Виды сплавы металлов: СПЛАВЫ | Энциклопедия Кругосвет

alexxlab | 12.02.2023 | 0 | Разное

Металлы и сплавы

Лекция № 11

Общие сведения о металлах, их свойствах, кристаллическое строение.

Виды сплавов: механическая смесь, твердый раствор, химическое соединение.

Благородные металлы и сплавы.

Металлы – это вещества, обладающие рядом характерных свойств. Они хорошо отражают свет, что обуславливает их непрозрачность и блеск; обладают хорошей тепло- и электропроводностью, повышенной пластичностью. Этими свойствами обладают и смеси двух и более металлов или сплавы. Металлы проявляют различную активность по отношению к кислороду. Медь, железо, алюминий окисляются при обычных условиях, золото, платина – даже при накаливании не соединяются с кислородом, поэтому встречаются в природе в чистом виде, в виде самородков. Химическое соединение металлов называется рудами. Выделение металлов из рудных соединений производят несколькими способами:

а) восстановлением металлов при нагревании,

б) восстановлением металла действием окиси углерода,

в) восстановлением металла из солей действием другого более активного металла

г) восстановлением металла методом электролиза.

Штейнгарт и Батовский все металлы делят на черные и цветные. Черные, в свою очередь, на железные (железо, кобальт, никель), тугоплавкие: ( температура плавления выше 1529 градусов), урановые (актиноиды) и редкоземельные («лантаноиды» – лантан, церий.).

Цветные металлы подразделяются на легкие (алюминий, магний), благородные (серебро, золото, платина, палладий) и легкоплавкие ( цинк, кадмий, олово).

Все металлы имеют кристаллическое строение. В жидком состоянии атомы располагаются хаотически. При затвердевании образуется кристаллическая решетка, т.е. происходит кристаллизация, состоящая из двух фаз:

а) зарождение в жидком металле центров кристаллизации или зародышей и

б) рост зародышей.

Каждый центр кристаллизации имеет решетку, свойственную данному металлу. Чем быстрее идет охлаждение, тем больше образуется центров кристаллизации, тем мелкозернистое будет металл.

При охлаждении расплавленного металла температура понижается ниже истинной температуры плавления, а металл еще может оставаться в жидком состоянии. Такое запаздывание кристаллизации называется переохлаждением, а разница между температурой кристаллизации и температурой плавления – степенью переохлаждения. Это явление присуще всем металлам.

Три вида взаимодействия между металлами, входящими в сплав. Свойства сплава

В чистом виде металлы не удовлетворяют всем требованиям, поэтому используют способность металлов смешиваться для получения сплавов с полезными свойствами. Некоторые металлы и сплавы при разной температуре и давлении могут существовать в различных кристаллических формах. Это свойство вещества называется полиморфизмом или аллотропией. При этих превращениях один вид превращается в другой. При затвердевании сплавов могут образоваться три вида взаимодействия между компонентами, входящими в сплав: механическая смесь, твердый раствор и химическое соединение.

Механическая смесь образуется тогда, когда металлы обладают полной взаимной нерастворимостью и не образуют химических соединений.

Под микроскопом видна разница в строении решеток. Примером смеси является легкоплавкие сплавы ((свинец-олово-висмут), (кадмий-висмут)). Такие сплавы имеют наименьшую, хорошо выраженную температуру плавления и в расплавленном состоянии обладают хорошей текучестью.

Твердый раствор образуется при взаимной растворимости металлов. Это однородное кристаллическое тело, в котором в решетку металла-растворителя входят атомы растворенного вещества, причем атомы одного вещества могут замещать атомы другого( хром и никель, золото и платина, серебро и палладий, КХС). Если эти сплавы охлаждать неправильно, могут получиться неоднородные кристаллы. Первые кристаллы будут иметь больше тугоплавкого компонента. Если такую внутрикристаллическую ликвацию не устранять, зуботехнические изделия не будут обладать необходимыми свойствами. /Устраняют ее нагреванием./Однородные твердые растворы имеют

аустенитную, мелкозернистую структуру, обладает повышенной твердостью, прочностью без понижения пластичности, что само по себе, очень ценно. Химическое соединение имеет совершенно новые качества и структуру и возникает при сплавлении некоторых металлов (медь и алюминий) и металлов с неметаллами. Как правило, химическое соединение металлов отличается твердостью и хрупкостью. Например, олово и магний – металлы в отдельности мягкие, а их химическое соединение Mg2Sn – хрупкое вещество. Сплавам присущи практически все свойства, которыми обладают металлы.

Металлы и сплавы – Технический труд

Здравствуйте, ученики!  Вас приветствует учитель технологии Попов Александр Владимирович.   Сегодня я хочу вас познакомить с очень интересной темой “металлы и сплавы”.                   Как вы думаете, что представляют собой металлы? Металлы- (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокая тепло- и электропроводность, высокая пластичность и металлический блеск.С ними первобытный человек познакомился несколько тысячелетий тому назад.    Наверняка вы даже и не подразумеваете, что многие вещи которые вас окружают состоят из различных металлических сплавов.   Пожалуй, без преувеличения можно смело сказать, что металл является самым распространенным материалом, человечество активно использует его не только в производстве, но и в быту. Если в первобытные времена, когда металл только стал входить в жизнь человека, люди еще могли спокойно обойтись без него, то на сегодняшний день обойтись без металла не сможет ни один человек. Ведь его применение в различных видах просто необходимо в дорожном и жилищном строительстве, в машиностроении и иных отраслях.  Например: столовые приборы,кастрюли,корабли,мосты,фляги и т.д.  А что вы знаете о металлах и их сплавах? Чтобы ответить на этот вопрос предлагаю вам посмотреть презентацию.                  Металлы и сплавы       Ну что понравилось? Сейчас  я ещё покажу вам  какие металлы и сплавы применяются в машиностроении Металлы и сплавы в машиностроении Теперь я хочу вам показать, как происходит  процесс литья металла на заводе. Для этого посмотрите пожалуйста этот видеоролик. Все металлы делятся на чёрные и цветные.     Чёрные металлы – это сплав железа с углеродом в которых более 2,14%. Это значит что в 100 кг железа содержится примерно 3 кг углерода и разных примесей. Они нашли своё применение в основном в машиностроении. Обычно серебристо-белого цвета. Например:железо,чугун,титан и т.д.    Цветные металлы –  это медь, алюминий, цинк, олово, свинец, никель, хром, серебро и другие металлы, кроме железа и его сплавов. Они имеют общее свойство образовывать на поверхности окислительную пленку, которая предотвращает дальнейшую коррозию металла. Нашли своё применение в отрасли цветной металлургии и изделиях из драгоценных металлов.    Все сплавы имеют различные свойства например:теплопроводность,гибкость,ковкость,вязкость, плотность,коррозию и т. д. Поэтому не делают допустим колокол из олова,а применяют в основном бронзу.  Практическая работа Ответьте на вопросы: 1. Когда человек познакомился впервые с металлом? 2. В каких отраслях используются сплавы? 3. Кто внес неоценимый вклад в развитии металлургии? 4. При какой температуре делают литьё и почему нельзя выполнить этот процесс в домашних условиях? 5. В каких печах выплавляют металл? 6. Железо обычно какой имеет цвет? 7. Что такое коррозия и почему она происходит?           Интерактивное задание №1     Интерактивное задание№2 Для закрепления материала пройдите тест Тест “Металлы и сплавы”  Мой материал вы можете найти в вике статье перейдя по этой ссылке  Эту тему вы можете  обсудить в этом блоге  А если у вас возникнут какие либо вопросы, то вы можете писать на этот электронный адрес  aleksandrpopov1989@gmail. com На этом урок закончен. Спасибо всем за внимание, до скорых встреч! Литература: Технология: Учебник для учащихся 6 классов общеобразовательной школы. Раздел:”Основные сведения о металлах” 1991 г. Стр.5-14. Авторы учебника : Мигур П.Х.,Рихвк Э.В. Ссылки на ресурсы: Изображение сплавов Изображение металлов  История металлов Цветные металлы и сплавы Химические и физические свойства металлов Чёрные руды Плотность металлов

Типы сплавов и их применение

Нравится? Поделись!

В повседневной жизни мы сталкиваемся с различными типами сплавов. Они вокруг нас; в посуде, которую мы используем, декоративных предметах в доме и т. д.

Металлические материалы, состоящие из комбинации более чем одного металла и какого-либо другого элемента или металла, называются сплавами.

Когда два или более металлов или неметаллов соединяются вместе и тщательно смешиваются путем сплавления, электролитического осаждения и т. д., конечный продукт или полученный сплав становится прочнее и долговечнее для практического использования по сравнению с основным металлом. Для изготовления сплавов используются различные металлы: цинк, медь, олово, алюминий, хром, никель, серебро и т. д. Кроме того, для изготовления сплавов используются различные неметаллические элементы: углерод, бор, сера, цинк и т. д. В зависимости от в зависимости от состава металла или неметалла в сплаве образуются различные типы сплавов.

Существует множество различных типов сплавов, изготовленных из комбинации металлов и неметаллов. Могут быть различные типы сплавов металлов, такие как бинарные сплавы, которые создаются путем объединения двух материалов, либо двух металлов, либо одного металла и одного неметалла, или тройные сплавы, которые создаются путем сочетания трех элементов. Для образования сплава необходимо присутствие хотя бы одного металла. В этой статье мы рассмотрим только некоторые распространенные типы и их использование.

Сплав нержавеющей стали и его применение

Состав
Это название нержавеющей стали обычно относится к сплавам металлов, содержащим 10,5% или более хрома (Cr) и 50% железа (Fe). Присутствующий в нем хром придает нержавеющей стали высокую коррозионную стойкость. Чистое железо нестабильно и естественным образом подвергается коррозии в результате образования ржавчины. Добавление хрома предотвращает соединение железа с кислородом и водой с образованием ржавчины. Этот сплав с высокой устойчивостью к пятнам выглядит ярким благодаря своей способности отражать свет. Существуют различные типы нержавеющей стали в зависимости от количества в них хрома, железа и других металлов.

Тип нержавеющей стали	Состав
Мартенситный	Железо, 12–14 % хрома, 0,1–1 % углерода, 0,2–1 % молибдена
Ферритный	Железо, 11-18% (17%) Хром, 0,08-0,2% Углерод
Аустенитный	Железо, 17–25 % хрома, 10–20 % никеля, 0,15–2 % углерода
Дуплекс	Железо, 19-28% хрома, менее 5% молибдена, 1-6% никеля

Где используется?
Используется для изготовления кухонной утвари, так как нержавеющая сталь является одной из самых гигиеничных поверхностей для хранения и приготовления пищи. Они не влияют на вкус пищи и не вступают в реакцию с кислыми продуктами во время приготовления. Более того, поскольку на его поверхности нет пор, на нем не собираются микробы, грязь или копоть, что делает его очень легким в уходе. Помимо посуды, нержавеющая сталь также используется для изготовления хирургических инструментов, арматурных стержней, опор для каменной кладки, барабанов стиральных машин, кораблей, танкеров-химовозов и т. д.

Сплав латуни и его применение

Состав
Латунь, образованная комбинацией цинка и меди, представляет собой сплав красновато-коричневого цвета от светло-желтоватого до темного. Цветовая гамма будет отличаться в зависимости от количества цинка, присутствующего в латуни. Чем выше содержание цинка, тем светлее будет цвет. Опять же, латунь можно разделить на несколько типов в зависимости от ее состава. Вот несколько из них.

Типы латунного сплава	Состав
Адмиралтейская латунь	Медь, 28 % цинка, 1 % олова
Красная латунь	Медь, 5 % олова, 5 % свинца и 5 % цинка
Желтая латунь	Медь, 33% цинка
Белая латунь	Медь, >50% цинка
Алюминий Латунь	76% медь, 22% цинк, 2% алюминий
Никель Латунь	70 % меди, 24,5 % цинка и 5,5 % никеля
Бессвинцовая латунь	Медь, цинк и менее 0,25% свинца
Марганцевая латунь	70 % меди, 29 % цинка и 1,3 % марганца

Где используется?
Латунь ковкая, хорошо проводит тепло, устойчива к коррозии в соленой воде и т. д., поэтому из нее изготавливают изделия, контактирующие с агрессивными средами, такие как трубы, уплотнительные прокладки и некоторые архитектурные элементы отделки. Превосходные акустические свойства латуни делают ее подходящей для изготовления духовых музыкальных инструментов. Такие инструменты, как эуфониум, тромбоны, саксофон, туба, рожки и т. д., изготавливаются из латуни. Кроме того, поскольку латунь не тускнеет, из нее также изготавливают посуду, столовые приборы и другие мелкие декоративные предметы. Его свойство теплопроводности делает его полезным в производстве радиаторов и теплообменников, таких как масляные радиаторы, кондиционеры и сердцевины нагревателей.

Сплав стерлингового серебра и его применение

Состав
Серебро в чистом виде податливо, пластично и чрезвычайно мягко. Эта крайняя мягкость облегчает работу, однако имеет и свои недостатки. Это приводит к тому, что серебро легко царапается и деформируется, что делает его непригодным для изготовления функциональных предметов. Таким образом, чистое серебро (92,5%) соединяется с 7,5% металлической меди, чтобы получить серебро 925 пробы. Медный металл дает серебро, требуемую достаточную прочность. Помимо меди, к серебру могут быть добавлены даже германий, платина и цинк, чтобы получить стерлинговое серебро.

Где используется?
Стерлинговое серебро используется для изготовления ювелирных изделий из серебра 925 пробы. Другое популярное использование стерлингового серебра — изготовление посуды. Серебряные ножи, ложки, вилки, подносы и чайные сервизы изготавливаются и используются элитой. Поскольку стерлинговое серебро по своей природе асептично, а также устойчиво к антисептикам, термической стерилизации и биологическим жидкостям, оно используется в производстве медицинских инструментов. Кроме того, он также используется для изготовления музыкальных инструментов, таких как флейта и саксофон.
Это были только три типа сплавов и их применение. Сплавы действительно полезны, потому что металлы в чистом виде очень деликатны, чтобы их можно было использовать для изготовления функциональных предметов. Однако благодаря образованию сплавов мы смогли найти хорошее применение всем этим металлам.

Без категорий

Получайте обновления прямо в папку “Входящие”

Подпишитесь, чтобы получать последние и лучшие статьи с нашего сайта автоматически каждую неделю (плюс-минус)… прямо в папку “Входящие”.

Обновления блога

Адрес электронной почты *

Выбор подходящего сплава для индивидуального изготовления

Выбор подходящего сплава для индивидуального изготовления — это первый и зачастую самый важный шаг в создании высококачественного продукта или компонента. Есть много факторов, которые следует учитывать при выборе металлического сплава для вашего изготовления, и существует множество различных сплавов. В этом сообщении блога мы включили несколько наиболее широко используемых сплавов, хотя существуют сотни других.

Выбор подходящего сплава для вашего индивидуального проекта изготовления

Чтобы выбрать правильный сплав для вашего индивидуального проекта изготовления, важно знать задачу, которую будет выполнять компонент или продукт, среду, в которой он будет работать, и напряжения, которые он должен выдерживать. выдержать. Вот несколько факторов, о которых вам следует знать, хотя это не исчерпывающий список.

• Температура : Многие металлы деформируются или замерзают при высоких или низких температурах. Температурные соображения особенно важны, если ваш продукт или компонент будут работать на открытом воздухе или если трение или охлаждающая жидкость будут вызывать перепады температуры.
• Коррозионная стойкость : Все металлы в той или иной степени подвержены коррозии, хотя некоторые сплавы более устойчивы к коррозии, чем другие. Если ваш продукт или компонент будет контактировать с влагой, солями, кислотами или щелочами, важно выбрать сплав, устойчивый к коррозии.
• Долговечность : Существует множество различных типов долговечности. Например, некоторые сплавы обладают высокой устойчивостью к изгибу или деформации, но ломаются при достижении определенного порога, в то время как другие изгибаются под давлением. Учитывайте величину силы или веса, которую должен выдерживать сплав, а также тип силы, с которой он будет сталкиваться.
• Вес : Если компонент машины слишком тяжелый, остальные компоненты машины будут работать с большей нагрузкой. Важно знать, насколько тяжелым может быть компонент или продукт, прежде чем он станет непрактичным.
• Процесс изготовления : Некоторые сплавы сложнее сваривать, обрабатывать или формовать, что усложняет процесс изготовления. Знание того, как будет производиться продукт, может помочь выбрать правильный сплав.
• Стоимость : Стоимость материалов всегда имеет значение. Если поиск подходящего сплава означает чрезмерное увеличение вашего бюджета, вам необходимо провести переоценку. Имейте в виду, что стоимость не ограничивается первоначальной стоимостью самих материалов. Стоимость может также включать в себя содержание компонента или стоимость замены, если он подвергся коррозии или повреждению.

Многие из этих факторов связаны с уравновешиванием. Например, металлы с высокой прочностью, как правило, тяжелее и дороже. Металлы с высокими температурными порогами или коррозионной стойкостью могут быть более сложными в обработке, а также более дорогими и трудоемкими в изготовлении. Вот почему полезно указать конкретные характеристики сплава, чтобы вы могли сбалансировать все эти элементы вместе.

Типы сплавов в производстве металлов

Существуют сотни различных типов металлических сплавов. Комбинирование разных металлов в разных количествах даст разные результаты, и постоянно разрабатываются новые сплавы для решения сложных задач. Наиболее часто используемые сплавы в производстве металлов обычно содержат сталь (которая сама по себе является сплавом в основном железа и углерода), алюминий и никель.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь является дополнительным дополнением к стальному сплаву и является одним из самых популярных материалов для производства металлов. Существует множество различных видов нержавеющей стали. Нержавеющая сталь может содержать дополнительный хром, никель, вольфрам, титан, молибден и многие другие металлы. Некоторые очень специфические типы нержавеющей стали, используемые в военных целях, даже содержат обедненный уран. Эти дополнительные металлы помогают определить уникальные свойства каждого типа нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь 304

Нержавеющая сталь SAE 304, также известная как нержавеющая сталь A2 или нержавеющая сталь 18/8, является наиболее распространенным типом нержавеющей стали. Он изготовлен из хрома, никеля и стали и обладает рядом универсальных характеристик, которые делают его пригодным для самых разных применений.

Нержавеющая сталь 304 имеет чистый, блестящий внешний вид, высокую коррозионную стойкость, приличную долговечность, легко формуется и сваривается. Это делает его идеальным сплавом для индивидуального изготовления, бытовой техники, оборудования для пищевой промышленности, товаров народного потребления, труб, крепежных изделий и многого другого. Существует ряд подтипов нержавеющей стали 304, в которых используется различное количество углерода, что может изменить ее термостойкость, коррозионную стойкость и прочность на растяжение в соответствии с потребностями конкретных применений.

Нержавеющая сталь 316

Нержавеющая сталь SAE 316L, также известная как нержавеющая сталь A4 или нержавеющая сталь морского класса, похожа на нержавеющую сталь 304, но с некоторыми отличиями в составе и функциях. Этот стальной сплав содержит молибден в дополнение к хрому, никелю и стали, а также небольшие количества кремния, фосфора и серы. Эти добавки делают его более устойчивым к коррозии.

Как и нержавеющая сталь 304, существуют различные подтипы нержавеющей стали 316, которые содержат различные уровни молибдена, углерода и азота. Эти различия изменяют прочность и коррозионную стойкость каждого сплава. Этот тип стали идеально подходит для сред с высокой степенью коррозии, таких как химическая очистка, отбеливание и окрашивание текстиля, хирургические имплантаты и применение вблизи или в морской воде.

Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы — еще один популярный выбор для изготовления многих металлических изделий и компонентов. Как и сталь, алюминиевые сплавы можно смешивать со многими другими металлами, включая никель, магний, титан, кобальт, литий и многие другие. Каждый уникальный сплав имеет различные преимущества и недостатки.

Основным преимуществом алюминиевых сплавов является их легкий состав. Это делает алюминиевые сплавы предпочтительным выбором для многих автомобильных и аэрокосмических применений. Алюминий также относительно недорог, и его можно использовать для экструзии, что повышает гибкость производственного процесса. Однако есть некоторые недостатки; алюминиевые сплавы, как правило, не так долговечны, как нержавеющая сталь, и они более чувствительны к нагрузкам и нагреву.

Никелевые сплавы

Никелевые сплавы также обладают уникальными преимуществами при изготовлении некоторых изделий по индивидуальному заказу. Эти сплавы чаще всего содержат металлы, подобные алюминиевым сплавам и сплавам нержавеющей стали, такие как хром, молибден, железо, медь и титан, среди прочих.