К какой группе металлов относится вольфрам – К какой группе металлов принадлежит железо и его сплавы? — КиберПедия

alexxlab | 07.02.2020 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

К какой группе металлов принадлежит железо и его сплавы? — КиберПедия

К какой группе металлов принадлежит железо и его сплавы?

a) К тугоплавким; b) К черным; c) К диамагнетикам; d) К металлом с высокой удельной прочностью

a) Тугоплавкие металлы обладают температурой плавления выше температуры плавления железа

b) Верно

c) Железо и большинство его сплавов- ярко выраженные ферромагнетики

d) По удельной прочности классифицируют конструкционные материалы. К тому же такие материалы как сплавы титана, берилия и особенно композиты обладают более высокой удельной прочностью, чем сплавы на основе железа

2. Какой из приведенных ниже металлов (сплавов) относится к черным?

a) Латунь; b) Коррозионно-стойкая сталь; c) Баббит; d) Дюралюмины

a) Латуни - это цветные сплавы, основные компоненты которых медь и цинк

b) Верно

c) Баббитами называют цветные антифрикционные сплавы на основе олова или цинка

d) Дюралюмины - это цветные сплавы на основе алюминия

Как называют металлы с температурой плавления выше температуры плавления титана?

a) Тугоплавкими; b) Благородными; c) Черными; d) Редкоземельными

a) Верно

b) К благородным относят металлы, обладающие химической инертностью (Rh, Pd, Ag, Os, Pt, Au) Они имеют t пл. как выше(металлы плат. гр.), так и ниже (Ag, Au) t пл железа

c) К черным относятся железо и сплавы на ее основе

d) К редкоземельным относятметаллы гр. лантана- лантаноиды (Ce, Pr, Nd, Sm) а также иттрий (Y) и скандий (Sc) У большенства РЗМ t пл ниже t пл железа

К какой группе металлов относится вольфрам?

a) К актиноидам; b) К благородным; c) К редкоземельным; d) К тугоплавким

a) Основная отлич. черта актоноидов- радиоактивность. Природный вольфрам радиоакт. изотопов не имеет

b) К благор. относятся Ag, Au, металлы гр. платины К ним м.б. отнесена медь Вольфрама среди этих металлов нет

c) В гр. РЗМ входят лантоноиды и сходные с ними иттрий и скандий Вольфрам к лантоноидам не относится

d) ) Верно

В какой из приведенных ниже групп содержатся только тугоплавкие металлы?

a) Никель, алюминий; b) Титан, актиний; c) Молибден, цирконий; d) Волфрам, железо

a) Никель принадлежит к гр. железных, а алюминий - легких металлов К тому же t пл.обоих металлов ниже t пл.железа

b) Ас относится к гр. урановых К тому же t пл.актиния (1050) ниже t пл.железа

c) Верно

d) К тугопл. относятся металлы с t пл выше t пл Fe

6. К какой группе металлов (сплавов) относится магний?

a) К легкоплавким; b) К благородным; c) К легким; d) К редкоземельным

a) t пл Mg действительно невысока (650), однако он обладает характ. признаком, по кот. его относят к др. гр.



b) К благор. относятся Ag, Au, металлы гр. платины к ним м.б. отнесена медь Магния среди этих металлов нет

c) Верно

d) В гр. РЗМ входят лантоноиды и сходные с ними иттрий и скандий Магний к лантоноидам не относится

В какой из приведенных ниже групп содержатся только легкие металлы?

a) Титан, медь; b) Серебро, хром; c) Алюминий, олово; d) Магний, бериллий

a) К легким относятся металлы с малой плотностью, медь же по плотности превосходит железо

b) Серебро относится к группе благородных, а хром - к тугоплавким К тому же Аg по плотности значительно превосходит железо, Сr лишь немного уступает ему

c) Sn относится к легкоплавким (t пл=232), к тому же по плотности олово лишь немного уступает железу

d) Верно

В какой из приведенных ниже групп содержатся только легкоплавкие металлы?

a) Индий, магний; b) Олово, свинец; c) Сурьма, никель; d) Цинк, кобальт

a) t пл In и Mg действительно невысоки (157 и 651), однако Mg из-за низкой плотности (1,74г/см3) относят к легким

b) Верно

c ) Низкую t пл имеет только сурьма (630), а у никеля она достаточно высока (1453) Никель относится к металлам железной гр.

d) Низкую t пл имеет только Zn(420), а у Со она достаточна высока (1493). Со относится к металлам железной гр.

 

Какое свойство металлов может быть объяснено отсутствием направленности межатомных связей?

a) парамагнетизм; b) электропроводность; c) анизотропность; d) высокая компактность

a) магнитные свойства материала определяются электронной структурой. Среди металлов существуют не только парамагнетики, но и диамагнетики (Ве, Zn, Cu, Ag)

b) Высокой электропроводностью обладают не только металлы, но, например, графит - вещество с направленными межатомными связями

c) анизотропия свойственна всем кристаллическим телам, в том числе и с направленными межатомными связями

d) Верно

Что такое домен?

a) единица размера металлического зерна;

b) область спонтанной намагниченности ферромагнетика; c) вид дефекта кристаллической структуры; d) участок металлического зерна с ненарушенной кристаллической решеткой



a) размер металлического зерна определяется в единицах длины, либо в баллах

b) Верно

c) домены связаны с кристаллической структурой ферромагнетиков, но дефектами ее не являются

d) практически бездефектные участки металлического зерна называют блоками мозаичной структуры

К какой группе металлов принадлежит железо и его сплавы?

a) К тугоплавким; b) К черным; c) К диамагнетикам; d) К металлом с высокой удельной прочностью

a) Тугоплавкие металлы обладают температурой плавления выше температуры плавления железа

b) Верно

c) Железо и большинство его сплавов- ярко выраженные ферромагнетики

d) По удельной прочности классифицируют конструкционные материалы. К тому же такие материалы как сплавы титана, берилия и особенно композиты обладают более высокой удельной прочностью, чем сплавы на основе железа

2. Какой из приведенных ниже металлов (сплавов) относится к черным?

a) Латунь; b) Коррозионно-стойкая сталь; c) Баббит; d) Дюралюмины

a) Латуни - это цветные сплавы, основные компоненты которых медь и цинк

b) Верно

c) Баббитами называют цветные антифрикционные сплавы на основе олова или цинка

d) Дюралюмины - это цветные сплавы на основе алюминия

cyberpedia.su

что за металл? Свойства и сферы применения :: SYL.ru

Одним из самых распространенных химических элементов является вольфрам. Он обозначается символом W и имеет атомный номер - 74. Вольфрам относится к группе металлов, имеющих высокую стойкость к изнашиванию и температуру плавления. В периодической системе Менделеева он находится в 6-й группе, обладает схожими свойствами с «соседями» - молибденом, хромом.

Открытие и история

Еще в XVI веке был известен такой минерал, как вольфрамит. Он был интересен тем, что при выплавке олова из руды его пена превращался в шлак и, конечно же, это мешало производству. С тех пор, вольфрамит стали называть "волчья пена" (с нем. Wolf Rahm). Название минерала перешло и на сам металл.

Шведский химик Шееле в 1781 году обрабатывал азотной кислотой металл шеелит. В процессе эксперимента у него получился жёлтый тяжёлый камень - оксид вольфрама (VI). Через два года братья Элюар (испанские химики) получили из саксонского минерала сам вольфрам в чистом виде.

Добывают этот элемент и его руды в Португалии, Боливии, Южной Корее, России, Узбекистане, а наибольшие запасы были найдены в Канаде, США, Казахстане и Китае. В год добывается всего 50 тонн этого элемента, поэтому он дорого стоит. Рассмотрим подробнее, что за металл вольфрам.

Свойства элемента

Как уже было сказано ранее, вольфрам – это один из самых тугоплавких металлов. Он имеет блестящий светло-серый цвет. Его температура плавления 3422°С, а кипения - 5555°C, плотность в чистом виде - 19,25 г/см3, а твердость 488 кг/мм². Это один из самых тяжелых металлов, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Он практически не растворим в серной, соляной и плавиковой кислотах, но быстро вступает в реакцию с перекисью водорода. Что за металл вольфрам, если он не реагирует с расплавленными щелочами? Вступая в реакцию с гидроксидом натрия и кислородом, он образует два соединения – вольфрамат натрия и обычную воду Н

2О. Интересно, что при повышении температуры вольфрам саморазогревается, тогда процесс происходит намного активнее.

Получение вольфрама

На вопрос о том, к какой группе металлов относится вольфрам, можно ответить, что он входит в категорию редких элементов, как рубидий и молибден. А это, в свою очередь, означает, что для него характерны небольшие масштабы производства. Кроме того, такой металл не получают восстановлением из сырья, сначала он перерабатывается на химические соединения. Как же происходит получение редкого металла?

  1. Из рудного материала выделяют необходимый элемент и концентрируют его в растворе или осадке.
  2. Следующим шагом, получают чистое химическое соединение путем очистки.
  3. Из полученного вещества выделяют чистый редкий металл – вольфрам.

Для обогащения руды используют гравитацию, флотацию, магнитную или электростатическую сепарацию. В результате получают концентрат, который содержит 55-65% ангидрида вольфрама WO3. Для получения порошка его восстанавливают при помощи водорода или углерода. Для некоторых изделий, на этом процесс получения элемента заканчивается. Так, вольфрамовый порошок используют для приготовления твердых сплавов.

Изготовление штабиков

Мы уже выяснили, что за металл вольфрам, а теперь узнаем, в каком сортаменте он изготавливается. Из порошкового соединения изготавливают компактные слитки – штабики. Для этого используют только порошок, который был восстановлен водородом. Их изготавливают путем прессования и спекания. Получаются довольно прочные, но хрупкие слитки. Иными словами, они плохо поддаются ковке. Для улучшения этого технологического свойства, штабики подвергают высокотемпературной обработке. Из этого изделия изготавливают другой сортамент.

Вольфрамовые прутки

Конечно же, это один из самых распространенных видов продукции из этого металла. Что за вольфрам используется для их изготовления? Это вышеописанные штабики, которые подвергаются ковке на ротационной ковочной машине. Важно отметить, что процесс происходит в нагретом состоянии (1450-1500°С). Полученные прутки применяют в самых различных отраслях промышленности. Например, для изготовления сварочных электродов. Кроме того, вольфрамовые прутки нашли широкое применение в нагревателях. Они работают в печах при температуре до 3000 °С в вакууме, инертном газе или водороде. Прутки также могут быть использованы как катоды электронных и газоразрядных приборов, радиоламп.

Интересно, что сами по себе электроды являются неплавящимися, и поэтому во время сварки, необходима подача присадочного материала (проволока, прут). При расплавлении со свариваемым материалом он создает сварочную ванну. Данные электроды, как правило, применяются для сварки цветных металлов.

Вольфрам и проволока

Вот еще один вид широко распространённой продукции. Вольфрамовая проволока изготавливается из кованых прутков, рассмотренных нами ранее. Волочение производится с постепенным снижением температуры от 1000°С до 400°С. Затем проводят очистку изделия путем отжига, электролитической полировкой или электролитическим травлением. Поскольку вольфрам – тугоплавкий металл, проволока используется в элементах сопротивления в нагревательных печах при температурах до 3000°С. Из нее изготавливают термоэлектрические преобразователи, а также спирали ламп накаливания, петлевые подогреватели и многое другое.

Соединения вольфрама с углеродом

Карбиды вольфрама считаются очень важными с практической точки зрения. Они применяются для изготовления твердых сплавов. Соединения с углеродом имеют положительный коэффициент электросопротивления и хорошую проводимость металла. Карбиды вольфрама образуются двух видов: WC и W2C. Они различаются своим поведениям в кислотах, а также растворимостью в других соединениях с углеродом.

На основе вольфрамовых карбидов изготавливают два типа твердых сплавов: спеченные и литые. Последние получают из порошкообразного соединения и карбида с недостатком С (менее 3%) путем литья. Второй тип изготавливают из монокарбида вольфрама WC и цементирующего металла-связки, которым может выступать никель или кобальт. Спеченные сплавы получают только методом порошковой металлургии. Порошок цементирующего металла и карбид вольфрама смешивают, прессуют и спекают. Такие сплавы обладают высокой прочностью, твёрдостью износоустойчивостью.

В современной металлургической промышленности их используют для обработки металлов резанием и для изготовления бурового инструмента. Одним из самых распространённых сплавов являются ВК6 и ВК8. Их применяют для изготовления фрез, резцов, сверл и другого режущего инструмента.

Область применения карбидов вольфрама достаточно объёмная. Так, их используют для изготовления:

  • бронебойных припасов;
  • деталей двигателей, самолетов, космических кораблей и ракет;
  • оборудования в атомной промышленности;
  • хирургических инструментов.

На Западе особенно широко применяются карбиды вольфрама в ювелирных изделиях, в особенности, для изготовления свадебных колец. Металл смотрится красиво, эстетично, его легко обрабатывать.

Это объясняется тем, что они невероятно износоустойчивы. Чтобы поцарапать такое изделие, придется приложить немало усилий. Даже через несколько лет, кольцо будет выглядеть как новое. Оно не потускнеет, не повредится рельефный узор, да и полированная часть не потеряет своего блеска.

Вольфрам и рений

Сплав этих двух элементов довольно широко применяется для изготовления высокотемпературных термопар. Вольфрам – какой металл? Как и рений, это жаропрочный металл, а легирование элементов снижает это свойство. Но что, если взять два практически одинаковых вещества? Тогда температура их плавления снижаться не будет.

Если использовать рений в качестве присадки, будет наблюдаться повышение жаропрочности и пластичности вольфрама. Данный сплав получают методом плавки в порошковой металлургии. Термопары, изготавливаемые из этих материалов, являются жаропрочными и могут измерять температуру больше 2000°С, но только в инертной среде. Конечно же, подобные изделия стоят дорого, ведь в один год добывается всего 40 тонн рения и только 51 тонна вольфрама.

www.syl.ru

Вольфрам. Описание, свойства, происхождение и применение металла

 
Вольфрам — самый тугоплавкий из металлов. Более высокую температуру плавления имеет только неметаллический элемент — углерод. При стандартных условиях химически стоек. Название Wolframium перешло на элемент с минерала вольфрамит, известного ещё в XVI в. под названием лат. Spuma lupi («волчья пена») или нем. Wolf Rahm («волчьи сливки», «волчий крем»). Название было связано с тем, что вольфрам, сопровождая оловянные руды, мешал выплавке олова, переводя его в пену шлаков («пожирает олово как волк овцу»).

СТРУКТУРА


Кристалл вольфрама имеет объемноцентрированную кубическую решетку. Кристаллы вольфрама на холоду отличаются малой пластичностью, поэтому в процессе прессования порошка они практически почти не изменяют своей основной формы и размеров и уплотнение порошка происходит главным образом путем относительного перемещения частиц.

В объемно-центрированной кубической ячейке вольфрама атомы располагаются по вершинам и в центре ячейки, т.е. на одну ячейку приходится два атома. ОЦК-структура не является плотнейшей упаковкой атомов. Коэффициент компактности равен 0,68. Пространственная группа вольфрама Im3m.

СВОЙСТВА


Вольфрам — блестящий светло-серый металл, имеющий самые высокие доказанные температуры плавления и кипения (предполагается, что сиборгий ещё более тугоплавок, но пока что об этом твёрдо утверждать нельзя — время существования сиборгия очень мало). Температура плавления — 3695 K (3422 °C), кипит при 5828 K (5555 °C). Плотность чистого вольфрама составляет 19,25 г/см³. Обладает парамагнитными свойствами (магнитная восприимчивость 0,32·10−9). Твердость по Бринеллю 488 кг/мм², удельное электрическое сопротивление при 20 °C — 55·10−9 Ом·м, при 2700 °C — 904·10−9 Ом·м. Скорость звука в отожжённом вольфраме 4290 м/с. Является парамагнетиком.

Вольфрам является одним из наиболее тяжелых, твердых и самых тугоплавких металлов. В чистом виде представляет собой металл серебристо-белого цвета, похожий на платину, при температуре около 1600 °C хорошо поддается ковке и может быть вытянут в тонкую нить.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА


Кларк вольфрама земной коры составляет (по Виноградову) 1,3 г/т (0,00013 % по содержанию в земной коре). Его среднее содержание в горных породах, г/т: ультраосновных — 0,1, основных — 0,7, средних — 1,2, кислых — 1,9.

Процесс получения вольфрама проходит через подстадию выделения триоксида WO3 из рудных концентратов и последующем восстановлении до металлического порошка водородом при температуре около 700 °C. Из-за высокой температуры плавления вольфрама для получения компактной формы используются методы порошковой металлургии: полученный порошок прессуют, спекают в атмосфере водорода при температуре 1200—1300 °C, затем пропускают через него электрический ток. Металл нагревается до 3000 °C, при этом происходит спекание в монолитный материал. Для последующей очистки и получения монокристаллической формы используется зонная плавка.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ


Вольфрам встречается в природе главным образом в виде окисленных сложных соединений, образованных трехокисью вольфрама WO3 с оксидами железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов. Промышленное значение имеют вольфрамит (вольфрамат железа и марганца nFeWO4 * mMnWO4 — соответственно, ферберит и гюбнерит) и шеелит (вольфрамат кальция CaWO4). Вольфрамовые минералы обычно вкраплены в гранитные породы, так что средняя концентрация вольфрама составляет 1—2 %.

Наиболее крупными запасами обладают Казахстан, Китай, Канада и США; известны также месторождения в Боливии, Португалии, России, Узбекистане и Южной Корее. Мировое производство вольфрама составляет 49—50 тысяч тонн в год, в том числе в Китае 41, России 3,5; Казахстане 0,7, Австрии 0,5. Основные экспортёры вольфрама: Китай, Южная Корея, Австрия. Главные импортёры: США, Япония, Германия, Великобритания.
Также есть месторождения вольфрама в Армении и других странах.

ПРИМЕНЕНИЕ


Тугоплавкость и пластичность вольфрама делают его незаменимым для нитей накаливания в осветительных приборах, а также в кинескопах и других вакуумных трубках.
Благодаря высокой плотности вольфрам является основой тяжёлых сплавов, которые используются для противовесов, бронебойных сердечников подкалиберных и стреловидных оперенных снарядов артиллерийских орудий, сердечников бронебойных пуль и сверхскоростных роторов гироскопов для стабилизации полёта баллистических ракет (до 180 тыс. об/мин).

Вольфрам используют в качестве электродов для аргоно-дуговой сварки. Сплавы, содержащие вольфрам, отличаются жаропрочностью, кислотостойкостью, твердостью и устойчивостью к истиранию. Из них изготовляют хирургические инструменты (сплав «амалой»), танковую броню, оболочки торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигателей, контейнеры для хранения радиоактивных веществ. Вольфрам — важный компонент лучших марок инструментальных сталей. Вольфрам применяется в высокотемпературных вакуумных печах сопротивления в качестве нагревательных элементов. Сплав вольфрама и рения применяется в таких печах в качестве термопары.

Для механической обработки металлов и неметаллических конструкционных материалов в машиностроении (точение, фрезерование, строгание, долбление), бурения скважин, в горнодобывающей промышленности широко используются твёрдые сплавы и композитные материалы на основе карбида вольфрама (например, победит, состоящий из кристаллов WC в кобальтовой матрице; широко применяемые в России марки — ВК2, ВК4, ВК6, ВК8, ВК15, ВК25, Т5К10, Т15К6, Т30К4), а также смесей карбида вольфрама, карбида титана, карбида тантала (марки ТТ для особо тяжёлых условий обработки, например, долбление и строгание поковок из жаропрочных сталей и перфораторное ударно-поворотное бурение крепкого материала). Широко используется в качестве легирующего элемента (часто совместно с молибденом) в сталях и сплавах на основе железа. Высоколегированная сталь, относящаяся к классу «быстрорежущая», с маркировкой, начинающейся на букву Р, практически всегда содержит вольфрам. ( Р18, Р6М5. от rapid — быстрый, скорость).

Сульфид вольфрама WS2 применяется как высокотемпературная (до 500 °C) смазка. Некоторые соединения вольфрама применяются как катализаторы и пигменты. Монокристаллы вольфраматов (вольфраматы свинца, кадмия, кальция) используются как сцинтилляционные детекторы рентгеновского излучения и других ионизирующих излучений в ядерной физике и ядерной медицине.

Дителлурид вольфрама WTe2 применяется для преобразования тепловой энергии в электрическую (термо-ЭДС около 57 мкВ/К). Искусственный радионуклид 185W используется в качестве радиоактивной метки при исследованиях вещества. Стабильный 184W используется как компонент сплавов с ураном-235, применяемых в твердофазных ядерных ракетных двигателях, поскольку это единственный из распространённых изотопов вольфрама, имеющий низкое сечение захвата тепловых нейтронов (около 2 барн).


Вольфрам (англ. Tungsten) — W

Молекулярный вес183,84 г/моль
Происхождение названия лат. Spuma lupi («волчья пена») или нем. Wolf Rahm («волчьи сливки», «волчий крем»)
IMA статусподтвержден в 2011 году

КЛАССИФИКАЦИЯ


Nickel-Strunz (10-ое издание)1.AE.05
Dana (7-ое издание)1.1.38.1

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Цвет минераласерый
Цвет чертыбелый
Прозрачностьнепрозрачный
Блескметаллический
Спайностьнет
Твердость (шкала Мооса)7,5
Прочностьковкий
Изломзазубренный
Плотность (измеренная)19.3 г/см3
Радиоактивность (GRapi)0
Магнетизмпарамагнетик

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Типизотропный
Плеохроизмне плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучениине флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Точечная группаm3m (4/m 3 2/m) — гексаоктаэдральный
Пространственная группаIm3m
Сингониякубическая

Интересные статьи:

mineralpro.ru   13.07.2016  

mineralpro.ru

К какой группе металлов принадлежат железо и его сплавы.

А) к тугоплавким

Б) к черным

С) к диамагнетикам

D) к металлам с высокой удельной прочностью

2. Какой из приведённых ниже металлов (сплавов) относится к черным?

А) латунь

Б) каррозионно – стойкая сталь

С) баббит

D) дуралюмины

Как называют металлы с температурой плавления выше температуры плавления железа?

А) тугоплавкими

Б) благородными

С) черными

D) редкоземельными

К какой группе металлов относится вольфрам?

А) к актиноидам

Б) к благородным

С) к редкоземельным

D) к тугоплавким

В какой из приведённых ниже групп содержится только тугоплавкие металлы?

А) никель, алюминий

Б) титан, актиний

С) молибден, цирконий

D) вольфрам, железо

6. К какой группе металлов (сплавов) относится магний?

А) к легкоплавким

В) к благородным

С) к легким

D) к редкоземельным

В какой из приведённых ниже групп содержится только лёгкие металлы?

А) титан, медь

В) серебро, хром

С) алюминий, олово

D) магний, бериллий

Что является одним из признаков металлической связи?

А) скомпенсированность собственных моментов электронов

В) образование кристаллической решетки

С) обобществление валентных электронов в объеме всего тела.

D) направленность межатомных связей

Какой из признаков принадлежит исключительно металлам?

А) металлический блеск

В) наличие кристаллической структуры

С) высокая электропроводимость

D) прямая зависимость электросопротивления от температуры

Чем объясняется высокая теплопроводимость металлов?

А) Наличие незаполненных подуровней в валентной зоне

В) взаимодействием ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки

С) дрейфом электронов

D) нескомпенсированностью собственных моментов электронов

 

Тестовое задание №2

К теме «Механическое свойства, деформация металлов»

Какое свойство материала характеризует его сопротивление упругому и пластическому деформированию при вдавливании в него другого, более твёрдого тела?

А) выносливость

В) прочность

С) упругость

D) твердость

Как называется механическое свойство, определяющее способность металла сопротивляться деформации и разрушению при статическом нагружении?

А) прочность

В) вязкость разрушения

С) ударная вязкость

D) живучесть

Что называют конструктивной прочностью материала?

А) способность противостоять усталости.

В) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещины

D) комплекс механических свойств, обеспечивающих надежную и длительную работу в условиях эксплуатации.

Какое свойство материала называют надежностью?

А) способность противостоять усталости.

В) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещин.

С) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течении заданного времени.

D) способность противостоять хрупкому разрушению

Какое свойство материала называют долговечностью?

А) способность оказывать в определенных условиях трения сопротивление изнашиванию.

В) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течение заданного времени.

С) способность противостоять хрупкому разрушению.

D) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещин.

 

Что такое выносливость?

А) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течении заданного времени.

В) способность противостоять усталости.

С) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещин.

D) способность противостоять хрупкому разрушению

Что такое живучесть?

А) продолжительность работы детали от момента зарождения первой макроскопической трещины усталости размером 0.5 … 1.0 мм разрушения.

В) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течении заданного времени.




infopedia.su

«Электронное строение и классификация металлов»

К теме: «Электронное строение и классификация металлов»

К какой группе металлов принадлежат железо и его сплавы.

А) к тугоплавким

Б) к черным

С) к диамагнетикам

D) к металлам с высокой удельной прочностью

2. Какой из приведённых ниже металлов (сплавов) относится к черным?

А) латунь

Б) каррозионно – стойкая сталь

С) баббит

D) дуралюмины

Как называют металлы с температурой плавления выше температуры плавления железа?

А) тугоплавкими

Б) благородными

С) черными

D) редкоземельными

К какой группе металлов относится вольфрам?

А) к актиноидам

Б) к благородным

С) к редкоземельным

D) к тугоплавким

В какой из приведённых ниже групп содержится только тугоплавкие металлы?

А) никель, алюминий

Б) титан, актиний

С) молибден, цирконий

D) вольфрам, железо

6. К какой группе металлов (сплавов) относится магний?

А) к легкоплавким

В) к благородным

С) к легким

D) к редкоземельным

В какой из приведённых ниже групп содержится только лёгкие металлы?

А) титан, медь

В) серебро, хром

С) алюминий, олово

D) магний, бериллий

Что является одним из признаков металлической связи?

А) скомпенсированность собственных моментов электронов

В) образование кристаллической решетки

С) обобществление валентных электронов в объеме всего тела.

D) направленность межатомных связей

Какой из признаков принадлежит исключительно металлам?

А) металлический блеск

В) наличие кристаллической структуры

С) высокая электропроводимость

D) прямая зависимость электросопротивления от температуры

Чем объясняется высокая теплопроводимость металлов?

А) Наличие незаполненных подуровней в валентной зоне

В) взаимодействием ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки

С) дрейфом электронов

D) нескомпенсированностью собственных моментов электронов

 

Тестовое задание №2

К теме «Механическое свойства, деформация металлов»

Какое свойство материала характеризует его сопротивление упругому и пластическому деформированию при вдавливании в него другого, более твёрдого тела?

А) выносливость

В) прочность

С) упругость

D) твердость

Как называется механическое свойство, определяющее способность металла сопротивляться деформации и разрушению при статическом нагружении?

А) прочность

В) вязкость разрушения

С) ударная вязкость

D) живучесть

Что называют конструктивной прочностью материала?

А) способность противостоять усталости.

В) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещины

D) комплекс механических свойств, обеспечивающих надежную и длительную работу в условиях эксплуатации.

Какое свойство материала называют надежностью?

А) способность противостоять усталости.

В) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещин.

С) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течении заданного времени.

D) способность противостоять хрупкому разрушению

Какое свойство материала называют долговечностью?

А) способность оказывать в определенных условиях трения сопротивление изнашиванию.

В) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течение заданного времени.

С) способность противостоять хрупкому разрушению.

D) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещин.

 

Что такое выносливость?

А) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течении заданного времени.

В) способность противостоять усталости.

С) способность работать в поврежденном состоянии после образования трещин.

D) способность противостоять хрупкому разрушению

Что такое живучесть?

А) продолжительность работы детали от момента зарождения первой макроскопической трещины усталости размером 0.5 … 1.0 мм разрушения.

В) способность сопротивляться развитию постепенного разрушения, обеспечивая работоспособность деталей в течении заданного времени.

D) способность противостоять хрупкому разрушению

А) отношение прочностных свойств материалов к его пластичности

В) отношение механических свойств материала к его плотности

D) отношение механических свойств материала к соответствующим свойствам железа

А) текстура

В) улучшение

D) полигонизация

А) деформирование, при котором не возникает деформированное упрочнение

В) деформирование при температуре ниже теспературы рекристаллизации

D) деформирование при отрицательных температурах

 

Тестовое задание № 3

А) перлит

В) цементит

С) феррит

D) аустенит

А) феррит

В) цементит

С) аустенит

D) ледебурит

3. Как называется структура представляющая собой карбид железа Fe3C?

А) феррит

В) аустенит

С) ледебурит

D) цементит

А) перлит

В) д-феррит

С) аустенит

D) ледебурит

А) перлит

В) феррит

С) ледебурит

D) д -феррит

А) в области QPSKL

В) в области SECFK

С) на линии ECF

D) на линии PSK

 

А) аустенит

В) феррит

С) цементит

D) перлит

А) аустенит

В) перлит

С) феррит

D) цементит

А) температурную точку начала распада мартенсита

В) температурную точку начала превращения аустенита в мартенсит

D) температуру критической точки, выше которой при неравномерном нагреве доэвтектоидные стали приобретают аустенитную структуру

Что такое закаливаемость?

А) Глубина проникновения закаленной зоны.

В) Процесс образования мартенсита

D) Способность металла повышать твердость при закалке

А) Многократной закалкой

В) Применением при закалке быстродействующих охладителей

D) Применением для их изготовления легированных сталей.

5. Как называется термическая обработки, состоящая в нагреве закаленной стали ниже А1, выдержке и последующем охлаждении?

А) Отжиг

В) Аустенизация

С) Отпуск

D) Нормализация

А) При низком отпуске

В) При высоком отпуске

D) При среднем отпуске

А) Нормализация

В) Улучшение

С) Сфероидизация

D) Полная закалка

А) Рекристаллизация

В) Нормализация

С) Высокий отпуск

D) Старение

А) Цементация

В) Нормализация

С) Улучшение

D) Цианирование

Что такое карбюризатор?

А) Вещество, служащее источником углерода при цементации.

В) Карбиды легирующих элементов.

D) Смесь углекислых солей.

 

Тестовое задание №5

А) ст. 1 кп

В) У 10А

С) 10 пс

D) А 11

В) Высокая пластичность отливки

С) Низкая пластичность

D) Низкое содержание марганца

А) Сталь, обладающую повышенной прочностью

В) Сталь, доведенную до температуры кипения.

D) Сталь, раскисленную только марганцем

А) К высококачественным сталям

В) К особовысококачественным сталям

С) К качественным сталям

D) К сталям обыкновенного качества

А) К сталям обыкновенного качества

В) К качественным сталям

D) К особовысококачественным сталям

А) Стали, предназначенные для изготовления ответственных пружин, работающих в автоматических устройствах.

В) Стали, длительно работающие при цикловом знакопеременном нагружении

С) Стали с улучшенной обрабатываемостью резанием, имеющие повышенное содержание серы или дополнительно легированные свинцом, селеном или кальцием.

D) Инструментальные стали, предназначенные для изготовления металлорежущего инструмента, работающего на станках – автоматах

 

 

А) К углеродистым инструментальным сталям

В) К углеродистым качественным конструкционным сталям

D) К сталям обыкновенного качества

В) Антифрикционный чугун. Химический состав в марке не отображен.

С) Конструкционная сталь, легированная азотом и кремнием. Содержит около 0.4% углерода.

D) Автоматная сталь. Содержит около 0.4% углерода, повышенное кол-во серы, легированная свинцом

А) Металлы, способные сопротивляться часто чередующемся нагреву и охлаждению.

В) Металлы, способные сопротивляться коррозионнаму воздействию газа при высоких температурах.

D) Металлы, способные длительное время сопротивляться деформированию и разрушению при повышенных температурах.

А) Металлы, способные сохранять структуру мартенсита при высоких температурах.

В) Металлы, способные сопротивляться коррозионному воздействию газа при высоких температурах.

D) Металлы, способные сопротивляться часто чередующимся нагреву и охлаждению.

 

 

Тестовое задание №6

Что такое латунь?

А) Сплав меди с цинком

В) Сплав железа с никелем

С) Сплав меди с оловом

D) Сплав аллюминия с кремнием.

А) Бронзы

В) Латунь

С) Инвары

D) Баббиты

А) Малая плотность, низная теплопроводность, низкая коррозионная стойкость.

В) Высокая плотность, высокая теплопроводность, высокая коррозионная стойкость

D) Малая плотность, высокая теплопроводность, низкая коррозионная стойкость

D) Деформируемый алюминиевый сплав, упрочняемый термообработкой – дуралюмин, состав устанавливают по стандарту.

А) К благородным

В) К редкоземельным

С) К тугоплавким

D) К легкоплавким

А) Низкая плотность

В) Высокая абсолютная прочность

D) Высокая удельная прочность

Что такое баббиты?

А) латунь с двухфазной структурой

В) Литейный алюминиевый сплав

С) Антифрикционный сплав

D) Бронза, упрочненная железом и марганцем

А) Бр 05Ц5С5

В) АО9-2

С) АЧС-3

D) ЛЦ16КЧ

 

Тестовое задание №7

К теме «Металлы и сплавы с особыми свойствами и электротехнические материалы» (!)

А) Электролитическую медь

В) Медный сплав, содержащий легирующие элементы, повышающие твердость

D) Медный штеин.

А) Медь после огневого рафинирования

В) Медный сплав, содержащий легирующие элементы, снижающие твердость

С) Электролитическую медь

D) Отожженную медь.

А) Электропроводность меди не зависит от примесей

В) Все примеси снижают электропроводность

А) Жаростойкий сплав на основе никеля. Используется для изготовления нагревательных элементов.

В) Диэлектрический материал. Используется для изготовления электроизоляторов.

D) Высокохромистый инструментальный материал. Используется для изготовления штампового инструмента.

А) Материалы, поляризирующиеся в электрическом поле.

В) Материалы с обратной зависимостью электросопротивления от температуры

D) Материалы с аморфной структурой

А) Мера нагревостойкости диэлектрика

В) Мера диэлектрических потерь

D) Мера поляризации диэлектрика

 

А) Величина напряжения в момент пробоя

В) Направленность электрического поля в момент пробоя

D) Мера способности материала сопротивляться одновременному воздействию тока и механической нагрузке

А) Для изготовления магнитопроводов токов высокой частоты

В) Для изготовления электромагнитов

D) Для изготовления магнитопроводов постоянного или слабо пульсирующего тока

А) Мартенситные стали

В) Литые высококоэрцитивные сплавы

D) Материалы с малым значением коэрцитивной силы

А) Для изготовления постоянных магнитов

В) Для изготовления приборов, регулирующих сопротивления электрических цепей

D) Для передачи электической энергии на значительные расстояния

 

 

Тестовое задание №8

А) К заэвтектоидным сталям

В) К эвтектоидным сталям

С) К доэвтектоидным сталям

D) К ледебуритным сталям

А) При ступенчатом нагреве обеспечивается лучшая растворимость карбидов

В) Ступенчатый нагрев позволяет предотвратить появление в нагреваемом изделии трещин (сталь обладает низкой теплопроводностью)

D) Ступенчатый нагрев позволяет предотвратить рост аустенитного зерна

4. Почему быстрорежущие стали при закалке нагревают до t значительно более высоких, чем, например, углеродистые стали?

А) В быстрорежущих сталях перлитно-аустенитное превращение протекает при более высоких температурах

В) При высоком нагреве более полно растворяются вторичные карбиды и образуется высоколегированный аустенит

D) При высоком нагреве происходит укрупнение аустенитного зерна

А) Обработку сверхвысоким давлением в сочетании с высоким нагревом

В) Порошковую металлургию

D) Термомеханическую обработку

 

 

Тестовое задание №9

А) Вещества полученные полимеризацией низкомолекулярных соединений

В) Высокомолекулярные соединения, основная молекулярная цепь которых, состоит из атомов углерода

D) Органистическое соединение, состоящее из большего числа одинаковых по химическому составу мономеров

А) Ни один из названых материалов не полимер

В) Стеклянные нити

D) Все названные наполнители - полимеры

А) Повышенную газонепроницаемость

В) Высокую химическую стойкость

С) Повышенную эластичность

D) Высокие диэлектрические свойства

А) Материалы, обратно затвердевающие в результате охлаждения без участия химических реакций

В) Материалы с редкосетчатой структурой макромолекул

D) Материалы, необратимо затвердевающие в результате химических реакций

А) Материалы органической или неорганической природы, обладающие высокой пластичностью

В) Высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большего числа мономерных звеньев

D) Материалы, получаемые посредством реакций полимеризации или поликонденсации

 

Что такое текстолит?

А) Ненаполненная пластмасса на основе термопластичных полимеров

В) Пластмасса с наполнителем из направленных органических волокон

D) Термореактивная пластмасса с наполнителем из стеклоткани

А) Для изготовления устройств гашения электрической дуги

В) Для изготовления панелей распределительных устройств низкого напряжения

D) Для изготовления подшипников скольжения микроэлектродвигателей

А) Внутренняя облицовка салона самолета

В) Антенный обтекатель самолета

D) Остекление кабины самолета

А) Фторопласт

В) Ударопрочный полистирол

С) Фенопласт - 4

D) Асбоволокнит

А) Текстолит

В) Винипласт

С) Асботекстолит

D) Стекловолокно

 

А) Материал, составленный различными компонентами, разделенными в нем ярко выраженными границами

В) Материал, структура которого представлена матрицей и упрочняющими фазами

D) Материал, в основных молекулярных цепях которого содержатся неорганические элементы, сочетающиеся с органическими радикалами

А) Материалы, упрочненные частицами второй фазы, выделившимися при старении

В) Материалы, упрочненные полностью растворимыми в матрице частицами второй фазы

D) Материалы, упрочненные одномерными наполнителями

А) Если наполнитель по прочности превосходит матрицу, то увеличение его содержания приведет к повышению прочности, в противном случае - к понижению

В) С увеличением содержания наполнителя прочность растет

D) Прочность зависит, в основном, от расстояния между частицами наполнителя и их дисперсности

А) Методом обработки давлением

В) Самораспространяющимся синтезом

D) Литьем под давлением

А) Прочность не зависит от содержания наполнителя

В) Влияние на прочность не однозначно

С) Прочность растет

D) Прочность снижается

 

К теме: «Электронное строение и классификация металлов»




infopedia.su

свойства и марки, области применения и производство тугоплавкого вольфрама, продукция

Вольфрам является тугоплавким металлом. У него есть свои разновидности марок, каждая из которых имеет особенности. Этот элемент в периодической таблице Менделеева находится под 74 номером и имеет светло-серый цвет. Его температура плавления составляет 3380 градусов. Основными его свойствами являются коэффициент линейного расширения, электрическое сопротивление, температура плавления и плотность.

Свойства и марки вольфрама

Вольфрам имеет свои механические и физические свойства, а также несколько разновидностей марок.

К физическим свойствам относят:

  • Коэффициент термического линейного расширения — 4,32*10 (-6) м/мК.
  • Сопротивление электрическое — 5,5 мкОм*см.
  • Теплопроводность — 129 Вт/(м*К).
  • Теплоёмкость удельная — 0,147 Дж/(г*К).
  • Температура кипения — 5900 градусов.
  • Температура плавления — 3380 градусов.
  • Плотность — 19,3 г/см3.
  • Атомный диаметр — 0,274 нм.
  • Атомная масса — 183,84 г/моль.
  • Атомный номер — 74.

Механические свойства:

  • Относительное удлинение — 0%.
  • Временное сопротивление — 800−1100 МПа.
  • Коэффициент Пуассона 0,29.
  • Модуль сдвига — 151,0 ГПа.
  • Модуль упругости — 415,0 ГПа.

Отличается этот металл маленькой скоростью испарения даже при 2 тыс. градусов и очень большой точкой кипения — 5900 градусов. Свойствами, которые ограничивают область использования этого материала, являются малое сопротивление окислению, высокая склонность к ломкости и высокая плотность. На вид он напоминает сталь. Используется для того, чтобы изготавливать сплавы высокой прочности. Обработать его можно только после нагревания. Температура нагрева зависит от того, какой именно метод обработки вы собираетесь проводить.

Вольфрам имеет такие марки:

  1. МВ — сплав вольфрама и молибдена. Повышается прочность молибдена при сохранении пластичности после обжига.
  2. ВРН — вольфрам без присадки. В нём допустимо повышенное содержание примесей.
  3. ВР — сплав рения и вольфрама.
  4. ВЛ, ВИ, ВТ — вольфрам с присадкой окиси лантана, иттрия и тория соответственно. Повышают эмиссионные свойства вольфрама.
  5. ВМ — вольфрам с ториевой и кремнещелочной присадками. Повышает температуру рекристаллизации и прочность при высоких температурах.
  6. ВА — вольфрам с алюминиевой и кремнещелочной присадками. Увеличивает температуру первичной рекристаллизации, формоустойчивость при больших температурах, а также прочность после отжига.
  7. ВЧ — чистый без присадок.

Область применения

Из-за своих уникальных свойств вольфрам получил широкое применение. В промышленности он применяется в чистом виде и в сплавах.

Основными областями применения являются:

  • Стали специальные. При производстве быстрорежущих сталей и для инструментальных сталей этот материал применяется в качестве легирующего элемента или же основного компонента. Из таких сталей производят штампы, пуансоны, фрезы, свёрла и прочие. Буква «Р» в названии сплава означает, что это быстрорежущая сталь, а буквы «К» или «М» — сталь легированная кобальтом или молибденом. Вольфрам ещё входит в состав сталей магнитных, которые подразделяются на вольфрам кобальтовые и вольфрамовые.
  • Сплавы твёрдые на основе карбида вольфрама. Это соединение углерода и вольфрама. Он тугоплавкий, износостойкий и имеет высокую твёрдость. Из него изготавливают рабочие части буровых и режущих инструментов.
  • Износостойкие и жаропрочные сплавы. В них использована тугоплавкость вольфрама. Наиболее распространёнными являются хромовые и кобальтовые соединения — стеллиты. Обычно их при помощи наплавки наносят на сильно изнашивающиеся машинные детали.
  • Тяжёлые и контактные соединения. К ним относят сплавы вольфрама с серебром и медью. Это довольно эффективные контактные материалы для производства рабочих частей выключателей, рубильников, электродов для точечной сварки и прочих оборудований.
  • Электроосветительная и электровакуумная техника. Вольфрам в виде разных кованых деталей, ленты или проволоки используют в производстве рентгенотехники, радиоэлектроники и электроламп. Это лучший материал для спиралей и нитей накаливания. Вольфрамовые прутки и проволоки служат для высокотемпературных печей электронагревателями. Эти электронагреватели могут работать в атмосфере инертного газа, водорода или вакуума.
  • Сварочные электроды. Сварка является важной сферой для применения этого металла. Из него делают электроды для сварки дуговой, так как они неплавкие.

Процесс производства тугоплавкого вольфрама

Этот материал относят к редким металлам. Для него характерны сравнительно небольшие объёмы потребления и производства, а также в земной коре малая распространённость. Никакой из редких металлов не получают восстановлением из сырья. Изначально оно перерабатывается в соединение химическое. А ещё любая редкометаллическая руда перед переработкой подвергается дополнительному обогащению.

Выделяют три главные стадии для получения редкого металла:

  1. Разложение руды. Извлекаемый металл отделяется от основной массы перерабатываемого сырья. Он концентрируется в осадке или растворе.
  2. Получение химического чистого соединения. Его выделение и очистка.
  3. Из полученного соединения выделяют металл. Так получают чистые материалы без примесей.

В процессе получения вольфрама тоже есть несколько стадий. Исходное сырьё — шеелит и вольфрамит. Обычно в их составе содержится от 0,2 до 2% вольфрама.

  1. Обогащение руды производится при помощи электростатической или магнитной сепарации, флотации, гравитации. В итоге получают концентрат вольфрамовый, который содержит примерно 55−65% ангидрида вольфрама. Контролируется в них и наличие примесей: висмута, сурьмы, меди, олова, мышьяка, серы, фосфора.
  2. Получение вольфрамового ангидрида. Он является сырьём для изготовления вольфрама металлического или же его карбида. Для этого проводится ряд процедур, таких как: выщелачивание спёка и сплава, разложение концентратов, получение вольфрамовой технической кислоты и прочие. В результате этих действий должен получиться продукт, который будет содержать в себе 99,9% трехокиси вольфрама.
  3. Получение порошка. В виде порошка чистый металл может быть получен из ангидрида. Для этого проводится восстановление углеродом или водородом. Углеродное восстановление проводится реже, потому что ангидрид насыщается карбидами и это приводит к хрупкости металла и ухудшению обработки. При получении порошка применяют специальные методы, которые позволяют контролировать форму и размер зёрен, гранулометрический и химический составы.
  4. Получение вольфрама компактного. В основном он в виде слитков или штабиков является заготовкой для изготовления полуфабрикатов: ленты, прутков, проволоки и прочих.

Вольфрамовая продукция

Из вольфрама изготавливают многие необходимые для хозяйства предметы, такие как проволока, прутки и прочие.

Прутки

Одной из наиболее распространённой продукцией из этого тугоплавкого материала являются вольфрамовые прутки. Исходным материалом для его изготовления является штабик.

Чтобы из штабика получить пруток его подвергают ковке, используя ротационную ковочную машину.

Осуществляется ковка при нагревании, так как этот металл при комнатной температуре очень хрупкий. В ковке выделяют несколько этапов. На каждом последующем прутки получаются меньшего диаметра.

На первом этапе получаются прутки, которые будут иметь диаметр до 7 миллиметров, если штабик будет иметь длину от 10 до 15 сантиметров. Температура заготовки при ковке должна равняться 1450−1500 градусов. Нагревающим материалом обычно является молибден. После второго этапа прутки будут составлять в диаметре до 4,5 миллиметров. Температура штабика при её производстве примерно 1250−1300 градусов. На следующем этапе прутки будут иметь диаметр до 2,75 миллиметров.

Прутки марок ВЧ и ВА получают при более низких температурах, чем марок ВИ, ВЛ и ВТ.

Если заготовка была получена методом плавки, то горячая ковка не осуществляется. Связано это с тем, что такие слитки имеют крупнокристаллическую грубую структуру. При использовании горячей ковки могут появиться разрушения и трещины.

В этой ситуации вольфрамовые слитки подвергаются горячему двойному прессованию (приблизительная степень деформации 90%). Производится первое прессование при температурном режиме в 1800—1900 градусов, а второе — 1350−1500. После этого заготовки подвергаются горячей ковке для того, чтобы из них получить вольфрамовые прутки.

Эта продукция применяется во многих промышленных отраслях. Одна из наиболее распространённых — сварочные неплавящиеся электроды. Для них подойдут прутки, которые изготовлены из марок ВЛ, ВЛ и ВТ. В качестве нагревателей применяются прутки, изготовленные из марок МВ, ВР и В. А. Они применяются в печах, температура которых может достигать 3 тыс. градусов в вакууме, атмосфере инертного газа или водорода. Вольфрамовые прутки могут быть катодами газозарядных и электронных приборов, а также радиоламп.

Электроды

Одним из главных компонентов, которые необходимы для сварки, являются сварочные электроды. При сварке дуговой они используются наиболее широко. Относится она к термическому классу сварки, в котором за счёт термической энергии осуществляется плавление. Автоматическая, полуавтоматическая или ручная дуговая сварка является самой распространённой. Вольтовой дугой создаётся тепловая энергия, которая находится между изделием и электродом. Дугой называют стабильный мощный электрический заряд в ионизированной атмосфере паров металла, газов. Чтобы получить дугу, электрод к месту сварки проводит электрический ток.

Сварочным электродом называют проволочный стержень, на который нанесено покрытие (возможны варианты и без покрытия). Для сварки существует множество различных электродов. Их отличительными чертами являются диаметр, длина, химический состав. Для сварки определённых сплавов или металлов применяются разные электроды. Наиболее важным видом классификации является разделение электродов на неплавящиеся и плавящиеся.

Сварочные плавящиеся электроды во время сварки расплавляются, их металл вместе с металлом расплавленным свариваемой детали пополняют сварочную ванну. Выполняют такие электроды из меди и стали.

А вот электроды неплавящиеся в процессе сварки не расплавляются. К ним относят вольфрамовые и угольные электроды. При сварке необходимо подавать присадочный материал, который плавится и с расплавленным материалом свариваемого элемента образуют сварочную ванну. Для этих целей в основном применяют сварочные прутки или проволоку. Электроды сварочные могут быть непокрытыми и покрытыми. Покрытие играет важную роль. Его компоненты могут обеспечить получение металла швов определённых свойств и состава, защиту расплавленного металла от влияния воздуха и стабильное горение дуги.

Составляющие в покрытии могут быть раскисляющими, шлакообразующими, газообразующими, стабилизирующими или легирующими. Покрытие может быть целлюлозным, основным, рутиловым или кислым.

Вольфрамовые электроды используются для сварки металлов цветных, а также их сплавов, высоколегированных сталей. Хорошо вольфрамовый электрод подходит для образования сварного шва повышенной прочности, при этом детали могут иметь различный химический состав.

Вольфрамовая продукция очень качественная и нашла своё применение во многих отраслях, в некоторых она просто незаменима.

tokar.guru

свойства, месторождения и способы получения, области применения

Вольфрам (от латинского Wolframium) — химический элемент с относительной атомной массой 183,84. В периодической таблице Менделеева он обозначен символом W, принадлежит к шестой группе и имеет атомный номер 74. В обычных условиях существует в виде твёрдого блестящего серебристо-серого металла, тяжёлого и тугоплавкого.

Химически стоек к большинству кислот и царской водке, растворим в перекиси водорода и смеси плавиковой и азотной кислот. Он практически неразрушим и применяется везде, где надо работать с высокими температурами, выполнять сварку и вытягивать металлические нити.

Происхождение названия

Имя Wolframium произошло от известного с XVI века минерала вольфрамит, что в переводе с немецкого звучало как «волчий крем». При выплавке олова из его руд, содержавших вольфрам, между ними происходила реакция с усиленным пенообразованием, поэтично описанная так: «Олово пожирал, как волк пожирает овцу». В XVIII веке шведский химик Шеелер при обработке минерала тунгстена азотной кислотой обнаружил в продуктах реакции неизвестное серое вещество с серебристым отливом. Исходный минерал позже переименовали в шеелит, а новый элемент стал называться вольфрамом. До сих пор у американцев, англичан и французов существует его старинное шведское обозначение «тяжёлый камень».

Месторождения и способы получения

Этот элемент относится к группе очень редких металлов и в природе встречается в виде сложных кислородных соединений с железом, марганцем, кальцием, свинцом, медью и редкоземельными элементами. Эти минералы входят в состав гранитных пород, а концентрация чистого вещества не превышает 2%. Самые большие месторождения обнаружены в Казахстане, Китае, Канаде и США. Добычей занимаются также Боливия, Португалия, Россия, Узбекистан и Южная Корея.

При получении вольфрама сначала обогащают его руду и отделяют ценные компоненты от пустой породы. Метод обогащения — измельчение и флотация с последующей магнитной сепарацией и окислительным обжигом. Готовый концентрат спекают с содой, при этом получается растворимый вольфрамит натрия, или выщелачивают содовым раствором в автоклавах при высоких температурах под давлением, нейтрализуют и осаждают в виде вольфрамата кальция.

Из них уже выделяют очищенные от большинства примесей окиси вольфрама, которые потом при температурах около 700 °C восстанавливают водородом. Так получается наиболее чистый порошкообразный вольфрам. Для придания порошку сплошной волокнистой структуры его прессуют в токе водорода, постепенно увеличивая температуру почти до границ плавления, чтобы металл стал пластичным и ковким.

Физические и химические свойства

Металл имеет объёмно-центрированную кубическую кристаллическую решётку, обладает парамагнитными свойствами и устойчивостью к вакууму. Температура плавления вольфрама составляет 3422 °C, кипения 5555 °C, его плотность равна 19,25 г/см³, твёрдость 488 кг/мм² по Бринеллю. В чистом виде он напоминает платину, а при температурах около 1600 °C вытягивается в тонкую нить. Проявляет высокую коррозионную стойкость, при нормальных условиях не изменяется в воде и на воздухе, а при нагревании до температуры красного каления (около 500 °C) образует шестивалентный оксид.

Вольфрам не взаимодействует с концентрированной соляной и разбавленной серной кислотой. Его поверхность слегка окисляется царской водкой и азотной кислотой.

Он растворяется в перекиси водорода, в смеси фтористоводородной и азотной кислот, в присутствии окислителей вступает в реакцию со щелочами, выделяя большое количество тепла. Легко соединяется с углеродом, образуя высокопрочный карбид, однако, при низких температурах металл быстро окисляется и становится ломким. Наиболее часто используются:

  • триоксиды, называемые вольфрамовыми ангидридами;
  • соли, образующие полимерные анионы;
  • перекисные соединения;
  • соединения с серой, галогенами и углеродом.

Области применения

Для металлургии вольфрам — основа тугоплавких материалов. На Всемирной Парижской выставке в 1900 году публике впервые была показана сталь с его добавками. Высокая температура плавления и пластичность сделали металл незаменимым в изготовлении нитей для ламп накаливания и других вакуумных трубок, покрытия транзисторов, используемых в жидкокристаллических дисплеях, а также электродов для аргонной сварки. Большая плотность вольфрама позволила ему стать основой деталей баллистических ракет, бронебойных пуль и снарядов в артиллерии.

Сплавы вольфрама, произведённые методом порошковой металлургии, отличаются твёрдостью и жаропрочностью, кислотостойкостью и устойчивостью к истиранию. Они обязательные компоненты лучших марок высоколегированных сталей, где буквы в названии обозначают состав:

  • WA — соединение вольфрама с алюминием и кремнием. Характеризуется повышенной температурой начальной рекристаллизации, прочностью после отжига.
  • WCu — композиция с медью используется для изготовления высоковольтных выключателей и транзисторов, в установках радиолокации и биполярной электронике.
  • WL — добавка оксида лантана увеличивает эмиссионные свойства.
  • WLZ — вольфрам c оксидом лантана и оксидом циркония — идеальный материал для электродов, работающих под высоким напряжением.
  • WZ — вольфрам с оксидом церия используют как материал для сварочных электродов. Увеличиваются характеристики зажигания и срок службы.
  • WM — сплав вольфрама и молибдена. Имеет высокую прочность и помогает сохранить пластичность после отжига.
  • WK — вольфрам с добавкой калия получает хорошую размерную стабильность и сопротивление ползучести.
  • WRe — легирование рением даёт возможность термоэлементам, сделанным из такой стали, работать при температурах более 2000 °C.

Уникальные свойства позволяют изготавливать лучшие инструменты для хирургии, танковую броню и оболочки снарядов, пластины для бронежилетов, ответственные части авиационной и авиакосмической промышленности, контейнеры для радиоактивных отходов, ёмкости для выращивания кристаллов сапфиров. Карбид вольфрама — основа композитных материалов с гордым названием «победит», его используют для обработки металлов в машиностроении, горнодобывающей промышленности, для бурения скважин. В вакуумных печах нагревательные элементы термопары изготовлены из вольфрамовых сплавов.

Его соединения получили распространение как катализаторы и пигменты в различных производствах химической и лакокрасочной промышленности. Применение вольфрамовых солей дисульфидов в качестве высокотемпературной смазки связано с образованием аморфной плёнки серы, которая покрывает трущиеся металлические поверхности. Монокристаллы других вольфраматов используют для нужд ядерной физики, они детекторы радиоактивных излучений. Среди традиционных ювелирных украшений уверенно расширяют свою нишу изделия из карбида вольфрама. Их полированная поверхность прекрасно отражает свет и называется «серым зеркалом», которое невозможно поцарапать, изогнуть и сломать.

Биологическая роль

Вольфрам не имеет большого биологического значения. У некоторых бактерий обнаружены ферменты, его содержащие. Поэтому появились гипотезы, что вольфрам участвовал в возникновении жизни на ранних этапах. Ювелирные украшения из него не вызывают аллергических реакций, а металлическая пыль вольфрама при вдыхании раздражает слизистые органов носоглотки и гортани человека.

tokar.guru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *