Сообщение сплавы по химии: Нужно написать сообщение по химии на тему СПЛАВЫ кратко

alexxlab | 18.11.1970 | 0 | Разное

Содержание

Нужно написать сообщение по химии на тему СПЛАВЫ кратко

Сплавы, макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов (реже – металлов и неметаллов) с характерными металлическими свойствами. В более широком смысле сплавы – любые однородные системы, полученные сплавлением металлов, неметаллов, неорганических соединений и т. д. Многие сплавы (например, бронза, сталь, чугун) были известны в глубокой древности и уже тогда имели обширное практическое применение. Техническое значение металлических сплавов объясняется тем, что многие их свойства (прочность, твердость, электрич. сопротивление) гораздо выше, чем у составляющих их чистых металлов.

Называют сплавы исходя из названия элемента, содержащегося в них в наибольшем количестве (основной элемент, основа) , например сплавы железа, сплавы алюминия. Элементы, вводимые в сплавы для улучшения их свойств, называют легирующими, а сам процесс -легированием.

По характеру металла – основы различают черные сплавы (основа – Fe), цветные сплавы (основа – цветные металлы) , сплавы редких металлов, сплавы радиоактивных металлов. По числу компонентов сплавы делят на двойные, тройные и т. д. ; по структуре – на гомогенные (однородные) и гетерогенные (смеси) , состоящие из нескольких фаз (последние могут быть стабильными и метастабильными) ; по характерным свойствам – на тугоплавкие, легкоплавкие, высокопрочные, жаропрочные, твердые, антифрикционные, коррозионностойкие, сплавы со специальными свойствами и другие. По технологии производства выделяют литейные (для изготовления деталей методом литья) и деформируемые (подвергаемые ковке, штамповке, прокатке, прессованию и другим видам обработки давлением) .

Структура и получение. Физико-химической основой создания сплавов являются диаграмма состав-свойства и диаграмма состояния соответствующих систем, позволяющие определять свойства сплавы в условиях их термической обработки. Диаграммы состояния строят на основании экспериментальных данных или расчетным путем с использованием различных термодинамических моделей. В настоящее время в той или иной степени диаграммы состояния известны для большинства имеющих практических значение двойных и тройных систем…

Сплавы металлов | Химическая энциклопедия

Большая часть получаемых в промышленных масштабах металлов используется для производства сплавов. Сплавы являются важным конструкционным материалом в промышленности, строительстве, машино- и авиастроении. Основная масса выплавляемых железа, титана, магния, алюминия используется на эти цели. Широкое применение во многих отраслях народного хозяйства металлы нашли во многом именно благодаря их способности образовывать сплавы при смешивании расплавленных металлов и последующем их затвердевании.

Очень ценным качеством сплавов является наличие у них свойств, которых нет ни у одного из компонентов сплава. Так, например, сплав золота с медью обладает значительной твердостью, хотя золото и медь представляют собой очень мягкие металлы.

Самое известное применение висмута — легкоплавкие сплавы на его основе. Чаще других используется сплав Вуда, массовая доля висмута в котором составляет 50 %, свинца — 25 %, олова — 12,5 % и кадмия — 12,5 %. Плавится этот сплав при 69 °С, хотя каждый из исходных металлов имеет значительно более высокую температуру плавления (Bi 271 °С, РЬ — 327 °С, Sn — 232 °С, Cd — 321 °С). Подобные сплавы применяют в качестве легкоплавких припоев, для изготовления предохранителей электрической аппаратуры.

Приведем состав некоторых из широко распространенных сплавов.

Чугун — сплав железа с углеродом (массовая доля более 2 %), содержащий небольшие количества кремния, марганца, фосфора, серы и др. По сравнению с чистым железом он обладает повышенной твердостью и высокой хрупкостью.

Сталь — сплав железа, в котором массовая доля углерода не превышает 2 %, содержащий также небольшие количества марганца, кремния, серы, фосфора и других примесей. Добавление в сталь вольфрама, ванадия, хрома, никеля и других металлов придает ей ряд очень ценных свойств (жаростойкость, устойчивость к коррозии, высокую твердость и др.).

Бронза — сплав меди с некоторыми другими металлами (оловом, алюминием, свинцом, кремнием и др.).

Латунь — сплав меди с цинком (массовая доля до 35 %). Обладает высокой пластичностью.

Нихром — сплав никеля, хрома, железа, марганца. Обладает высоким электрическим сопротивлением и высокой жаропрочностью.

Дуралюмин — сплав алюминия с небольшим количеством магния и меди. Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

Сплавы реферат по химии – Docsity

Сплавы Реферат по химии на тему “Сплавы” ученика 11″Б” СШ№1 Каримова Володи Стрежевой-2000 Окружающие нас металлические предметы редко состоят из чистых металлов. Только алюминиевые кастрюли или медная проволка имеют чистоту около 99,9%. В бо 0 01 Fльшин стве же других случаев люди имеют дело со сплавами. Сплавы – это системы, состоящие из двух или нескольких металлов, а также из металлов и неметаллов, обладающие свойствами, присущи металлическому состоянию. Так, различные виды железа и стали содержат наряду с металлическими добавками незначительные количества углерода, которые оказывают решающее влияние на механическое и 0 0 1 Fтер мическое поведение сплавов. Все сплавы имеют специльную маркировку, т.к. сплавы с одним названием (например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов. Для изготовления сплавов применяют различные металлы. Самое 0 0 1 Fбольшое значение среди всех сплавов имеют стали раз личных составов. Простые конструкционные стали состоят из железа относительно высокой чистоты с небольшими (0,07—0,5%) добавками углерода. Так, чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10% других металов, из них примерно 3% составляет углерод, а остальные — кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам, ванадий и молибден. Никель наряду с хромом является важнейшим компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и 0 0 1 Fмеханическую прочность. Так, известная нержа веющая сталь содержит в среднем 18% хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел самолетов, космических ракет и спутников требуются сплавы, которые 0 0 1 Fустойчивы при тем пературах выше 1000 °С, то есть не разрушаются кислородом и горючими газами и обладают при этом прочностью лучших сталей. Этим условиям удовлетворяют сплавы с высоким содержанием никеля. Большую группу составляют медно-никелевые сплавы. Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Он 0 0 1 Fимеет красивый внешний вид. Из мельхио ра изготавливают посуду и 0 0 1 Fукра шения, чеканят монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав – нейзильбер 0 01 F -содержит, кроме 15% ни келя, до 20% цинка. Этот сплав 0 0 1 Fиспользуют для изготовления худо жественных изделий, медицинского 0 0 1 Fинструмента. Медно-никелевые спла вы константан (40% никеля) и 0 0 1 Fман ганин 0 01 F (сплав меди, никеля и мар ганца) обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в производстве 0 0 1 F 0 0 1 Fэлект роизмерительных приборов. Харак терная особенность всех медно- 0 0 1 F 0 0 1 Fни келевых сплавов – их высокая стой кость к процессам коррозии – они почти не подвергаются разрушению даже в морской воде.. Латуни благодаря 0 0 1 Fсвоим качествам нашли широкое применение в ма шиностроении, 0 0 1 Fхимической промыш ленности, в производстве бытовых товаров. Для 0 0 1 Fпридания латуням особых свойств в них часто добав ляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают 0 0 1 F 0 0 1 Fтру бы для радиаторов автомашин, тру бопроводы, патронные гильзы, 0 0 1 Fпа мятные медали, а также части технологических аппаратов для 0 0 1 Fполу чения различных веществ. 2. Оловянные бронзы . Однофазные и двухфазные бронзы превосходят латуни в прочности и сопротивлении коррозии (особенно в морской воде). Однофазные бронзы в катаном состоянии, особенно после зачительной холодной пластической деформации, имеют повышенные прочностные и упругие свойства . Для двухфазных бронз характерна более высокая износостойкость. Важное преимущество двухфазных оловянистых бронз – высокие литейные свойства; они получают при литье наиболее низкий коэффициент усадки по сравнению с другими металлами, в том числе чугунами. Оловянные бронзы применяют для литых деталей сложной формы. Однако для арматуры котлов и подобных деталей они используются лишь в случае небольших давлений пара. Недостаток отливок из оловянных бронз – их значительная микропористость. Поэтому для работы при повышенных давлениях пара они все больше заменяются алюминиевыми бронзами. Из-за высокой стоимости олова чаще используют бронзы, в которых часть олова заменена цинком (или свинцом). 3. Алюминиевые бронзы (табл. 37). 0 0 1 FЭти бронзы все более широко заменяют латуни и оловян ные бронзы. У алюминиевых бронз литейные свойства (жидкотекучесть) ниже, чем у оловянных; коэффициент усадки больше, но они не образуют пористости, что обеспечивает получение более плотных отливок.Литейные свойства улучшаются введением в указанные бронзы небольших количеств фосфора. Кроме того, алюминиевые двухфазные бронзы, имеют более высокие прочностные свойства, чем латуни и оловянные бронзы. Алюминиевые бронзы используют в судостроении, авиации, и т.д..В виде лент, листов, проволоки их применяют для упругих элементов, в частности для токоведущих пружин. 4. Кремнистые бронзы (табл. 38) Применение кремнистых бронз ограниченное. Используются однофазные бронзы как более пластичные. Они превосходят алюминиевые бронзы и латуни в прочности и стойкости в щелочных (в том числе сточных) средах. Эти бронзы применяют для арматуры и труб, работающих в указанных средах. Кремнистые бронзы, дополнительно легированные марганцем, в результате сильной холодной деформации приобретают повышенные прочность и упругость и в виде ленты или проволоки используются для различных упругих элементов. 5. Бериллиевые бронзы. Бериллиевые бронзы сочетают очень высокую прочность и коррозионную стойкость с повышенной электропроводностью. Однако эти бронзы из-за высокой стоимости бериллия используют лишь для особо ответственных в изделиях небольшого сечения в виде лент, проволоки для пружин, мембран, сильфонов и контактах в электрических машинах, аппаратах и приборах. Бериллиевые бронзы после закалки и старения, т.к. растворимость бериллия в меди уменьшается с понижением температуры. Выделение при старении частиц химического соединения CuBe повышает прочность и уменьшает концентрацию бериллия в растворе меди. По следующим рецептам можно получить легкоплавкие сплавы. Сплав Ньютона: 31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура плавления 95 °С. Сплав Вуда: 25 частей свинца, 12,5 частей олова, 50 частей висмута и 12,5 частей кадмия. Температура плавления 60 °С. Ложка из такого сплава расплавится, если ею помешать горячий кофе. 0 0 1 FРаньше это демонстрировали в качестве шутли вого опыта. Однако перемешанный таким образом напиток ядовит из-за солей свинца и висмута!

Металл, все о металле, свойства металлов

Металл (название происходит от лат. metallum – шахта) – один из классов элементов, которые, в отличие от неметаллов (и металлоидов), обладают характерными металлическими свойствами. Металлами являются большинство химических элементов (примерно 80 %). Самым распространенным металлом в земной коре является алюминий.

Металлы – суть светлые тела, которые ковать можно. (Михаил Васильевич Ломоносов)

Некоторые металлы
Щелочные металлы: Литий, Натрий, Калий
Щелочноземельные металлы: Бериллий, Магний, Кальций
Переходные металлы: Железо, Платина
Другие металлы: Алюминий, Свинец, Медь, Цинк

Металлургия – совокупность связанных между собой отраслей и стадий производственного процесса от добычи сырья до выпуска готовой продукции – черных и цветных металлов и их сплавов. К черным металлам относят железо, марганец и хром. Все остальные – цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и легкие (алюминий, титан, магний).

Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические вещества. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды черных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Исключением можно назвать около 16 элементов: т. н. благородные металлы (золото, серебро и др.), и некоторые другие (например, ртуть, медь), которые присутствуют без примесей. Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным металлам. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде, растениях, живых организмах (играя при этом важную роль).

Характерные свойства металлов
Металлический блеск Хорошая электропроводность Возможность легкой механической обработки (например, пластичность) Высокая плотность Высокая температура плавления Большая теплопроводность

Физические свойства металла
Все металлы (кроме ртути) тверды при нормальных условиях. Температуры плавления лежат в диапазоне от 39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). В зависимости от их плотности, металлы делят на легкие (плотность 0,53 ч 5 г/смі) и тяжелые (5 ч 22,5 г/смі). Металлы тонут

Механические свойства металла
Это способность металлов подвергаться различным способам механической обработки.

Микроскопическое строение металла
Характерные свойства металлов можно понять, исходя из их внутреннего строения. Все они имеют слабую связь электронов внешнего энергетического уровня (другими словами, валентных электронов) с ядром. Благодаря этому созданная разность потенциалов в проводнике приводит к лавинообразному движению электронов (называемых электронами проводимости) в кристаллической решетке. Совокупность таких электронов часто называют электронным газом. Вклад в теплопроводность, помимо электронов, дают фононы (колебания решетки). Пластичность обусловлена малым энергетическим барьером для движения дислокаций и сдвига кристаллографических плоскостей. Твердость можно объяснить большим числом структурных дефектов (междоузельные атомы, вакансии и др.). Из-за легкой отдачи электронов возможно окисление металлов, что может приводить к коррозии и дальнейшей деградации свойств. Способность к окислению можно узнать по стандартному ряду активности металлов. Этот факт подтверждает необходимость использования металлов в комбинации с другими элементами (сплав, важнейшим из которых является сталь), их легирование и применение различных покрытий. Для более корректного описания электронных свойств металлов необходимо использовать квантовую механику. Во всех твердых телах с достаточной симметрией уровни энергии электронов отдельных атомов перекрываются и образуют разрешенные зоны, причем зона, образованная валентными электронами, называется валентной зоной. Слабая связь валентных электронов в металлах приводит к тому, что валентная зона в металлах получается очень широкой, и всех валентных электронов не хватает для ее полного заполнения. Принципиальная особенность такой частично заполненной зоны состоит в том, что даже при минимальном приложенном напряжении в образце начинается перестройка валентных электронов, т. е. течет электрический ток. Та же высокая подвижность электронов приводит и к высокой теплопроводности, а также к способности зеркально отражать электромагнитное излучение (что и придает металлам характерный блеск).

Применение металлов

Конструкционные материалы
Металлы и их сплавы – один их главных конструкционных материалов современной цивилизации. Это определяется прежде всего их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.

Электротехнические материалы
Металлы используются как в качестве хороших проводников электричества (медь, алюминий), так и в качестве материалов с повышенным сопротивлением для резисторов и электронагревательных элементов (нихром и т. п.).

Инструментальные материалы
Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части). В основном это инструментальные стали и твердые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика.

Конспект урока по химии на тему «Сплавы» для 9 класса

Урок по химии на тему «Сплавы»

9 класс

Автор Ким Наталья Викторовна

учитель химии высшей

квалификационной категории

МБОУ «СОШ №6» г. Нягани ХМАО-Югры

Цель урока: изучение многообразия сплавов; их свойств и областей применения сплавов.
Оборудование: коллекция «Металлы и сплавы», выставка открыток с изображением изделий из сплавов, периодическая таблица Д.И.Менделеева.

Ход урока.
I. Орг. момент.
II. Повторение.

Игра «Мозговой штурм» – на 5 минут класс разбивается на группы по 4 человека (две рядом расположенные парты). Каждая группа получает листок с заданием – загадкой на свойства металлов или определение самого металла. Через 5 минут группа зачитывает свой ответ к заданию. Можно разным группам приготовить похожие задания, тогда возможно обсуждение между группами.

Образцы заданий.

1. Как известно, после Бородинского сражения (26.08.1812 года) главнокомандующий русской армией генерал – фельдмаршал М.И.Кутузов (1745-1813 г.) принял очень нелегкое решение сжечь Москву: «Мы оставим Москву, но спасем армию, а значит, и всю Россию». Москва горела шесть дней. Погибло три четверти построек. Пожар уничтожил и монетный двор. Впоследствии, при разборке пожарища были обнаружены медяки, покрытые черным налетом.

Объясните причину образования черного налета на медных монетах? Можно ли его смыть? Если да, то как?

2. Хранение скоропортящихся продуктов сегодня не является проблемой благодаря холодильникам. Наши предки решали эту проблему, не имея сложной бытовой техники. Например, для того, чтобы сохранить куриные яйца дольше свежими, их обрабатывали раствором гашеной извести. Одну часть гашеной извести растворяли в 20 частях воды. Свежее яйцо окунали в полученный раствор. Когда яйцо высыхало, обработку повторяли.

Объясните процессы, происходящие с яйцом при длительном хранении на воздухе? Объясните, что происходит с яйцом после данной обработки?

3. Несколько лет назад из Летнего сада в С-Петербурге были убраны все подлинные статуи, являющиеся бесценными произведениями искусства, их заменили копиями.

Чем объяснить такое решение городских властей?

Какие компоненты воздуха приводят к разрушению мраморных статуй?
III. Содержание урока.
Сплавы – это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух и более компонентов, из которых, по крайней мере, один – металл.
В большинстве случаев сплавы обладают более полезными свойствами, чем составляющие их чистые металлы. Получены десятки тысяч сплавов. В чистом виде металлы используют редко.
1. Свойства сплавов.

У бронзы, например, прочность выше, чем у составляющих ее меди и олова. Сталь и чугун прочнее технически чистого железа. Помимо большей прочности многие сплавы обладают большей коррозионной стойкостью и твердостью, лучшими литейными свойствами, чем чистые металлы. Так, чистая медь очень плохо поддается литью, из нее трудно получить отливки, и в то же время оловянная бронза имеет прекрасные литейные свойства: из нее отливают художественные изделия, требующие тонкой проработки деталей. Чугун-сплав железа с углеродом – также великолепный литейный материал.
Помимо более высоких механических качеств сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов. Примерами могут служить получаемая на основе железа нержавеющая сталь-материал с высокой коррозионной стойкостью даже в агрессивных средах и с высокой жаропрочностью, магнитные материалы, сплавы с высоким электрическим сопротивлением, с малым коэффициентом термического расширения.
2. Классификация сплавов.

В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы.

Подавляющее большинство железных (или черных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.

Сплавы чёрной металлургии.

Чугун-сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4,5% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу. Чугун значительно тверже железа, обычно он очень хрупкий, не куется, а при ударе разбивается. Этот сплав применяется для изготовления различных массивных деталей методом литья, так называемый литейный чугун и для переработки в сталь – передельный чугун.

В зависимости от состояния углерода в сплаве различают серый и белый чугун.

Сталь-сплав на основе железа, содержащий менее 2% углерода. По химическому составу стали делят на два основных вида: углеродистая и легированная стали.
Углеродистая сталь представляет собой сплав железа главным образом с углеродом, но, в отличие от чугуна, содержание в ней углерода, а также других веществ гораздо меньше. В зависимости от количества углерода стали подразделяют на мягкие (0,3%С), средней твердости и твердые (до 2%С). Из мягкой и средней твердости стали делают детали машин, трубы, гвозди, скрепки и т. д., а из твердой – различные инструменты.
Легированная сталь – это тоже сплав железа с углеродом, только в него введены еще специальные, легирующие добавки: хром, никель, вольфрам, молибден и др.
Легирующие добавки придают сплаву особые качества. Так, хромоникелевые стали очень пластичные, прочные, жаростойкие, кислотоупорные, устойчивые против коррозии. Они применяются в строительстве, а также для изготовления нержавеющих предметов домашнего обихода (ножей, вилок, ложек), всевозможных медицинских и других инструментов. Хромомолибденовые и хромованадиевые стали очень твердые, прочные и жаростойкие. Они используются для изготовления трубопроводов, компрессоров, моторов и многих других деталей машин современной техники.
Стали – это основа современного машиностроения, оборонной промышленности, ракетостроения и других отраслей промышленности. В развитии современной металлургии стали большое значение имели работы Д. К. Чернова и П. П. Аносова

Сплавы цветной металлургии.

Сплавы, повышающие прочность и другие свойства меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель.

На сплавы идет более 30% меди. Латуни – сплавы меди с цинком ( меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) – прочнее меди и менее подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются в машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлозно-бумажной промышленности.
     Бронза – сплав на основе меди с добавкой (до 20%) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому используется в машиностроении, где из нее изготавливают подшипники, поршневые кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для художественного литья.
     Алюминиевые бронзы. Дюралюминий – сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний. Марганец и никель. Имеет хорошие механические свойства, применяется в самолетостроении машиностроении. Содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.
     Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.
      Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.
     Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.
     Кадмиевые бронзы – сплавы меди с небольшим количества кадмия (до 1%) – используют при производстве троллейных проводов, для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои – сплавы цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31%Cu; остальное – цинк). Из цветных сплавов отметим бронзу, латунь, мельхиор, дюралюминий.

IV.    Домашнее задание.
§7упр.1-3,сообщения о производстве и применении сплавов .
V.     Закрепление
1.     На какие две группы делятся металлы?
2.     Сравните состав и свойства чугуна и стали. В чем сходство и различие?

Урок химии по теме “Сплавы”

Цель урока: дать понятие о сплавах, их классификации и свойствах. Познакомить учащихся с важнейшими сплавами и их значением в жизни общества.

Задачи:

Повторить основные физические свойства металлов, на основе которых они находят применение.
Изучить теорию по вопросу состава и применения человеком сплавов.
На практике познакомиться с некоторыми свойствами сплавов.

Оборудование и реактивы: коллекция сплавов черных металлов: чугунов и сталей, изделий из них. Коллекция сплавов цветных металлов и изделий из них. Спиртовка, лучинка, швейная иголка, стакан с водой.

ХОД УРОКА

I. Организационная часть

Учащиеся распределяются на группы и рассаживаются за круглые столы по 4-5 человек.
На каждом столе оборудование и карточки с дополнительным материалом.

II. Актуализация знаний

– Как давно люди начали использовать металлы, вспомните из истории: железный век, медный век, бронзовый век, почему они так названы?
– На основании каких свойств металлы используются человеком с незапамятных времён? (Твердость, прочность, износоустойчивость, электропроводность и т.д.).
– Более всего за свою историю человечество использовало железо и медь. Давайте сейчас подумаем, есть ли у этих металлов какие-либо недостатки, которые делают использование их не таким идеальным, как хотелось бы человеку? (Изделия из чистой меди – мягкие и легко деформируются, железо корродирует, ломается).
– Сегодня мы с вами постараемся разобраться, что можно сделать, чтобы устранить недостатки этих очень широко используемых человеком металлов.

Понятие о сплавах

– К сплавам относятся все системы, полученные сплавлением каких-либо веществ. Наибольшее значение имеют металлические сплавы — материалы с металлическими свойствами, состоящие из двух или более компонентов, из которых по крайней мере один — металл.
– Химическая связь в сплавах металлическая. Поэтому они обладают физическими свойствами, которые определяются этим типом связи.
– Какими свойствами обладают металлы? (Металлический блеск, и электро- и теплопроводность и т. д.)
– Сплавы получаются путем смешения различных металлов в расплавленном состоянии с затвердеванием их при последующем охлаждении.
В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы.
Подавляющее большинство железных (или черных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.

При этом возможно образование следующих типов сплавов.

1. Расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, т. е. смешиваются в любых отношениях. Таким образом получаются твердые растворы. Компонентами таких систем могут быть металлы, у которых решетки одного типа, а атомы имеют близкие размеры, например: Ag — Си, Ag — Аи, Си — Ni. Такие сплавы содержат в узлах кристаллической решетки атомы обоих металлов, а потому однородны. По сравнению с компонентами, из которых они состоят, такие сплавы характеризуются более высокой прочностью, твердостью и химической стойкостью; они пластичны и хорошо проводят электрический ток.

2. Расплавленные металлы смешиваются между собой в любых отношениях, но при охлаждении образуется не твердый раствор, а сплав, состоящий из мельчайших отдельных кристалликов каждого из металлов, например РЬ — Sn, Pb — Ag, Bi — Cd.

3. Расплавленные металлы вступают в химическое взаимодействие и образуют между собой химические соединения — интерметаллиды: Zn и Си, Са и Sb, Pb и Na.

Кроме сплавления, некоторые сверхтвердые сплавы получаются методом порошковой металлургии, когда смесь порошков металлов прессуется под большим давлением с последующим спеканием ее при высокой температуре.
Этот вид металлургии используется и для получения сверхтвердых изделий. Другие изделия из сплавов получают в основном методами литья или литьем с последующими ковкой, штамповкой, прокатом или резанием.

Представители сплавов

– Сейчас мы познакомимся с основными сплавами железа и цветных металлов.
– У вас на столах есть карточки (Приложение 1). Познакомьтесь с их содержанием, а так же воспользуйтесь § 7 учебника и приготовьте ответы на вопросы и сделайте записи в рабочей тетради с. 28-30 [2].

III. Закрепление

Свойства сплавов

Сейчас мы с вами на опыте убедимся, что сплавы действительно имеют несколько иные свойства, такие как более низкую температуру плавления и большую твердость сплавов по сравнению с компонентами, составляющими их [1].

Опыт 1. Учащимся показывают медь, цинк и латунь. Обратить внимание на их цвет. Для того чтобы показать твердость латуни (она тверже меди и цинка), пластинкой из нее царапают пластины из меди и цинка.

Опыт 2. Аналогично, как в предыдущем опыте, демонстрируют большую твердость бронзы по сравнению с твердостью меди и олова.

В заключение урока, проделать лабораторную работу по отпуску и закаливанию стали на примере швейной иглы.

Опыт 1. Швейную иглу несколько раз накаливают в пламени газовой горелки или спиртовки. После постепенного охлаждения иголку или лезвие можно легко сгибать. Произошел отпуск стали.

Опыт 2. Иголку из предыдущего опыта снова накаляют и быстро опускают в воду. Теперь иголка не гнется, ее можно сломать. Сталь при быстром охлаждении в воде закалилась.

IV. Рефлексия

– На столах находятся вырезанные из цветного картона фигурки различных деталей двух цветов.

1. Габриелян О.С. Химия. Настольная книга учителя. 9 класс: методическое пособие / О.С. Габриелян, И.Г.Остроумов. – 3-е изд., перераб. – М.:Дрофа, 2007. – 350 с.
2. Габриелян О.С. Химия. 9 кл.: рабочая тетрадь к учебнику О.С.Габриеляна «Химия. 9 класс» / О.С.Габриелян, А.В.Яшукова – М.: Дрофа, 2013. – 175 с.

Презентация к уроку химии в 9 классе по теме “Сплавы”

Сплавы металлов

Ким Р.М.

учитель химии МБОУ СОШ с.Альняш

Цели урока:

Задачи урока:

Дать понятие о сплавах, классификации и свойствах;
Познакомить с важнейшими сплавами, их значением в жизни общества и преимуществом сплавов перед чистыми металлами.

Оборудование и материалы: Коллекции сплавов цветных и черных металлов (чугуны и стали, алюминий, медь), изделия из сплавов. Компьютер, мультимедийный проектор.

Сплавы – это системы, полученные сплавлением каких-либо веществ. Под этим термином подразумевается макроскопически однородный материал, который состоит из 2 или нескольких химических элементов. При этом в сплаве преобладают металлические компоненты.

В сплавах различают следующие составляющие: • основа, состоящая из одного или нескольких металлов; • малые добавки модифицирующих и легирующих элементов; • неудаленные примеси (технологические, природные, случайные).

Виды сплавов

Интерметаллиды

Механическая смесь

Твердые растворы

Расплавленные металлы смешиваются между собой в любых отношениях, но при охлаждении образуют сплав, состоящий из мельчайших отдельных кристалликов каждого из металла

Расплавленные металлы вступают в химическое взаимодействие и образуют соединения интерметаллиды. Это сплавы: Zn и Cu, Ca и Sb, Pb и Na

Это сплавы состава:

Pb – Sn, Pb – Ag, Bi – Cd

Расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, т.е. смешиваются в любых отношениях.

Это сплавы состава:

Ag – Cu, Ag – Au, Cu – Ni

Классификация сплавов

По основному компоненту:

Черные
Цветные

По структуре:

Гомогенные
Гетерогенные

По строению:

Механическая смесь
Твердый раствор
Интерметаллическая смесь

По свойствам:

Тугоплавкие
Легкоплавкие
Коррозионно-устойчивые

По числу компонентов:

Двойные
Тройные
Многокомпонентные

По своему назначению они делятся на такие группы:

Конструкционные (сталь, дюралюминий, чугун). К данной группе относятся и сплавы со специальными свойствами. Так они отличаются искробезопасностью или антифрикционными свойствами. К ним относятся латуни и бронзы.

Для электронагревательной и измерительной аппаратуры (нихром, манганин).

Для заливки подшипников (баббит).

Для производства режущих инструментов (победит).

Способы получения сплавов

Пирометаллургический. Для разогрева сырья используют тепловую энергию, полученную в процессе сгорания топлива. ирометаллургическим методом получают стали в мартеновских печах и чугуны в домнах.

Электрометаллургический. При электрометаллургическом способе сырье нагревают в индукционных или дуговых электрических печах. При этом сырье расславляется очень быстро.

Литейный, при котором происходит затвердевание однородной смеси разных расплавленных компонентов.

Порошковый, при котором для изготовления сплава используются порошки его компонентов. Благодаря прессованию им придают определенную форму, а затем спекают в специальных печах.

Цветные сплавы

Бронза

Сплав меди с другими металлами.

Различают:

Оловянную бронзу (20% олова),
Алюминиевую бронзу (5-11 % алюминия)
Свинцовую бронзу (до 33% свинца)

Применение:

изготовление частей машин,

художественные отливки

Цветные сплавы

Латунь

Сплав меди и цинка (до 30-35% цинка)

Свойства: высокая пластичность

Применение: декоративные предметы искусства

Цветные сплавы

Мельхиор

Сплав меди и никеля (до 5-30% цинка)

Свойства: прочность, коррозионная стойкость

Применение: детали морских судов, посуда, монеты

Цветные сплавы

Дюралюминий

Сплав алюминия (до 95%) с добавками магния, меди, марганца.

Свойства: легкий, прочный.
Применение:

в авиастроении, машиностроении, строительстве и др.

Железоуглеродистые (черные) сплавы

Чугун: сплав на основе железа, содержит от 2 до 4,5% углерода, марганец, кремний, фосфор, серу

Свойства: тверже железа, очень хрупкий, не куется

Применение: изготовление массивных деталей методом литья (литейный чугун), переработка в сталь (передельный чугун)

Железоуглеродистые (черные) сплавы

Сталь : сплав на основе железа, содержащий менее 2% углерода

Виды:

Углеродистая сталь – сплав железа с углеродом и меньшим количеством марганца, серы, кремния, фосфора.

Применение: детали машин, трубы, болты, гвозди, скрепки, инструменты

Домашнее задание: Подготовить сообщение на тему: «Сплавы в технике, медицине, в повседневной жизни» (на выбор)

Элементный состав металлических сплавов – сложный процент

Нажмите для увеличения

В сегодняшнем посте рассматривается аспект химии, с которым мы сталкиваемся каждый день: сплавы. В нашей повседневной жизни сплавы составляют части зданий, транспорта, монет и множества других предметов. Но из чего состоят различные сплавы, и почему мы используем их вместо элементарных металлов? Рисунок отвечает на первый из этих вопросов, а в публикации мы постараемся ответить на второй.

Во-первых, немного о сплавах для тех, кто не знаком с этим термином.Сплавы представляют собой смесь элементов, в которой хотя бы один из элементов представляет собой металл. В периодической таблице элементов более 80 металлов, и мы можем смешивать выбранные из этих разных металлов в различных пропорциях, иногда с неметаллами, для создания сплавов. Обратите внимание на использование слова «смесь»: в подавляющем большинстве случаев сплавы представляют собой просто смешанные элементы, а не элементы, которые химически связаны друг с другом.

Сплавы

можно просто классифицировать по расположению атомов.В случаях, когда два элемента, смешанные для получения сплава, имеют одинаковые размеры атомов, атомы второго элемента могут просто занять место атомов первого элемента в структуре. Эти типы сплавов называются сплавами замещения. С другой стороны, если атомы второго элемента намного меньше, они могут попасть в промежутки между атомами первого элемента. Эти сплавы известны как сплавы внедрения. Сплавы можно изготавливать разными способами, но в первую очередь их получают путем смешивания расплавленных компонентов.

Есть большой выбор сплавов; основной рисунок иллюстрирует лишь небольшую часть тех, которые мы используем в различных приложениях. Но зачем вообще их использовать, если в периодической таблице так много разных металлов с разными свойствами? Хотя металлические элементы могут иметь желаемые свойства, к сожалению, они редко имеют их в удобных комбинациях. Золото блестящее и, ну, золотое, но оно также довольно мягкое, а это значит, что если вы попытаетесь сделать кольцо из чистого золота, оно легко деформируется.Железо присутствует во многих зданиях, но само по себе оно немного мягкое, а также имеет тенденцию к ржавчине при контакте с влажным воздухом.

Изготовление сплавов – это, по сути, способ «подправить» свойства металла, чтобы приблизить их к идеальным свойствам, которые нам нужны для конкретной цели. Легирование золота медью или серебром усложняет задачу, а легирование железа углеродом и некоторыми другими металлами дает аналогичный эффект, а также помогает предотвратить его ржавление.Мягкость большинства чистых металлов проистекает из того факта, что слои атомов, составляющих их структуру, могут легко скользить друг по другу. Поскольку сплавы содержат смесь размеров атомов, вследствие смеси элементов, из которых они состоят, слоям становится труднее скользить друг по другу, поскольку регулярное расположение атомов нарушается.

Конечно, могут быть другие причины для использования сплавов, а также свойства. Монеты могли быть сделаны из золота в далеком прошлом, но большинство номиналов монет содержали бы золото гораздо более высокой стоимости, чем их номинальная стоимость, если бы мы делали их из золота сегодня.Даже медь, бывшая фаворитом изготовления монет, более ценна, чем гроши, на которые она когда-то шла. До 1992 года в Великобритании монеты номиналом 1 пенсов состояли из сплава, содержащего 97% меди. Сегодня они покрыты медью, а сердцевина монеты – более дешевая сталь. Подробнее о сплавах, используемых в британских монетах, читайте здесь.

Сплавы также могут обладать свойствами, недоступными только чистым металлам. Сплав нитинол, образованный при смешивании никеля и титана, известен как сплав с памятью формы.Эти сплавы способны «запоминать» свою первоначальную форму и при нагревании до определенной температуры могут возвращаться к этой форме. Он используется в некоторых оправах для очков, а также в других новинках, таких как сгибаемые ложки.

Чистые металлы на самом деле используются гораздо реже, чем сплавы, поскольку измененные свойства, которые дает ряд сплавов, гораздо более полезны для нас. Большинство металлических предметов, с которыми вы сталкиваетесь, скорее всего, представляют собой сплавы определенного описания – те, за разработку которых химики и материаловеды должны были отвечать.Доказательство того, что химия – это всепроникающая сила в современном обществе, если нужно больше!

Понравились эта публикация и изображение? Подумайте о поддержке сложного процента на Patreon и получайте предварительные просмотры предстоящих публикаций и многое другое!

Изображение в этой статье находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. См. Рекомендации по использованию содержания сайта.

Ссылки и дополнительная литература

сплавов | Введение в химию

Ключевые моменты

Сплав – это смесь или металлический твердый раствор, состоящий из двух или более элементов.
Свойства сплава обычно отличаются от свойств его составляющих элементов.
Состав сплава обычно измеряется по массе.
В отличие от чистых металлов, большинство сплавов не имеют единой точки плавления; скорее, у них есть диапазон плавления, в котором вещество представляет собой смесь твердого вещества и жидкости.

Условия

рацемическая смесь: смесь, содержащая равные количества лево- и правосторонних энантиомеров хиральной молекулы
микроструктура: тонкая структура чистого металла или сплава, обнаруженная при увеличении в 25 или более раз.
сплав амальгамановый, содержащий ртуть
эвтектическая смесь: смесь веществ с температурой плавления ниже, чем у любого из ее компонентов

Сплав – это смесь или твердый металлический раствор, состоящий из двух или более элементов.Примеры сплавов включают такие материалы, как латунь, олово, фосфористая бронза, амальгама и сталь. Полные сплавы твердых растворов дают единственную твердофазную микроструктуру. Частичные растворы дают две или более фаз, которые могут быть или не могут быть однородными по распределению, в зависимости от термической истории. Свойства сплава обычно отличаются от свойств составляющих его элементов.

Примеры сплавов включают такие материалы, как латунь, олово, фосфористая бронза, амальгама и сталь. Полные сплавы твердых растворов дают единственную твердофазную микроструктуру.Частичные растворы дают две или более фаз, которые могут быть или не могут быть однородными по распределению, в зависимости от термической истории. Свойства сплава обычно отличаются от свойств составляющих его элементов.

Сталь Сталь – это сплав, основным компонентом которого является железо.

Состав сплава обычно измеряется по массе. Сплав обычно классифицируется как замещающий или внедренный, в зависимости от его атомного расположения. В сплаве замещения атомы каждого элемента могут занимать те же позиции, что и их двойники.В сплавах внедрения атомы не занимают одни и те же позиции. Сплавы можно далее классифицировать как гомогенные (состоящие из одной фазы), гетерогенные (состоящие из двух или более фаз) или интерметаллические (где нет четкой границы между фазами).

Легирование металла включает его соединение с одним или несколькими другими металлами или неметаллами, что часто улучшает его свойства. Например, сталь прочнее железа, ее основного элемента. Физические свойства (плотность, реакционная способность, проводимость) сплава могут не сильно отличаться от свойств составляющих его элементов, но его технические свойства (прочность на разрыв и прочность на сдвиг) могут существенно отличаться.

В отличие от чистых металлов, большинство сплавов не имеют единой точки плавления; скорее, они имеют диапазон плавления , в котором вещество представляет собой смесь твердого и жидкого. Однако для большинства сплавов существует одна конкретная пропорция компонентов, известная как «эвтектическая смесь», при которой сплав имеет уникальную температуру плавления.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Оценка артефактов металлических столбов на снимках КЛКТ

Цель: Чтобы оценить интенсивность артефактов на компьютерной томографии с коническим лучом (КЛКТ), изображения двух сплавов, используемых в металлических штырях, отсканированы с использованием различных параметров экспозиции.

Методология: Образец состоял из 20 однокорневых зубов, разделенных на две группы для использования с штифтом из NiCr или AgPd. Все зубы были сканированы с соответствующими металлическими штифтами и без них, а также с наличием дополнительного восстановленного зуба в дуге и без него. Образцы сканировали с помощью 3D-сканера CS 9000 с двумя протоколами экспонирования: 85 кВ 6,3 мА и 85 кВ 10 мА.Размер вокселя и поле зрения были зафиксированы на уровне 0,100 мм и 5 см × 3,75 см. Наличие артефактов оценивалось качественно двумя откалиброванными наблюдателями с использованием объема КЛКТ и парных 2D-изображений, а количественно – одним обученным наблюдателем с использованием программного обеспечения ImageJ. Для качественного анализа использовались критерии ранга Уилкоксона, критерии Манна-Уитни, каппа и хи-квадрат. Для количественного анализа использовались тесты двусторонней ановой и Тьюки. Все анализы проводились с доверительной вероятностью 95% (α <0,05).

Результаты: Для качественного анализа объема КЛКТ наблюдались значительные различия между металлическими сплавами при наличии дополнительного восстановленного зуба, с более высокой интенсивностью артефактов для AgPd при оценке гиподных ореолов и линий (P = 0,006). На изображениях с двумя реставрированными зубами было значительно больше гиподенсированных и гиперплотных линий (P = 0,033). При оценке параметров экспозиции и количества восстановленных зубов анализ качества парных изображений выявил значительные расхождения между наблюдателями в отношении качества диагностических изображений (P = 0.001). Количественный анализ артефактов выявил более высокую интенсивность артефактов для штифтов AgPd при наличии двух реставрированных зубов.

Вывод: Хотя испытанные параметры экспонирования не влияли на интенсивность артефакта, сплавы штифта с более высоким атомным номером и наличие другой металлической структуры в дуге увеличивали интенсивность артефакта и ухудшали диагностическое качество изображений КЛКТ.

Ключевые слова: артефакты; конусно-лучевая компьютерная томография; визуализация; трехмерный.

Кафедра химии и биохимии

1. Мечта алхимика. Во время эксперимента говорите об алхимии.

2. Поместите очень блестящие монеты в горячий 3M NaOH и порошкообразный раствор цинка (В КАПОТЕ).Используется плита, держите раствор близкой к температуре кипения. Совершенно новые блестящие пенни отлично работают.

Пенни остаются в растворе от 3 до 5 минут, пока они не станут полностью серебряными. Поговорите о разнице между пенни до 1982 года и после 1982 года и о том, как мы делаем серебряные и золотые монеты следующим образом.

Пенни до 1982 года содержат гораздо больший процент меди. Гроши после 1982 года в основном состоят из цинка. Покажите сломанный пенни, внутри которого в основном находится цинк.Покажите им медный, «серебряный» и «золотой» пенни. Поговорите о том, как атомы цинка поверх атомов меди делают монеты серебряными. Как мы делаем «золотые» гроши? Нагреваем пенни в пламени бунзеновской горелки. Когда мы нагреваем серебряный пенни, атомы движутся. Атомы цинка перемещаются между атомами меди. Помогите учащимся представить себе это, положив одну руку поверх другой, и покажите, что если тепло заставляет ваши пальцы двигаться, это позволяет пальцам одной руки перемещаться между пальцами другой руки.Атомы меди и цинка составляют латунь и выглядят как золото. Спросите, играет ли кто-нибудь на саксофоне или трубе? Они сделаны из латуни.

3. С помощью щипцов извлеките из раствора «серебряные» монеты и промойте их водой (для охлаждения монет используйте стакан с водой на 600 мл).

Пенни оцинкованы и имеют серебристый цвет. На монетку обычно наклеивают небольшие кусочки цинка. Учащиеся опускают пенни в раковину и в ванне с водой убирают руками все осколки цинка, пока пенни не станет полностью чистым.

БЕЗОПАСНОСТЬ: НЕ сушите пенни бумажными полотенцами. Небольшие кусочки цинка на бумажном полотенце могут загореться и вызвать пожар в лаборатории.

4. Студенты берут свою копейку к бунзеновской горелке. Они используют щипцы, чтобы подбирать по пенни за раз (щипцы располагаются по краям пенни). При включении горелки Бунзена требуется присмотр взрослых.

Нагрейте оцинкованные медные монеты в пламени горелки Бунзена.Включите пенни в огне, пока он нагревается. Атомы цинка и меди образуют латунь. Атомы меди и цинка слились в «золотые» гроши.

БЕЗОПАСНОСТЬ: Немедленно снимите с огня, когда появится желтый цвет, и погрузите пенни и щипцы в стакан с водой, расположенный рядом с горелкой Бунзена. Это охладит щипцы и пенни, чтобы никто не пострадал.

Влияние легирующих элементов на коррозионное поведение и биосовместимость биоразлагаемых магниевых сплавов: обзор

Сплавы на основе магния (Mg) широко рассматриваются для их использования в качестве биоразлагаемых материалов для имплантатов.Однако контроль скорости их коррозии в физиологической среде человеческого тела по-прежнему представляет собой серьезную проблему. Одним из наиболее эффективных подходов к решению этой проблемы является тщательный выбор легирующих составов с повышенной коррозионной стойкостью и механическими свойствами при разработке сплавов Mg. В этой статье всесторонне рассматривается прогресс исследований в области разработки сплавов Mg в качестве биоразлагаемых материалов для имплантатов, подчеркивая влияние легирующих элементов, включая алюминий (Al), кальций (Ca), литий (Li), марганец (Mn), цинк (Zn), цирконий. (Zr), стронций (Sr) и редкоземельные элементы (РЗЭ) на коррозионную стойкость и биосовместимость сплавов Mg с точки зрения разработки и использования биоматериалов Mg.РЗЭ, рассматриваемые в этом обзоре, включают церий (Ce), эрбий (Er), лантан (La), гадолиний (Gd), неодим (Nd) и иттрий (Y). Влияние легирующих элементов на микроструктуру, коррозионное поведение и биосовместимость сплавов Mg было критически обобщено на основе конкретных аспектов физиологической среды, а именно электрохимического эффекта и биологического поведения.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Понимание системы обозначений алюминиевых сплавов

С ростом производства алюминия в сварочной промышленности и его признанием в качестве отличной альтернативы стали для многих областей применения возрастают требования к тем, кто занимается разработкой алюминиевых проектов, чтобы лучше познакомиться с этой группой материалов.Чтобы полностью понять алюминий, рекомендуется начать с ознакомления с системой идентификации / обозначения алюминия, множеством доступных алюминиевых сплавов и их характеристиками.

Система закалки и обозначения алюминиевого сплава

В Северной Америке за распределение и регистрацию алюминиевых сплавов отвечает The Aluminium Association Inc. В настоящее время в Алюминиевой ассоциации зарегистрировано более 400 деформируемых алюминиевых и деформируемых алюминиевых сплавов и более 200 алюминиевых сплавов в виде отливок и слитков.Пределы химического состава сплавов для всех этих зарегистрированных сплавов содержатся в бирюзовой книге Алюминиевой ассоциации, озаглавленной «Международные обозначения сплавов и предельные значения химического состава для деформируемого алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов», и в их розовой книге, озаглавленной «Обозначения и пределы химического состава для алюминия. Сплавы в виде отливок и слитков. Эти публикации могут быть чрезвычайно полезны инженерам-сварщикам при разработке процедур сварки, а также в тех случаях, когда важно учитывать химический состав и его связь с чувствительностью к трещинам.

Алюминиевые сплавы можно разделить на несколько групп в зависимости от характеристик конкретного материала, таких как его способность реагировать на термическую и механическую обработку и первичный легирующий элемент, добавляемый в алюминиевый сплав. Когда мы рассматриваем систему нумерации / идентификации, используемую для алюминиевых сплавов, вышеупомянутые характеристики идентифицируются. Кованый и литой алюминий имеют разные системы идентификации; кованые изделия имеют 4-значную систему, а отливки – 3-значную и 1-значную десятичную систему.

Система обозначений деформируемых сплавов

Сначала рассмотрим 4-значную систему идентификации из кованого алюминиевого сплава.

Первая цифра (Xxxx) указывает на основной легирующий элемент, который был добавлен к алюминиевому сплаву и часто используется для описания серии алюминиевых сплавов, т. Е. Серии 1000, серии 2000, серии 3000, до серии 8000 (см. Таблицу 1).

СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА

Серия из сплава	Основной легирующий элемент
1xx	99.000% минимум алюминия
2xx	Медь
3xx	Марганец
4xx	Кремний
5xx	Магний
6xx	Магний и кремний
7xx	Цинк
8xx	Другие элементы

Таблица 1

Вторая отдельная цифра (xXxx), если она отличается от 0, указывает на модификацию конкретного сплава, а третья и четвертая цифры (xxXX) – это произвольные числа, присвоенные для обозначения конкретного сплава в серии.Пример: в сплаве 5183 цифра 5 указывает на то, что он относится к серии магниевых сплавов, 1 указывает на то, что это первая модификация исходного сплава 5083, а цифра 83 идентифицирует его в серии 5xxx.

Единственное исключение из этой системы нумерации сплавов – это алюминиевые сплавы серии 1ххх (чистые алюминиевые сплавы), в этом случае последние 2 цифры обеспечивают минимальное процентное содержание алюминия выше 99%, то есть сплав 1350 (минимум 99,50% алюминия).

Литой сплав Обозначение

Система обозначений литых сплавов основана на трехзначном десятичном обозначении xxx.x (т.е. 356,0). Первая цифра (Xxx.x) указывает на основной легирующий элемент, который был добавлен в алюминиевый сплав (см. Таблицу 2).

СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЯ ЛИТЬЕГО АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА

Серия из сплава	Основной легирующий элемент
1xx.x	Не менее 99,000% Алюминий
2xx.x	Медь
3xx.х	Silicon Plus Медь и / или магний
4xx.x	Кремний
5xx.x	Магний
6xx.x	Неиспользуемая серия
7xx.x	Цинк
8xx.x	Олово
9xx.x	Другие элементы

Таблица 2

Вторая и третья цифры (xXX.x) – произвольные числа, присвоенные для обозначения конкретного сплава в серии. Число после десятичной точки указывает, является ли сплав отливкой (.0) или слитком (.1 или .2). Префикс заглавной буквы указывает на модификацию конкретного сплава.

Пример: сплав – A356.0 заглавная буква A (Axxx.x) указывает модификацию сплава 356.0. Число 3 (A3xx.x) указывает на то, что он относится к серии кремний плюс медь и / или магний. Число 56 (Ax56.0) обозначает сплав в пределах 3xx.x, а .0 (Axxx.0) указывает, что это отливка окончательной формы, а не слиток.

Система обозначения закалки алюминия

Если мы рассмотрим различные серии алюминиевых сплавов, мы увидим, что существуют значительные различия в их характеристиках и, как следствие, применении. Первое, что следует признать после понимания системы идентификации, – это то, что в упомянутой выше серии есть два совершенно разных типа алюминия.Это термически обрабатываемые алюминиевые сплавы (те, которые могут приобретать прочность за счет добавления тепла) и нетермообрабатываемые алюминиевые сплавы. Это различие особенно важно при рассмотрении влияния дуговой сварки на эти два типа материалов.

Деформируемые алюминиевые сплавы серий 1ххх, 3ххх и 5ххх не поддаются термообработке и поддаются только деформационному упрочнению. Деформируемые алюминиевые сплавы серий 2ххх, 6ххх и 7ххх поддаются термообработке, а серия 4ххх состоит как из термически обрабатываемых, так и нетермообрабатываемых сплавов.Литые сплавы серий 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x и 7xx.x поддаются термообработке. Деформационное упрочнение отливок обычно не применяется.

Термообрабатываемые сплавы приобретают свои оптимальные механические свойства в процессе термической обработки, наиболее распространенными из которых являются термообработка в растворе и искусственное старение. Термообработка в растворе – это процесс нагрева сплава до повышенной температуры (около 990 ° F) для растворения легирующих элементов или соединений.Затем следует резкое охлаждение, обычно в воде, для получения перенасыщенного раствора при комнатной температуре. После термообработки раствора обычно следует старение. Старение – это осаждение части элементов или соединений из перенасыщенного раствора с целью получения желаемых свойств. Процесс старения делится на два типа: старение при комнатной температуре, которое называется естественным старением, и старение при повышенных температурах, называемое искусственным старением. Температуры искусственного старения обычно составляют около 320 градусов.F. Многие термически обрабатываемые алюминиевые сплавы используются для сварочных работ в их термически обработанном и искусственно состаренном состоянии.

Сплавы без термической обработки приобретают свои оптимальные механические свойства за счет деформационного упрочнения. Деформационное упрочнение – это метод увеличения прочности за счет холодной обработки. Система обозначения закалки учитывает материальные условия, называемые закалками. Система обозначения состояния является расширением системы нумерации сплавов и состоит из ряда букв и цифр, которые следуют за номером обозначения сплава и соединены дефисом.Примеры: 6061-T6, 6063-T4, 5052-h42, 5083-h212.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ТЕМПЕРАТА

Письмо	Значение
Ф.	В состоянии изготовления – применяется к продуктам процесса формования, в которых не применяется специальный контроль за условиями термического или деформационного упрочнения
О	Отожженный – Относится к продукту, который был нагрет до состояния самой низкой прочности для улучшения пластичности и стабильности размеров
H	Деформационная закалка – Применяется к изделиям, упрочненным в результате холодной деформации.За деформационным упрочнением может последовать дополнительная термическая обработка, которая приводит к некоторому снижению прочности. За буквой H всегда следует две или более цифр (см. Таблицу 4)
Вт	Термообработка в растворе – нестабильное состояние, применимое только к сплавам, которые самопроизвольно стареют при комнатной температуре после термообработки в растворе
т	Термическая обработка – для получения стабильных температур, кроме F, O или H.Применимо к продукту, прошедшему термообработку, иногда с дополнительным деформационным упрочнением, для получения стабильного состояния. За буквой «Т» всегда следует одна или несколько цифр (см. Таблицу 5)

Таблица 3

В дополнение к обозначению основного состояния, существует две категории подразделов, одна из которых относится к категории «H» – деформационное упрочнение, а другая – к обозначению «T» – отпуска с термической обработкой.

Таблица 4 – Подразделения H-закалки – деформационной закалки

Первая цифра после H указывает на базовую операцию:

h2 – Только деформационная закалка.

h3 – Деформационно-упрочненный и частично отожженный.

h4 – Деформационная закалка и стабилизация.

h5 – Закаленная и лакированная или окрашенная.

Вторая цифра после H указывает на степень деформационного упрочнения:

HX2 – четверть твердого HX4 – полутвердого HX6 – три четверти твердого

HX8 – Полная жесткость HX9 – Экстра жесткая

Таблица 5 – Подразделения T Temper – термически обработанные

T1 – Естественное старение после охлаждения в процессе формования при повышенной температуре, например, экструзии.

T2 – Холодная обработка после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре, а затем естественное старение.

T3 – Раствор, прошедший термообработку, холодную обработку и естественное старение.

T4 – Раствор, подвергнутый термообработке и естественному старению.

T5 – Искусственное старение после охлаждения в процессе формования при повышенной температуре.

T6 – Раствор термообработанный и искусственно состаренный.

T7 – Раствор термообработанный и стабилизированный (переваренный).

T8 – Раствор термообработанный, холодный и искусственно состаренный.

T9 – Раствор термообработанный, искусственно состаренный и обработанный холодным способом.

T10 – Холодная обработка после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре, а затем искусственное старение.

Дополнительные цифры указывают на снятие напряжения.

Примеры:

TX51 или TXX51 – снятие напряжения путем растяжения.

TX52 или TXX52 – снятие напряжения за счет сжатия.

Алюминиевые сплавы и их характеристики

Если мы рассмотрим семь серий деформируемых алюминиевых сплавов, мы оценим их различия и поймем их применение и характеристики.

Сплавы серии 1xxx – (без термической обработки – с пределом прочности на разрыв от 10 до 27 тысяч фунтов / кв. Дюйм) эту серию часто называют серией из чистого алюминия, поскольку требуется, чтобы она содержала минимум 99,0% алюминия. Они свариваются. Однако из-за их узкого диапазона плавления они требуют определенных соображений для обеспечения приемлемых процедур сварки. При рассмотрении возможности изготовления эти сплавы выбираются в первую очередь из-за их превосходной коррозионной стойкости, например, в специализированных химических резервуарах и трубопроводах, или из-за их превосходной электропроводности, как в сборных шинах.Эти сплавы имеют относительно плохие механические свойства и редко могут рассматриваться для общих структурных применений. Эти базовые сплавы часто свариваются с подходящим присадочным материалом или с присадочными сплавами 4xxx в зависимости от применения и требований к характеристикам.

Сплавы серии 2xxx – (термически обрабатываемые – с пределом прочности на растяжение от 27 до 62 тыс. Фунтов на квадратный дюйм) это сплавы алюминия и меди (добавка меди в диапазоне от 0,7 до 6,8%) и часто используются для аэрокосмической и авиационной техники.Они обладают отличной прочностью в широком диапазоне температур. Некоторые из этих сплавов считаются несвариваемыми процессами дуговой сварки из-за их склонности к горячему растрескиванию и коррозионному растрескиванию под напряжением; однако другие очень успешно свариваются дуговой сваркой при соблюдении правильных процедур сварки. Эти основные материалы часто свариваются с использованием высокопрочных присадочных сплавов серии 2ххх, соответствующих их характеристикам, но иногда их можно сваривать с присадочными материалами серии 4ххх, содержащими кремний или кремний и медь, в зависимости от области применения и требований к обслуживанию.

Сплавы серии 3ххх – (без термической обработки – с пределом прочности на растяжение от 16 до 41 тыс. Фунтов на квадратный дюйм) Это сплавы алюминия и марганца (добавка марганца от 0,05 до 1,8%), средней прочности и хорошей коррозионной стойкости. , хорошая формуемость и пригодны для использования при повышенных температурах. Одним из первых их применений были кастрюли и сковороды, и сегодня они являются основным компонентом теплообменников в транспортных средствах и электростанциях. Однако их умеренная прочность часто исключает возможность их использования в конструкциях.Эти базовые сплавы свариваются с присадочными сплавами серий 1ххх, 4ххх и 5ххх, в зависимости от их специфического химического состава и конкретных требований к применению и обслуживанию.

Сплавы серии 4xxx – (термически обрабатываемые и нетермообрабатываемые – с пределом прочности на разрыв от 25 до 55 тысяч фунтов / кв. Дюйм) Это сплавы алюминия / кремния (добавки кремния от 0,6 до 21,5%) и являются единственной серией, которая содержит как термически обрабатываемые, так и нетермообрабатываемые сплавы. Кремний, добавленный к алюминию, снижает его температуру плавления и улучшает его текучесть при расплавлении.Эти характеристики желательны для присадочных материалов, используемых как для сварки плавлением, так и для пайки твердым припоем. Следовательно, эта серия сплавов преимущественно используется в качестве присадочного материала. Кремний, независимо от алюминия, не подлежит термической обработке; однако ряд этих кремниевых сплавов был разработан с добавлением магния или меди, что придает им способность благоприятно реагировать на термообработку в растворе. Обычно эти термически обрабатываемые присадочные сплавы используются только тогда, когда свариваемый компонент должен подвергаться термообработке после сварки.

Сплавы серии 5xxx – (без термической обработки – с пределом прочности на разрыв от 18 до 51 тыс. Фунтов / кв. обрабатываемые сплавы. Кроме того, сплавы этой серии легко свариваются, и по этим причинам они используются в самых разных областях, таких как судостроение, транспорт, сосуды высокого давления, мосты и здания. Сплавы на основе магния часто свариваются с присадочными сплавами, которые выбираются после рассмотрения содержания магния в основном материале, а также применения и условий эксплуатации свариваемого компонента.Сплавы этой серии с содержанием магния более 3,0% не рекомендуются для эксплуатации при повышенных температурах выше 150 ° F из-за их потенциальной сенсибилизации и последующей склонности к коррозионному растрескиванию под напряжением. Основные сплавы с содержанием магния менее примерно 2,5% часто успешно свариваются с присадочными сплавами серии 5ххх или 4ххх. Базовый сплав 5052 обычно считается основным сплавом с максимальным содержанием магния, который можно сваривать с присадочным сплавом серии 4ххх. Из-за проблем, связанных с эвтектическим плавлением и связанными с этим плохими механическими свойствами после сварки, не рекомендуется сваривать материалы из этой серии сплавов, которые содержат большее количество магния, с присадками серии 4xxx.Материалы с более высоким содержанием магния свариваются только с присадочными сплавами 5xxx, которые обычно соответствуют составу основного сплава.

Сплавы серии 6XXX – (термообрабатываемые – с пределом прочности на разрыв от 18 до 58 тыс. Фунтов на квадратный дюйм). Это сплавы алюминия / магния и кремния (с добавками магния и кремния около 1,0%), которые широко используются в сварочной промышленности. используется преимущественно в виде профилей и входит во многие структурные компоненты.Добавление магния и кремния к алюминию дает соединение силицида магния, которое придает этому материалу способность подвергаться термообработке на твердый раствор для повышения прочности. Эти сплавы естественным образом чувствительны к образованию трещин при затвердевании, и по этой причине их нельзя подвергать дуговой сварке автогенным способом (без присадочного материала). Добавление достаточного количества присадочного материала во время процесса дуговой сварки необходимо для обеспечения разбавления основного материала, тем самым предотвращая проблему горячего растрескивания.Они свариваются с присадочными материалами 4ххх и 5ххх, в зависимости от области применения и требований к эксплуатации.

Сплавы серии 7XXX – (термически обрабатываемые – с пределом прочности на разрыв от 32 до 88 тыс. Фунтов на квадратный дюйм) Это сплавы алюминия и цинка (добавка цинка от 0,8 до 12,0%), которые составляют одни из самых прочных алюминиевых сплавов. Эти сплавы часто используются в высокопроизводительных приложениях, таких как самолеты, аэрокосмическая промышленность и спортивное оборудование. Как и серия сплавов 2xxx, в эту серию входят сплавы, которые считаются непригодными для дуговой сварки, а также другие сплавы, которые часто успешно свариваются.Обычно свариваемые сплавы этой серии, такие как 7005, в основном свариваются с присадочными сплавами серии 5ххх.

Сводка

Сегодняшние алюминиевые сплавы, вместе с их различной температурой, составляют широкий и универсальный диапазон производственных материалов. Для оптимальной конструкции продукта и успешной разработки процедуры сварки важно понимать различия между многими доступными сплавами и их различные рабочие характеристики и свариваемость.При разработке процедур дуговой сварки для этих различных сплавов необходимо учитывать конкретный свариваемый сплав. Часто говорят, что дуговая сварка алюминия – это несложно, «все по-другому». Я считаю, что важной частью понимания этих различий является знакомство с различными сплавами, их характеристиками и системой их идентификации.

Источники дополнительной информации

Существует ряд отличных справочных источников, посвященных исключительно сварке алюминия; Одно из них – «Теория и практика сварки алюминия», разработанное Алюминиевой ассоциацией, а другое – документ D1 Американского общества сварки.2 – Правила структурной сварки – Алюминий. Другие документы, доступные от Алюминиевой ассоциации, которые помогают при проектировании алюминиевых конструкций, – это Руководство по проектированию алюминия и Стандарты и данные по алюминию. Эти документы вместе с документами по обозначению сплавов, упомянутыми ранее в статье, можно получить непосредственно в AWS или, в зависимости от ситуации, в The Aluminium Association.

AWS Тел .: 1 800 443 9353 Веб-сайт: www.aws.org

Алюминиевая ассоциация Тел .: (301) 645-0756 Веб-сайт: www.aluminium.org

Инконель 600 UNS N06600

Ni 72,0, Cr 15,5, Fe 8,0 Mn 1,0 C 0,15 Cu 0,5 Si 0,5 S 0,015

Запасы высокопроизводительных сплавов и производит Inconel 600 этого сорта в следующих формах: пруток, отрезки проволоки, лист, лист, полоса, труба, труба. Запросите цитату на эту оценку.

Обзор

Inconel 600 – это никель-хромовый сплав с хорошей стойкостью к окислению при более высоких температурах, с хорошей стойкостью к науглероживанию и хлоридсодержащим средам.

Inconel 600 – это никель-хромовый сплав, предназначенный для использования от криогенных до повышенных температур в диапазоне 2000 ° F (1093 ° C). Высокое содержание никеля в сплаве позволяет ему сохранять значительную стойкость в восстановительных условиях и делает его устойчивым к коррозии рядом органических и неорганических соединений. Содержание никеля придает ему отличную стойкость к хлорид-ионному растрескиванию под напряжением, а также обеспечивает отличную стойкость к щелочным растворам.

Содержание хрома придает сплаву стойкость к соединениям серы и различным окислительным средам.По содержанию хрома сплав превосходит технически чистый никель в окислительных условиях. В сильно окисляющих растворах, таких как горячая концентрированная азотная кислота, 600 имеет низкую стойкость. Сплав 600 относительно не подвержен воздействию большинства нейтральных и щелочных солевых растворов и используется в некоторых щелочных средах. Сплав устойчив к паре и смесям пара, воздуха и углекислого газа.

Сплав 600 немагнитен, имеет отличные механические свойства и сочетание высокой прочности и хорошей обрабатываемости, а также легко сваривается.Inconel 600 демонстрирует характеристики холодной штамповки, обычно присущие хромоникелевым нержавеющим сталям.

Типичные области применения в области коррозии включают производство диоксида титана (хлоридный способ), синтез перхлорэтилена, мономера винилхлорида (VCM) и хлорида магния. Сплав 600 используется в химической и пищевой промышленности, термообработке, фенольных конденсаторах, производстве мыла, емкостях для овощей и жирных кислот и многом другом.

Характеристики

Стойкость к широкому спектру агрессивных сред.Содержание хрома дает лучшую стойкость, чем сплавы 200 и 201 в окислительных условиях, в то же время высокое содержание никеля дает хорошую стойкость к восстановительным условиям.
Практически невосприимчив к коррозионному растрескиванию под действием ионов хлора.
Демонстрирует адекватную устойчивость к таким органическим кислотам, как уксусная, муравьиная и стеариновая.
Превосходная стойкость к воде высокой чистоты, используемой в первичных и вторичных контурах ядерных реакторов под давлением.
Незначительное или нулевое воздействие происходит при комнатной и повышенных температурах в сухих газах, таких как хлор или хлористый водород. При температурах до 550 ° C в этих средах этот сплав оказался одним из самых стойких из обычных сплавов.
При повышенных температурах отожженный и отожженный на твердый раствор сплав показывает хорошее сопротивление образованию накипи и высокую прочность.
Сплав также устойчив к атмосфере, содержащей аммиак, а также азоту и науглероживающим газам.
При чередовании окислительных и восстановительных условий сплав может подвергаться селективному окислению.

Приложения

Оболочки термопар.
Трубы для крекинга этилендихлорида (EDC).
Превращение диоксида урана в тетрафторид при контакте с плавиковой кислотой.
Производство едких щелочей, особенно в присутствии соединений серы.
Сосуды реакторов и трубки теплообменников, используемые при производстве винилхлорида.
Технологическое оборудование, используемое при производстве хлорированных и фторированных углеводородов.
В ядерных реакторах используются такие компоненты, как входные патрубки регулирующего стержня, компоненты корпуса реактора и уплотнения, паровые осушители и сепараторы d в реакторах с кипящей водой. В реакторах с водой под давлением он используется для направляющих труб регулирующих стержней, перегородок парогенераторов и т. Д.
Уплотнения реторт печи, вентиляторы и приспособления.
Роликовые поды и радиационные трубы, особенно в процессах азотирования углерода.

Изготовление сплава INCONEL® 600
Inconel 600 немагнитен, обладает превосходными механическими свойствами, сочетанием высокой прочности и хорошей обрабатываемости, а также легко поддается сварке. Сплав 600 демонстрирует характеристики холодной штамповки, обычно связанные с хромоникелевыми нержавеющими сталями.

600 листов и пластин почти всегда поставляются в отожженном состоянии. Может потребоваться снятие напряжений или отжиг прутковой заготовки перед выполнением каких-либо операций по высадке.

Химия

Требования к химическим веществам
	Ni	С	млн	Кр	S	Si	Fe
Макс		.15	1,0	17,0	0,015	,5	10.0
Мин.	72,0			14.0			6.0

Данные о растяжении

Требования к механическим свойствам
	Предел прочности на разрыв	Предел текучести (0.2% ОС)	Удлиненный. через 2 дюйма или 50 мм или 4D, мин.,%	R / A	Твердость
Холодная обработка / Как обработанная
Мин.	110 кси	85 КСи	10
Макс
Мин.	760 МПа	585 Кси
Макс
Горячая обработка / после обработки
Мин.	90 кси	40 КСи	25
Макс
Мин.	620 МПа	275 МПа
Макс

D- Качество поковки обеспечивается только в соответствии с химическими требованиями и контролем поверхности.Никаких механических свойств не требуется.

Технические характеристики

Форма	Стандартный
Металл Тип	UNS N06600
Пруток	ASTM B166 AMS 5665 Din 17752
Провод
Лист	ASTM B168 AMS 5540 Din 17750
Пластина	ASTM B168 AMS 5540 Din 17750
Трубка	ASTM B167
Труба	ASTM B167
Фитинг	ASTM B366
Ковка	ASTM B564 DIN 17754
Сварная проволока	FM 82 / ERNiCr-3
Сварочный электрод	FM 182 / ENiCrFe-3
Din	2.4816

Механическая обработка

Номинальная обрабатываемость

ДАННЫЕ ОБРАБОТКИ
Предлагаются твердосплавные инструменты для коэффициентов выше 50% типа 304.
Тип обработки	Предлагаемые начальные ставки:
Одноточечная токарная обработка:	Черновая – 0.Глубина 15 дюймов, подача 0,015 дюйма / об -175 SFM Чистовая обработка – глубина 0,025 дюйма, подача 0,007 дюйма / об – 200 SFM
Бурение:	Диаметр отверстия 1/4 дюйма – Подача 0,004 дюйма / оборот – 60 SFM Диаметр отверстия 1/2 “- 0,007” / об, подача – 60 SFM Отверстие диаметром 3/4 дюйма – подача 0,010 дюйма / об – 60 SFM
Развертка:	Подача – такая же, как при сверлении – 100 SFM
Боковое и пазовое фрезерование:	Черновая – 0.25 “глубина – 0,007” / подача зуба – 125SFM Чистовая обработка – 0,050 дюйма глубина – 0,009 дюйма / подача зуба – 140SFM
Эти значения для твердосплавных инструментов, Тип C-2 для черновой обработки, сверления и развёртывания. Тип С-3 под чистовую отделку.

INCONEL® – зарегистрированная торговая марка группы компаний INCO.

TOP HEADLINES