Сплавы их свойства и значение: СПЛАВЫ | Энциклопедия Кругосвет

alexxlab | 11.12.1981 | 0 | Разное

Значение металлов и сплавов – Справочник химика 21

    Медь, серебро и золото очень широко применяются в технике. Во многих областях используются и их соединения. Медь 99,9%-ной чистоты используется в электротехнике для изготовления электрических проводов, контактов и пр. Большое промышленное значение имеют сплавы меди с другими металлами. Важнейшими из них являются латуни, бронзы и медно-никелевые сплавы. Латунь содержит до 45% цинка (остальное Си). Из нее изготовляют трубы для конденсаторов и радиаторов, детали механизмов, в частности часовых. Латунь с высоким содержанием меди — томпак — благодаря своему красивому внешнему виду используется для изготовления украшений. Бронзы подразделяются на оловянные, алюминиевые, кремниевые, свинцовые и др. Очень прочными являются бериллиевые бронзы они применяются для изготовления пружин и других ответственных деталей. [c.306]
    В настоящее время индивидуальные соединения лития с кремнием еще не имеют самостоятельного значения, но сплавы системы литий — кремний могут представить практический интерес как активные раскислители. Эти сплавы получают в эвакуированных (в отсутствие воздуха и влаги) контейнерах при нагревании исходных компонентов выше 600° С. Сплавы, по внешнему виду напоминающие металл, тверды, прочны и однородны литий н кремний находятся в них в том же соотношении, что и в исходной смеси, и длительное нагревание выше 600° С практически не изменяет этого соотношения, что указывает на отсутствие потерь лития. Эти сплавы более реакционноспособны, чем силициды щелочноземельных металлов, но на воздухе довольно устойчивы и длительное время могут храниться в закрытых сосудах [10].  [c.47]

    Кроме быстроты и чувствительности, имеет значение специфичность многих реакций, применяемых в колориметрии, а также простота методики. Все указанные особенности обусловили широкое применение колориметрического анализа. Этот метод чаще всего применяется для определения малых количеств примесей в металлах, сплавах, минералах, рудах,, химических реактивах и других материалах .  

[c.236]

    Из цветных сплавов важное значение имеют сплавы меди (латуни, бронзы). Определение главных составных частей этих сплавов также было описано в предыдущих параграфах. Медь и свинец чаще всего определяют электролитически, как указано в 55 и 56. Для определения олова обычно пользуются йодометрическим методом, подробно описанным ниже. Подготовка сплава меди к определению олова состоит в растворении навески в смеси азотной и соляной кислот и отделении олова от меди двукратным осаждением гидроокисью аммония в присутствии хлорного железа (коллектор). Осадок гидроокисей железа и олова (и др.) растворяют затем в соляной кислоте, восстанавливают четырехвалентное олово до двухвалентного каким-нибудь металлом (железом, свинцом или др.) и титруют рабочим раствором йода. [c.456]

    Разумеется, самое простое решение вопроса — использование чистого тантала. Однако это самый неэкономичный способ обеспечения необходимой коррозионной стойкости. Если в данной среде такой же стойкостью обладает ниобий, то стоимость изделия из ниобия будет равна лишь 1/4 стоимости этого же изделия, изготовленного из тантала. Очевидно, что стоимость Та—Nb-сплавов в зависимости от соотношения в них компонентов должна составлять от 1/4 до 1 от стоимости тантала. Вследствие высокой стоимости этих материалов, составляющей 50-75% и более от стоимости изделия, правильный выбор металла (сплава) для изготовления того или иного изделия приобретает решающее значение с точки зрения экономического расходования средств. 

[c.81]

    Стандартные электродные потенциалы железа, кобальта и никеля в водной среде при температуре 25 °С составляют соответственно —0,44 —0,277 и —0,250 В. Очевидно, что металлы, более электроположительные, чем основной металл сплава, будут включаться в катодный осадок. При совместном разряде ионов Ре , Со +, N1 в сплав могут входить и металлы, более электроотрицательные, чем основной металл. Так, потенциал никеля при значениях силы тока, применяемых в гальванопластике, значительно сдвинут в отрицательную сторону. Это приводит к тому, что разряд ионов Со и Ре становится вполне возможным [8]. В работе [50] подробно рассмотрена кинетика включения примесей металлов в сплав. 

[c.135]

    Применение. Благодаря высокой температуре плавления и хорошим механическим свойствам при повышенных температурах рений находит применение в производстве жаропрочных сплавов. Особенно большое значение имеют сплавы рения с другими тугоплавкими металлами — вольфрамом и молибденом. Они используются при изготовлении термопар, работающих при температурах >2000 °С, электро- и электронных ламп, электроконтактов, а также в авиационной и космической технике. Рений и его сплавы применяются в приборостроении при изготовлении деталей точных приборов, в качестве катализатора при крекинге нефти вместо более дорогостоящих металлов платиновой группы. 

[c.181]

    Объектами анализа могут быть все окружающие нас тела. Исключительно важное значение имеет разработка методов анализа металлов, сплавов, минерального сырья, разнообразных органических соединений, газов. Особую значимость приобрела разработка методов анализа особо чистых веществ. [c.203]

    Датчик предназначен для сортировки металлов, сплавов и изделий из них. Для измерения термоЭДС испытуемый образец помещают на подъемный столик, поворачивают эксцентрик 5 ручкой 6 на 90°, при этом столик поднимается, ОК упирается в горячий электрод, который слегка поднимается и давит своим весом на ОК. Отсчет значения термоЭДС производится в момент достижения в месте контакта горячего электрода с ОК выбранной температуры, что фиксируется уменьшением тока по амперметру при введении в цепь нагревателя сопротивления 7 . Материал горячего электрода – медь или вольфрам, хром. 

[c.647]

    При суммарной концентрации металлов в электролите менее 4 г/л на катоде получают светлые и эластичные покрытия, а при большей концентрации — темные и напряженные. При соотношении Аи Со > 2 покрытия состоят почти из чистого золота, а при меньших значениях в сплаве содержится 10—40% Со. Изменение катодной плотности от 0,1 до 0,5 А/дм резко повышает содержание кобальта в сплаве (от 6 до 50%), но не влияет на т к. С повышением температуры содержание золота в сплаве увеличивается от 75 до 85%, а выход по току — от 17 до 27%. Пирофосфат калия и этилендиамин увеличивают вы- [c.204]

    Большое значение для стандартизации анализа играют обширные серии эталонных образцов. Каждый такой образец сопровождается паспортом, в котором указаны ко,нцентрации всех компонентов, от основных и до присутствуюш.их в тысячных долях процента. При помощи таких образцов можно проводить анализ разнообразных металлов, сплавов и руд с надлежащей точностью и воспроизводимостью. 

[c.284]

    На основе железа получают разнообразные сплавы, нашедшие широкое применение в технике. Расход железа и его сплавов в настояш ее время составляет по весу около 92—93% общего расхода всех применяемых металлов. Большое значение получили сплавы железа, содержащие углерод. [c.386]

    Сплавы магния и их значение. Магний используют в технике главным образом как основу легких сплавов. Самостоятельного применения в качестве материала для конструкций он не имеет ввиду недостаточной прочности. Прибавление к магнию небольших количеств других металлов резко изменяет его механические свойства. Сплавы магния обладают повышенной твердостью, прочностью и сопротивляемостью коррозии, Наряду с легкостью эти свойства делают магниевые сплавы важнейшим конструкционным материалом в авто-н авиастроении и других областях техники. Особое значение имеет сплав электрон. Он содержит 90% М , остальное — А1. 1п и Мш 

[c.156]

    Если, однако, отвлечься от этой пограничной Области, не имеющей большого значения для сплавов, образованных металлами главных под- [c.617]

    Серебро широко применяется в различных отраслях народного хозяйства химии, электротехнике, электронике, медицине, ювелирном деле и др. Большое практическое значение имеют сплавы серебра с медью, металлами платиновой группы и некоторые другие. Введение меди [3— 50 % (по массе)] в серебро приводит к повышению его прочностных характеристик и сопротивления износу, при этом сохраняется также ряд важных электрофизических характеристик, например высокая электропроводность, присущая серебру. [c.78]

    Стандарт устанавливает методы определения параметров коррозионной агрессивности атмосферы по отношению к металлам, сплавам и металлическим покрытиям, а также значения указанных параметров на территории СССР 

[c.637]

    Пассивации могут подвергаться не только химически однородные металлы, но и их сплавы. В связи с этим особое значение приобретают сплавы железа с никелем и хромом, на которых уже под воздействием воздуха быстро образуется прочно связанный непроницаемый окисный слой. Такие сплавы в дальнейшем не окисляются под воздействием влаги, не растворяются в кислотах и поэтому называются нержавеющими, или кислотоустойчивыми, сплавами. [c.196]

    Проводники электрического тока делятся по своему агрегатному состоянию на три группы газы, металлы (сплавы) и жидкости (растворы). Из них для аккумуляторов важное значение имеют лишь последние группы — металлические и жидкостные проводники. [c.5]

    В капельном анализе часто применяются электрохимические методы разделения. Иногда, особенно при проведении хроматографии на бумаге, применяется дифференциальная диффузия, в которой электрическое поле используется для достижения желаемого разделения. Большое значение в работе с капельными реакциями имеют электрографические методы, применяемые при исследовании металлов, сплавов и руд. Принцип разделения основан на использовании анодного растворения металлов. Практически в качестве анода применяют исследуемое вещество, а в качестве катода—алюминиевую фольгу. Между электродами помещают фильтровальную бумагу, смоченную надлежащим реагентом. При наложении соответствующего напряжения металлы, растворяясь, переходят с поверхности образца, и их место в образце фиксируется реагентом на бумажном отпечатке. Общее 

[c.78]

    Особое значение для строения и свойств металлов, сплавов и соединений имеют характеристики элементов-аналогов, обусловленные различиями подвалентных оболочек при идентичности внешних валентных. Характерны изменения ионизационных потен- [c.96]

    Коэффициент полезного действия печи т)п существенно зависит от зазора между индуктором и садкой (расплавленным металлом в тигле печи). При уменьшении толщины стенки тигля электрический КПД Лэл увеличивается, а тепловой КПД г тепл падает, так как при этом повышаются тепловые потери через футеровку. Обычно для индукционных тигельных печей т]эл=0,6—0,8, причем большее значение относится к печам большой емкости для плавки черных металлов, а Меньшее — к печам для плавки цветных металлов (сплавы на основе меди, алюминия). Тепловой КПД т1тепл = 0,8ч-0,85. 

[c.136]

    При нахождении металла (сплава) в активном состоянии для снижения скорости коррозии применяется также метод анодной заш,иты [45, 46]. П ,,1и анодной защите с помощью потенциостати-ческого устройства металл переводят в пассивное состояние, задавая ему определенный потенциал, для которого характерны низкие токи коррозии. Метод обеспечивает хорошую защиту отдаленных от катода, иногда достаточно сложных по конфигурации конструкций. Анодная защита часто применяется для защиты емкостей, трубопроводов, содержащих коррозионно-активную среду. При анодной защите необходимо, чтобы ток растворения в пассивном состоянии имел низкие значения. При анодной [c.47]

    Сами металлы и их сплавы чрезвычайно ценны для человека благодаря своим характерным свойствам. Современная цивилизация основана на применении железа и стали, причем ценные сорта стали изготовляют с включением в их состав наряду с железом таких металлов, как ванадий, хром, марганец, кобальт, никель, молибден, вольфрам и др. Значение этих сплавов обусловлено преледе всего их твердостью и прочностью. Столь ценные свойства являются следствием того, что [c.490]

    Стоимость защиты стали от коррозии в морских условиях очень высока, однако нередко эти затраты бывают отчасти излищними. Можно назвать две причины подобной перезащиты . Во-первых, объемный и непривлекательный вид продуктов коррозии, создающий впечатление значительного разрушения металла, хотя действительные скорости коррозии материала при продолжительной эксплуатации известны сравнительно плохо. Скорости коррозии, приводимые в литературе, получены, как правило, в краткосрочных испытаниях и представляют средние значения за весь период экспозиции. Известно, однако, что коррозия углеродистой стали в морских условиях обычно протекает очень быстро в начальный период, а затем выходит на стационарный режим, характеризуемый линейной зависимостью. Этот линейный участок зависимости коррозионных потерь от времени и определяет стационарную скорость коррозии — наиболее важный параметр для оценки срока службы стальной конструкции в морской воде. Во-вторых, чрезмерные защитные меры связаны с плохо изученным влиянием биологической активности среды на скорости коррозии металла. Сплавы на основе железа, по-видимому, в наибольшей степени подверлвоздействию морских организмов среди всех металлов, однако эти биологические факторы практически игнорируются коррозионистами. В классических курсах коррозии влияние биологической активности на коррозионные процессы либо не упоминается совсем, либо считается несущественным и изолированным явлением. [c.441]

    Установление количеств, зависимости св-в кристаллич. в-в от их структуры пока оказывается возможным лишь в редких случаях (напр., расчет энтальпий сублимации орг. соединений). В настоящее время возможны гл. обр. качественные оценки, к-рые тем не менее имеют существ, практич. значение, напр., при изучении влияния малых добавок на синтез и св-ва монокристаллов (лазерных, люминесцентных, полупроводниковых и др. материалов), в вопросах физики и хи-Мин металлов и сплавов, полупроводников и др. Активно изучается влияние кристаллич. структуры на хим. р-ции в твердом теле. Кристаллохим. подход используется в техн. материаловедении (неорг. материалы, металлы, сплавы, цементы, бетоны, композиты, полимеры и др.). Изучение строения комплексов белок – субстрат, структуры нуклеиновых к-т в кристаллич. состоянии позволило модифицировать хим. состав белков с целью улучшения их бнол. ф-ций, что важно для биохимии, медицины и биотехнологии. [c.536]

    Методы определения хрома путем измерения интенсивности флуоресценции по линии СтКа, вызванной рентгеновскими лучами, применяют при анализах руд, горных пород, минералов, биологических объектов, металлов, сплавов. Интенсивность аналитической рентгеновской линии обусловлена концентрацией элемента, природой основы, в которой находится элемент, природой и концентрацией других элементов, присутствующих в пробе, и толпщной пробы [41. Измеренная критическая толщина слоя металлического хрома равна 0,003 мм для порошков она значительно выше [534, с. 2301. Теоретические значения предела обнаружения хрома по критерию Зст равны при определении в металлическом железе — 4,0-10 %, в бериллии— 1.0-10 % [4, с. 232]. Пределы обнаружения хрома в растворах 5 мкг/мл [534]. При определении хрома используют различные типы спектрометров с кристаллом Ъ1р, рентгеновской трубкой с У-анодом (50 кв, 30 ма) в качестве приемника излучения используют сцинтилля-ционный счетчик с кристаллом КаТ(Т1) или проточные пропорциональные счетчики. [c.97]

    Так, некоторые исследователи [293—3001 показали, что при определенных соотношениях Си и Ni активность сплавов превышает активность даже Ni, не говоря уже о меди. Например, в работе [293] получали гомогенные пленки нанесением меди на никель и никеля на медь с последующим прогревом их в атмосфере водорода (Р = 50 торр) при 300° С в течение —10 ч. Оказалось, что порядок нанесения металлов не влияет на каталитическую активность в реакции гидрирования этилена в области температур от —15 до 15° С при общем давлении 1,5 торр и составе реакционной смеси — С2Н4 На = 50 50. Кривая удельная активность — состав катализатора, полученная при 0° С, имеет два максимума, соответствующие сплавам, содержащим 87,4 и 63% Ni, причем активность первого из них примерно в два раза превышает активность чистого никеля. Энергия активации сохраняет постоянное значение для сплавов различного состава. [c.98]

    ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — процесс получения однородного строения или состава металлов, сплавов, растворов и пр. путем механич., температурного или хтшч. воздействия в другом значении — приготовление эмульсий высокой степени дисперсности. [c.159]

    Для получения активных катализаторов большое значение имеют способ приготовления и состав сплава. При изготовлении никелевого катализатора практически наиболее приемлемы, по-видимому, сплавы, содержащие от 40 до 60% активного металла. Сплавы, содержащие менее 35% никеля дают быстроутомляющиеся катализаторы и. иовыше-. ние содержания никеля более 60% затрудняет разложение сплава щелочью /12/. [c.24]

    КОВКОСТЬ — св-во металлов (сплавов) изменять форму или размеры при ковке и объемном штамповании. Сравнивая возможности обработки металлов давлением, уяитывают как их пластичность, так и прочность (сопротивление деформированию). К. характеризуется показателем ковкости, яисленное значение к-рого находят по ф-ле [c.604]

    Из магнитных сплавов никеля особое значение приобрел пер-маллой, содержащий 78,5% никеля и 21,5% железа. Он обладает очень высокой начальной магнитной проницаемостью, что обусловливает его интенсивную намагничиваемость даже в слабых полях. К сплавам никеля с особыми свойствами принадлежат монель-металл, никелин, константан, инвар, платинит. Монель-металл (сплав никеля с 30% меди) широко используется в химическом аппаратостроении, так как по механическим свойствам он превосходит никель, а по коррозионной стойкости почти не уступает ему. Никелин и константан тоже представляют собой сплавы никеля с медью. Они обладают высоким электрическим сопротивлением, почти не изменяющимся с температурой, и используются в электроизмерительной аппаратуре. Инвар (сплав 36% никеля и 64% железа) практически не расширяется при нагревании до 100 °С и применяется в электрорадиотехнике и в химическом машиностроении. Сплав никеля с железом — платинит — имеет коэффициент расши  [c.694]

    РЕЛАКСАЦИЯ (лат. ге1аха1ш — уменьшение, ослабление) — установление термодинамического, а следовательно, и статистического равновесия в физической или физико-химической системе. В процессе Р. макрохарактеристики св-в системы приближаются к равновесным значениям. Известна Р. механических, электрических, магнитных и др. свотютв в металлах и их сплавах, в неорганических стеклах и др. материалах. В технике наиболее важна релаксация напряжений (или мех. релаксация), т. е. уменьшение напряжений в упругонапряженном твердом материале (металле, сплаве и др.) при его неизменных (в направлении действующих сил) линейных размерах (рис., о). При Р. напряжений суммарная деформация во, состоящая [c.301]

    Гермаиий образует ряд интерметаллических соединений и сплавов со многими металлами. В настоящее время получены диаграммы состояния многих двойных систем германия с различными элементами [29] изучены также некоторые тройные и более сложные сплавы, имеющие практическое значение, например сплавы с алюминиам н медью, с алюминием и кремнием, с алюминием и кадмием, применяемые в качестве припоев, четверной сплав с алюминием, железом и кремнием, применяемый для катодов электронных ламп, и т. д. [562]. Очень подробное описание интерметаллических соединений различного типа — герма-нидов — приведено в статье X. Новотного [563]. [c.209]

    Значение металлов и сплавов. Механические свойства металлов—твердость, тягучесть, ковкость, стойкость против разрыва и т. д., а также электропроводность их—обусловливают исключительно важное значение металлов для народного хозяйства. Из металлов изготовляют машины и орудия. Все виды транспорта имеют металлические конструкции и части рельсы, мосты, паровозы, цистерны, подвижной состав—металлические многие типы новейших самолетов—цельнометаллические сельскохозяйственные машины— тракторы, комбайны, прицепной инвентарь (бороны, плуги и пр.)—также в основном изготовляются из металлов. Металлы имеют первостепенное оборонное значение танки, бронепоезда, бронированные автомобили, броненосцы, подводные лодки, артиллерийские орудия, снаряды и т. д. требуют громадных количеств металла. Промышленное оборудование инструменты,, станки, пилы, котлы, трубопроводы и т. д. в основном производятся из металла. Современное строительство (заводских, жилых и других зданий) также требует много металла (железобетон). В некоторых случаях сложные конструкции зданий потребовали создания новых силавои металлов. [c.318]

    На основании стационарных значений потенциалов при температуре коррозионного испытания (если потенциал за время измерения не устанавливается, берут последнее измеренное значение) для опытов в разбавленной h3SO4 и в НС1 всех концентраций при температурах, близких к 100°, рассчитывают по формулам (69) и (70) степень анодного и катодного контроля. Значение обратимого потенциала анода (Vрассчитывают по формуле (63), активность ионов металла в растворе д,, рассчитывают из весового показателя коррозии (K ), учитывая поверхность электрода и время выдержки его в кислоте. Для расчета приближенно принимают, что анодной со ставляющей является основной металл сплава и что сплав подвергается равномерной коррозии, т. е. содержание металла (в процентах) в общих весовых потерях равно процентному содержанию его в сплаве. [c.105]

---

Свойства алюминиевых сплавов – aluminium-guide.com

За какие свойства алюминия и алюминиевых сплавов их так охотно применяют во всех отраслях промышленности и строительстве?

Коррозионная стойкость

Тонкая естественная оксидная пленка, которая прочно «сцеплена» с основным металлом, обеспечивает многим алюминиевым сплавам значительное сопротивление коррозии во многих атмосферных и химических средах. Особенно отличаются в этом сплавы серий 1ххх, 3ххх, 5ххх и 6ххх.

Рисунок 1 – Влияние легирующих элементов алюминиевых сплавов
на их коррозионную стойкость и усталостную прочность [3]

Теплопроводность

Алюминий и алюминиевые сплавы являются хорошими проводниками тепла. Теплопроводность алюминиевых сплавов более чем в четыре раза выше, чем у углеродистых сталей. Они начинают плавиться при значительно более низкой температуре, чем стали. Температура плавления чистого алюминия составляет около 660 °С, а алюминиевые сплавы в зависимости от степени легирования начинают плавиться при более низких температурах, например, при 515 °С для сплава 2017 (Д1).

Рисунок 2 – Теплопроводность алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Электропроводность

Чистый алюминий и некоторые его сплавы имеют очень высокую электропроводность (низкое электрическое сопротивление), уступая только меди среди металлов, которые применяют в качестве проводников электричества. Вместе с тем, на высоковольтных линиях электропередач, если это позволяет степень загрязненности воздушной атмосферы, применяют именно алюминиевые провода. Они имеют большее поперечное сечение, чем эквивалентные медные провода, однако и вдвое меньший вес, что позволяет, в частности, реже ставить опоры и уменьшать их высоту.

Рисунок 3 – Электрические свойства алюминия [3]

Отношение прочности к весу

Высокое отношение прочность/вес – относительно высокая прочность при низкой плотности – определяет высокую эффективность алюминиевых сплавов и открывает много возможностей для замены более тяжелых металлов без потери (а может быть и с увеличением) несущей способности изделия или детали. Эта особенность алюминиевых сплавов в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью, а также возможности полной переработки после окончания срока службы, обеспечивает им широкое применение производстве контейнеров и в транспортном машиностроении (самолеты, автомобили, пассажирские вагоны).

Рисунок 4 – Объем на единицу веса алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Алюминий при низких температурах

Алюминиевые сплавы, особенно сплавы серий 3ххх, 5ххх и 6ххх идеально подходят для работы при низких температурах. Многочисленные данные подтверждают, что их пластичность и вязкость, также как и прочность, выше при отрицательных температурах, вплоть до абсолютного нуля, чем при «комнатной» температуре.

Рисунок 5 – Прочностные свойства алюминиевого сплава 6061 (АД33),
термически обработанного, искусственно состаренного [3]

Технологическая обработка

Алюминиевые сплавы легко обрабатываются большинством известных технологий обработки металлов и особенно легко поддаются прессованию. Прессованием называется процесс продавливания нагретого металла через матрицу, формирующую профили со сложным поперечным сечением. Иногда, это процесс называют более подходящим именем – экструзия. Это свойство алюминиевых сплавов дает возможность изготавливать из них профили с практически неограниченным разнообразием форм поперечного сечения. Это позволяет располагать металл в тех местах и таким образом, чтобы обеспечивать профилю максимальную несущую способность под воздействием заданных нагрузок.

Методы соединения алюминия

Детали из алюминиевых сплавов соединяют с помощью большого количества способов, включая, сварку, пайку, клепку, винтовые соединения, не говоря о большом разнообразии механических способов. Сварка алюминия может показаться трудной для тех, кто имеет опыт работы только со сталями и попытается перенести его на алюминий. Сварку алюминиевых сплавов считают довольно легкой, когда применяют такие проверенные методы, как дуговая сварка плавящимся электродом (MIG) и вольфрамовым неплавящимся электродом (TIG) в среде инертного газа.

Переработка лома

Важной характеристикой алюминиевых сплавов является то, что их жизненный цикл практически полностью замкнут – они легко поддаются повторному использованию – рециклингу – и, в отличие от других конструкционных материалов, они перерабатываются почти в такую же высококачественную продукцию.

Рисунок 5 – Линия по переработке использованных алюминиевых банок
в слитки для прокатки тонкого листа для изготовления новых банок [3]

Свойства типичные и нормированные

Данные о свойствах алюминия и алюминиевых сплавов, как и других промышленных материалов, бывают двух основных видов:

• типичные (номинальные) и
• нормированные (предельные).

Типичные физические свойства

Физические свойства, такие как:

• коэффициент термического расширения,
• коэффициент теплопроводности,
• электропроводимость,
• электрическое сопротивление и даже
• плотность

практически всегда являются типичными величинами. Их получают по результатам лабораторных испытаний репрезентативных промышленных партий изделий.

Типичные физические свойства алюминиевых сплавов используются как основание для сравнения сплавов и их состояний и не должны применяться для инженерных расчетов.

Типичные физические свойства не являются гарантированными величинами, поскольку в большинстве случаев представляют собой осредненные значения для изделий с различными размерами, формами, и методами изготовления и не могут быть в точности репрезентативными для изделий любых размеров и форм.

Типичные механические свойства

Механические свойства могут быть и типичными, и нормированными.

Типичные значения механических свойств:

• предела прочности,
• предела текучести,
• удлинения,
• твердости,
• усталостной выносливости

– это их средние или медианные значения вблизи пика функций распределения.

Рисунок 6 – Влияние легирующих элементов на прочность при растяжении, твердость,
чувствительность к надрезу и пластичность [3]

Рисунок 7 – Влияние легирующих элементов алюминиевых сплавов
на их плотность и модуль упругости (модуль Юнга) [3]

Рисунок 8 – Различие явления усталости
между низкоуглеродистой сталью и алюминиевыми сплавами [3]

Эти функции распределения получают при обработке результатов стандартных испытаний выборок образцов из многих промышленных партий изделий. Типичные значения являются репрезентативными для изделий со средним поперечным сечением или толщиной. Они наиболее хорошо подходят для демонстрации соотношений между сплавами и их состояниями. Однако эти данные не годятся для прочностных расчетов конструкций и деталей. Так, типичные величины предела прочности на растяжение, например, не включают их более высоких значений (на 5-10 % выше), свойственных тонким прессованным профилям, а также более низких значений, которые характерны для очень толстых, термически упрочненных изделий.

Нормированные механические свойства

Для прочностных расчетов конструкций и деталей применяют нормированные (предельные) значения механических свойств. Нормированное значение – это значение, характеризующее свойства материала или продукта, которое имеет определенную вероятность не превышения при неограниченной серии испытаний. Это числовое значение, обычно соответствует определенной квантили принятого статистического распределения рассматриваемого материала или продукта.

Предельное значение механических свойств обычно устанавливают на базе принципа, согласно которому 99 % материала партии изделий соответствуют ему с вероятностью 0,95. В большинстве случаев эти предельные значения основаны на нормальном распределении данных. Предельные значения механических свойств обычно используют для расчета деталей или конструкций, а также для приемки промышленных партий.

Осредненные механические свойства

Некоторые прочностные параметры материала (например, модуль упругости, коэффициент ползучести, коэффициент термического расширения) используют в прочностных расчетах и в виде типичных, осредненных величин. В некоторых случаях, например, при оценке устойчивости, применяют более низкое или более высокое значение модуля упругости по отношению к его среднему значению.

Источники:
1. Aluminium and Aluminium Alloys. – ASM International, 1993.
2. EN1990:2002 Eurocode 0: Basis of structural design.
3. TALAT 1501

 

Механические свойства металлов и сплавов

Широкий сортамент металлопроката, различные марки стали, современные способы производства, новые технологии покрытия и обработки послужили тому, что металлопрокат стал основным материалом для сложных металлоемких конструкций, элементов механизмов, метизов и т.д.

Конструкции из стали эксплуатируются в различных климатических зонах, в агрессивных условиях и подлежат различным нагрузкам. Иногда, ошибочно, качества металла или сплава оценивают исключительно по таким показателям, как твердость, прочность и относительное удлинение.

На самом же деле такой информации совершенно недостаточно для выбора материала максимально соответствующего определенным задачам.

Кроме этих показателей механических свойств, мы рассмотрим самые значимые и выясним, что именно они определяют
Для начала уточним, что механические характеристики определяют работоспособность металла в определенных условиях.

Показатели механических свойств глупо недооценивать, так как обычно они служат определяющими факторами, которые говорят о возможности использование металлов в требуемых условиях работы.

Показатели механических свойств

Основными показателями механических свойств являются значения:

• Прочности.
• Твердости.
• Упругость.
• Вязкость.
• Относительное удлинение.
• Усталость.
• Выносливость.
• Износостойкость.

Умение металлов не разрушаться при влиянии наружных сил, описывется значением прочности. Учитывая направления сил дифференцируют прочность на растяжение, сжатие, изгиб.

Твердость характеризует сопротивление металла прохождению в него иного тела. Под влиянием внешних сил металл может менять свои формы и размеры, иными словами -деформироваться.

Упругая деформация пропадает вследствии окончания воздействия силы, а пластическая (остаточная) остаются в металле.
Такое качество, как упругость определяет возможность металла упруго деформироваться, а пластичность- пластично деформироваться.

Такие свойства присущи металлу, подвергающемуся воздействию постепенно приложенных или медленно воздействующих сил, характеризуют статические свойства. Но металл может подвергаться воздействию быстро возрастающих, мгновенно приложенных, ударных сил, т.е. динамических нагрузок.

Вязкость– умение металла остаточно деформироваться под ударными нагрузками, не разрушаясь.

Хрупкость наоборот характеризует свойство металла разрушаться под этими нагрузками, без значимых остаточных деформаций.

В производстве деталей машин и механизмов сталь должна обладать определенной прочностью и упругостью и вместе с тем пластичностью и вязкостью, а для изготовления инструментов- твердостью и вязкостью.

Эти свойства проверяются механическими испытаниями:

• испытание на растяжение,
• удар на твердость.

Усталостью называется состояние металла после многократного воздействия нагрузок, менявших свою величину и направление. Сопротивление усталости определяет показатель выносливости.

В различных марках сталей предел выносливости равен примерно половине предела прочности. В цветных металлах он значительно ниже.

Износостойкость характеризует сопротивление металла износу, т.е. уменьшению размеров при трении. Это свойство имеет большое значение для деталей, работающих н износ.

 Ниже приведены основные значения механических свойств рядовых стлей

Опубликовано: 03.02.2017

разновидности материалов, типы сплавов и их названия, сферы применения

Металлы – обобщенное название химических элементов, объеденных по ряду признаков. В периодической таблице они занимают большую часть, однако до сих пор не существует документа, позволяющего разделить их на классы.

Отличаются металлы в первую очередь своими качественными характеристиками. Какие-то имеют высокую теплопроводимость, другие выдерживают высокие нагрузки на разрыв и растяжение. В зависимости от этих качеств определяется и сфера применения, но металлы в природном виде, даже очищенные, не обладают необходимыми показателями в достаточном виде, поэтому применяется технология сплавов, то есть соединения нескольких элементов в одну молекулярную решетку. Это позволяет существенно улучшить характеристики, и придать сплаву необходимые качества.

Простой пример: возьмем распространенный в промышленности сплав бронзу. Это соединение, где основным элементом выступает медь. В качестве легирующего, то есть улучшающего качество, компонента используется олово. В результате соединения получается новый металл, более твердый и упругий по сравнению с чистой медью, который часто используют для изготовления крепежа.

Основные определения

Вообще сплавы металлов – это материалы, полученные методом выплавки, при производстве которых были использованы два или более металлических элемента (в химическом смысле), а также (опционально) специальные присадки. Одним из первых материалов такого рода была бронза. В ее состав входит 85% меди и 15% олова (80:20 в случае колокольной бронзы). В настоящее время существует несколько разновидностей этого соединения, в составе которых вообще нет олова. Но встречаются они не так уж и часто.
Нужно четко понимать, что сплавы металлов в большинстве случаев образуются вообще без участи человека. Дело в том, что получить абсолютно чистый с химической точки зрения материал можно только в лаборатории. В любом металле, который используется в бытовых условиях, наверняка есть следы другого элемента. Классический пример – золотые украшения. В каждом из них есть определенная доля меди. Впрочем, в классическом смысле под этим определением все равно понимают соединение двух и более металлов, которое было целенаправленно получено человеком.

Вся история человека является отличным примером того, как сплавы металлов оказались способны оказать огромное влияние на развитие всей нашей цивилизации. Не случайно есть даже длительный исторический период, который называется «Бронзовый век».

Как определяют свойства металлов?

Для испытания металлов на прочность применяют химические, физические и технологические методы. Твердость определяет, как сопротивляются материалы деформациям. Стойкий металл имеет большую прочность и детали, изготовленные из него, меньше снашиваются. Для определения твердости вдавливают шарик, алмазный конус или пирамидку в металл. Значение твердости устанавливают по диаметру отпечатка или по глубине вдавливания предмета. Более крепкий металл меньше деформируется, и глубина отпечатка будет меньше.

А вот образцы на растяжение испытываются на разрывных машинах с плавно нарастающей при растягивании нагрузкой. Эталон может иметь в сечении круг или квадрат. Для проверки металла противостоять нагрузкам ударного характера проводят испытания на удар. В середине специально изготовленного образца делают надрез и устанавливают его напротив ударного устройства. Разрушение должно происходить там, где слабое место. При испытании металлов на прочность структуру материала исследуют рентгеновскими лучами, ультразвуком и при помощи мощных микроскопов, а также используют травление химическими веществами.

К технологическим относятся самые простые виды испытаний на разрушение, пластичность, ковку, сварку. Испытание на выдавливание дает возможность определить, способен ли листовой материал подвергаться холодной штамповке. С помощью шарика в металле выдавливают лунку, пока не появится первая трещина. Глубина ямки до появления разрушения и будет характеризовать пластичность материала. Испытание на изгиб дает возможность определить способность листового материала принимать нужную форму. Это испытание используют для оценки качества швов при сварке. Для оценки качества проволоки используется проба на перегиб. Трубы испытывают на расплющивание и изгиб.

Общие характеристики сплавов металлов

А сейчас мы рассмотрим общие свойства металлов и сплавов, которыми те характеризуются. Их же очень часто можно встретить в специализированной литературе.

Характеристика	Расшифровка
Прочность	Способность сплава противостоять механическим нагрузкам и противиться разрушению.
Твердость	Свойство, которое определяет сопротивляемость материала попыткам внедрить в его толщу деталь из другого сплава или металла.
Упругость	Способность к восстановлению начальной формы после приложения значительного механического усилия, нагрузки.
Пластичность	Напротив, это свойство, характеризующее возможность изменения формы и размером под действием приложенного усилия, механической нагрузки. Кроме того, это оно же характеризует способность детали сохранять вновь приобретенную форму на протяжении длительного времени.
Вязкость	— способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам

Вот какими качествами характеризуются сплавы металлов. Таблица поможет вам в них разобраться.

Виды деформации

Деформация – это видоизменение конфигурации твердого тела под воздействием прилагаемых к нему нагрузок (внешних сил). Деформации, после которых материал возвращается в прежнюю форму и сохраняет первоначальные размеры, считают упругими, в противном случае (форма изменилась, материал удлинился) – пластическими или остаточными. Существует несколько видов деформации:

• Сжатие. Уменьшается объем тела в результате действия на него сдавливающих сил. Такую деформацию испытывают фундаменты котлов и машин.
• Растяжение. Увеличивается длина тела, когда к его концам прилагаются силы, направление которых совпадает с его осью. Растяжению подвергаются тросы, приводные ремни.
• Сдвиг или срез. В этом случае силы направлены навстречу друг другу и при определенных условиях наступает срез. Примером служат заклепки и болты стяжки.
• Кручение. Пара сил, противоположно направленных, действует на закрепленное одним концом тело (валы двигателей и станков).
• Изгиб. Изменение кривизны тела при воздействии внешних сил. Такое действие характерно для балок, стрел подъемных кранов, железнодорожных рельсов.

Сведения о производстве

В принципе, в настоящее время под «сплавом» вполне может пониматься материал, в основе которого лежит только один химический элемент, но «разбавленный» целым пакетом присадок. Наиболее распространенный способ их получения, расплавление до жидкого состояния, мало изменился с глубокой древности.
К примеру, анализ металлов и сплавов показывает, что древние индийцы овладели удивительным для своего времени уровнем обработки металла. Они даже начали создавать сплавы с использованием тугоплавкого цинка, что и в наше время является довольно-таки трудоемкой и сложной процедурой.

На сегодняшний день для этих целей довольно широко используется также порошковая металлургия. Особенно часто этим методом обрабатывают черные металлы и сплавы на их основе, так как в этом случае зачастую требуется максимальная дешевизна как самого процесса, так и выпускаемой продукции.

Классы прочности и их обозначения

Нормативными документами по механическим свойствам крепежных изделий введено понятие класс прочности металла и установлена система обозначения. Каждый класс прочности обозначается двумя цифрами, между которыми ставится точка. Первое число означает предел прочности, уменьшенный в 100 раз. Например, класс прочности 5.6 означат, что предел прочности будет 500. Второе число увеличено в 10 раз – это отношение предела текучести к временному сопротивлению, выраженному в процентах (500х0,6=300), т. е. 30 % составляет минимальный предел текучести от предела прочности на растяжение. Все изделия, используемые для крепежа, классифицируются по назначению применения, форме, используемому материалу, классу прочности и покрытию. По назначению использования они бывают:

• Лемешные. Их используются для сельскохозяйственных машин.
• Мебельные. Применяются в строительстве и мебельном производстве.
• Дорожные. Ими крепят металлоконструкции.
• Машиностроительные. Применяют в машиностроительной промышленности и приборостроении.

Механические свойства крепежных изделий зависят от стали, из которой они изготовлены и качества обработки.

Распространение сплавов в современной промышленности

Следует заметить, что все металлы, которые интенсивно используются современной промышленностью, являются именно сплавами. Так, более 90% всего получаемого в мире железа идет на изготовление чугунов и различных сталей. Объясняется такой подход к делу тем, что сплавы металлов в большинстве случаев демонстрируют лучшие свойства, нежели чем их «прародители».

Так, предел текучести чистого алюминия составляет всего лишь 35 Мпа. А вот если в него добавить 1,6% меди, магния и цинка в соотношении 2,5% и 5,6% соответственно, то этот показатель может легко превысить даже 500 МПа. Кроме прочего, можно значительно улучшить свойства электропроводности, теплопроводности или другие. Никакой мистики в этом нет: в сплавах строение кристаллической решетки изменяется, что и позволяет приобретать им прочие свойства.

Проще говоря, количество такого рода материалов в наши дни велико, но оно постоянно продолжает расти.

Классификация по твёрдости

Металлы также делят на твёрдые и мягкие.
Самый твёрдый из чистейших материалов в мире — это хром. Он относится к тугоплавким разновидностям и отлично поддаётся механической обработке. Другим твёрдым элементом выступает вольфрам. Он характеризуется высокой температурой плавления, теплоустойчивостью и гибкостью. Из него выковывают различные детали и изготавливают небольшие элементы, необходимые для осветительных приборов. Вольфрам часто присутствует в тяжёлых сплавах. Твёрдые металлы сложно не только добывать, но и просто найти на планете. В основном их содержат упавшие на Землю метеориты.
К самым мягким металлам относят калий, натрий, рубидий и цезий. Также в этой группе состоят золото, серебро, медь и алюминий. Золото присутствует в морских комплексах, осколках гранитов и человеческом организме. Внешние факторы способны разрушить ценный металл. Мягкое серебро применяют в изготовлении посуды и ювелирных украшений. Натрий широко используют практически в любой промышленной отрасли. Ртуть, выступающую самым мягким металлом в мире, применяют сельскохозяйственной и химической промышленности, а также электротехнике

Стали

Все соединения железа, содержащие до 2% углерода, называются сталями. Если в составе имеется хром, ванадий или молибден, то их называют легированными. С этими материалами мы сталкиваемся постоянно, ежедневно и ежечасно. Количество сталей на сегодняшний день таково, что одно их перечисление могло бы занять не слишком тонкую книгу.
Мы уже говорили, что механические свойства металлов и сплавов сильно отличаются, но в случае этих материалов нередко противоположными качествами обладают даже различные виды сталей, отчего сферы их применения сильно расходятся.

Если в материале менее 0,25% углерода, то он используется в каких-то технических конструкциях. Если же в стали более 0,55% углерода, то она идеально подходит для производства различных высококачественных режущих инструментов, в том числе резцов для токарных станков, сверл и хирургических принадлежностей. Но если речь идет о приспособлениях, которые применяются для быстрой резки, то на их производство идет исключительно легированная сталь.

Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

Чугун

Если в сплаве железа содержится более 3-4% углерода, то он называется чугуном. Кроме того, его важным элементом является кремний. Из чугуна изготавливается масса деталей и готовых изделий. К примеру, блоки двигателей для автомобилей. В случае качественно сделанной отливки без полостей и каверн, изделие обладает впечатляющей механической прочностью. В этой связи стоит вспомнить хотя бы пушки 14-15 века, которые нередко выдерживали трех-четырехкратное увеличение порохового заряда.

Конечно же, применение металлов и сплавов никогда не ограничивалось исключительно военной отраслью, но зачастую получалось так, что именно эта отрасль промышленности постоянно находила новые методы обработки металла, двигая вперед всю цивилизацию.

Титан

Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

Медные сплавы

Чаще всего под этим термином понимаются разные сорта латуни. Это такие сплавы меди, в которых содержится от 5 до 45% цинка. Если его содержание колеблется в пределах 5-20%, то это красная латунь (томпак). Если же в материале содержится уже 20–36% Zn, то это – желтая латунь.

Эти материалы идеальны в случае необходимости производства и формовки мелких деталей. Малоизвестно, но сплав меди с кремнием носит название кремнистой бронзы и обладает большой механической прочностью. Практически тем же характеризуется фосфористая разновидность (к меди прибавляется 5% олова и некоторое количество фосфора). Как и в прошлом случае, отличается высокой прочностью и пружинистыми качествами, а потому идеальна для изготовления мембран и разного рода пружин.

Таблица предела прочности металлов

Металл	Обозначение	Предел прочности, МПа
Свинец	Pb	18
Олово	Sn	20
Кадмий	Cd	62
Алюминий	Al	80
Бериллий	Be	140
Магний	Mg	170
Медь	Cu	220
Кобальт	Co	240
Железо	Fe	250
Ниобий	Nb	340
Никель	Ni	400
Титан	Ti	600
Молибден	Mo	700
Цирконий	Zr	950
Вольфрам	W	1200

Сплавы свинца

Вообще цветные металлы и сплавы – неразделимо связанные понятия, так как с древнейших времен люди умели выплавлять многосоставные материалы, которые с успехом использовали в военном и мирном деле. Особенно это относится к свинцу, из сплавов которого еще римляне делали водопроводы и канализации. Конечно, они не знали о токсических свойствах этого металла, но им импонировала простота его обработки.
Наиболее известен в настоящее время обычный припой, который изготавливается из одной части свинца и двух частей олова. Как видно из названия, он используется для пайки деталей. Применяется в радиотехнике и прочих технических отраслях. Из сурьмы и свинца делают сплавы, которые используются для изготовления оболочек разного рода кабелей.

Давно известно, что соединения этого металла с кадмием, висмутом или оловом могут плавиться приблизительно при температуре 70 градусов по шкале Цельсия. Именно поэтому сегодня из них делают различные предохранители в системах автоматического пожаротушения.

Как ни странно, но свинец издавна был известен поварам и рестораторам, так как из него нередко делали столовую посуду и приборы. Сплав, который использовался для этого, называется пьютер. В его состав входит приблизительно 85–90% олова. Оставшиеся 10-15% как раз-таки занимает свинец (стандартный сплав двух металлов).

Техники также наверняка знакомы с баббитами. Это также соединения на основе свинца, в состав которых также входит олово, а также мышьяк и сурьму. Эти сплавы весьма ядовиты, но из-за некоторых особых качеств их активно используют в подшипниковой отрасли промышленности.

Цветные разновидности

Цветные металлы более востребованы, чем чёрные, поскольку большая часть из них представляет собой сырье для производства металлопроката. Эта группа материалов отличается широкой сферой применения: они используются в металлургии, машиностроении, радиоэлектронике, сфере высоких технологий и других областях.

Классификация по физическим параметрам:

• Тяжёлые — кадмий, никель, олово, ртуть, свинец, цинк. В природных условиях они образуются в прочных соединениях.
• Лёгкие — алюминий, магний, стронций, титан и другие. Характеризуются невысокой температурой плавления.
• Благородные — золото, платина, родий, серебро. Для них свойственна повышенная стойкость к коррозии.

Цветные металлы отличаются небольшой плотностью, хорошей пластичностью, невысокой температурой плавления и преобладающими цветами (белым, жёлтым, красным). Из них изготавливается различная техника. Поскольку прочность материалов довольно низкая, их не используют в чистом виде. Из них производят лёгкие сплавы различного назначения.

О легких сплавах

Как мы уже говорили, свойства металлов и сплавов отличаются тем, что у вторых во многих случаях характеристики выше. Особенно это заметно в отношении современной промышленности. В последние годы ей требуется огромное количество легких сплавов, которые обладают повышенной механической прочностью, а также устойчивостью к воздействиям неблагоприятных факторов внешней среды и высокой температуре.

Чаще всего для их производства используется алюминий, бериллий, а также магний. Особенно востребованы соединения на основе алюминия и магния, так как сфера их возможного применения чрезвычайно широка.

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.

Сплавы на основе алюминия

Как мы уже говорили, без них современную промышленность представить себе решительно невозможно. Судите сами: сплавы алюминия активно применяются в авиационной, космической, военной, научно-инженерной и прочих отраслях. Без алюминия невозможно представить себе производителей современной бытовой и мобильной техники, так как корпуса из этого металла все чаще используются современными флагманами этих отраслей.

Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

Достоинства и недостатки этого материала

Многие сплавы из этого материала экономичны, сравнительно недороги и весьма долговечны, так как не поддаются коррозии. Отличаются высокой прочностью в условиях экстремально низких температур (аэрокосмические отрасли) и весьма простым процессом обработки. Для их формовки не требуется особенно сложного и дорогостоящего оборудования, так как они сравнительно пластичные и вязкие (смотрите таблицу с характеристиками).

Увы, но есть у них и свои недостатки. Так, при температурах выше 175 °С механические свойства алюминия и сплавов на его основе начинают стремительно ухудшаться. Зато благодаря наличию амальгамы на их поверхности (защитной пленки из гидроксида алюминия) они обладают выдающейся устойчивостью к действию агрессивных химических сред, в том числе кислот и щелочей.

Они имеют отличную электропроводность и теплопроводность, немагнитны. Считается, что они абсолютно безвредны для здоровья человека, а потому их можно использовать для производства пищевой посуды и столовых принадлежностей. Впрочем, последние исследователи медиков все же говорят о том, что соединения алюминия в некоторых случаях могут провоцировать развитие болезни Альцгеймера.

Военные полюбили эти материалы за то, что они не дают искр даже при резких механических воздействиях и ударах. Кроме того, они отлично поглощают ударные нагрузки. Проще говоря, некоторые эти сплавы металлов (состав которых чаще всего засекречен) активно используются для производства легкой брони для оснащения ей разнообразных БТР, БМП, БРДМ и прочей техники.

Благодаря всем этим свойствам сплавы на основе повсеместно используют для производства поршней для двигателей внутреннего сгорания, а также в производстве строительных конструкций (устойчивость к коррозии). Широко используется алюминий и материалы на его основе в производстве отражателей для светотехнических представлений, электропроводки, а также для изготовления корпусов разнообразной техники (не намагничивается).

Важно заметить, что даже в теоретически чистом алюминии порой содержится значительная примесь железа. Оно может способствовать более высокой механической прочности материала, но его присутствие делает сплав на основе алюминия сильно подверженным коррозионным процессам. Кроме того, сплав в значительной степени утрачивает свою пластичность, что также не слишком хорошо в большинстве случаев.

Ослабить негативное действие примесей железа помогает кобальт, хром или марганец. Если же в состав сплава входит литий, то получается весьма прочный и упругий материал. Неудивительно, что такое соединение пользуется большой популярностью в авиакосмической промышленности. Увы, но сплавы лития с алюминием имеют неприятное свойство, которое опять-таки выражается в плохой пластичности.

Подведем некоторые итоги. Получается, что основные сплавы металлов в космонавтике, авиации и прочих высокотехнологичных отраслях, имеют в своем составе алюминий. В общем-то, именно так и обстоят дела на сегодняшний день, но нередко в современной промышленности используется магний и его сплавы.

Классификатор металлов по ГОСТ

Если рассматривать метлы с точки зрения геологии и распространения в природе, их делят на две большие группы: черные и цветные. Об этом мы уже говорили выше. В химии деление происходит по 4 направлениям, но чтобы привести виды металлов к общему знаменателю, необходимо более точное разделение. Начнем с основного типа классификации: металлы и сплавы. Металлы – это материалы, используемые в чистом, или практически чистом виде. Здесь допускаются примеси, но в незначительной степени, то есть те, которые не способны оказать влияния и изменить технические характеристики. Сплавами называют соединения, с высоким содержанием двух и более элементов.

Для того чтобы сплав получил маркировку, в его составе должно быть не менее 50 процентов основного компонента. То есть, если мы берем бронзу, то понимаем, что в ее составе больше половины занимает медь, а остальное делится между другими металлическими компонентами. Чистые металлы, в свою очередь, делятся на стали и чугуны. Эти металлы имеют в составе углерод. Если его содержание не превышает 2,14 %, его называют сталью. Свыше этого значения уже чугун.

Классификация металлов

Чтобы привести все виды металлов к единому стандарту качества, необходимо разделить их на группы. Таких групп 3:

1. Стали,
2. Чугуны,
3. Сплавы на основе цветных металлов.

Каждая группа имеет деление на подгруппы. У стали это:

• углеродистая,
• легированная,
• специальная.

Углеродистая сталь не имеют легирующих, то есть изменяющих структуру элементов. Допускаются примеси, но в незначительном количестве. Углеродистая сталь в свою очередь делится на инструментальную и конструкционную. Кардинальные различия заключаются в процентах содержания в составе углерода. Конструкционная сталь содержит не более 0,6%, а инструментальная от 0,7 до 1,5%. Далее конструкционная сталь делится на обычное качество и высокое. В обычном качестве допускаются примеси серы и фосфора, но в количестве, не превышающем 0,3 процента. Соответственно высококачественная сталь не предусматривает наличия этих элементов в составе, или их количество должно быть меньше установленной нормы.

Далее легированная сталь, то есть материал, имеющий в составе компонент, влияющий на качественные характеристики сплава. Список легирующих элементов довольно большой, и здесь его приводить не имеет смысла. Содержание легирующего элемента начинается от 2,5%. Такая сталь называется низколегированной. Если в составе от 2,5 до 10 процентов, это уже среднелегированная марка, а при содержании свыше 10 процентов, получается высоколегированная сталь.

Помимо этого легированные стали делятся по назначению. Здесь три группы:

1. инструментальная,
2. конструкционная,
3. специальная

В стандартизации каждый элемент имеет буквенное обозначение, а для причисления легированной стали к тому или иному классу используется отдельный список. Все легированные стали обозначаются сочетанием букв и цифр. Для примера рассмотрим такое соединение: 10Г2СД.

Первая цифра здесь – это количество углерода в сотых долях процента. Далее буква Г, в классификаторе означающая марганец. Следующая за буквой Г цифра 2 говорит нам о том, что марганец в этом составе присутствует в двухпроцентной доле. И последние две буквы – это дополнительные элементы, процентная доля которых менее 1,5%. В данном случае сюда добавлены медь и кремний.

Последний вид стали – специальный. Он делится на несколько групп:

• строительная,
• подшипниковая,
• арматурная,
• котельная,
• автоматная.

Соответственно для каждой группы имеются свои стандарты.

Далее идут чугуны, делящиеся на три группы:

1. белый,
2. отбеленный,
3. и графитизированный.

У каждой группы также имеется свое разделения, но наибольший интерес представляет графитизированный чугун, который делится на:

• серый,
• вермикулярный,
• ковкий
• и высокопрочный.

Отношение к какой-либо группе определяется процентным соотношением углерода к металлу в составе, а также наличию примесей, допустимых стандартами, то есть ГОСТами.

И, наконец, последняя крупная группа – сплавы на основе цветных металлов. Здесь очень много разделений и видов классификации, поэтому остановимся на трех основных категориях, и представим их в виде таблиц:

Алюминиевые сплавы:

Медные сплавы:

Поиск сплава в классификаторе ГОСТ

Государственные стандарты четко определяют не только виды металлов и сплавов, но и качество производства заготовок для дальнейшей обработки и производства металлоизделий. Реестр очень большой, и первый пункт, который нам нужен – металлы и металлические изделия.

Далее переходим в необходимый раздел. Углеродистая и качественная сталь имеет маркировку В2 и В3 соответственно, а цветные металлы и их сплавы находятся в разделе В5. Также имеет смысл поискать в разделе В8, где перечислены стандарты литейных отливок.

Если мы говорим про изготовление крепежа, наибольший интерес представляет раздел В5, а внутри него подраздел В51.

Перед нами открывается список всех ГОСТов, связанных с этими определениями.

Он довольно большой, и не зная конкретного номера найти необходимую статью довольно сложно. Если же номер известен изначально, то на сайте ГосСтандарта есть готовый поиск, куда необходимо внести свой номер, чтобы сразу получить доступ к необходимому элементу.

Сплавы магния

Они имеют крайне невысокую массу, а также характеризуются весьма впечатляющей прочностью. Кроме того, именно эти материалы великолепно подходят для литейной промышленности, а заготовки прекрасно поддаются токарной и фрезеровочной обработке. А потому их активно используют в производстве ракет и авиационных турбин, корпусов приборов, дисков автомобильных колес, а также некоторых сортов броневой стали.

Некоторые разновидности этих сплавов отличаются великолепными показателями вязкостного демпфирования, а потому они идут на производство деталей и конструкций, которым приходится работать в условиях экстремально высокого уровня вибраций.

Нормативное и расчетное сопротивление металла

Одним из основных параметров, которые характеризуют сопротивление металлов воздействиям силы, является нормативное сопротивление. Оно устанавливается по нормам проектирования. Расчетное сопротивление получается в результате деления нормативного на соответствующий коэффициент надежности по данному материалу. В некоторых случаях учитывают еще и коэффициент условий работы конструкций. В вычислениях, имеющих практическое значение, в основном используют расчетное сопротивление металла.

Достоинства и недостатки магниевых сплавов

Они довольно мягкие, сравнительно неплохо сопротивляются износу, но отличаются не слишком впечатляющей пластичностью. Зато они отличаются прекрасной приспособленностью к формовке в условиях высоких температур, отлично приспособлены для соединения с использованием всех существующих разновидностей сварок, а также могут быть соединены посредством болтовых соединений, клепки и даже склеивания.

Увы, но все эти сплавы не отличаются особенной стойкостью к воздействию кислот и щелочей. Крайне негативно на них воздействует долгое пребывание в морской воде. Впрочем, магниевые сплавы на удивление стабильны в условиях воздушной среды, так что многими их недостатками можно пренебречь. Если же требуется надежно защитить такие детали от действия коррозии, то применяют нанесение хромового покрытия, анодирование или подобные же методы.

Их можно плакировать при помощи никеля, меди или хрома, предварительно погружая в расплав химически чистого цинка. При такой обработке резко возрастают показатели их прочности и устойчивости к истиранию. Нужно напомнить, что магний является довольно-таки активным с химической точки зрения металлом, а потому при работе с ним необходимо соблюдать хотя бы базовые меры безопасности.

Таким образом, производство металлов и сплавов является ключевой особенностью современной промышленностью. С каждым годом люди изобретают все больше способов получения новых материалов, так что вскоре мы наверняка получим совершенно невероятные соединения, которые будут сочетать в себе полезные свойства сразу нескольких групп материалов и химических элементов.

Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

Microlattice — никелевая «кость»

Американские ученые по заказу авиаконцерна Boeing создали новый сверхлегкий металлический материал. Он получил название Microlattice (ultralight metallic microlattice) — ультралегкая металлическая губка. Материал этот, в прямом смысле слова, невесомый: если положить его на одуванчик, то цветок останется невредим. Однако при всей кажущейся хрупкости Microlattice может выдерживать огромные по сравнению со своим весом нагрузки. Причина в его необычном строении — на 99,99% материал полый, и, по сути, состоит из воздуха, что напоминает строение другого прочного «материала» — человеческой кости.

Основа Microlattice — это переплетенные между собой трубки, их толщина в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса. При этом и сами трубки изнутри полые. Первые образцы нового материала были сделаны из сплава фосфора и никеля, нанесенного на полимерную губчатую основу. Возможности применения Microlattice практически безграничны. В частности, появление материала было на «ура» встречено авиационной промышленностью, ведь изготовленные из ультралегкого материала компоненты самолета сократят общую массу лайнера, что поможет существенно сэкономить на топливе.

Microlattice — как это сделано?

Видео: youtube.com/user/SciNewsRo

Прочие случаи испытания огнем, кислотой

Воздействие пламени, используют не только для идентификации металла относительно алюминия. Под эти цели достаточно наличия газовой плиты, зажигалки или костра. Нагревание меди приводи к образованию ее оксида, что сказывается на изменении цвета. Поверхность металла постепенно тускнеет, пока не приобретает совсем темный оттенок.

Азотная кислота – еще один идентификатор меди в домашних условиях. Тут также важно проявлять осторожность. Лучше просто капнуть жидкостью на металл. Чистая медь в месте контакта приобретет сине-зеленый цвет.

Видео — как отличить алюминий от меди:

Ртуть, свинец и кадмий

Это самые опасные цветные металлы, относящиеся к тяжелым. Являются основными загрязнителями окружающей среды. Ртуть – высокотоксичный металл для человека, в океан попадает через атмосферу и со сточными водами. Когда на электростанциях сжигают уголь, то соединения ртути попадают в атмосферу, а затем выпадают в океан в виде осадков. Кроме того, многие пресноводные и морские обитатели накапливают в своем организме значительное количество ртути, что не один раз приводило к отравлению человека, и даже смерти.

Кадмий – рассеянный и достаточно редкий элемент, который попадает в океан вместе со сточными водами металлургических и рудообогатительных производств. Следует отметить, что кадмий присутствует в организме человека, но его очень мало. При хроническом отравлении разрушаются кости, и начинается анемия. Что касается свинца, то этот металл в рассеянном состоянии есть практически везде. Такие виды металлов, фото которых мы привели выше, выводятся из организма, но достаточно медленно, поэтому их избыточное количество вызывает серьезные проблемы со здоровьем. Наряду с континентальной пылью в океан вместе с атмосферными осадками попадает примерно 25 тысяч тонн свинца.

Свойства сплавов в зависимости от их состава и структуры

Ранее было указано, что между составом, свойствами и структурой сплавов существует тесная зависимость. Советскими учеными-металловедами эта зависимость подробно изучена.

Разработана методика изучения структур сплавов, установлена зависимость свойств сплавов от их строения, определен выбор сплавов для различных деталей машин, различных технологических процессов и т. д. Кроме того, установлена связь между диаграммами состояния и свойствами сплавов.

Эти выводы имеют исключительно важное практическое значение и сводятся к следующему.

1. Сплавы — механические смеси имеют хорошие литейные свойства. Особенно это относится к эвтектическим сплавам, так как они отличаются жидкотекучестью и имеют наименьшую температуру плавления. Сплавы доэвтектические и заэвтектические также применяются для литья, причем чем больше у этих сплавов интервал между точками начала и конца кристаллизации, тем меньше их жидкотекучесть и тем больше склонность к образованию трещин.

Поэтому для литья применяют сплавы, близкие к эвтектическому составу. Сплавы — механические смеси — широко используются для плавких предохранителей в электрических сетях, для припоев, а также для заливки подшипников.

2. Сплавы — твердые растворы являются наиболее ценными сплавами в технике. Они значительно тверже и прочнее, чем составляющие их компоненты, и одновременно обладают высокой пластичностью, зачастую более высокой, чем составляющие сплав компоненты. Такими свойствами обладают медноцинковые сплавы (латунь), медноникелевые сплавы и др. Практически можно получить медноникелевые сплавы, превосходящие медь по прочности и твердости и не уступающие ей пластичностью. Они нашли большое применение при изготовлении деталей, которые работают на удар и износ и должны обладать высокой прочностью. Эти сплавы имеют более высокое электросопротивление, чем чистые металлы и, что особенно важно, электросопротивление их не изменяется при изменении температуры. Это относится к сплавам никеля с хромом (нихром), поэтому они незаменимы в электронагревательных и электроизмерительных приборах, реостатах и т. д. Сплавы — твердые растворы благодаря высокой пластичности хорошо обрабатываются давлением, пригодны для ковки, прокатки, штамповки, способны изменять свойства при термической обработке и имеют повышенное сопротивление коррозии.

3. Сплавы — химические соединения обладают очень высокой твердостью и высоким электросопротивлением. Иногда твердость их в 10 раз выше твердости чистых компонентов. Так, например, медь и олово — мягкие металлы; кристаллы же химического соединения в сплаве меди с оловом имеют очень высокую твердость. Железо с углеродом образуют химическое соединение — карбид железа, называемый цементитом; твердость его в 10 раз выше твердости железа.

Карбиды вольфрама и титана, отличающиеся высокой твердостью, используются для изготовления режущих инструментов. Вместе с тем сплавы — химические соединения отличаются высокой хрупкостью и для обработки давлением непригодны.

Какие сплавы вы знаете где они применяются. Сплавы, их классификация и свойства

Здравствуйте, друзья! Сегодня я предлагаю рассмотреть некоторые . Мы 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.

Модуль упругости также относительно низок. По сравнению с танталом и ниобием – оба имеют более высокую температуру плавления, чем хром – хром имеет гораздо более высокий модуль упругости. Хром известен большинству людей как легирующий элемент из нержавеющих сталей и в качестве защитного покрытия в различных применениях. Хром образует тонкий прозрачный пассивный слой, контактирующий с любыми агрессивными средами, такими как кислород. Этот пассивный слой абсолютно устойчив в нормальных атмосферах и в водной среде.

Поэтому использование хрома в качестве декоративного и коррозионно-стойкого слоя очень часто. Тот же принцип пассивного слоя также защищает нержавеющие стали от коррозии. В двигателях внутреннего сгорания, таких как газовые турбины или дизельные двигатели, хром убеждает с исключительно хорошей устойчивостью к горячим газам.

Железо

Железо не считается древним открытием человека. Его начали производить лишь в 13 веке до нашей эры. Оно постепенно заслуживало все больше и больше значения не только в производстве, но и в момент когда мы решили построить дом, квартиру, баню и др. Благодаря своим великолепным качествам производство его разлетелось повсюду.

С точки зрения стабильности, он может идти в ногу с лучшими материалами на рынке. В таблице показано коррозионное поведение хрома. Если не указано отдельно, данные относятся к чистым растворам, которые не смешиваются с кислородом. Внешние химически активные вещества в наименьших концентрациях могут сильно влиять на поведение коррозии. У вас есть вопросы о коррозии? Мы в вашем распоряжении с нашим опытом и нашей собственной коррозионной лабораторией.

В то время хром был еще неизвестен и не был признан в качестве компонента этого свинца. Он смог получить оксид хрома из руды с помощью карбоната калия и соляной кислоты, а затем получить светло-серый металл путем восстановления графита. Название хрома происходит от греческой цветности для цвета и связано с множеством разных цветов оксида хрома. Одним из самых известных модных цветов оксида хрома является хром-желтый цвет школьных автобусов в Америке.

Обычно в 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).

Важнейшим минералом для промышленного производства хрома является хромит. Более половины хромита, необходимого во всем мире, поступает из Южной Африки. Двумя наиболее важными продуктами получения хромита являются феррохром и металлический хром. Бронза – это сплав, который также исторически значим. Самым важным компонентом всегда является медь. Из этого можно сделать вывод, что существуют разные бронзовые сплавы. Поэтому вопрос о том, какая бронза, не может быть дан на общей основе.

В принципе, вопрос о том, что такое бронза, можно просто ответить; а именно сплав. Таким образом, образуется смесь разных металлов, при производстве которых образуются новые кристаллы и смешанные металлы с новыми свойствами. На ранней стадии люди уже признали, что более твердый сплав может быть получен плавлением меди и других металлов, но, тем не менее, имеет более низкую температуру плавления, чем медь.

Чугун почти не поддается обработки (и уж тем более ), отличается высокой хрупкостью. Применение чугуна весьма ограничено (чаще его используют при литье).

Сплав железа с содержанием менее 2% углерода – сталь. Сталь различается по количеству содержания в себе углерода.
Поделочный или малоуглеродистый сорт стали (содержание углерода не превышает 0,3%) больше годится для чеканки или ковки вручную. Такой сорт стали прекрасно поддается сварке и отвечает высокой стадией ковкости. Грубо поддается закаливанию только особо низкоуглеродистая сталь (меньше 0,1% углерода).

Следует отметить, что медь, вероятно, принадлежит к металлам, которые люди могут обрабатывать до бронзы. Таким образом, за неолитическим периодом последовал относительно неизвестный возраст меди, затем более известный бронзовый век. Бронзовый век сопровождается железным веком.

Что такое бронза и какие там бронзовые сплавы?

Как уже упоминалось, это была бронзовая бронза. Так как другие металлы также могут использоваться вместо олова, существуют разные бронзы. Оловянная бронза, также литая бронза из бронзы Алюминиевая бронза Бериллиевая бронза, а также бериллиевая медь Ведро бронза Коринфские руды Марганец бронза Фосфор бронза Потин Красная бронза Кремниевая бронза. В то время человечество испытало огромный прогресс с оловянной бронзой. Бронза использовалась для ювелирных изделий и искусства, а также для монет или оружия.

Конструкционный или средне-углеродистый сорт стали (сочетает до 0,85% углерода) применяется для производства большинства метало-изделий. Эти сплавы отлично поддаются закаливанию и ковке, но очень плохо поддаются сварке.

Наиболее твердый высоко-углеродистый сорт стали (сочетание углерода достигает до 1,35%) применяется для производства частей механизмов и инструментов, которые подвержены высокому износу. Эта сталь практически не куется и плохо поддается сварке.

Также были изготовлены инструменты из сплава. Только тогда, когда человечество научилось железно и обрабатывать гораздо более тяжелое железо в древности, закончилось период цветения. Победы римлян также можно отнести к современному оружию с первых сталей.

Использование различных бронзовых сплавов

Бронза по-прежнему широко используется сегодня. Помимо искусства для сопел, в химической и пищевой промышленности, для монет. Механические пружины или более поздние позолоченные электрические соединения. Из-за различных металлов, легированных медью, свойства варьируются от твёрдого до вязкого, жаропрочного и коррозионно-стойкого до морской и стойкой и магнитной.

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 немало способов.

Надпилите напильником деталь, раскалите до красна и резко остудите в воде. Если при повторном , чувствуется легкость – это малоуглеродистая сталь. При затруднении – сочетание углерода больше. Можно определить сорт стали и по искрам от наждачного круга. Но это сможет определить большой специалист. Существуют таблицы по которым довольно точно можно узнать марку и даже содержание добавок.

Алюминиевые винты используются для изготовления судовых болтов или пружинных пластин. Бронза марганца встречается в электрических сопротивлениях, бронзе оловянной бронзы в искусстве мастерства, в литье колоколов, волочении проволоки или чеканке монет. С другой стороны, воздушные линии часто состоят из кремниевой бронзы, подшипников скольжения и шнеков из бронзы. Бронзы также встречаются в виде порошка, например, в качестве компонента фейерверков.

Различия в оловянных бронзах

В случае оловянных бронз проводится различие между коваными сплавами и литыми сплавами. Для колоколов содержание олова не превышает 20-22%. Добавление фосфора уменьшает оксид меди, а оксид олова может повышаться лучше в расплаве жидкого фосфора. Свинец улучшает свойства чистоты и скольжения, но менее термостойкий. Никель, в свою очередь, повышает прочность. Олово заменяется цинком на 50%, если требуются лучшие свойства окисления. Эти оловянные бронзы стандартизированы.

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

Листовой 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.

Бронзовые сплавы для пайки и сварки

Медь-оловянные сплавы, которые производятся в качестве пайки или сварочных материалов, имеют собственную стандартизацию, которая должна учитываться при сварке или учете. Точки плавления, которые также связаны с химическими процессами во время легирования и образования смешанных металлов и новых кристаллов, находятся в пределах от 500 до 800 градусов Цельсия. Точка плавления меди составляет 083 градуса.

Серебряные сплавы – важный термин в ювелирной продукции. Серебряные сплавы важны для прочности ювелирных изделий, таких как кольца, которые сложнее сгибать. Чтобы понять, что такое серебряный сплав, сначала необходимо рассмотреть основной принцип сплавов. Сплав представляет собой материал, состоящий из двух металлических элементов. Поэтому они связаны металлической связью. Серебряный элемент играет важную роль в серебряных сплавах. Во многих случаях элемент меди является партнером серебра. В зависимости от доли серебра это соотношение приводит к характерному числу, которое дается в тысячных.

Стальные трубы производят бесшовные (цельнотянутые) и 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 может иметь несколько сечений — квадратное, круглое или прямоугольное. Ее поверхность может быть омедненная, луженая, оцинкованная или неизолированная. Проволока также может быть упругой и мягкой.

Таким образом, число указывает, сколько доля серебра в общем количестве соединений находится в промилле. Поскольку серебро в соединении из меди всегда является высокоценным элементом, более высокая доля серебра также свидетельствует о более высоком качестве сплава. В ювелирных изделиях, но также и в случае столовых приборов, характерные значения играют важную роль в классификации качества, что в конечном итоге также решает цену. Поэтому наиболее важные характерные значения должны подвергаться более пристальному изучению.

Наиболее распространенные серебряные сплавы: от 800 до 000. Нижний предел для обычных серебряных сплавов составляет 800. Таким образом, 800 означает, что 800 000 частей сплава выполнены из серебра; что составляет 80 процентов. Материал, имеющий значение 800, считается нижним пределом используемых сплавов; 800 имеет сильный желтый цвет и быстро работает. Поэтому он используется главным образом для столовых приборов, но не для ювелирных изделий. Для ювелирных изделий, с другой стороны, минимальный лимит немного выше, а в случае ювелирных изделий 835, однако, это, конечно, очень дешевые ювелирные изделия, которые не отличаются серебряным блеском и не прочность.

Стержни бывают 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.

При значении 925 это хорошо известное стерлинговое серебро, которое обязано своим именем британскому фунту стерлингов, чьи монеты состояли из 925 серебра. Он качественно сопоставим с несколько более высоким серебром 935, который используется для многих ювелирных изделий, для более дорогих.

Верхний предел логически определяется тысячей серебра, также называемым мелким серебром, который, если смотреть подробно, состоит только из 99, 9% серебра, поскольку полная чистота невозможна. Сплав представляет собой смесь двух металлов, полученных плавлением и затвердеванием.

Легкие сплавы

Для различных поделок обычно применяется как чистая медь (то есть красная), так и разные легкие сплавы. Красная медь отлично подходит для чеканки, очень ковкая, с легкостью обрабатывается разными химическими элементами, что дает получение разных оттенков цвета. Также красная медь прекрасно шлифуется и полируется, характеризует высоким противостоянием к коррозии.

Некоторые свойства металлов, такие как твердость, вязкость или эластичность, известны со времен античности, что позволяет заметно смягчить их характеристики. Среди наиболее частых и известных сплавов мы находим: бронзу, сталь и латунь. Это открытие было настолько важным, что ежедневное использование предметов, сделанных из этого материала, означало период развития человеческой культуры, бронзового века.

Неметаллические элементы часто присутствуют в сплавах, таких как углерод и кремний. Примером может служить сталь, которая представляет собой железный сплав с переменным содержанием углерода и некоторые другие элементы в небольших количествах. С давних времен известен сплав стали, и известно, что уже Аристотель в 384 году.

Минусом красной меди считаются плохая свариваемость (варится лишь специальными электродами) и скорое окисление на открытых воздушных массах, ввиду чего первоначальный блеск красной меди теряется.

Примечание:
При контакте воздуха с медью, последняя подвергается окислению и принимает темно-красный оттенок. А под воздействием влаги покрывается характерным зеленым цветом – патиной.

Сталь из нержавеющей стали из-за добавления хрома и никеля, что также придает ей более высокую твердость, а также может быть более стойким, если добавляется марганец. Твердость сплавов больше, чем у чистых металлов, например, медь является мягким металлом, но твердеет при смешивании с цинком, продуцирующим известную латунь.

Сплавы обычно состоят из основного металла, смешанного с небольшим количеством других металлов и связующих веществ. Белое золото, известное своим использованием в ювелирных изделиях, представляет собой сплав с составом из 80% золота, 5% меди, 10% никеля и 5% цинка. Нержавеющая сталь, широко используемая в кухонных компонентах среди многих других коммунальных услуг, состоит из 72% железа, 18% хрома и 10% никеля. Дюралюминий, обладающий высокой устойчивостью к высокой температуре и обладающий большой твердостью, имеет большое применение в авиационной промышленности, состоит из 5% алюминия, 4% меди, 1% магния и 5 марганца. Константан, присутствующий в термоэлементах, состоит из 60% меди и 40% никеля. Мягкая сварка, состоящая из 67% свинца и 33% олова. . В зависимости от применения сплавов их можно классифицировать по разным типам: антикоррозионные сплавы, сплавы, очень устойчивые к действию химических реагентов, плавких сплавов, легких, магнитных и т.д.

Бронза образовывается 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 добывают ее сами.

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

Латунь лучше полируется и режется, чем 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 чаще применяется для защиты различных черных металлов от коррозии (оцинковка).

Свинец – мягок, пластичен и в то же время тяжелый металл. Устойчив к воздействию кислот. Чаще 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 отличными антикоррозийными свойствами и высокой твердостью. Изделия из чугуна или стали, покрытые хромом, весьма эффективны.

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 – 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, я и закончу статью . В следующий раз предлагаю рассмотреть свойства и . Так же будет интересно, так что . До новых встреч.

Сплав – смесь, состоящая из нескольких компонентов, из которых по крайней мере один является металлом. Сплавы обнаруживают металлические свойства, такие как, например, металлический блеск, электропроводность и теплопроводность. Компоненты могут быть как химическими элементами, так и химическими соединениями. Макроскопические свойства сплавов отличаются от свойств их компонентов. Сплав получают обычно с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. В случае, если компоненты в расплавленном состоянии друг в друге не растворяются, производится смешивание порошков с последующим спеканием (так получаются, например, многие сплавы вольфрама) . Огромное значение имеют сплавы на основе алюминия и железа. В состав некоторых сплавов входят неметаллы, например углерод, кремний, бор. В технике применяется более 5 тыс. сплавов. Широко используемые сплавы в промышленности Сталь Чугун Бронза Латунь Баббит Манганин Нихром Победит Дюралюминий 1.Сталь (польск. stal, от нем. Stahl) – деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (и другими элементами) , содержание углерода в котором не превышает 2,14 %. Углерод придаёт прочность сплавам железа. Сталь – важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта и т. д. 2.Чугу́н – многокомпонентный сплав на основе железа, содержание углерода в котором превышает 2,14%. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.) . Как правило, чугун хрупок. Мировое производство чугуна в 2007 составило 953 млн. тонн (в том числе в Китае – 477 млн. тонн) . 3.Бро́нза – сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием и другими элементами, за исключением цинка и никеля. 4.Латунь – сплав, состоящий из 60,5-97 % меди и 3-39,5 % цинка. Плотность – 8450-8700 кг/м³, температура плавления – 900-1050 °C. Латунь обладает высокой стойкостью против коррозии во многих средах, хорошо обрабатывается. Она успешно используется в конструкциях, работающих при отрицательных температурах. 5.Баббит – антифрикционный сплав на основе олова или свинца, предназначаемый для использования в виде слоя, залитого по корпусу вкладыша подшипника. В качестве присадок могут быть использованы: сурьма, медь, никель, мышьяк, кадмий, теллур, кальций, натрий, магний. Температура плавления – 300-440°C. Первый подшипниковый сплав разработан американцем И. Бэббитом в 1839 году. 6.Манганин – сплав на основе меди с добавкой марганца (11,5-13,5 %) и никеля (2,5-3,5 %), характеризующийся чрезвычайно малым изменением электрического сопротивления в области комнатных температур. Впервые предложен в Германии в 1889. К манганинам относят также некоторые сплавы на основе серебра с добавками марганца (до 17 %), олова (до 7 %) и других элементов (так называемые серебряные манганины) . 7.Нихром – сплав, состоящий из 55-78% никеля, 15-23% хрома, 1,5% марганца, остальное – Fe. 8.Победит – твёрдый сплав карбида вольфрама WC и кобальта в соотношении 90% и 10%, соответственно. По твёрдости равен алмазу (80-90° по шкале Роквелла) , применяется при бурении горных пород. Разработан в 1929 году в СССР, где в основном использовался для режущих инструментов. При создании используются методы порошковой металлургии. 9.Дюралюми́ний – сплав из алюминия, легированного добавками 4,6-5,2% меди, до 1,5% магния, до 0,7% железа и до 0,1% марганца.

Презентация по химии на тему сплавы. Презентация на тему “сплавы металлов”. Алюминий и его сплавы

Слайд 18

Химия. 9 класс. Мультимедийное учебное пособие нового образца. Издание электронной библиотеки «Просвещение», ЗАО «Просвещение Медиа», 2005г

Уроки химии 8-9 классы. Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. ООО «Кирилл и Мефодий, 2004г

Посмотреть все слайды

Металлы и сплавы, их свойства и применение в радиоэлектронной аппаратуре аппаратуре Подготовил: учащийся гр.7/8 профессия « Радиомеханик » ФУРИН Павел Руководитель: преподаватель химии КАРАСЕВА Е. А год ОГБОУ НПО Профессиональный лицей 17

Из 118 химических элементов, открытых на данный момент, к металлам относят: 6 элементов в группе щелочных металлов 6 в группе щелочноземельных 38 в группе переходных металлов 11 в группе легких металлов 7 в группе полуметаллов 14 в группе лантаноиды и лантан 14 в группе актиноиды и актиний, вне определённых групп бериллий и магний. Таким образом, к металлам возможно относятся 96 элементов из всех открытых.

Металлический блеск Хорошая электропроводность Возможность легкой механической обработки Высокая плотность Высокая температура плавления Большая теплопроводность Все металлы при нормальных условиях находятся Все металлы при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью.

Металлы 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.). Электронагревательный элемент Медные катушки

Металлы и их сплавы Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части). В основном это инструментальные стали и твёрдые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика. Так же, для изготовления таких инструментов, как щипцы, кусачки, пинцеты необходимые для ремонта радиоэлектронной аппаратуры и изготовления её деталей. Алмаз Нитрид бора

Мультиметр Под легированием понимается внесение небольших количеств примесей или структурных дефектов с целью контролируемого изменения электрических свойств полупроводника, в частности, его типа проводимости. При производстве полупроводниковых приборов легирование является одним из важнейших технологических процессов. Для подготовки металлов, нужных для изготовления различных деталей полупроводниковых приборов используют легирование.

На основе алюминия на основе магния макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава.

Сплавы Сплавы имеют типичные металлические свойства: металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность. Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана. ВольфрамТитан

Оловянно-свинцовые припои марок ПОС 18, ПОС 30, ПОС 40 имеют более высокое ударное сопротивление, чем чистые олово и свинец, и потому применение их для получения прочного шва дает более хорошие результаты. Представляет собой сплавы олова и свинца. Механическая прочность припоев повышается с увеличением содержания олова.

Добавление большего количества олова в припой увеличивает температуру плавления, что неудобно при пайке. Добавление большего или меньшего количества какого либо металла в припое зависит от применения вида этого припоя. Припой марки ПОС – 90 применяется для лужения и пайки внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры, а ПОССу 4-4 – для лужения и пайки в автомобилестроении.

Вывод: Вывод: металлы и сплавы, благодаря своим физическим и химическим свойствам получили широкое применение в изготовлении и ремонте радиоэлектронной аппаратуры. металлы и сплавы, благодаря своим физическим и химическим свойствам получили широкое применение в изготовлении и ремонте радиоэлектронной аппаратуры.

Сплав Макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.

Виды сплавов По способу изготовления сплавов различают литые и порошковые сплавы. Литые сплавы получают кристаллизацией расплава смешанных компонентов. Порошковые прессованием смеси порошков с последующим спеканием при высокой температуре. Компонентами порошкового сплава могут быть не только порошки простых веществ, но и порошки химических соединений. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана. В сплаве могут присутствовать: твердые растворы внедрения, твердые растворы замещения, химических соединений (в том числе карбиды, нитриды, интерметаллиды) и кристаллиты простых веществ.

Сплавы различают по назначению Конструкционные СтальЧугун Дюралюминий Конструкционные со специальными свойствами БронзаЛатунь Для заливки подшипников Баббит Для измерительной и электронагревательной аппаратуры Манганин Нихром Для изготовления режущих элементов Победит

Чугун Сплав железа с углеродом (и другими элементами). Содержание углерода в чугуне не менее 2,14% Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Как правило, чугун хрупок.

Сталь Сплав железа с углеродом и/или с другими элементами. Сталь содержит не более 2,14% углерода. Стали делятся на конструкционные и инструментальные. Разновидностью инструментальной является быстрорежущая сталь. Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.

Получение стали Мартеновский способ заключается в том, что выжигание избытка углерода в чугуне происходит не только за счет кислорода воздуха, но и кислорода оксидов железа, которые добавляются в виде железной руды и ржавого железного лома. 4Fe 2 O 3 + 6Si = 8Fe + 6SiO 2 2Fe 2 O 3 + 6Mn = 4Fe + 6MnO Fe 2 O 3 + 3C = 2Fe + 3CO 5Fe 2 O 3 + 2P = 10FeO + P 2 O 5 FeO + С = Fe + CO

Бронза и Латунь Бронза – сплав меди, обычно с оловом как основным легирующим элементом, но применяются и сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами, за исключением цинка и никеля. Латунь это двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк, иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов.

Классификация сплавов.

Учитель технологии

МАОУ СОШ №29

г.Калининграда

Арчакова О.П.

Металл

Вещество обладающее высокой теплопроводностью, электрической проводимостью, ковкостью, блеском, твердостью, пластичностью и другими характерными свойствами.

Металл

Черные Цветные

Сплавы

Черные Цветные

(сталь, чугун) (бронза, латунь, дюралюминий)

Технологические свойства металлов

ковкость

жидкотекучесть

свариваемость

обрабатываемость

прокаливаемость

чугун

Сплав железа с углеродом, содержание углерода от 2,14 % до 6,67 %. Дешевый машиностроительный материал, обладающий хорошими литейными качествами, является сырьем для выплавки стали.

Получают чугун из железной руды с помощью топлива и флюсов.

чугун

Серый Высокопрочный

Белый Ковкий

Белый чугун

Очень твердый и хрупкий сплав, плохо поддается отливке, трудно обрабатывается режущим инструментом. Обычно идет на переплавку в сталь или на получение ковкого чугуна.

Серый чугун

Малопластичный и вязкий сплав, легко обрабатывается резанием, применяется для малоответственных деталей и деталей работающих на износ.

Ковкий чугун

Получают термообработкой из белого чугуна. Обладает повышенной пластичностью и вязкостью, высокой прочностью при растяжении и повышенным сопротивлением к удару. Из ковкого чугуна изготавливают детали сложной формы: тормозные колодки, тройники, угольники.

Высокопрочный чугун

Получают введением в жидкий серый чугун специальных добавок. Применяется этот чугун для изготовления более ответственных изделий, заменяя сталь.

Легированный чугун

Этот чугун наряду с обычными примесями содержит легирующие элементы: хром, никель, титан и др. Эти элементы повышают прочность, твердость и износостойкость. Их применяют для изготовления деталей машин с повышенными механическими свойствами, работающих в агрессивных средах.

Сталь

Сплав железа с углеродом, содержание углерода до 2,1 %. Материал, обладающий хорошими технологическими свойствами.

Применяется в машиностроении, на транспорте, в строительстве и в быту.

Сталь

Углеродистая Легированная

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь подразделяется по назначению и качеству.

По назначению она делится на конструкционную и инструментальную.

По качеству на сталь обычного качества и качественную.

Конструкционная сталь

Конструкционная сталь обыкновенного качества обладает невысокой прочностью. Применяется для изготовления заклепок, шайб, болтов, гаек.

Конструкционная сталь качественная отличается повышенной прочностью.

Из неё изготавливают валы, шкивы, зубчатые колеса.

Инструментальная сталь

Инструментальная сталь обладает большей твердостью и прочностью, чем конструкционная.

Инструментальная сталь применяется для изготовления зубил, молотков, резьбонарезных инструментов, сверл,резцов.

Легированная сталь

Легированная сталь наряду с обычными примесями содержит элементы улучшающие её свойства, эти элементы называются легирующими.

Хром – повышает твердость и коррозионную стойкость.

Вольфрам – увеличивает твердость и красностойкость.

Марганец – увеличивает износостойкость.

Специальная сталь

Специальные стали – это стали с особыми свойствами:

Жаропрочные

Износостойкие

Нержавеющие.

Латунь

Сплав меди и цинка. Содержание цинка в сплаве от 4% до 45%. Чем больше цинка, тем выше механическая прочность латуни. В состав латуни также могут входить алюминий, никель, железо, марганец.

Из латуни изготавливают детали и изделия работающие в водяной среде.

Бронза

Сплав меди с оловом или свинцом. Обладает высокими антифрикционными и механическими свойствами, а также хорошей коррозионной стойкостью.

Из бронзы изготавливают арматуру и детали механизмов, работающих во влажной атмосфере и других агрессивных средах.

Дюралюминий

Сплав алюминия, меди и магния. Обладает повышенной пластичностью, малым удельным весом и высокой коррозионной стойкостью.

Дюралюминий используется для получения листов, проволоки, ленты, фасонных профилей и различных деталей изготавливаемых ковкой, штамповкой, прессованием.

Баббит

Сплав олова и свинца с медью и сурьмой.

Баббитами заливают подшипники. Работающие при большой нагрузке.

Слайд 1

Сплавы металлов

Слайд 2

Сплавы металлов- это вещества с металлическими свойствами, состоящие из двух или нескольких элементов, из которых хотя бы один является металлом Сплавы состоят из основы (одного или нескольких металлов), малых добавок специально вводимых в сплав легирующих и модифицирующих элементов, а также из не удаленных примесей (природных, технологических и случайных). Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе Fe и Al. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.

Слайд 3

Классификация сплавов:
1) По числу компонентов двойные тройные (и т.д.) 2) По структуре гомогенные-однофазные гетерогенные (сплавы, состоящие из нескольких фаз) 3) По характеру металла, являющегося основой сплава черные- сталь, чугун цветные- сплавы Аl, Cu, Ni и т.д. 4) По характерным свойствам тугоплавкие легкоплавкие жаропрочные высокопрочные твердые коррозийно- устойчивые 5) По технологическим признакам литейные деформируемые 6) По способу изготовления литые порошковые

Слайд 4

Свойства Сравнительно мягкий и поддающийся обработке. (Мягче других чугунов). Свободный углерод придает чугуну мягкость
Состав 1,7-4,3 % С, 1,25-4,0 % Si до 1,5 % Мn. Большое содержание кремния снижает растворимость углерода. Поэтому углерод выделяется в виде графита. Применение Различные детали (шестерни, колеса, трубы и т.д.)
Виды и свойства чугуна Серый чугун (с высоким содержанием кремния)

Слайд 5

Состав: Содержит 1,7-4,3 % С, более 4% Mn, но очень мало Si. С в основном содержится в виде цементита- карбида железа Fe3C.
Cвойства Твердый и хрупкий. Эти свойства придает цементит, который обладает большой твердостью. Применение Переработка в сталь
Белый чугун (с небольшим содержанием кремния)

Слайд 6

Свойства некоторых легированных сталей и их применение

Слайд 7

Легирующий элемент- Хром (Cr)
Cвойства Твердость и устойчивость к коррозии
Применение: -инструменты -резцы -зубила

Слайд 8

Легирующий элемент- Никель (Ni)
Cвойства Вязкость, механическая прочность и устойчивость против коррозии
Применение: -турбины электростанций и реактивных двигателей, -измерительные приборы -детали, используемые при высоких температурах

Слайд 9

Легирующий элемент- Марганец (Mn)
Свойства: Твердость, механическая прочность, устойчивость против ударов и трений
Применение: -детали дробильных установок -железнодорожные рельсы -зубья ковшей экскаваторов

Слайд 10

Легирующий элемент- Титан (Ti)
Свойства: Жаростойкость, механическая прочность при высоких температурах, устойчивость против коррозии
Применение: -в самолето-, ракето- и судостроении -химическая аппаратура

Слайд 11

Легирующий металл- Вольфрам (W)
Свойства: Твердость и жаропрочность, износоустойчивость
Применение: -быстрорежущие инструменты, пилы, фрезы, штампы – нити электрических ламп

Слайд 12

Легирующий металл- Молибден (Мо)
Свойства: Эластичность, жаростойкость, устойчивость против коррозии
Применение: -в производстве лопастей турбин реактивных самолетов и автомобилей, -броневые плиты -лабораторная посуда -детали электронных ламп

Слайд 13

Легирующий металл- Кремний (Si)
Свойства: Устойчивость к воздействию кислот
Применение: -трансформаторы -кислотоупорные аппараты и приборы

Слайд 14

Легирующий металл- Ванадий (V)
Свойства: Высокая прочность, упругость и устойчивость к ударам
Применение: -в производстве инструментальных сталей -детали автомобильные, тракторные и других машин, подвергающиеся ударам

Слайд 15

сплавы цветных металлов

Слайд 16

Алюминиево-марганцевая бронза
Тплав= 1060 Применение: -детали машин

Слайд 17

Бериллиевая бронза
Тплав =1000 Применение: -пружины и инструменты, не образующие при ударе искр -струны музыкальных инструментов

Рекомендуем также

Сплавы

: использование и свойства – стенограмма видео и урока

Примеры сплавов: бронза

Бронза – это сплав, традиционно состоящий в основном из меди (примерно 78-95%) и олова (примерно 5-22%). В зависимости от предполагаемого использования он иногда может содержать металлы, такие как марганец, алюминий, цинк, никель, и неметаллы, такие как фосфор и кремний. Исторически бронзу производили до 3000 г. до н.э., когда один фунт меди смешивали с двумя унциями олова.

Слово «бронза» происходит от итальянского слова bronzo , что означает «металлический колокол». Помимо своего звучного качества, бронза не образует искр при ударе о твердую поверхность, что делает ее отличным материалом для колоколов. в школах и церквях. Из бронзы также делают молотки и гаечные ключи.

При добавлении небольшого количества фосфора к медно-оловянной смеси бронза становится более прочной, устойчивой к усталости и износостойкостью. Фосфорная бронза находит применение в клапанах, втулках, валах, шестернях и подшипниках.Содержащая алюминий бронза, называемая «алюминиевой бронзой», придает сплаву особую коррозионную стойкость, которая широко используется в трубопроводной арматуре, насосах, зубчатых колесах, гребных винтах и ​​лопатках турбин.

Сплавы золота

Золото в чистом виде очень мягкое, что делает металл очень пластичным и пластичным. Золото обычно используется в ювелирной промышленности, так как же золото превращается в цепочки, кольца или серьги? Сплавляя его с другими металлами, такими как медь, серебро и цинк.

Сплавы золота не только закалены, но и могут быть окрашены в различные цвета.Например, мягкое зеленое золото получается при смешивании и сплавлении 75% золота и 25% серебра.

Сплавы золота также вошли в мир электроники. Когда к золоту добавляют медь и серебро, его способность передавать тепло и электричество улучшается.

Наряду с высокой коррозионной стойкостью золотые сплавы используются в позолоченных разъемах в качестве неотъемлемых частей вилок и розеток для кабельных наконечников, разъемов для интегральных схем и печатных плат.Они используются в компьютерах, космических кораблях, оборудовании связи и двигателях реактивных самолетов.

В медицинской промышленности также используются сплавы на основе золота, на этот раз содержащие различные количества платины, родия, никеля, титана и цинка. Чаще всего сплавы золота используются в реставрации зубов, например, в коронках и мостах. Золотые сплавы обладают высокой прочностью и наименьшей реактивностью по отношению к условиям во рту.

Сталь

Далее идет сталь , которая представляет собой сплав железа.Для производства стали мы берем чистое железо и добавляем определенное количество углерода. Это приводит к образованию низкоуглеродистой стали и высокоуглеродистой стали.

Низкоуглеродистая сталь, или низкоуглеродистая сталь, имеет небольшое количество углерода (около 0,4%), что означает, что она все еще достаточно мягкая, чтобы ее можно было придать форму, но при этом она прочнее чистого железа. Для изготовления кузовов автомобилей используются малоуглеродистые стали. Высокоуглеродистые стали имеют более высокое содержание углерода (около 1–1,5%), что делает сталь более твердой. Это происходит потому, что атомы углерода искажают первоначальные слои железа и препятствуют их скольжению.Из высокоуглеродистой стали делают железнодорожные пути.

Нержавеющая сталь – это сплав железа с некоторыми другими металлами, такими как хром, титан и медь, предназначенный для предотвращения коррозии. Мы используем нержавеющую сталь для изготовления хирургических инструментов и кухонной утвари, такой как ножи и вилки.

Алюминиевые сплавы

Алюминий – это легкий металл, который хорошо проводит тепло и электричество, но не является прочным материалом. Алюминиевый сплав сохраняет хорошие свойства алюминия, но становится прочнее.Примеры включают следующее:

• Магний, который состоит на 95% из алюминия и 5% из магния. Твердый, ударопрочный и очень легкий магналий находит применение в создании научных инструментов и корпусов самолетов.
• Дуралюминий, который состоит на 92% из алюминия и 4% из меди, со следами других металлов, таких как марганец (2%) и магний (2%) для повышения его прочности. Прочный и устойчивый к коррозии дюралюминий используется в строительной отрасли для изготовления дверных и оконных рам, двигателей самолетов и автомобилей, а также подводных судов и кораблей.
• Alnico, сплав, содержащий железо, алюминий , никель и кобальт , обладающий магнитными свойствами. Он используется для изготовления искусственных магнитов, используемых в громкоговорителях, электродвигателях и датчиках.

Резюме урока

Хорошо, давайте ненадолго вспомним все, что мы узнали о сплавах. Как мы узнали, сплав представляет собой смесь двух или более элементов, по крайней мере, один из которых является металлом. Легирование часто улучшает свойства металлов, делая их более прочными и устойчивыми к коррозии.На этом уроке мы узнали о следующих примерах сплавов:

• Бронза , представляющая собой смесь меди и олова, используется для изготовления колоколов, молотков и гаечных ключей.
• Сплавы на основе золота находят свое применение в ювелирных изделиях, электронике и в медицине.
• Стали представляют собой сплавы железа и используются для изготовления кузовов автомобилей и железнодорожных путей.
  • Нержавеющая сталь , подкатегория, была разработана для предотвращения ржавчины и используется при изготовлении различной кухонной утвари.
• Алюминиевые сплавы , такие как магналий, дюралюминий и альнико, легкие, но прочные. Они используются в строительной индустрии, в производстве самолетов и в производстве искусственных магнитов.

Какое значение имеют сплавы? – MVOrganizing

Какое значение имеют сплавы?

Почти все металлы используются в виде сплавов, то есть смесей нескольких элементов, поскольку они обладают свойствами, превосходящими чистые металлы.Легирование выполняется по многим причинам, обычно для увеличения прочности, повышения коррозионной стойкости или снижения затрат.

Каковы два применения сплавов?

Применение сплавов

Сплав	Композиция	Использует
Магналий	Алюминий и магний	Запчасти для самолетов
Бронза	Медь и олово	Гребные винты для кораблей, колокола
Латунь	Медь и цинк	Монеты, инструменты музыкальные
Ювелирное золото	Золото и медь	Ювелирные изделия

Какие сплавы наиболее распространены Каково их значение?

Список важных сплавов и их использования

Сплавы	Композиции	Использует
бронза	Cu + Sn	При изготовлении монет, колоколов и посуды.
Немецкое серебро	Cu + Zn + Ni	При изготовлении посуды.
Золото катаное	Cu + Al	При изготовлении дешевых украшений.
Оружейный металл	Cu + Sn + Zn + Pb	При изготовлении ружей, стволов, шестерен и подшипников.

Какие сплавы используются в повседневной жизни?

11 примеров сплавов в повседневной жизни

• Бронза. Бронза – первый обнаруженный сплав, состоящий на 85-88% из меди, 12-12.5% олова и с добавлением некоторых других металлов, таких как алюминий, марганец, цинк или никель в небольших количествах.
• Сталь.
• Латунь.
• Алнико.
• Припой.
• Чугун.
Серебро 925 пробы.
• Белое золото.

Используем ли мы сплав в нашей повседневной жизни, как?

Список сплавов, их состава и областей применения

Название сплава	Состав сплава	Использование сплавов в повседневной жизни
Монета металлическая	75% меди + 25% никеля	Изготовление монет
дюралюминий	95% алюминия + 4% меди + 0.5% марганца	Строительство самолетов, кораблей и др.
Металлический припой	50% олово + 50% свинец	Электропровода и т. Д.

Что такое сплав, приведите 2 примера?

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.

Какие пять типов сплавов?

Список названных сплавов

• 1.1 Алюминий.
• 1,2 Бериллий.
• 1,3 Висмут.
• 1,4 Хром.
• 1,5 Кобальт.
• 1,6 Медь.
• 1,7 Галлий.
• 1.8 Золото.

Почему ванадий добавляют в сталь?

Добавление ванадия в сталь может значительно улучшить ее свойства. Ванадий используется в стали, потому что он может образовывать стабильные соединения с углеродом в стали, например V4C3. Во время термообработки стали добавление ванадия может повысить его способность к отпуску и повысить твердость быстрорежущей стали.

Почему в сталь добавляют хром?

Хром (Cr): Хром добавлен в сталь для повышения стойкости к окислению. Это сопротивление увеличивается по мере добавления хрома. Никель (Ni): Никель добавляется в больших количествах, более 8%, в высокохромистые нержавеющие стали, образуя наиболее важный класс коррозионно-стойких сталей.

Почему сера используется в стали?

Сера улучшает обрабатываемость, но снижает поперечную пластичность и ударную вязкость с надрезом и мало влияет на продольные механические свойства.В стали со свободным резанием добавлена ​​сера для улучшения обрабатываемости, обычно до максимум 0,35%.

Почему в сталь добавляют фосфор?

Фосфор предотвращает прилипание тонкостенных листов при использовании в качестве сплава для стали. Он до некоторой степени укрепляет низкоуглеродистую сталь, повышает устойчивость к коррозии и улучшает обрабатываемость свободно обрабатываемых сталей.

Почему в сталь добавляют кремний?

Si улучшает стойкость к высокотемпературному окислению и поэтому специально добавляется в жаропрочные стали Cr-Mo (молибден) и Cr-Mo-V (ванадий).И ферритные, и аустенитные нержавеющие стали содержат около 1% Si для стойкости к окислению. Марка нержавеющей стали 314 для этого содержит 2% кремния.

Какое влияние оказывают сера и фосфор на сталь?

Увеличение концентрации серы с 0,030 до 0,055% и концентрации фосфора с 0,025 до 0,050% снижает ударную вязкость стали 18В (на 20–35%), снижает процент пластичных компонентов в разрыве и работу распространения трещин, а также повышает температуру перехода вязкое – хрупкое (на 20–30 ° С).

Почему в нержавеющую сталь добавляют азот?

Высокопрочные аустенитные нержавеющие стали можно производить путем замены углерода азотом. Азот обладает большей растворимостью в твердых телах, чем углерод, является сильным стабилизатором аустенита, мощным усилителем твердых растворов внедрения и улучшает стойкость к точечной коррозии.

Реагирует ли азот с нержавеющей сталью?

Это указывает на то, что азот способствует пассивации азотной нержавеющей стали, а пассивация требует присутствия определенной доли никеля.то есть пассивация из-за азота поддерживается присутствием критического процента никеля.

Разъедает ли азот нержавеющую сталь?

Наличие азота и никеля с критическим значением снижает общую коррозию нержавеющей стали в присутствии ионов Fe3 +, но почти не влияет на 1 M NaCl.

Вызывает ли азот коррозию?

С точки зрения коррозии воздух примерно на 20% состоит из кислорода, а остальное – в основном из азота. Поскольку азот инертен, он используется в самых разных отраслях промышленности, но, как правило, только для двух целей….Состав воздуха.

Газ	Формула	Присутствие
Азот	N2	78,084%
Кислород	O2	20,9476%
Аргон	Ar	0,934%
Двуокись углерода	CO2	0,0314%

Замедляет ли азот коррозию?

Решение.Азот помогает: концентрация азота увеличивается в сетях с сухими трубами, что снижает количество кислорода до равного количества. Это замедляет коррозию трубопроводной сети – несмотря на наличие влаги.

Способствует ли водяной пар коррозии?

Конспекты и рисунки. Переменный состав дымовых газов в установках, работающих на биомассе, помимо других параметров, усложняет высокотемпературную коррозию материалов. Увеличение количества водяного пара уменьшило измеримое коррозионное воздействие, и, кроме того, наблюдалось уменьшение сульфатирования.

Нужен ли водяной пар для ржавления?

Воздействие кислорода на железо в присутствии влаги приводит к образованию ржавчины. Итак, наличие воздуха и водяного пара в воздухе – два необходимых условия для ржавления железа.

Недвижимость и использование – StudiousGuy

Два или более отдельных элемента объединяются и приводят к образованию смеси, называемой сплавом. Чтобы сформировать сплав, нам нужно смешать два или более металлов вместе или металлы с неметаллами.Обычно процесс легирования включает плавление двух или более элементов, их заливку в контейнер с последующим отверждением. Однако производственный процесс немного сложен.

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

Свойства сплавов

Интересно, что новообразованное вещество (сплав) имеет совершенно другие свойства, чем исходные элементы. Некоторые из них включают:

1. Повышенная прочность

Одним из наиболее важных свойств сплавов, для которых они впервые были применены на практике, является их вязкость.Например, легированная сталь, состоящая из железа (металла) и углерода (неметалла), прочнее, чем железо исходного элемента. Кто бы мог подумать, что добавление неметалла к металлу может добавить прочности получившемуся элементу.

2. Некоррозионный

Еще одна причина использовать сплавы – это их лучшие характеристики против коррозии, которая является естественным и нежелательным процессом разложения элементов (в основном металлов). Если вы возьмете пример сплава бронзы, который представляет собой смесь меди и олова, вероятность коррозии у нее меньше, чем у самой меди.

3. Ковкость и пластичность

Ковкость – это свойство металлов, благодаря которому они могут превращаться в листы. Точно так же очень тесно связанное свойство пластичность представляет собой свойство, которое помогает веществу (в основном металлам) вытягиваться в проволоку или нить. Хорошим примером, показывающим, что легирование может улучшить вышеуказанные свойства, является золото. Чистое золото, существующее в природе, очень мягкое, настолько, что если вы сделаете из него кольцо, оно скоро деформируется.Поэтому на помощь приходит легирование, добавляя к чистому золоту немного посторонних элементов, что улучшает его пластичность и пластичность. Следовательно, это позволяет нам сделать кольцо из золота, которое остается с нами в течение долгого времени, и то же самое, не деформируясь.

4. Настраиваемая намагничиваемость

Намагничиваемость можно контролировать, настраивая родительские элементы. Возьмем для примера сталь, состоящую из железа и углерода, которая легко намагничивается; однако сталь, содержащая марганец, не поддается легкому намагничиванию.Следовательно, процесс легирования дает нам возможность контролировать магнитную индукцию.

Использование сплавов

1. Орнаменты

Белое золото, желтое золото, розовое золото – это различные сплавы золота, которые часто используются при изготовлении украшений и аксессуаров. Помимо этого, серебро Britannia и серебро – это сплавы серебра, которые используются для изготовления украшений и других декоративных предметов.

2.Пайка

Вы можете легко связать две веревки вместе, вы можете скрепить две бумаги вместе, но когда дело доходит до соединения электрических цепей, это не так просто. Для присоединения провода к электрической цепи используется специальный элемент, называемый припоем, который представляет собой сплав олова и свинца.

3. Посуда

Нержавеющая сталь наиболее широко используется при изготовлении кухонной утвари. Итак, в следующий раз, когда вы будете пить воду из стекла из нержавеющей стали, вспомните, из чего она на самом деле сделана.

4. Самолеты

В авиационной промышленности используются такие сплавы, как титан и другие алюминиевые сплавы, поскольку они обладают высокой прочностью на разрыв, хорошей выдержкой давления и легкостью.

5. Медицинский

Очень известный сплав ртути, называемый амальгамой, находит свое применение в области медицины, стоматологи часто используют амальгаму для пломбирования зубных полостей. Хирургические инструменты, такие как ножницы, катетеры и иглы, также сделаны из сплавов.

6. Литые диски

Большинство из нас узнают сплавы из легкосплавных дисков, так как это одно из самых популярных применений сплавов в повседневной жизни. Это не только придает колесам прочность, но и придает автомобилю потрясающий вид. Характеристики автомобиля улучшаются, поскольку легкосплавные диски легче, чем оригинальные диски.

Легирование – обзор | ScienceDirect Topics

4.6 Влияние легирующих добавок

Чтобы устранить этот недостаток плохой пластичности при комнатной температуре и умеренной стойкости к окислению, предпочтительными являются композиции с соотношением Ti / Al, которые создают дуплексную микроструктуру, содержащую комбинацию зерен γ-фазы и тонкие (γ + α ₂ ) пластинчатые колонии.Бинарная фазовая диаграмма Al-Ti показывает, что фазовое поле (γ + α ₂ ) существует в широком диапазоне составов и, что наиболее интересно, путь затвердевания может проходить через поле β-фазы или перитектически через α- фазовое поле (L + β-α) [1,26,27].

Сообщалось, что сплавы, содержащие меньше алюминия и некоторые бета-стабилизаторы, такие как Mo, Nb или W, имеют относительно большее удлинение при комнатной температуре. Однако бета-фаза, содержащая сплавы TiAl, использует бета-затвердевание вместо перитектической реакции, а бета-фаза полезна для более высокой пластичности [17].

Этот подход заключается в перемещении композиции из двухфазной в трехфазную (β + α ₂ + γ) область фазовой диаграммы в определенных температурных диапазонах. Однако β (B2) -фаза нестабильна при комнатной температуре. В качестве альтернативы, состав можно отрегулировать так, чтобы три фазы сохранялись при комнатной температуре, увеличивая уровни легирующих добавок, но это часто может сопровождаться образованием ω-фазы (ответственной за снижение пластичности) [28].Однако закалка в воде частично подавляет образование ω-фазы.

Было предложено несколько механизмов улучшения пластичности алюминидов за счет легирующих добавок. При повышении температуры и уменьшении содержания алюминия наряду с небольшим количеством фазы α ₂ пластичность увеличивается из-за увеличения активности скольжения и двойникования. Согласно Цудзимото и Хашимото [29], существующая ковалентная связь будет развиваться в сторону металлической связи, когда количество алюминия уменьшится.Снижение ковалентности происходит также за счет того, что атомы тройных элементов замещают атомы Ti и Al в упорядоченной решетке [30]. Сообщается, что Zr, Nb и Hf занимают позиции Ti, а Ga, Sn, Fe и Ni – позиции Al. V, Cr и Mn могут занимать позиции Ti или Al в зависимости от соотношения Ti / Al, а также от концентрации легирующих элементов [31]. Роль третьего легирующего элемента, такого как Cr, V, Mn и Ni, добавляемого к двухфазному бинарному сплаву, заключается в улучшении пластичности, в то время как такие элементы, как Nb и Ta, как сообщается, улучшают стойкость к окислению [32].

Добавление W, V, Mn и Cr помогает уменьшить размер зерна [29] γ- и α ₂ фаз, что улучшает пластичность. Размер зерен также уменьшается при небольшом добавлении углерода / бора [33]. Избыток углерода> 1000 мас. ppm также приводит к осаждению Ti ₂ AlC, улучшая сопротивление ползучести. B улучшает прочность при комнатной температуре, а также при высоких температурах [34]. Однако избыток бора вредит пластичности из-за образования хрупкой фазы TiB ₂ .Сообщалось, что легирующие элементы, такие как кремний и вольфрам, повышают сопротивление ползучести.

Сильно положительное влияние тантала на процесс рафинирования, механические свойства, окисление и сопротивление ползучести недавно привлекло внимание к алюминидам титана [35]. Добавка Zr к сплавам Ti-Nb β-типа более эффективна для увеличения сверхупругости, максимальной восстановленной деформации и критического напряжения для деформации скольжения по сравнению с добавками Ta и O. О влиянии Zr на стабильность β-фазы также сообщалось для многих сплавов β-типа с низким содержанием Zr [36].

Легирующие элементы были сгруппированы в три категории в зависимости от их особой роли в механических свойствах сплава. Соответствующее добавление комбинации элементов этих категорий, обозначенных как X ₁ , X ₂ и X ₃ , зависит от отношения Ti- (45–49) Al- (1–3) X ₁ – (1 –4) X ₂ – (0,1–1). X ₃ добавляется к двухфазным (γ + α ₂ ) сплавам для обеспечения оптимальной пластичности, стойкости к окислению и сопротивления ползучести:

X _{1 -Mn, улучшает пластичность при комнатной температуре за счет активации деформация двойникования в сплавах на основе γ; Cr, на собственные микроструктурные изменения, в частности, в уменьшении тетрагональности (отношение c / a ) и объема элементарной ячейки фазы γ-TiAl L1 0 , ослабляя направленную ковалентную связь TiAl, уменьшая объемная доля фазы α 2 -Ti 3 Al и измельчение размера зерна.Mo улучшает пластичность при растяжении более эффективно, чем добавка Cr или Mn [37].}

X ₂ —Nb, очень эффективен для повышения стойкости к окислению и прочности.

X ₃ —C / N улучшает сопротивление ползучести; Si и W улучшают сопротивление ползучести в диапазоне температур 550–850 ° C, повышают стойкость к окислению и прочность, но снижают пластичность при комнатной температуре. B улучшает пластичность за счет измельчения зерна. Согласно Naka et al., Добавление тугоплавких легирующих элементов, таких как Re и W, улучшает сопротивление ползучести.Это привело к созданию и исследованию сплава, состоящего из Ti-46.6Al-2Re-0.8Si [38,39].

Принимая во внимание особую роль легирующих элементов, были сформулированы и исследованы различные типы сплавов TiAl: сплав первого поколения , Ti-47Al-1 V-0.3C; сплав второго поколения, Ti-48Al-2 (Cr или Mn) -2Nb; и сплавы третьего поколения , Ti- (45–49) Al- (0–3) (Cr, Mn, V) – (0–5) B- (0,05–0,3) Si. Он в основном разработан с целью улучшения пластичности при комнатной температуре, стойкости к высокотемпературному окислению и сопротивления ползучести.

Добавки железа обычно менее популярны, в первую очередь из-за проблем, связанных с сегрегацией во время процесса затвердевания. Inkson et al. обнаружили, что небольшие количества упорядоченной фазы B2 присутствовали в сплаве, содержащем ~ 45% Al, 1,6% Fe и 1,1% V после термообработки при 1200 ° C с последующим охлаждением в печи. Было обнаружено, что Fe предпочтительно разделяется на фазу B2, имеющую отношение Ti / Al, близкое к таковому для α ₂ -фазы. Сообщалось о сплавах на основе системы Ti-Al-Fe в композиционном пространстве, определяющем пределы трехфазного (γ + α ₂ + β / B2) поля.Показано, что добавление Fe от 1,4 до 2,8 ат.% К бинарным сплавам Ti-44Al может улучшить пластичность при комнатной температуре без ущерба для прочности [27].

Сообщалось о влиянии серебра на стойкость к окислению и вязкость разрушения богатого алюминием гамма-алюминида титана. Было замечено, что добавление серебра к гамма-алюминиду титана увеличивает как твердость, так и ударную вязкость до определенной концентрации, а затем она уменьшается. Стойкость к высокотемпературному окислению увеличивается с увеличением содержания серебра [40].

Кроме того, для обеспечения адекватной стойкости к окислению и сопротивления ползучести при высоких температурах было предложено легирование одним или несколькими элементами, такими как Nb, W, Mo и Ta [16], что способствует образованию Al ₂ O ₃ и имеет тенденцию для замещения атомов титана и увеличения коэффициента диффузии атомов алюминия, приводящего к образованию сплошного слоя Al ₂ O ₃ . Стойкость к окислению алюминидов γ-Ti и их композитов может быть незначительно улучшена путем добавления легирующих элементов, таких как Nb, Mo и W, и примесей, таких как Cl и P [41].

Полностью пластинчатые сплавы TiAl, состоящие из TiAl и небольшого количества Ti ₃ Al, обладают превосходной вязкостью разрушения и сопротивлением ползучести. Новые сплавы TiAl Ti- (40–44) Al- (3,6) Nb- (W и Cr) -Si-C были разработаны для колес турбонагнетателей автомобильных двигателей, которые показали превосходную прочность на разрыв при комнатной температуре и высокой температуре ( 900 ° C) и хорошей стойкостью к окислению при 900 ° C по сравнению с коммерческим сплавом TiAl. Более того, новые сплавы показали гораздо лучшую литейную способность, чем коммерческий сплав TiAl [8].

Сплавы и их применение »Блог о технологиях проектирования

Бронзовая маска из сплава, используемого для изготовления ювелирных изделий (Изображение Мартина Лодемора)

Детали из различных сплавов содержат металлические и неметаллические элементы. Существует большое количество возможных комбинаций различных металлов, и каждый из них имеет свой специфический набор свойств. Использование сплавов безгранично в зависимости от используемых материалов и сложности сплава. Сплавы широко используются в областях, которые включают, но не ограничиваются: летательные аппараты, военные, коммерческие, промышленные, медицинские, жилые и производственные приложения.Такие сплавы, как алюминий, медь, никель, нержавеющая сталь, титан, имеют различное применение в различных областях.

Применение алюминиевых сплавов

Алюминий в сочетании с другими металлами придает прочность и особые характеристики для конкретного применения. Алюминиевые сплавы широко используются в производстве автомобилей и деталей двигателей. Широкий ассортимент качественного алюминия используется в различных областях, таких как транспорт, упаковка, электротехника, медицина, а также строительство домов и мебели.Полеты на больших высотах были бы невозможны без использования прочных алюминиевых сплавов, которые подвергаются огромным нагрузкам и давлению.

Применение медных сплавов

Медные сплавы обладают исключительными электрическими и термическими характеристиками, хорошей коррозионной стойкостью, высокой пластичностью и относительно невысокой стоимостью. Медный сплав используется в герметичных уплотнениях, а медно-оловянные сплавы в основном используются для подшипников скольжения из-за их прочности и пластичных свойств. Медные сплавы также дешевле золота или платины.Благодаря высокой прочности, электропроводности и теплопроводности медные сплавы используются при производстве всех видов электрооборудования.

Использование никелевых сплавов

Никелевые материалы внесли значительный вклад в развитие современного общества. Никелевые сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью и жаростойкостью. Никелевые сплавы используются в самых разных областях, таких как авиационные газовые турбины, ядерные энергетические системы, и широко используются в химической и нефтехимической промышленности.Несколько никелевых сплавов используются в контрольно-измерительном оборудовании для определения и контроля электрических характеристик.

Использование сплавов нержавеющей стали

Для снижения потерь от коррозии широко используются нержавеющие стали. Сплавы нержавеющей стали используются для многих коммерческих применений, таких как ремешки для часов, столовые приборы и т. Д. Нержавеющие сплавы используются для изготовления труб, предназначенных для размещения на дне моря. Нержавеющие сплавы также широко используются в электронной, сельскохозяйственной, автомобильной и железнодорожной промышленности.Сорта нержавеющей стали используются для транспортировки сыпучих влажных материалов, резервуаров, контейнеров, конвейеров, дымоходов и многих других.

Использование титановых сплавов

Титановые сплавы имеют более высокую температуру плавления, чем нержавеющие стали. Благодаря высокой прочности, ударной вязкости и жесткости многие титановые сплавы используются в аэрокосмических конструкциях и других высокопроизводительных приложениях. Титановые сплавы используются для изготовления различных деталей космических аппаратов, реактивных двигателей и планера для снижения веса и повышения эффективности самолетов.Устойчивость к коррозии позволяет использовать его в химической, нефтехимической и биохимической отраслях.

Сплав с памятью формы

( SMA , смарт-металл , металл с эффектом памяти , сплав с памятью , мускульная проволока , смарт-сплав ) представляет собой сплав, который «запоминает» свою первоначальную форму, полученную методом холодной ковки: возвращение пре- деформированная форма при нагревании. Этот материал представляет собой легкую твердотельную альтернативу обычным приводам, таким как гидравлические, пневматические и моторные системы.Сплавы с памятью формы находят применение в таких отраслях, как медицина и авиакосмическая промышленность.

Односторонняя и двусторонняя память формы

Сплавы с памятью формы обладают различными эффектами памяти формы. Двумя общими эффектами являются односторонняя и двусторонняя память формы

Артикул:

http://www.ehow.com/list_6708135_different-types-alloys-use.html

Образовательная электроника США: металлы и неметаллы – часть XVI

Pricecope Diamond Journal: Обзор распространенных сплавов, используемых в ювелирных изделиях

http: // en.wikipedia.org/wiki/Shape_memory_alloy

23 февраля 2011 @ 12:50

Преимущества сплавов над чистым металлом

Сплавы

решают многие проблемы, связанные с использованием чистых металлов для различных проектов. Чистые металлы мягче, подвержены коррозии и дороже сплавов.Следовательно, свойства сплавов открывают больше возможностей и применений, чем чистые металлы. Чтобы оценить эти преимущества, узнайте, чем эти материалы различаются по своим свойствам и применению. Выбирая сплавы, у вас есть лучшие варианты для отливок и других металлических проектов, чем при использовании чистых металлов.

Что такое сплав?

Сплавы объединяют два или более веществ для создания продукта с лучшими свойствами, чем любая из его частей. Обычно сплавы являются продуктом смешения металлов, хотя существуют и другие сплавы, в которых используются металлы и неметаллы.Например, углерод – неметаллический компонент стали.

Большинство сплавов начинается с плавления и объединения двух или более металлов. Во время этого процесса смешивания металлы также могут подвергаться очистке для удаления загрязняющих веществ, которые могут отрицательно повлиять на продукт. Различные методы производства сплавов работают для защиты расплавленной смеси от окисления. При плавлении на воздухе шлак, который образуется наверху, блокирует кислород от загрязнения сплава внизу. Плавление сплавов в вакууме также предотвращает окисление.Дуговая плавка и индукционная плавка – это два варианта создания сплавов, использующих электричество для облегчения процессов плавления и смешивания.

Сплавы настолько важны для производства и промышленности, что эпохи в истории человечества получили свои имена, связанные с определенными материалами. Например, бронзовый век ознаменовал собой эпоху, когда люди открыли, как сделать этот сплав, сочетая медь и олово. Латунь – это смесь цинка и меди. Хотя эти сплавы были жизненно важными для древнего мира и до сих пор находят множество применений, стальные сплавы являются наиболее часто используемыми типами в промышленности.Алюминиевые сплавы также ценны в производстве, особенно для автомобильных компонентов. Латунь и бронза – это другие сплавы, которые часто используются для изготовления фитингов, деталей сантехники и подшипников.

Свойства сплавов

Конкретные свойства сплавов

зависят от металлов, использованных для их создания. Например, когда золото плавится с цинком, полученный сплав имеет блеск золота, но с дополнительной прочностью, обусловленной добавлением цинка. Металлурги выбирают типы металлов для объединения в сплавы на основе желаемых характеристик конечного продукта.

По сравнению с чистыми металлами сплавы имеют лучшую коррозионную стойкость, более низкую стоимость, более высокую прочность и лучшую обрабатываемость. Производство и состав сплавов определяют такие особенности, как обрабатываемость, пластичность и хрупкость.

Преимущество сплавов

Сплавы

обладают множеством преимуществ, которых нет у чистых металлов. Используя сплавы, вы получаете преимущество индивидуальной смеси металлов, сочетающей в себе положительные свойства материалов. В зависимости от компонентов сплава, изделия, в которых они используются, могут иметь следующие преимущества по сравнению с изделиями из чистых металлов:

• Коррозионная стойкость
• Лучшая паяемость
• Долговечные детали
• Более легкий вес для прочности
• Теплопроводность
• Электропроводность

Эксперты по выбору сплавов и сочетанию металлов для получения идеальных пропорций могут оптимизировать их свойства для используемого продукта.

Примеры сплавов

Сплавы включают несколько типов комбинаций металлов. Вот несколько примеров сплавов и их применения.

• Состав латуни: Этот универсальный сплав, который когда-то назывался красной латунью, лучше всего подходит для отливок, требующих умеренной обрабатываемости и прочности, таких как сантехническое оборудование или трубопроводная арматура.
• Клапан из составной латуни: Имеет аналогичный состав и используется как составная латунь.
• Марганцевая бронза: Высокопрочный сплав для тяжелых условий эксплуатации, за исключением сред, требующих коррозионной стойкости.
• Оловянная бронза: Используется в различных втулках, деталях клапанов, шестернях, насосах, поршневых кольцах и подшипниках.
• Алюминиевая бронза: По прочности равна марганцевой бронзе. Кроме того, он обеспечивает отличную коррозионную стойкость.
• 713.0 алюминиевый сплав: Не требует термической обработки для придания прочности и может работать в областях, которые предъявляют высокие требования к сплаву.
• Алюминиевый сплав A356.0: Устойчивый к горячему растрескиванию, легко поддается сварке и пригоден для механической обработки, этот алюминиевый сплав подходит для автомобильных компонентов, таких как картеры трансмиссии, картеры заднего моста и масляные поддоны.
• Титановые сплавы: Стойкость титана к коррозии делает эти сплавы особенно хорошими для использования на море, например в компонентах подводных лодок.
• Другие сплавы цветных металлов
• Другие латунные и бронзовые сплавы
• Другие алюминиевые сплавы

Что такое чистый металл?

Чистые металлы не содержат других ингредиентов. Эти металлы проявляют только свои природные свойства. Однако многие металлы обладают нежелательными свойствами, которые делают их использование в чистом виде неприемлемым для промышленного применения.Например, многие чистые металлы, такие как золото, по своей природе мягкие из-за их однородной атомной структуры. Однако, смешивая их с разными металлами, сплавы вводят новые атомы, которые усиливают материал.

Свойства чистых металлов

Чистые металлы обладают различными свойствами. Однако многие из них подвержены коррозии или ржавчине, например, железо. Смешивание железа с другими металлами дает нержавеющую сталь, устойчивую к ржавчине.

Вес – еще одно свойство чистых металлов, исправленное легированием.Некоторые металлы, такие как золото или железо, обладают естественной плотностью. Однако их сочетание с алюминием или титаном увеличивает прочность при одновременном снижении веса. Во многих аэрокосмических проектах используются титановые сплавы для обеспечения дополнительной прочности и меньшего веса, которые были бы невозможны с чистыми металлами.

Примеры чистого металла

Чистые металлы появляются в природе. Рассмотрим эти примеры чистых металлов и то, как они улучшают сплавы.

• Золото: Может служить в качестве основного металла в сплаве, чтобы обеспечить красоту ювелирных изделий или электропроводность в электронике.
• Титан: Повышает прочность, не увеличивая вес сплавов.
• Медь: Этот металл обеспечивает коррозионную стойкость, термическую и электрическую проводимость и пластичность по сравнению с легированными металлами.
• Алюминий: Как и титан, алюминий является основным металлом, добавляемым к сплавам для повышения обрабатываемости, устойчивости к коррозии и снижения веса.
• Цинк: Цинк чаще всего используется при гальванизации стали для защиты от коррозии.
• Олово: Олово хорошо работает во многих областях холодной обработки, включая прядение, прокатку и экструзию. Кроме того, он обеспечивает защиту от коррозии для других металлов при их легировании.

Вышеупомянутые чистые металлы могут также объединяться друг с другом или с другими металлами для получения сплавов.

Чем сплав отличается от чистого металла?

Комбинация металлов дает сплавы с более желательными свойствами, чем те, которые содержатся в чистых металлах.Физические и химические свойства делают сплавы предпочтительными для множества промышленных применений в различных секторах. Отличия сплавов и чистых металлов заключаются в следующем.

Сплавы и чистые металлы: физические свойства

Сплавы имеют физические свойства, отличные от чистых металлов. Эти изменения включают поправки на массу, проводимость, удобоукладываемость и термостойкость.

По массе легированные металлы могут быть менее плотными, чем чистые металлы, при сохранении той же прочности.Автомобильная и авиакосмическая промышленность ценит алюминиевые и титановые сплавы за их легкую прочность.

Проводимость определяет, насколько хорошо металлы или сплавы могут переносить электроны для передачи тепла или электричества. Объединение различных металлов может улучшить или уменьшить передачу тепла или электричества, в зависимости от конечного использования продукта. Например, медные сплавы обладают высокой проводимостью из-за врожденной способности меди хорошо переносить электроны.

Технологичность показывает, насколько хорошо материалы могут выдерживать изменение своей формы в результате холодных или нагретых методов.Некоторые чистые металлы настолько мягкие, что обладают хорошей обрабатываемостью, но низкой прочностью. Их легирование увеличивает прочность и удобство использования. Например, холодная обработка и добавление в сплавы быстро придают дополнительную прочность чистому олову.

Наконец, термостойкость или температура плавления чистых металлов изменяются при их легировании с другими материалами. Чистые металлы имеют одну точку плавления, температуру, при которой их твердая форма превращается в жидкость. Однако сплавы имеют диапазон температур, который может вызвать изменения в структуре материала.Часто этот диапазон выше, чем для отдельных металлов. Таким образом, сплавы в большинстве случаев обладают превосходной стойкостью к термическому напряжению по сравнению с чистыми металлами.

Легирование чистого металла изменяет физические свойства, улучшая их для увеличения числа возможных применений сплавов.

Сплавы против чистых металлов: химические свойства

Наиболее существенная разница между сплавами и чистыми металлами происходит на молекулярном уровне. У них нет одинаковой химии.Чистые металлы имеют атомы только этого элемента – например, все железо или золото. Эти чистые металлы обычно подвергаются процессам для удаления примесей из других материалов. Сплавы имеют атомные компоненты, состоящие из множества элементов. Следовательно, они имеют химическую структуру, отличную от чистых металлов.

Физические свойства изменяются из-за изменений на атомарном уровне. Эти изменения происходят из-за того, что химический состав металлов при легировании меняется. Например, чистые металлы часто легко вступают в реакцию с другими химическими веществами в окружающей среде, что приводит к образованию ржавчины.Смешивание этих металлов с другими для предотвращения коррозии увеличивает их долговечность.

Другой тип химического изменения, происходящего при смешивании металлов, – это повышенная молекулярная стабильность материала. Движение атомов внутри структуры металла может повлиять на прочность материала. Атомы легко проходят через чистые металлы, потому что все они одинаковы. Однако смешивание одного металла с другим приводит к появлению атомов разного размера, которые затрудняют движение, делая сплавы более прочными.

Преимущества сплавов в отливках – почему сплавы более полезны, чем чистые металлы?

Различия между чистыми металлами и сплавами делают сплавы более полезными для нескольких применений.Выбирая смесь металлов в сплаве, вы можете выбрать материал, который соответствует требованиям его конечного использования. Например, если вы предпочитаете нержавеющую сталь железу, вы получаете более долговечный, устойчивый к коррозии металл, который лучше противостоит погодным условиям.

Сплавы обладают коррозионной стойкостью, чистые металлы не могут. Поэтому они полезны в ситуациях, когда они могут подвергнуться воздействию химикатов, воды, морской соли или пара. Эта среда быстро изнашивает многие чистые металлы, такие как железо.

Еще одно преимущество сплавов перед чистыми металлами – их повышенная прочность. Комбинация металлов повышает структурную целостность готового продукта. Это качество делает сплавы полезными для работы в тяжелых условиях или при высоких нагрузках, например, в двигателях.

Наконец, выбор сплавов вместо чистых металлов дает вам больше возможностей контролировать вес готовой детали. Сплавы могут обладать прочностью, не утяжеляя автомобили, самолеты или другие транспортные средства, для изготовления которых требуются легкие и прочные металлы.

Почему для отливок следует использовать сплавы вместо чистых металлов?

Хотя преимущества сплавов перед чистыми металлами очевидны, многие люди все еще задаются вопросом: «Почему сплавы предпочтительнее чистых металлов в отливках?» Этот общий вопрос необходимо решить, чтобы клиенты могли выбрать правильный металл для своей продукции.

Из-за структуры чистых металлов в готовой продукции может возникнуть ряд проблем. Металлы могут легко подвергаться коррозии или не соответствовать требованиям к прочности.Кроме того, использование чистых металлов может сделать детали слишком дорогими или тяжелыми для массового производства. Сплавы преодолевают эти проблемы из чистых металлов, создавая прочные компоненты, детали с большей коррозионной стойкостью, меньшим весом, большей термостойкостью или меньшими затратами. Поэтому при выборе отливок лучшим вариантом будут сплавы.

Сплавы

во многих отношениях превосходят чистые металлы для отливок. Следующий выбор – определение типа используемых сплавов. Комбинация металлов, их пропорции и процесс литья будут влиять на свойства создаваемых компонентов.Поэтому тщательно выбирайте сплавы, исходя из того, что от них требуется. Например, для некоторых деталей может потребоваться дополнительная прочность, меньший вес, большее тепловое сопротивление, лучшая защита от коррозии или улучшенная работа под нагрузкой.

Как контроль качества в процессе литья имеет значение

Конкретный процесс, используемый для литья, также влияет на качество, почти так же, как выбор между использованием сплава и чистого металла. Чистым металлам присущи проблемы, которые преодолевает их объединение в сплавы.Однако при литье из сплавов необходимо соблюдать осторожность, чтобы гарантировать качество готовой детали.

Во-первых, размер и форма зерен в материале определяют качество отливки. В процессе следует использовать более низкие температуры сплава, заливаемого в отливку, и более высокие скорости охлаждения для оптимизации конечного продукта. При литье под давлением охлаждение формы ускоряет охлаждение металла по сравнению с литьем в песчаные формы, производя более мелкие зерна. В некоторых случаях добавление измельчителей зерна также может помочь уменьшить размер частиц в сплавах.

Во-вторых, изменение состояния сплавов также влияет на конечное качество. Фазовые изменения, такие как замерзание, вызывают проникновение включений в промежутки между ветвями дендритов. Большее пространство между этими рычагами отрицательно сказывается на качестве заброса.

В-третьих, минимизация попадания воздуха в отливку снижает пористость. Быстрое охлаждение отливки может уменьшить попадание воздуха в металл. Однако при литье под давлением воздух все равно будет попадать в деталь. Однако есть способы минимизировать загрязнение воздуха.Для этого можно использовать другие методы, кроме литья под давлением. Литье под действием силы тяжести или под низким давлением может решить проблему пористости и последующей хрупкости, которую она вызывает.

Литейные сплавы Warner Brothers

Откройте для себя ваш источник высококачественных отливок из сплавов, доставленных в кратчайшие сроки. Узнайте больше о наших предложениях по литью цветных металлов и их преимуществах. Мы используем уникальный процесс, известный только нашей литейной компании. Поэтому никто другой не может обеспечить то качество, которое мы делаем.Интегрируя первоклассные материалы с нашим запатентованным процессом, мы можем добиться непревзойденных результатов в отливках из сплавов и многом другом. После того, как вы определились с параметрами вашего проекта, свяжитесь с нами в Warner Brothers Foundry для получения расценки.

различных типов сплавов и их свойства – Введение

Сплав играет очень важную роль в нашей повседневной жизни, даже если не пройдет и дня без использования сплава. Наша посуда на кухне, автомобили, компьютеры, мобильные телефоны, стулья и т. Д.используют различные типы сплавов, что означает, что многие сплавы были изготовлены и используются людьми. Большая часть из машиностроительного и медицинского оборудования, станков, инструментов производится компанией Alloys.

Что такое сплав?

Сплав – это материал, содержащий смесь двух или более металлов. Металлический сплав может быть использован для обеспечения повышенной прочности или более легкого материала.

Свойства сплава

Различные сплавы обладают разными свойствами, такими как прочность, пластичность, внешний вид и т. Д. Из меди и олова делают бронзу , важный сплав, более твердый, чем медь. Это качество использовалось для запечатления цивилизации и истории человечества на протяжении тысячелетий, называемого бронзовым веком. В нашей повседневной жизни человечество использует сплавы почти во всех областях, где используются металлы. Большинство известных элементов участвуют в производстве сплавов, поэтому у нас есть десятки тысяч изделий из сплавов. Сплавы привлекательны своим улучшенным качеством для использования чистых элементарных металлов.

Как сделать сплав?

Сплавы могут быть получены путем объединения двух или более металлических элементов в расплавленном состоянии или путем связывания металлических порошков.Различные сплавы имеют разные желаемые свойства, такие как прочность, внешний вид или пластичность. Количество возможных комбинаций сплавов практически бесконечно, поскольку любой металл можно легировать попарно или многократно. Некоторые сплавы обладают твердостью, некоторые – низкой температурой плавления, а некоторые – лучшими магнитными или электрическими характеристиками; некоторые обладают высокой устойчивостью к коррозии.

Это происходит из-за изменений внутренних и внешних характеристик в процессе изготовления сплавов.Коррозионно-стойкие сплавы легко формуются и соединяются с использованием обычных технологий и оборудования. Изделия из сплава твердого раствора обычно используются в отожженном состоянии.

Сплавы, способные к старению, лучше всего изготавливать в отожженном состоянии с последующим старением или отжигом и последующим старением для достижения высокой прочности. Коррозионно-стойкие сплавы обычно образуются при комнатной температуре. Если требуется сильная деформация, может потребоваться либо использование нескольких деформаций с отжигом, выполняемым между операциями, либо деталь может быть нагрета до повышенной температуры, при которой возможна большая деформация.

После горячей штамповки детали должны быть отожжены для восстановления коррозионной стойкости. В большинстве случаев холодногнутые детали можно вводить в эксплуатацию без отжига. Однако, если окружающая среда может вызвать коррозионное растрескивание под напряжением, холодногнутые детали следует отжечь. Сплавы, упрочненные старением, обычно не используются в средах, которые могут вызвать коррозию под напряжением.

Различные типы металлических сплавов

Изображение сплава

Подшипниковые сплавы: Он используется для выдерживания достаточного давления при скользящем контакте с другим металлическим корпусом, обычно известным как вращающийся вал двигателя, генератора, транспортных средств и различных типов гребных винтов.

Коррозионно-стойкие сплавы: Благородный металл используется для изготовления коррозионно-стойких сплавов, которые вначале окисляются и действуют как разделительный слой, предотвращающий химическое воздействие других материалов или коррозионной среды. Примерами этих сплавов являются нержавеющая сталь и алюминиевый сплав.

Супер-аустенитный сплав нержавеющей стали (SASS Alloy): В последние десятилетия 20-го века технология нержавеющей стали сделала гигантский скачок вперед с разработкой высоконикелевых нержавеющих сталей, усиленных добавлением азота для повышения прочности и коррозии. сопротивление.Эти сплавы обычно содержат около 6% молибдена, поэтому они обеспечивают отличную стойкость к локальной коррозии в восстановительной и смешанной кислотной среде. Они также содержат достаточно хрома для устойчивости к окислительным средам.

Высокопрочные коррозионно-стойкие сплавы: предлагает коррозионно-стойкие сплавы, которые по существу являются дисперсионно-твердеющими (стойкими к старению) версиями своих аналогов в твердом растворе. Эти продукты обладают коррозионной стойкостью по сравнению со стандартными сплавами, но более чем вдвое превышают их прочность.Кроме того, дисперсионно-твердеющие сплавы могут быть изготовлены до термообработки, когда они относительно мягкие и пластичные, а затем термически обработаны послесловно для развития высокой прочности.

Другие сплавы: Стоматологический сплав и Сплав для литья под давлением , которые широко используются в нашей повседневной жизни.

Стальные сплавы

Комбинация железа и небольшого количества углерода дает разнообразие стальных изделий.