитом, называется электрод­ным потенциалом. Значения электродных потенциалов элемен­тов измеряют по отношению к водороду, потенциал которого принят равным нулю (табл. 4). Металлы, расположенные выше водорода, электроположительны, а ниже — электроотрица­тельны.

Если построить гальванический элемент из двух разнород­ных металлов, то разрушаться будет тот, который в таблице расположен ниже. Так, если в электролит поместить пластинки цинка и железа, то разрушаться будет цинк. Каждый металл будет анодом по отношению к металлу, расположенному выше него в таблице, и катодом — ко всем нижерасположенным. Поэтому нельзя допускать в конструкциях, работающих в корро­зионных средах, соединения металлов, разных по активности, например железа с алюминием или медью, меди с алюминием. Возникновению коррозии на металле способствует неодно­родность их строения, наличие загрязнений и примесей.

Металлические изделия подвергаются коррозии как в процессе эксплуатации, так и хранения.

 

По характеру воздействия на металл коррозию можно раз­делить на сплошную (равномерную), местную и межкристаллитиую.

 

Сплошная (равномерная) коррозия равномерно распространяется по всей поверхности металла.

Местная коррозия вызывает разрушение отдельных участков поверхности металла в виде язв, пятен и точек. По­этому ее иногда называют язвенной, пятнистой, точечной. Она возникает обычно в местах дефектов металла: царапин, рисок, забоин, следов обработки и т. д.

Межкристалли тная  коррозия развивается (воз­никает) по границам кристаллов, не вызывая заметных измене­ний поверхности металла. Этот вид коррозии наиболее опасный. Он приводит к мгновенной поломке деталей при эксплуатации

Интенсивность (скорость) коррозии зависит от химического состава и структуры металла, состояния его поверхности, наличия внутренних и наружных дефектов, окружающей среды (ее состава, температуры, скорости движения) и т. д. Металл с де­фектами имеет более высокий электродный потенциал, чем чи­стый. Дефекты способствуют образованию гальванических мик­роэлементов и, следовательно, разрушению основного металла. Чем меньше металл имеет дефектов, тем выше его коррозион­ная стойкость, и наоборот.Химический состав металла значительно влияет на его кор­розионную стойкость. При увеличении содержания углерода со­противляемость металла коррозии уменьшается, и наоборот. Содержание в металлах таких элементов, как хром, никель, ти­тан, медь, повышает их коррозионную стойкость. Ниобий и ти­тан повышают стойкость металлов к межкристаллитной корро­зии. Коррозия стали усиливается в кислых растворах и умень­шается в щелочных средах.

Часто одновременно с коррозией металлов происходит эрозия. Эрозией называется механическое разрушение поверхности металла ударами частиц твердых тел, воды, газа, пара, воздуха и т. д. Совместная коррозия и эрозия значительно быстрее раз­рушают металл.        

Около 10 % всех наплавленных металлов, воплощенных в различные изделия, конструкции и машины, ежегодно разру­шается от коррозии. Поэтому борьба с коррозией является важнейшей народнохозяйственной задачей. Знание химических свойств металлов позволяет правильно выбрать нужный для из­готовления изделий или конструкций, работающих в коррозион­ных средах.

Коррозия судовых конструкций

Судовые конструкции работают в чрезвычайно неблагоприятных условиях. Детали двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин, топки и дымоходы паровых котлов, нагревае­мые при обработке судостроительные заготовки подвергаются газовой коррозии, судовые конструкции, соприкасающиеся с нефтью, бензином, керосином, маслами,— химической корро­зии, судовые конструкции, находящиеся в воде и влажной ат­мосфере,— электрохимической коррозии. Многие судовые кон­струкции (корпус судна, гребные винты, рули, вращающиеся детали турбин и насосов, трубы большинства судовых систем и т. д.) подвергаются также эрозии. В результате потери ме­талла от коррозии в судостроении довольно высоки.

Основной коррозионной средой судовых конструкций явля­ется морская вода, в которой содержатся растворы различных солей. Соленость океанов составляет примерно 35 промилле, морей — не более 25, рек и озер — не более 0,3 промилле. Чем выше концентрация солей в воде, тем выше электропроводность и, следовательно, тем выше ее коррозионная активность. Рас­творенные в морской воде кислород, йод, бром также способ­ствуют ее коррозионной активности.

Наиболее подвержены коррозии в морской воде углероди­стая сталь и чугун. Чем больше примесей (серы и фосфора) содержит металл, тем ниже его коррозионная стойкость. Нержа­веющие стали и особенно сплавы на основе титана, циркония и тантала устойчивы против коррозии.

Коррозионная стойкость цветных металлов колеблется в ши­роких пределах. Высокую коррозионную стойкость имеет медь и ее сплавы (латунь и бронза). Но простые латуни подвержены в морской воде обесцинкованию. Обесцинкование — это вид из­бирательной коррозии, при которой цинк растворяется, а медь выделяется на поверхности в виде рыхлых образований.

Алюминий и его сплавы устойчивы против коррозии в прес­ной воде, а сплавы алюминия с магнием устойчивы и в морской воде, если они имеют дополнительную защиту. Магний и его сплавы мало устойчивы против коррозии в морской воде, а ти­тан и его сплавы — практически абсолютно устойчивы против коррозии, поэтому являются ценным материалом для изготов-ления судовых конструкций.

Увеличение скорости движения воды повышает электрохими­ческую коррозию, а при определенных условиях вызывает кор­розионную эрозию, прежде всего судовых конструкций в кормо­вой части корпуса судна: гребных винтов, внутренних поверх­ностей судовых трубопроводов и др.

Коррозионная стойкость судовых конструкций зависит в зна­чительной степени от чистоты их обработки. Бугорчатая поверх­ность сварных швов, выступающие головки заклепок и других крепежных деталей могут быть причинами интенсивной местной коррозии. Ускоряет коррозию наличие окалины на поверхности судовых конструкций, даже находящейся под слоем краски.

Особенно интенсивно происходит электрохимическая корро­зия конструкций, в которых сочетаются различные металлы, например сталь с алюминиевыми или медными сплавами. Од­нако при постройке судов без таких материалов невозможно обойтись.

Подводная часть судов (обычно до грузовой ватерлинии) во время плавания и особенно стоянки обрастает различными жи­вотными или растительными организмами, которые повреждают покрытие корпуса судна, что способствует возникновению мест­ной коррозии. В процессе жизнедеятельности эти организмы вы­деляют вредные химические соединения: сернистый водород, уг­лекислый газ, различные кислоты и кислород, что также спо­собствует повышению скорости коррозии.

При очистке подводной части крупнотоннажных судов в до­ках снимают до 200 т продуктов обрастания, которое не только способствует возникновению коррозии, но и снижению скорости движения судов, увеличению расхода топлива, ускорению сро­ков докования.

Свойства металлов и сплавов: химические, физические, механические, технологические

Металлические изделия и детали используются в разных сферах промышленности. Существует множество видов металлов и каждый из них обладает сильными и слабыми сторонами. При изготовлении деталей для машин, самолётов или промышленного оборудования мастера обращают внимание на характеристики материала. Поэтому требуется знать свойства металлов и сплавов.

Крыло самолетаКрыло самолетаСвойства металлов и сплавов

У металлов есть признаки, которые их характеризуют:

  1. Высокие показатели теплопроводности. Металлические материалы хорошо проводят электричество.
  2. Блеск на изломе.
  3. Ковкость.
  4. Кристаллическая структура.

Не все материалы прочные и обладают высокими показателя износоустойчивости. Это же касается плавления при высоких температурах.

Металлы разделяются на две большие группы — черные и цветные. Представители обоих видов различаются не только характеристиками, но и внешним видом.

Черные

Представители этой группы считаются самыми распространёнными и недорогими. В большинстве своем имеют серый или тёмный цвет. Плавятся при высокой температуре, обладают высокой твердостью и большой плотностью. Главный представитель этой группы — железо. Эта группа разделяется на подгруппы:

  1. Железные — к представителям этой подгруппы относится железо, никель и кобальт.
  2. Тугоплавкие — сюда входят металлы температура плавления которых начинается с 1600 градусов. Их применяют при создании основ для сплавов.
  3. Редкоземельные — к ним относятся церий, празеодим и неодим. Обладают низкой прочностью.

Существуют урановые и щелочноземельные металлы, однако они менее популярны.

Цветные

Представители этой группы отличаются яркой окраской, меньшей прочностью, твердостью и температурой плавления (не для всех). Разделяется эта группа на следующие подгруппы:

  1. Лёгкие — подгруппа, включающая в себя металлы с плотностью до 5000 кг/м3. Это такие материалы, как литий, натрий, калий, магний и другие.
  2. Тяжёлые — сюда относится серебро, медь, свинец и другие. Плотность превышает 5000 кг/м3.
  3. Благородные — представили этой подгруппы имеют высокую стоимость и устойчивость к коррозийным процессам. К ним относятся золото, палладий, иридий, платина, серебро и другие.

Выделяются тугоплавкие и легкоплавкие металлы. К тугоплавким относится вольфрам, молибден и ниобий, а к легкоплавким все остальные.

Основные виды сплавов

Человечество знакомо с различными металлическими сплавами. Самыми многочисленными из них являются соединения на основе железа. К ним относятся ферриты, стали и чугун. Ферриты имеют магнитные свойства, в чугуне содержится более 2,4% углерода, а сталь — это материал с высокой прочность и твердостью.

Отдельное внимания требуют металлические сплавы из цветных металлов.

СтальСтальПроизводство стали

Цинковые сплавы

Соединения металлов, которые плавятся при низких температурах. Смеси на основе цинка устойчивы к воздействию коррозийных процессов. Легко обрабатываются.

Алюминиевые сплавы

Популярность алюминий и сплавы на его основе получили во второй половине 20 века. Этот материал обладает такими преимуществами:

  1. Устойчивость к низким температурам.
  2. Электропроводность.
  3. Малый вес заготовок в сравнении с другими металлами.
  4. Износоустойчивость.

Однако нельзя забывать про то, что алюминий плавится при низких температурах. При температуре около 200 градусов характеристики ухудшаются.

Алюминий применяется при изготовлении комплектующих к машинам, производстве деталей для самолётов, составляющих промышленного оборудования, посуды, инструментов. Не многие знают, что алюминий популярен в сфере производства оружия. Связано это с тем, что детали из алюминия не искрят при сильном трении.

Чтобы увеличить прочность детали, алюминий смешивают с медью. Чтобы заготовка выдерживала давление — с марганцем. Кремний добавляют, чтобы получить обычную отливку.

Медные сплавы

Сплавы на основе меди — марки латуни. Из этого материала изготавливаются детали высокой точности, так как латунь легко обрабатывать. В составе сплава может содержаться до 45% цинка.

Свойства сплавов

Чтобы изготавливать детали и конструкции, нужно знать основные свойства металлов и сплавов. При неправильной обработке готовая деталь может быстро выйти из строя и разрушить оборудование.

ДвигательДвигательДвигатель внутреннего сгорания

Физические свойства

Сюда относятся визуальные параметры и характеристики материала, изменяющиеся при обработке:

  1. Теплопроводность. От этого зависит насколько поверхность будет передавать тепло при нагревании.
  2. Плотность. По этому параметру определяется количество материла, которое содержится в единице объёма.
  3. Электропроводность. Возможность металла проводить электрический ток. Этот параметр называется электрическое сопротивление.
  4. Цвет. Этот визуальный показатель меняется под воздействием температур.
  5. Прочность. Возможность материала сохранять структуру при обработке. Сюда же относится твердость. Эти показатели относятся и к механическим свойствам.
  6. Восприимчивость к действию магнитов. Это возможность материала проводить через себя магнитные лучи.

Физические основы позволяют определить в какой сфере будет использоваться материал.

Химические свойства

Сюда относятся возможности материала противостоять воздействию химических веществ:

  1. Устойчивость к коррозийным процессам. Этот показатель определяет на сколько материал защищён от воздействия воды.
  2. Растворимость. Устойчивость металла к воздействию растворителей — кислотам или щелочным составам.
  3. Окисляемость. Параметр указывает на выделение оксидов металлом при его взаимодействии с кислородом.

Обуславливаются эти характеристики химическим составом материала.

Механические свойства

Механические свойства металлов и сплавов отвечают за целостность структуры материала:

  • прочность;
  • твердость;
  • пластичность;
  • вязкость;
  • хрупкость;
  • устойчивость к механическим нагрузкам.

Технологические свойства

Технологические свойства определяют способность металла или сплава изменяться при обработке:

  1. Ковкость. Обработка заготовки давлением. Материал не разрушается. Структура изменяется.
  2. Свариваемость. Восприимчивость детали к работе сварочным оборудованием.
  3. Усадка. Происходит этот процесс при охлаждении заготовки после её разогрева.
  4. Обработка режущим инструментом.
  5. Ликвация (затвердевание жидкого металла при понижении температуры).

Основной способ обработки металлических деталей — нагревание.

Свойства металлов и сплавов отвечают за то, как себя будет вести готовое изделие при эксплуатации. При обработке материалов также важно знать его характеристики.

Сплавы металлов, их применение в промышленности

Цинковые сплавы в своем составе содержат такие металлы, как цинк, алюминий, медь и магний. В производстве и быту они применяются для изготовления сувениров, посуды, подшипников, оргтехники, конструкционных механизмов. Они используются в машиностроении, в сфере электромашиностроения и автомобильной промышленности.

Титановые сплавы могут состоять из разнообразных металлов, в основном из алюминия, ванадия, титана, молибдена, марганца, хрома, меди, вольфрама и никеля. Они широко применяются в производстве конструкционных материалов, авиационном строительстве, ракетостроении, в космическом машиностроении, для производства химической посуды и аппаратуры.

Сплавы алюминия в своем составе могут содержать алюминий, магний, медь, цинк, марганец, литий и бериллий. В связи со своей коррозионной стойкостью, сплавы алюминия нашли свое применение в производстве корпусов самолетов и техники, машиностроении, изготовлении электротехнических устройств и материалов, посуды, облицовочных панелей, дверей и электрических кабелей.

Железные, или железоуглеродистые сплавы в своем составе содержат другие металлы и неметаллические элементы. Для производства стали, чугуна или ферросплавов применяется железо, углерод, сера, фосфор, марганец, азот, хром, никель, молибден, титан, кобальт и вольфрам. Сплавы железа применяются практически во всех отраслях производства, в области конструкционных материалов, хозяйстве, машиностроении, при производстве инструментов, приборов и деталей.

Сплавы меди могут иметь в своем составе цинк, олово, никель, алюминий, бериллий и фосфор. Они нашли широкое применение в отраслях изготовления труб, теплотехнической аппаратуры, подшипников, шестеренок и втулок, деталей, пружин, точных приборов. Также сплавы меди применяются в декоративно-прикладном искусстве и скульптуре.

Твердыми называются сплавы, которые в своем составе содержат карбиды металлов кобальта, никеля, стали и молибдена. Они имеют высокую тугоплавкость, твердость, устойчивость к коррозии, а также износоустойчивость. Применяются твердые сплавы в изготовлении инструментов для обработки других металлов, сплавов и твердых неметаллов, как напайки для рабочих частей буровых агрегатов и как конструкционные материалы.

Какие они? Из чего сделаны обычные сплавы?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 8 ноября 2019 года.

Почти каждый материал мы могли бы когда-нибудь хотеть скрывается где-то на планете под нашим ноги. От золота мы носим как украшения Нефть, которая питает наши автомобили, хранилище удивительных материалов Земли может поставлять практически каждая потребность Химические элементы являются основными строительными блоками из из которого сделаны все материалы внутри Земли. Есть 90 или около того элементы природного происхождения, и большинство из них являются металлами.Но, хотя металлы полезны, они иногда не идеальны для работы, в которой мы нуждаемся. Взять железо, например. Это удивительно сильный, но он может быть довольно хрупким, и это также ржавеет легко во влажном воздухе. Или как насчет алюминия. Это очень легкий, но в своем чистая форма, она слишком мягкая и слабая, чтобы быть полезной. Поэтому большинство используемых нами металлов не являются вообще-то металлы, кроме сплавов: металлы в сочетании с другими веществами, чтобы сделать их сильнее, тяжелее, легче или лучше другим способом.Сплавы повсюду вокруг нас - от пломбы в зубах и литые диски на наших автомобилях для космических спутников свист над нашими головами. Давайте внимательнее посмотрим на то, что они и почему они так полезно!

Фото: этот топливный бак от Space Shuttle был сделан из сверхлегкого алюминиево-литиевого сплава, таким образом, это на 3400 кг легче, чем танк, который он заменил. Сокращение веса от базовой конструкции шаттла означало, что он может нести более тяжелые грузы (груз).Фото любезно предоставлено НАСА Космическим центром им. Кеннеди (NASA-KSC).

Что такое сплав?

Фото: этот образец сплава титан-цирконий-никель быть сделанным, чтобы подняться (плавать в воздухе), используя электричество. Это один из многих замечательных новых материалов, разрабатываемых для возможного использования в космосе. Фото любезно предоставлено Центром космических полетов им. Маршалла (NASA-MSFC).

Вы можете увидеть слово «сплав», описанное как «смесь металлов», но это немного вводит в заблуждение, потому что некоторые сплавы содержат только один металл, и он смешивается с другие вещества, которые являются неметаллами (например, чугун является сплав сделан только из одного металла, железа, смешанного с одним неметаллом, углеродом).Лучший способ думать о сплаве как о материале, который состоит из минимум два разных химических элемента, один из которых является металлом. самый важный металлический компонент сплава (часто представляющий 90 процентов или более материала) называется основным металл, то основной металл или основание металл. Другие компоненты сплава (которые называются легирующими агентами) может быть металлы или неметаллы, и они присутствуют в гораздо меньших количествах (иногда менее 1 процента от общего числа). Хотя сплав иногда может быть составным (элементы, из которых это сделано, являются химически связаны вместе), это обычно твердое вещество решение (атомы элементов просто смешаны, как соль, смешанная с вода).

Структура сплавов

Если вы посмотрите на металл через мощный электронный микроскоп, вы можете увидеть атомы внутри расположены в правильной структуре, называемой кристаллической решетки. Вообразите маленькую картонную коробку, полную мрамора, и это в значительной степени что бы вы увидели В сплаве, кроме атомов основного металла, Есть также атомы легирующих агентов, разбросанных по всему структура. (Представьте себе несколько пластиковых шары в картон коробка, чтобы они расположились случайным образом среди мрамора.)

Замена сплавов

Если атомы легирующего агента заменяют атомы основного металла, мы получаем то, что называется сплав замещения. Сплав как это будет формироваться только если атомы основного металла и легирующего агента имеют примерно одинакового размера. В большинстве замещающих сплавов составляющая элементы довольно близко друг к другу в периодической таблице. Латунь, для Например, замещающий сплав на основе меди в какие атомы цинка заменяют 10–35 процентов атомов, которые обычно находятся в меди.Латунь работает как сплав, потому что медь и цинк близки друг к другу в Периодическая таблица и имеет атомы примерно одинакового размера.

Промежуточные сплавы

Сплавы также могут образовываться, если легирующий агент или агенты имеют атомы, которые намного меньше чем те из основного металла. В этом случае атомы агента проскальзывают в между основными атомами металла (в промежутках или «промежутках»), давая то, что называется промежуточным сплавом. Сталь Пример внедренного сплава, в котором относительно небольшое количество атомы углерода проскальзывают в промежутки между огромными атомами в кристаллической решетке железа.

Как ведут себя сплавы?

Фото: это не только основные ингредиенты (металлы и другие составляющие) которые влияют на свойства сплава; как эти ингредиенты сочетаются очень важно слишком. Скорость заливки или перемешивания, температуры заливки и скорости охлаждения являются одними из факторов это может повлиять на физические свойства сплавов. Фото отливки из латунного сплава, выполненной Джетом Лоу, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США, Отделом печати и фотографий, Исторический Американский Инженерный Рекорд.

Люди делают и используют сплавы, потому что металлы не имеют точно правильные свойства для конкретная работа. Железо это великое здание материал но сталь (сплав сделано путем добавления небольшого количества неметаллического углерода к железу) сильнее, тверже и устойчивее к коррозии. Алюминий очень легкий металл, но это также очень мягкий в чистом виде. Добавьте небольшое количество металлов магния, марганца и меди, и вы делаете превосходный алюминиевый сплав называется дюраль, который достаточно силен, чтобы делать самолеты.сплавы всегда показывать улучшения по сравнению с основным металлом в одном или нескольких важные физические свойства (такие как прочность, долговечность, умение проводить электричество, умение противостоять жаре, и так на). Как правило, сплавы прочнее и сложнее, чем их основные металлы, менее податливые (труднее работать) и менее пластичные (труднее тянуть в провода).

Фото: ученые из НАСА Эймс разработали методику называется распыление газа под высоким давлением для упрощения производства магниевые сплавы.Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США.

Как изготавливаются сплавы?

Вы можете найти идею сплава как "смесь металлов" довольно запутанный. Как Можете ли вы смешать два куска твердого металла? Традиционный способ изготовление сплавов было для нагрева и плавления компонентов, чтобы сделать жидкости, смешайте их вместе, а затем дайте им остыть в то, что называется твердый раствор (твердый эквивалент раствор как соль в воде). Альтернативный способ сделать сплав состоит в том, чтобы повернуть компоненты в порошки, смешать их вместе, а затем сплавить их с сочетание высокого давления и высокой температуры.Эта техника называется порошковая металлургия. Третий метод изготовление сплавов запустить пучки ионов (атомы с слишком малым или слишком большим количеством электронов) в поверхностный слой куска металла. ион Имплантация, как это известно, является очень точным способом изготовления сплава. Это вероятно, наиболее известен как способ изготовления полупроводников, используемых в электронные схемы и компьютерные чипы. (Подробнее об этом читайте в нашей статье о молекулярно-лучевой эпитаксии.)

Узнать больше

На этом веб-сайте

Статьи

Книги

Общие сведения о материаловедении и технике

В этих книгах объясняется основная концепция подбора материалов для работы, в которой они нуждаются.Это основная идея большинства сплавов - по сути, металлы «улучшены», чтобы выполнять конкретные работы лучше, чем они бы делали в чистом, естественном состоянии.

Более подробные книги

Довольно сложно найти простые, общие книги о сплавах; вместо этого ищите книги по «инженерным материалам», и вы должны найти что-то подходящее.

Организации

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты.

Статьи с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным наказаниям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Inconel является зарегистрированным товарным знаком Huntington Alloys Corporation
Waspaloy является зарегистрированным товарным знаком United Technologies Corporation
Hastelloy является зарегистрированным товарным знаком Haynes International, Inc.
Названия конкретных сплавов CMSX (таких как CMSX-4) являются зарегистрированными товарными знаками корпорации Cannon-Muskegon.

,

Понимание металлических сплавов (с примерами)

Сплавы - это металлы, которые были смешаны с другими металлами или элементами, чтобы получить новые свойства. Металлические сплавы обычно предлагают большую прочность, долговечность и гибкость по сравнению с основным металлом. Некоторыми примерами металлических сплавов являются сталь, бронза, нержавеющая сталь и титан.

Одним из преимуществ металлического сплава является то, что он может снизить стоимость или упрочнить металл, сохраняя при этом некоторые его собственные существенные свойства.Например, железо является прочным и долговечным металлом, но при смешивании с углеродом образует сталь , которая легче, но прочнее железа. Это делает сталь идеальным строительным материалом для высоких конструкций, кораблей, транспортных средств, бытовой техники, оружия, общепромышленного изготовления металла и многого другого.

В алюминиевых сплавах алюминий является преобладающим металлом, смешанным с медью, магнием, цинком или другими металлами. Алюминий может быть изготовлен в большем разнообразии, чем практически любой другой металл в отрасли.Производители архитектурных и промышленных металлоконструкций часто тяготеют к алюминию из-за его сочетания легкости и долговечности.

Латунь , сплав меди и цинка, является широко используемым сплавом для гаек и болтов, фитингов для труб, дверной фурнитуры, отделки приборов, компонентов часов, судовых двигателей, трубопроводов с морской водой, газовых клапанов и многого другого. Латунь обладает акустическими свойствами, что делает его отличным сплавом для литья музыкальных инструментов.

Бронза - это прочный и долговечный металлический сплав, используемый для изготовления монет, лезвий и турбин. Сплав меди, коммерческая бронза, прочнее меди, тяжелее стали и имеет низкую температуру плавления. У бронзы часто появляется поверхностная патина, но она не окисляется за пределами поверхности.

Нержавеющая сталь представляет собой смесь стали (железо / углерод) и хрома, алюминия или других элементов, которая образует металл с высокой коррозионной стойкостью. При смешивании с хромом нержавеющая сталь устойчива к ржавчине.Этот универсальный металлический сплав, доступный во многих различных классах, используется в тысячах применений, от хирургических инструментов и промышленного оборудования до кухонной посуды и дверной фурнитуры.

Легкий, гибкий и устойчивый к коррозии, титан - это металлический сплав, который используется в аэрокосмической промышленности для различных целей при транспортировке винтов и даже зубных имплантатов и ювелирных изделий. Титан так же прочен, как сталь, вдвое прочнее алюминия и устойчив к коррозии, как платина.

Применение является ключевым при рассмотрении, какие металлические сплавы использовать. Вам нужен прочный, долговечный металлический сплав для вашего производственного проекта, ковкий металл, который можно сформовать в форму, или гибкий металл, который не сломается при изгибе? Долговечность и коррозионная стойкость имеют первостепенное значение, когда металлический проект будет подвержен погодным условиям. Долговечные металлы могут стоить дороже, но могут быть более долговечными, что выгодно для проекта в долгосрочной перспективе. Опытные сотрудники All Metals Fabrication могут проконсультировать вас по поводу металлических сплавов, которые лучше всего подходят для любого проекта по изготовлению металла.

,
Что такое металлический сплав? | Металл и Металл Сплав Разница

Знаете ли вы, что большинство «металлов», которые мы используем, на самом деле вовсе не металлы? Вместо металлов эти материалы являются сплавами, и они повсюду вокруг нас! От зубных пломб до самолетов, сплавы - большая часть нашей повседневной жизни. Узнайте, что такое сплав и как его делают здесь.

Что такое металл?

Металл - это чистый химический элемент, который вы найдете в таблице Менделеева.91 из 118 элементов таблицы Менделеева - это металлы, что делает их одними из самых обильных элементов в мире.

Periodic Table

В периодической таблице все элементы делятся на металлы и неметаллы. То, что делает что-то «металлом», заключается в том, что это происходит естественным образом в природе, имеет блеск, является хорошим проводником тепла и электричества и намного плотнее неметаллов.

Существует 5 основных категорий металлов:

- недрагоценные металлы
- черные металлы
- благородные металлы
- драгоценные металлы
- тяжелые металлы

Основные металлы

Цветные металлы очень распространены в земной коре, и из-за их количества они недороги.Основные металлы отличаются от других металлов, потому что они разъедают или окисляются наиболее легко. Они чрезвычайно реактивны, и такие вещи, как кислород, вода, кислоты и присутствие рядом с другим металлом, могут вызвать их коррозию. (Узнайте больше о том, почему металл ржавеет здесь.)

Существует несколько различных определений «основного металла». В горнодобывающей промышленности и экономике основные металлы - это металлы, которые не попадают ни в одну из других категорий, таких как медь, свинец, цинк и никель.

черные металлы

Черные металлы означают, что металл содержит железо.Цветные металлы обычно дороже, потому что они имеют меньший вес, более проводящие, немагнитные и устойчивы к коррозии. Цветные металлы включают алюминий, медь, свинец, никель, олово и цинк.

Благородные металлы

Благородные металлы славятся своей устойчивостью к коррозии и окислению, в отличие от основных металлов. Они обычно редкие или драгоценные металлы. Ученые не согласны с точной категоризацией каждого элемента в периодической таблице, но чаще всего соглашаются в отношении металлов, которые подпадают под категорию «благородных», это золото, серебро, рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина.Хотя некоторые драгоценные металлы являются благородными металлами, а благородные металлы часто дороги из-за их различного использования (в искусстве, высоких технологиях, ювелирных изделиях), термины «благородный металл» и «драгоценный металл» не являются синонимами.

Драгоценные металлы

Драгоценные металлы - это редкие элементы, которые естественным образом встречаются в земной коре. Наиболее известными являются золото и серебро, но другие драгоценные металлы включают рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платину. Несмотря на то, что алюминий является третьим наиболее распространенным элементом Земли и самым распространенным металлом, алюминий в течение некоторого времени считался драгоценным металлом.Это потому, что было очень трудно надежно извлечь его из различных руд.

Некоторым из наиболее важных гостей Наполеона III дали алюминиевые столовые приборы, в то время как более скромным посетителям приходилось есть со скудной серебряной посудой. Цена значительно упала после 1882 года, и изобретение новых процессов для коммерческого производства электроэнергии значительно облегчило добычу алюминия.

Тяжелые металлы

Тяжелые металлы определяются как очень плотные. Вот и все! Были предложены более конкретные определения, но научное сообщество еще не определилось.Некоторые тяжелые металлы общеизвестно токсичны, в то время как другие очень важно есть в своем рационе в следовых количествах! Некоторые из тяжелых металлов, такие как кадмий, ртуть и свинец, чрезвычайно ядовиты. Металлы, такие как железо, кобальт и цинк, с другой стороны, выполняют очень важные функции в организме! Вы даже можете купить железо и цинк в качестве добавки в магазине по продаже диетических продуктов.

Остальные тяжелые металлы, такие как галлий, таллий, рутений, индий и серебро, довольно безвредны. Вы можете найти тяжелые металлы, в частности, в использовании везде! Они используются в клюшках для гольфа, автомобилях, антисептиках, самоочищающихся печах, пластмассах, солнечных панелях, сотовых телефонах, компьютерных чипах и даже ускорителях частиц на атомных электростанциях!

Что такое металлический сплав?

Сплавы с другой стороны - искусственные материалы.Вы делаете их, комбинируя металлический элемент с чем-то еще. Сплавы могут включать объединение металла с металлами, неметаллами или обоими.

Чугун является отличным примером неметаллического сплава (что немного вводит в заблуждение, поскольку во всех сплавах есть «металл» - это относится ко второму или добавленному ингредиенту). Железо представляет собой смесь железа и углерода. Это может варьироваться от примерно 2-3% углерода. (Узнайте больше о чугуне и кованом железе здесь!)

Сплавы также иногда получают забавные имена! Как и Alnico, сплав железа, алюминия, никеля, кобальта, меди и / или титана.Некоторые из их названий представляют собой объединение имен легирующих агентов. В других случаях они просто становятся настолько популярными, что получают свое собственное звучание «каждый день», например, из кованого железа.

Вы можете найти сплавы повсюду. На самом деле, они могут встречаться чаще, чем их чистые «металлические» кузены.

Вы найдете их в зубных пломбах (амальгама), гитарных пикапах (алнико), в качестве музыкальных инструментов или дверных ручек (латунь), в качестве украшений (белое золото), в качестве художественных работ (бронзовые статуи), в автомобилях и самолетах (дюраль) ), на оружии (gunmetal), внутри электроники (припой), внутри атомных электростанций (магнокс), поддерживающих здания (сталь) и даже на вашем обеденном столе (оловянный нож)!

Существует более 160 различных известных сплавов!

Металлоконструкции

Когда металл увеличивается с помощью электронного микроскопа, атомы появляются в структуре кристаллической решетки.Также в этой структуре легирующих агентов. Как правило, существует два типа структур сплавов: замещающие сплавы и промежуточные сплавы. Замещающие сплавы возникают, если атомы легирующего агента заменяют атомы основного металла. Сплошные сплавы, с другой стороны, возникают, когда образуются сплавы из-за того, что легирующие вещества становятся меньше основного металла.

Как изготавливаются металлические сплавы?

Существует 3 основных метода создания металлических сплавов:

  • Отопление и плавление
  • Порошковая металлургия
  • Ионная имплантация

Отопление и плавление

Нагрев и плавление - один из наиболее распространенных методов создания сплавов.Это действительно не так сильно отличается от приготовления пищи!

Основной металл (самый высокий процент металла в сплаве) плавится, а любые другие металлы плавятся до тех пор, пока они не станут жидкими. Затем они наливаются друг на друга и смешиваются вместе, и им дают остыть во что-то, что называется «твердый раствор». Вроде как твердый металлический блок, эквивалентный смешиванию соли с водой до ее растворения.

Порошковая металлургия

Порошковая металлургия - это очень круто, это, наверное, самая близкая вещь к алхимии, которую мы имеем сегодня.

Во-первых, основной металл и легирующие вещества должны быть превращены в порошки! Есть несколько основных способов сделать это:

Процесс с использованием губчатого железа является старейшим из способов порошковой обработки. Руда смешивается с так называемым коксовым бризом (то, что осталось от угля после его сжигания) и известью для производства специальной серы, которая предотвращает загрязнение порошкообразного основного металла.

Смесь кокса и извести (не как коктейли!) И руду затем помещают в специальный барабан, причем кокс и известь помещают между ними руду.

Powder Metallurgy

Затем барабан перегревается в печи. Ингредиенты оставляют объект, похожий на «бисквит» и шлак. На следующих этапах возможный порошок отделяется от шлака и измельчается до более однородной формы «порошка».

Порошок затем нагревают и супер сжимают в сплав!

Другие способы превращения исходных металлов в порошок - это распыление (почти как при использовании атомных электростанций), когда расплавленный металл проталкивается через очень узкую трубку, что создает высокое давление.Газ впрыскивается в поток кипящего металла точно так же, как он выходит из этой трубки, комбинация давления, температуры и молекул газа разделяет атомы металла.

Порошки затем смешивают и расплавляют вместе в «твердый раствор»!

Порошок железа, полученный методом губчатого железа, является самым дешевым на мировом рынке!

Ион Реализация

Последний распространенный метод создания сплавов - ионная имплантация.

«Ионы» происходят от электричества, поэтому метод ионной имплантации включает в себя «источник ионов» (который в основном просто создает электричество), ускоритель, где ионы действительно очень быстро ускоряются (трение, а быстрое вращение создает тепло, которое ускоряет молекулы ), и камера-мишень, куда бросают ионы после того, как они сделаны.

Ion Implementation

Метод ионной имплантации действительно лучше всего подходит для создания очень маленьких кусочков металла. Это наиболее распространенный метод создания полупроводников на компьютерных чипах.

Вот анимация этого процесса:

Поставки металла и услуги в Tampa Steel and Supply

Tampa Steel & Supply

Металлические сплавы используются в различных проектах, от жилищного и коммерческого строительства до производства автомобилей и многое другое.Если вы работаете с металлическими сплавами, вам могут помочь Tampa Steel and Supply. Мы располагаем обширным списком металлических изделий, расходных материалов и дополнительных услуг, которые могут помочь вам в реализации вашего проекта. Чтобы узнать больше о наших продуктах и ​​услугах, позвоните нам сегодня или зайдите в наш выставочный зал в Тампе.

Запросить цену он-лайн
или позвонить в Tampa Steel & Supply по номеру (813) 241-2801

,

Индийская цена акций Metal & F снизилась на 1,43%

Индийская доля в металлургии за период, закончившийся 30 июня 2020 года | Объявление

17 июля 2020 года, 12:30 вечера IST

Объявление по индийским металлам в соответствии с правилом 30 (LODR) - Пресс-релиз / Пресс-релиз | Объявление

16 июля 2020 г., 17:17 IST

Индийские металлы Закрытие торгового окна | Объявление

15 июля 2020 года, 14:16 IST

Индийское совещание Совета директоров по металлургическим бумагам Уведомление об уведомлении об отсрочке и переносе заседания Совета директоров | Объявление

15 июля 2020 года, 14:14 IST

Индийские Металлы Заявление о жалобах инвесторов за квартал, закончившийся в июне 2020 года | Объявление

09 июля 2020 г., 12:34 IST

Объявление о металлургической промышленности Индии в соответствии с правилом 30 (LODR) - Пресс-релиз / Пресс-релиз | Объявление

25 июня 2020 года, 16:41 IST

Индийские соответствия по металлу - рег.24 (A) -Годовое соблюдение секретарей | Объявление

24 июня 2020 г., 12:17 IST

Индийские металлы Закрытие торгового окна | Объявление

22 июня 2020 года, 13:38 IST

Индийское совещание совета директоров Metals по металлам. Подведение итогов аудированных финансовых результатов компании за квартал и год, закончившийся 31 марта 2020 года ... | Объявление

22 июня 2020 года, 13:34 IST

Индийские металлы Представление информации о влиянии пандемии Covid-19 на положение 30 компании SEBI (Обязательства по листингу и Di... | Объявление

11 июня 2020 года, 16:26 IST

Индийские соответствия по металлу - рег. 39 (3) - Подробная информация о потере сертификата / дубликата сертификата | Объявление

02 июня 2020 года, 10:22 утра IST

Сертификат соответствия индийских металлов в соответствии с правилом 7 (3) на полугодие, закончившееся 31 марта 2020 года. | Объявление

12 мая 2020 года, 17:21 IST

Сертификат

на индийские металлы в соответствии с правилом 40 (10) от 31.03.2020 | Объявление

12 мая 2020 г., 17:07 IST

Индийское владение металлами в течение периода, закончившегося 31 марта 2020 г. | Объявление

07 мая 2020 года, 12:33 вечера IST

Индийские металлы Объявление в соответствии с правилом 30 (LODR) - Привлечение средств | Объявление

06 мая 2020 г., 17:03 IST

Индийские металлы Заявление о жалобах инвесторов за квартал, закончившийся в марте 2020 г. | Объявление

05 мая 2020 года, 12:59 вечера IST

Индийские металлы Объявление в соответствии с правилом 30 (LODR) -Кредитный рейтинг | Объявление

07 апреля 2020 года, 21:03 IST

Индийские металлы Закрытие торгового окна | Объявление

31 марта 2020 г., 11:51 IST

Объявление

Indian Metals в соответствии с правилом 30 (LODR) -Кредитный рейтинг | Объявление

30 марта 2020 г., 19:59 IST

Объявление по индийским металлам в соответствии с правилом 30 (LODR) -Кредитный рейтинг | Объявление

30 марта 2020 года, 19:24 IST

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *