Почему сплавы находят более широкое применение чем чистые металлы

Назовите известные вам сплавы, используемые в повседневной жизни?

Потому что сплавы часто работают при высоких нагрузках и температурах, соединения с ними получаются более прочные, в отличии от чистых металлов.

Приведите несколько примеров применение химических веществ в повседневной жизни?

Приведите несколько примеров применение химических веществ в повседневной жизни.

Опишите их применение.

Назовите не менее трех химических соединений с ионной химической связью, используемых человек в повседневной жизни?

Назовите не менее трех химических соединений с ионной химической связью, используемых человек в повседневной жизни.

(Кроме поваренной соли).

Подскажите пожалуйста что это за сплав 10х14а и область применения?

Подскажите пожалуйста что это за сплав 10х14а и область применения.

Как можно повысить твердость металлов и сплавов?

Как можно повысить твердость металлов и сплавов?

Почему современная промышленность для производства различный изделий применяет не чистые металлы, а их сплавы?

Почему современная промышленность для производства различный изделий применяет не чистые металлы, а их сплавы?

Сплав меди с алюминием массой 10г обработали соляной кислотой?

Сплав меди с алюминием массой 10г обработали соляной кислотой.

Определите массы каждого металла в сплаве, если известно, что в результате реакции выделился газ обьемом 11, 2л (н, у, ).

Почему сплавы железа широко используют в народном хозяйстве?

Почему сплавы железа широко используют в народном хозяйстве?

Состав, Особенности, Применение сплава?

Состав, Особенности, Применение сплава.

Как отличаются твёрдость сплава и составляющих его металлов?

Как отличаются твёрдость сплава и составляющих его металлов?

Почему чаще всего используют не сами металлы, а их сплавы?

Почему чаще всего используют не сами металлы, а их сплавы?

СхНу молекулярная масса СхНу = 15 * 2 = 30 х = 80 * 30 / 12 * 100 = 2 у = 20 * 30 / 1 * 100 = 6 С2Н6 этан.

Вроде так 1)3 2)1 3)2 4)3 5)1.

А) H2O + Cs2O = 2CsOH ; б) H2O + N2O5 = 2HNO3 ; в) H2O + RaO = Ra(OH)2.

Источник

ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ

Металлы И сплавы В СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКЕ

Автор: Мясников Виктор Владимирович.

СИМВОЛ УДАЧИ И СЧАСТЬЯ

МЕТАЛЛЫ СЕГОДНЯ

Современную жизнь невозможно себе представить без применения изделий и материалов изготовленных на основе металлов. Сегодня человек использует более восьмидесяти металлов и около 5000 сплавов на их основе. Свое широкое применение во всех областях промышленности и в быту они получили благодаря своим свойствам: металлическому блеску, высокой механической прочности, твердости, ковкости и пластичности, тепло- и электрической проводимости, магнитным и др.

В современной химии металлы подразделяют на множество групп, вот некоторые из них:

б) легкоплавкие и тугоплавкие – если металл имеет температуру плавления до 1000 ºС, то металл легкоплавкий (самый легкоплавкий – ртуть), а если температура больше 1000 ºС – тугоплавкий (самый тугоплавкий – вольфрам). Именно из вольфрама сделана нить накаливания в лампочке, а еще сегодня все больше и больше приобретает популярность, так называемая вольфрамовая бижутерия (рис. № 6), которая очень красивая и изящная.

в) черные и цветные – железо и его сплавы (чугун, сталь и ферросплавы) относятся к черным, все остальные к цветным. Именно железо сегодня является главным металлом современной техники, хотя в последние годы оно постепенно сдает свои позиции алюминию и титану;

г) благородные – золото, серебро, платина и металлы платиновой группы;

д) редкоземельные – скандий, иттрий, лантан и лантаноиды, а также рассеянные – галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений и другие. Эти металлы широко используются в современной радиоэлектронике и приборостроении;

е) радиоактивные – радий, технеций, прометий, уран и другие актиноиды. Из них наибольшее применение имеет уран, которые добывается из урановой руды. Урановая руда обогащается, а на её основе изготовляются стрежни, используемые на атомных электростанциях.

ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ

Однако металлы в чистом виде используются редко, больше используются сплавы на их основе. Сплавы – это особые системы, состоящие из двух и более металлов, или металлов и неактивных неметаллов (углерод, фосфор, кремний, иногда сера). Свойства сплавов отличаются от свойств каждого из металлов входящих в его состав. Дело в том, что сплавлением одних металлов с другими можно существенно улучшить свойства многих металлов, например твердость, пластичность, текучесть, электрические, магнитные и термические свойства, а также антикоррозийную устойчивость.

Например, чистое золото – очень мягкий и пластичный металл и легко оставляет след от ногтей и царапается разными поверхностями. Если ты вспомнишь восточные сказки, то в них торговцы и лавочники, чтобы проверить подлинность чистых золотых монет «пробовали их на зуб». Теперь, наверное, тебе понятно для чего они это делали. Чтобы золотые монеты, украшения и другие изделия сохраняли свою форму, золото сплавляют с серебром или медью, такие сплавы очень твердые, но в тоже время сохраняют пластичность. Кстати, содержание благородного металла в сплаве называется пробой. Сегодня самой распространенной пробой золота является 583, т.е. на 1000 частей сплава приходится 583 части золота и 417 частей меди или серебра.

ОСНОВНЫЕ СПЛАВЫ СОВРЕМЕННОСТИ

Сплавы на основе железа – чугун и сталь.

Чугун – сплав железа, содержащий более 1,7 % углерода, а также другие неметаллы. Из чугуна можно отливать самые разнообразные изделия: крышки для люков, трубопроводную и каркасную арматуру, в быту ванны и другую сантехнику, но основное количество чугуна перерабатывается в сталь.

Сталь – сплав железа, содержащий менее 1,7 % углерода. В состав некоторых сталей входят хром, ванадий, никель, что улучшает их качество. Этот процесс называется легированием. Стали производится гораздо больше, чем какого-либо другого сплава, поэтому все области её применения перечислить очень трудно. Малоуглеродистая сталь в больших количествах потребляется в качестве конструкционного материала, в том числе на корпуса мобильных телефонов, а сталь с более высоким содержанием углерода идет на изготовление режущих инструментов, например бритвенные лезвия и сверла.

Сплавы на основе алюминия – дюралюмин, силумин, магналий. Целая группа сплавов алюминия называется «авиали», по главной области применения – авиастроение. Дюралюмин – сплав на основе алюминия с медью и магнием, а также небольшими добавками марганца и кремния. Очень прочный сплав, из которого изготавливают корпуса как гражданских, так и военных самолетов и автомобилей, а также детали турбинных двигателей. Силумин – сплав на основе алюминия с кремнием. По прочности не уступает стали, однако более лёгкий и имеет высокую коррозийную устойчивость. Широко используется в авиа-, вагоно- и автомобилестроении, а также для изготовления деталей к колесам сельскохозяйственных машин.

Из алюминия производится огромное количество алюминиевой фольги, которая идёт на обёртки для лекарств, конфет и шоколада, а также для бытовых нужд.

Сплавы на основе меди – бронзы, латунь, мельхиор, нейзильбер. Бронзы – сплавы на основе меди с оловом, кремнием, алюминием, бериллием или марганцем. Исторически первой была оловянная бронза. Именно из такой бронзы были отлиты произведения искусства древности, статуи, пушки и колокола.

Сегодня же все больше применяется алюминиевая, бериллиевая и свинцовая бронзы. Из алюминиевой бронзы изготовляют детали авиационных двигателей, из свинцовой – подшипники для паровозов, водяных турбин и судовых двигателей, а из бериллиевой – пружины. Из бронзы также изготовляют корпуса мобильных телефонов, монеты, награды (ордена и медали) и ювелирные украшения.

Латунь – сплав меди с цинком. Этот сплав дешевле бронзы, легко обрабатывается и формуется, стойкий к химическим реагентам. Из неё изготавливают радиаторные трубы, детали сантехники, гильзы для патронов. Если к латуни добавить немного алюминия, то сплав похож на золото, поэтому из него изготавливают монеты, значки, изделия антиквариата.

Мельхиор – это сплав серебристого цвета на основе меди с никелем и добавками марганца. Сплав, который отлично обрабатывается давлением, поэтому можно изготавливать изделия самых причудливых форм. Устойчив к действию морской воды и перегретого водяного пара. В старину мельхиор называли «серебро для бедных» из-за своей невысокой стоимости и большим сходством с драгоценным металлом. Он широко применяется в кораблестроении, для изготовления столовых приборов, ювелирных украшений и предметов роскоши (подсвечники, статуэтки и т.д.), а также монет.

Нейзильбер (от нем. Neusilber – «новое серебро») – сплав меди с никелем и цинком. Характеризуется коррозионной устойчивостью, повышенной прочностью и упругостью после деформации, пластичностью в горячем и холодном состоянии. Применяется в промышленности для изготовления деталей точных приборов, медицинских и музыкальных инструментов, паровой и водяной арматуры, а также монет, медалей и ювелирных изделий.

Конечно, перечислить все сплавы, которые используются в современной технике невозможно. Наука и современная металлургия развиваются с огромной скоростью. Современная обработка металла и новейшие электронные приспособления позволяют изготавливать за короткий период самые трудные и нестандартные детали. Все больше и больше в мир металлов и сплавов на их основе внедряются ещё недавно фантастические нанотехнологии. Конечно, всё это – прогресс. Но остаётся на удачу та самая подкова, созданная когда-то древним кузнецом вручную.

Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 633 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

в чём преимущество сплавов перед металлами? Химия, 9 класс

Применение чистых металлов в промышленности крайне ограниченно. Это объясняется тем, что чистые металлы не всегда экономически выгодны. Обладая высокой пластичностью, они имеют низкую прочность и твердость. Многие металлы имеют высокую электропроводность, но с повышением температуры электропроводность их падает. Электросопротивление чистых металлов также невелико и непостоянно при изменении температуры, что не позволяет использовать их в электрических приборах. Вследствие высоких коэффициентов расширения чистые металлы значительно изменяют объем при изменении температуры, что недопустимо в механизмах, работающих в условиях трения, в точных приборах и т. д. Твердость и прочность чистых металлов резко падают при повышении температуры.
Поэтому широкое применение в технике имеют не чистые металлы, а сплавы. Их преимущества перед металлами несомненны. Сплавы можно получить почти с любыми заданными свойствами. Для точных приборов применяют сплавы, у которых коэффициент теплового расширения практически близок к нулю; в электрических приборах — сплавы, электрические свойства которых не зависят от изменения температуры. Исключительно большое применение имеют антифрикционные, немагнитные, жаропрочные, красностойкие и другие сплавы.

Металлические сплавы — кристаллические тела, полученные при сплавлении металлов с другими металлами или неметаллами. К важнейшим промышленным сплавам относятся сталь и чугун — сплавы металлов с неметаллами; сплавы меди — бронза и латунь; сплавы алюминия и ряд других — сплавы металлов с металлами. Составляющие части сплава называются компонентами. Число компонентов может быть равно двум, трем, четырем и более. Получение сплава не всегда возможно. Например, железо со свинцом, свинец с цинком не образуют сплава, так как в жидком виде они не дают раствора. Обязательное условие для образования сплава — получение однородного жидкого раствора соединившихся компонентов. При затвердевании сплавы образуют различные типы соединений определяющие их внутреннее строение. Внутреннее строение сплавов резко отличается от строения металлов, из которых они получены, поэтому и свойства сплавов отличаются от свойств их компонентов.

Источник

Чем отличаются сплавы от чистых металлов?

Разница между металлом и сплавом

В ключевое отличие между металлом и сплавом заключается в том, что металл представляет собой чистое вещество, тогда как сплав представляет собой смесь двух или более компонентов. Мы можем разделить вс

Содержание:

В ключевое отличие между металлом и сплавом заключается в том, что металл представляет собой чистое вещество, тогда как сплав представляет собой смесь двух или более компонентов.

Мы можем разделить все элементы на металлы и неметаллы на основе определенных характеристик. Металлы имеют блеск, и они хорошо проводят тепло и электричество. Когда мы полируем металлы, они также хорошо отражают свет. Однако не только металлы, но и их твердые смеси, а именно сплавы, очень полезны для человечества. Для обычного человека нет разницы между металлом и сплавом, но между ними есть много различий, и мы выделим их в этой статье.

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое металл
3. Что такое сплав
4. Параллельное сравнение — металл и сплав в табличной форме
5. Резюме

Что такое металл?

Металл — это материал, обладающий металлическими свойствами. Это означает, что металлы имеют блеск и хорошо проводят тепло и электричество. Кроме того, если мы полируем поверхность, они также будут хорошими отражателями света. Кроме того, большинство металлов пластичны и пластичны. Более того, они более плотные, чем неметаллы. В большинстве случаев эти материалы имеют более высокие плотности и температуры плавления и кипения. Ковкость и пластичность металлов позволяют им деформироваться под нагрузкой без раскалывания.

Кроме того, металл может иметь три основных кристаллических структуры;

Прежде всего, металлы склонны к образованию катионов. Они образуют катионы, теряя электроны со своих крайних атомных орбиталей. Следовательно, большинство металлов могут образовывать оксиды при реакции с кислородом в нормальном воздухе. Однако есть некоторые металлы, которые вообще не вступают в реакцию с воздухом из-за их высокой стабильности.

Что такое сплав?

Сплав — это вещество, состоящее из двух или более компонентов, смешанных с металлом. Следовательно, он также имеет металлические свойства. Кроме того, сплав может иметь фиксированный или переменный состав. С учетом цели, мы делаем сплавы, чтобы улучшить существующие свойства металла или придать металлу новые свойства. В основном, цель производства сплавов — сделать их менее хрупкими, твердыми, устойчивыми к коррозии или иметь более желаемый цвет и блеск. Более того, можно изменить свойства сплава в соответствии с требованиями, варьируя добавки или легирующие материалы.

Слово легирование стало обозначать процесс, который приводит к образованию сплавов. На протяжении веков люди использовали железо, считая его очень прочным. Но это было образование стали; его сплав, который дал миру один из самых прочных конструкционных материалов. Кроме того, существует два основных типа сплавов: сплавы замещения и сплавы внедрения.

Взглянем на пример стали; это сплав, состоящий в основном из железа и небольшого количества углерода, процентное содержание которого варьируется от 0,2% до 2% в зависимости от марки сплава. Мы знаем о прочности и долговечности стали, которая намного больше, чем железо, которое мягче стали. Таким образом, очевидно, что путем легирования мы можем получить более качественные материалы и, что немаловажно, со свойствами, отличными от свойств ингредиентов сплава. Кроме того, железо — это тот металл, который делает многие сплавы, помимо стали, с такими веществами, как марганец, хром, ванадий, вольфрам и т. Д.

В чем разница между металлом и сплавом?

Металл — это материал с металлическими свойствами, тогда как сплав — это вещество, состоящее из двух или более компонентов, смешанных с металлом. Следовательно, это основное различие между металлом и сплавом. Более того, металлы являются чистыми веществами, если только они не вступают в реакцию с воздухом и водой, но сплав всегда представляет собой смесь двух или более компонентов. Следовательно, металл — это природное вещество, а сплав — это искусственное вещество. Еще одно различие между металлом и сплавом заключается в том, что, в отличие от чистых металлов, сплав нелегко вступает в химические реакции с воздухом и водой, поэтому мы склонны использовать сплавы в автомобильных колесах, а не чистый металл.

Резюме — металл против сплава

Металлы — очень важные вещества, которые мы используем в повседневной жизни. Сплав — это подкатегория металла. Ключевое различие между металлом и сплавом заключается в том, что металл представляет собой чистое вещество, тогда как сплав представляет собой смесь двух или более компонентов.

Сплавы металлов

Металлы используются человеком уже много тысячелетий. По именам металлов названы определяющие эпохи развития человечества: Бронзовый Век, Железный Век, Век Чугуна и т.д. Ни одно металлическое изделие из числа окружающих нас не состоит на 100% из железа, меди, золота или другого металла. В любом присутствуют сознательно введенные человеком добавки и попавшие помимо воли человека вредные примеси.

Абсолютно чистый металл можно получить только в космической лаборатории. Все остальные металлы в реальной жизни представляют собой сплавы — твердые соединения двух или более металлов (и неметаллов), полученные целенаправленно в процессе металлургического производства.

Классификация

Металлурги классифицируют сплавы металлов по нескольким критериям:

Виды сплавов по их основе

Металлы и сплавы на их основе имеют различные физико-химические характеристики.

Металл, имеющий наибольшую массовую долю, называют основой.

Свойства сплавов

Свойства, которыми обладают металлические сплавы, подразделяются на:

Для количественного выражения этих свойств вводят специальные физические величины и константы, такие, как предел упругости, модуль Гука, коэффициент вязкости и другие.

Основные виды сплавов

Самые многочисленные виды сплавов металлов изготавливаются на основе железа. Это стали, чугуны и ферриты.

Вещества с большим содержанием углерода, имеющие выраженные магнитные свойства, называют ферритами. Они используются при производстве трансформаторов и катушек индуктивности.

Сплавы металлов на основе меди, содержащие от 5 до 45% цинка, принято называть латунями. Латунь мало подвержена коррозии и широко применяется как конструкционный материал в машиностроении.

Если вместо цинка к меди добавить олово, то получится бронза. Это, пожалуй, первый сплав, сознательно полученный нашими предками несколько тысячелетий назад. Бронза намного прочнее и олова, и меди и уступает по прочности только хорошо выкованной стали.

Вещества на основе свинца широко применяются для пайки проводов и труб, а также в электрохимических изделиях, прежде всего, батарейках и аккумуляторах.

Двухкомпонентные материалы на основе алюминия, в состав которых вводят кремний, магний или медь, отличаются малым удельным весом и высокой обрабатываемостью. Они используются в двигателестроении, аэрокосмической промышленности и производстве электрокомпонентов и бытовой техники.

Цинковые сплавы

Сплавы на основе цинка отличаются низкими температурами плавления, стойкостью к коррозии и отличной обрабатываемостью. Они применяются в машиностроении, производстве вычислительной и бытовой техники, в издательском деле. Хорошие антифрикционные свойства позволяют использовать цинковые сплавы для вкладышей подшипников.

Титановые сплавы

Титан не самый доступный металл, он сложен в производстве и тяжело обрабатывается. Эти недостатки искупаются его уникальными свойствами титановых сплавов: высокой прочностью, малым удельным весом, стойкостью к высоким температурам и агрессивным средам. Эти материалы плохо поддаются механической обработке, но зато их свойства можно улучшить с помощью термической обработки.

Легирование алюминием и небольшими количествами других металлов позволяет повысить прочность и жаростойкость. Для улучшения износостойкости в материал добавляют азот или цементируют его.

Область применения титановых сплавов

Металлические сплавы на основе титана используются в следующих областях:

Алюминиевые сплавы

Если первая половина XX века была веком стали, то вторая по праву назвалась веком алюминия.

Трудно назвать отрасль человеческой жизнедеятельности, в которой бы не встречались изделия или детали из этого легкого металла.

Алюминиевые сплавы подразделяют на:

Основные преимущества соединений алюминия:

Основным недостатком сплавных материалов является низкая термостойкость. При достижении 175°С происходит резкое ухудшение механических свойств.

Еще одна сфера применения — производство вооружений. Вещества на основе алюминия не искрят при сильном трении и соударениях. Их применяют для выпуска облегченной брони для колесной и летающей военной техники.

Весьма широко применяются алюминиевые сплавные материалы в электротехнике и электронике. Высокая проводимость и очень низкие показатели намагничиваемости делают их идеальными для производства корпусов различных радиотехнических устройств и средств связи, компьютеров и смартфонов.

Слитки из алюминиевых сплавов

Присутствие даже небольшой доли железа существенно повышает прочность материала, но также снижает его коррозионную устойчивость и пластичность. Компромисс по содержанию железа находят в зависимости от требований к материалу. Отрицательное влияние железа скомпенсируют добавлением в состав лигатуры таких металлов, как кобальт, марганец или хром.

Конкурентом алюминиевым сплавам выступают материалы на основе магния, но ввиду более высокой цены их применяют лишь в наиболее ответственных изделиях.

Медные сплавы

Обычно под медными сплавами понимают различные марки латуни. При содержании цинка в 5-45% латунь считается красной (томпак), а при содержании в 20-35%- желтой.

Благодаря отличной обрабатываемости резанием, литьем и штамповкой латунь — идеальный материал для изготовления мелких деталей, требующих высокой точности. Шестеренки многих знаменитых швейцарских хронометров сделаны из латуни.

Малоизвестный сплав меди и кремния называют кремнистой бронзой. Он отличается высокой прочностью. По некоторым источникам, из кремнистой бронзы ковали свои мечи легендарные спартанцы. Если вместо кремния добавить фосфор, то получится отличный материал для производства мембран и листовых пружин.

Твердые сплавы

Это устойчивые к износу и обладающие высокой твердостью материалы на основе железа, к тому же сохраняющие свои свойства при высоких температурах до 1100 о С.

В качестве основной присадки применяются карбиды хрома, титана, вольфрама, вспомогательными являются никель, кобальт, рубидий, рутений или молибден.

Основными сферами применения являются:

Области применения твердых сплавов

Существуют и другие области применения твердосплавных веществ.

Какие бывают виды металлов и сплавов?

Металлы окружают нас повсюду: их них сделаны автомобили, каркасы домов, бытовая техника, смартфоны и многие другие изобретения человечества. Но много ли мы о них знаем? Первое, что нужно знать о металлах — это то, что они делятся на черные и цветные. Из этих разновидностей металлы разделяются еще на несколько больших групп, в зависимости от их свойств. Давайте сразу же перейдем к конкретике. В этом материале мы вкратце разберемся, по каким признакам металлы разделяются по разным группам и в каких отраслях они применяются.

На сегодняшний день науке известно более 90 видов металлов и все они используются в самых разных сферах

Характеристика металлов

Металлы — это группа из более 90 простых веществ из периодической таблицы Менделеева. В природе они редко обнаруживаются в чистом виде, поэтому их чаще всего добывают из руды. Так называют вид полезных ископаемых, которые представляют собой соединение нескольких химических компонентов, вроде минералов и тех же самых металлов. Металлам характерны несколько свойств, по которым их разделяют по группам:

Недавно ученые создали улучшенный алюминиевый сплав 6063, который уничтожает бактерии. Считается, что из него можно будет изготавливать ручки дверей больниц и других общественных мест.

Черные металлы

Три главные особенности черных металлов: большая плотность, высокая температура плавления и темная окраска. Так как с черными металлами в чистом виде тяжело работать, в них добавляют легирующие компоненты — примеси для изменения физических и химических свойств основного материала.

Чтобы придать черным металлам форму, их сначала нагревают до высоких температур, а потом прессуют

Черные металлы делятся на 5 подгрупп:

Железные металлы

К ним относятся кобальт, никель и марганец. Они применяются как добавки к железу — чаще всего, из сплавов получают прочную сталь, которая используется в изготовлении различных деталей для крупной техники, ножей и других изделий.

Из стали изготавливаются прочные и красивые ножи причем не только кухонные

Тугоплавкие металлы

К этой подгруппе относятся ниобий, молибден, вольфрам и рений. Их общей чертой является то, что ох температура плавления выше, чем у железа — то есть, составляет более 1539 градусов Цельсия. Из них, как правило, изготавливают детали для техники и нити накаливания для различных лампочек.

Нити накаливания в лампочках, как правило, сделаны из вольфрама

Урановые металлы

В эту группу входят уран, калифорний и другие радиоактивные металлы. Они используются исключительно в отрасли атомной энергетики.

В древние времена уран использовался для изготовления желтой посуды

Редкоземельные металлы

В эту классификацию входят лаптан, празеодим, неодим и другие металлы. Все они серебристо-белого цвета и имеют практически полностью одинаковые химические свойства. Свое название редкоземельные материалы получили потому, что их трудно найти в земной коре. Они используются в атомной энергетике и машиностроении. Например, из редкоземельных металлов можно создавать стекла, которые не пропускают через себя ультрафиолетовые лучи.

Редкоземельный элемент скандий используется в ртутно-газовых лампах

Щелочноземельные металлы

В эту подгруппу входят бериллий, магний, кальций, радий и другие металлы. Все они окрашены природой в серый цвет и при комнатной температуре всегда остаются в твердом состоянии. В чистом виде они практически нигде не применяются, за исключением атомных реакторов.

Щелочноземельный элемент бериллий используют для изготовления рентгеновских трубок, через которые лучи выходят наружу

Цветные металлы

Цветные металлы стоят дороже черных, потому что более востребованы в мире. Они нужны при изготовлении автомобилей, строительстве домов и в области высоких технологий — именно они являются основными материалами при изготовлении смартфонов и другой электроники. В сфере строительства они нужны для изготовления всевозможных арматур, балок, уголков и так далее.

Железо и его сплавы относятся к черным металлам, а все остальное — это цветные металлы

Цветные металлы принято разделять на три группы:

Тяжелые металлы

Самыми яркими представителями этой категории цветных металлов считаются медь, латунь и бронза. Наибольшим спросом среди них пользуется медь, потому что она — отличный проводник электрического тока и широко применяется в электронике. Из латуни изготавливают различные проволоки, подшипники и другие металлические элементы. Из бронзы нередко делают памятники, потому что она не боится дождя, снега и механических повреждений.

Легкие металлы

Самые популярные легкие металлы, это алюминий, магний и титан. Их довольно легко расплавить, а также они легче черных металлов. Благодаря устойчивости к коррозии, высокой пластичности и небольшой массе, алюминий активно используется в строительстве самолетов и автомобилей. Магний широко применяется в изготовлении корпусов для различной техники, начиная с фотоаппаратов и заканчивая двигателями. Титан отличается высокой прочностью и небольшой массой, поэтому применяется при изготовлении космических ракет.

В воздухе алюминий мгновенно покрывается пленкой, которая защищает ее от возникновения ржавчины

Благородные металлы

К благородным металлам относятся золото, серебро и платина. Из-за сложности добычи и своей красоты, они считаются самыми дорогими разновидностями металлов. Их стоимость постоянно меняется и их можно купить в банках, тем самым вложив в них свои деньги. Также благородные металлы широко используются в ювелирном деле. Из них изготавливаются кольца, браслеты и прочие украшения.

Про алюминий можно почитать в материале про самые ценные металлы в мире

Виды сплавов

Сплавами называют материалы, которые состоят из двух и более металлических компонентов. Как правило, сплавы состоят из основы, в которую входят несколько металлов, и так называемых легирующих элементов — они необходимы, чтобы придать сплаву мягкость, эластичность и другие свойства. Чаще всего в промышленности применяются смеси с использованием железа и алюминия, но вообще существует более 5 тысяч разновидностей сплавов.

В большинстве своем металлы, с которыми мы взаимодействуем — это сплавы

Сплавы делятся на два вида: литые и порошковые. Литые сплавы получаются путем смешивания расплавленных компонентов. А порошковый метод получения сплавов подразумевает прессование порошков нескольких металлов и их последующее спекания при высоких температурах.

Из металлических сплавов сегодня изготавливается практически все, вплоть до скамеек

По назначению сплавы делятся на конструкционные, инструментальные и специальные. Конструкционные сплавы предназначены для изготовления деталей автомобилей. Из инструментальных сплавов, как можно понять из названия, изготавливают инструменты — например, различные молотки и ножи. А специальные сплавы используются для изготовления деталей специального назначения — например, для предотвращения трения.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Как видно, металлов очень много и они сильно друг от друга отличаются. На тему металлов также рекомендую почитать материал, в котором я рассказал о самых интересных разновидностях этого материала. Вот знаете ли вы, как называется самый редкий металл на нашей планете и как его добывают?

Что такое чистые металлы?

К химически чистым металлам относятся металлы с низким содержанием примесей. Исключением могут быть твердые металлы, обладающие высокой электрической проводимостью. … Химически чистые металлы позволяют более точно рассчитать содержание того или иного металла в сплаве.

Какие есть чистые металлы?

Где используют чистые металлы?

Повсеместно применяют при производстве типографский сплавов, спичек, лекарств, для оболочки кабелей.

Чем отличается сплав от чистого металла?

Чистые металлы плавятся при одной постоянной температуре, а сплавы — в интервале температур. Механические свойства. К механическим свойствам металлов и сплавов относятся прочность, твердость, упругость, пластичность, вязкость.

Для чего нужны 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.).

Какие есть металлы?

Виды цветных металлов

Какие группы металлы?

Где применяется сплав?

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

Почему люди используют сплавы а не чистые металлы?

Сплавы создаются для того, чтобы получить материал с нужными характеристиками. Как правило, чистые металлы — это дорого и они не обладают нужными характеристиками. Поэтому дешевле и удобнее использовать сплавы.

Что такое сплав с примерами?

Сплав — материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, один из которых обязательно металл. Сплав Вуда – легкоплавкий сплав на основе висмута, свинца, олова и кадмия. Используется для изготовления металлических моделей, заливки образцов, пайки некоторых сплавов.

Какой металл или сплав обладает высокой пластичностью и твердостью?

Сталь — сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. … Примесями углеродистой стали являются марганец, кремний, сера, фосфор. Добавление марганца (0,5-0,8%) позволяет повысить твердость и прочность стали. Кремний (0,35-0,4%) повышает твердость, упругость, пластичность, текучесть стали.

Что относится к сплавам металлов?

К цветным металлам* и сплавам относятся практически все металлы и сплавы, за исключением железа и его сплавов, образующих группу чёрных металлов.

Что крепче железо или чугун?

Сталь является более прочной и твердой, чем чугун. Сталь имеет более высокую температуру плавления, она тяжелей. Более низкий процент содержания углерода в стали делает ее легкой в обработке, ее проще резать, ковать и варить. По этой причине изделия из чугуна можно отлить, а стальные сварить или сделать кованными.

Что можно сказать про роль металлов в жизни человека?

Какие металлы находятся в человеке?

Атомы в организме человека

Что относится к технологическим свойствам?

Технологические свойства определяют пригодность материала для изготовления из него детали тем или иным способом. К числу этих свойств относятся: обрабатываемость резанием, ковкость, свариваемость, жидкотекучесть, усадка, склонность к ликвации и др.

ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ

Металлы И сплавы В СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКЕ

Автор: Мясников Виктор Владимирович.

СИМВОЛ УДАЧИ И СЧАСТЬЯ

МЕТАЛЛЫ СЕГОДНЯ

Современную жизнь невозможно себе представить без применения изделий и материалов изготовленных на основе металлов. Сегодня человек использует более восьмидесяти металлов и около 5000 сплавов на их основе. Свое широкое применение во всех областях промышленности и в быту они получили благодаря своим свойствам: металлическому блеску, высокой механической прочности, твердости, ковкости и пластичности, тепло- и электрической проводимости, магнитным и др.

В современной химии металлы подразделяют на множество групп, вот некоторые из них:

б) легкоплавкие и тугоплавкие – если металл имеет температуру плавления до 1000 ºС, то металл легкоплавкий (самый легкоплавкий – ртуть), а если температура больше 1000 ºС – тугоплавкий (самый тугоплавкий – вольфрам). Именно из вольфрама сделана нить накаливания в лампочке, а еще сегодня все больше и больше приобретает популярность, так называемая вольфрамовая бижутерия (рис. № 6), которая очень красивая и изящная.

в) черные и цветные – железо и его сплавы (чугун, сталь и ферросплавы) относятся к черным, все остальные к цветным. Именно железо сегодня является главным металлом современной техники, хотя в последние годы оно постепенно сдает свои позиции алюминию и титану;

г) благородные – золото, серебро, платина и металлы платиновой группы;

д) редкоземельные – скандий, иттрий, лантан и лантаноиды, а также рассеянные – галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений и другие. Эти металлы широко используются в современной радиоэлектронике и приборостроении;

е) радиоактивные – радий, технеций, прометий, уран и другие актиноиды. Из них наибольшее применение имеет уран, которые добывается из урановой руды. Урановая руда обогащается, а на её основе изготовляются стрежни, используемые на атомных электростанциях.

ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ

Однако металлы в чистом виде используются редко, больше используются сплавы на их основе. Сплавы – это особые системы, состоящие из двух и более металлов, или металлов и неактивных неметаллов (углерод, фосфор, кремний, иногда сера). Свойства сплавов отличаются от свойств каждого из металлов входящих в его состав. Дело в том, что сплавлением одних металлов с другими можно существенно улучшить свойства многих металлов, например твердость, пластичность, текучесть, электрические, магнитные и термические свойства, а также антикоррозийную устойчивость.

Например, чистое золото – очень мягкий и пластичный металл и легко оставляет след от ногтей и царапается разными поверхностями. Если ты вспомнишь восточные сказки, то в них торговцы и лавочники, чтобы проверить подлинность чистых золотых монет «пробовали их на зуб». Теперь, наверное, тебе понятно для чего они это делали. Чтобы золотые монеты, украшения и другие изделия сохраняли свою форму, золото сплавляют с серебром или медью, такие сплавы очень твердые, но в тоже время сохраняют пластичность. Кстати, содержание благородного металла в сплаве называется пробой. Сегодня самой распространенной пробой золота является 583, т.е. на 1000 частей сплава приходится 583 части золота и 417 частей меди или серебра.

ОСНОВНЫЕ СПЛАВЫ СОВРЕМЕННОСТИ

Сплавы на основе железа – чугун и сталь.

Чугун – сплав железа, содержащий более 1,7 % углерода, а также другие неметаллы. Из чугуна можно отливать самые разнообразные изделия: крышки для люков, трубопроводную и каркасную арматуру, в быту ванны и другую сантехнику, но основное количество чугуна перерабатывается в сталь.

Сталь – сплав железа, содержащий менее 1,7 % углерода. В состав некоторых сталей входят хром, ванадий, никель, что улучшает их качество. Этот процесс называется легированием. Стали производится гораздо больше, чем какого-либо другого сплава, поэтому все области её применения перечислить очень трудно. Малоуглеродистая сталь в больших количествах потребляется в качестве конструкционного материала, в том числе на корпуса мобильных телефонов, а сталь с более высоким содержанием углерода идет на изготовление режущих инструментов, например бритвенные лезвия и сверла.

Сплавы на основе алюминия – дюралюмин, силумин, магналий. Целая группа сплавов алюминия называется «авиали», по главной области применения – авиастроение. Дюралюмин – сплав на основе алюминия с медью и магнием, а также небольшими добавками марганца и кремния. Очень прочный сплав, из которого изготавливают корпуса как гражданских, так и военных самолетов и автомобилей, а также детали турбинных двигателей. Силумин – сплав на основе алюминия с кремнием. По прочности не уступает стали, однако более лёгкий и имеет высокую коррозийную устойчивость. Широко используется в авиа-, вагоно- и автомобилестроении, а также для изготовления деталей к колесам сельскохозяйственных машин.

Из алюминия производится огромное количество алюминиевой фольги, которая идёт на обёртки для лекарств, конфет и шоколада, а также для бытовых нужд.

Сплавы на основе меди – бронзы, латунь, мельхиор, нейзильбер. Бронзы – сплавы на основе меди с оловом, кремнием, алюминием, бериллием или марганцем. Исторически первой была оловянная бронза. Именно из такой бронзы были отлиты произведения искусства древности, статуи, пушки и колокола.

Сегодня же все больше применяется алюминиевая, бериллиевая и свинцовая бронзы. Из алюминиевой бронзы изготовляют детали авиационных двигателей, из свинцовой – подшипники для паровозов, водяных турбин и судовых двигателей, а из бериллиевой – пружины. Из бронзы также изготовляют корпуса мобильных телефонов, монеты, награды (ордена и медали) и ювелирные украшения.

Латунь – сплав меди с цинком. Этот сплав дешевле бронзы, легко обрабатывается и формуется, стойкий к химическим реагентам. Из неё изготавливают радиаторные трубы, детали сантехники, гильзы для патронов. Если к латуни добавить немного алюминия, то сплав похож на золото, поэтому из него изготавливают монеты, значки, изделия антиквариата.

Мельхиор – это сплав серебристого цвета на основе меди с никелем и добавками марганца. Сплав, который отлично обрабатывается давлением, поэтому можно изготавливать изделия самых причудливых форм. Устойчив к действию морской воды и перегретого водяного пара. В старину мельхиор называли «серебро для бедных» из-за своей невысокой стоимости и большим сходством с драгоценным металлом. Он широко применяется в кораблестроении, для изготовления столовых приборов, ювелирных украшений и предметов роскоши (подсвечники, статуэтки и т.д.), а также монет.

Нейзильбер (от нем. Neusilber – «новое серебро») – сплав меди с никелем и цинком. Характеризуется коррозионной устойчивостью, повышенной прочностью и упругостью после деформации, пластичностью в горячем и холодном состоянии. Применяется в промышленности для изготовления деталей точных приборов, медицинских и музыкальных инструментов, паровой и водяной арматуры, а также монет, медалей и ювелирных изделий.

Конечно, перечислить все сплавы, которые используются в современной технике невозможно. Наука и современная металлургия развиваются с огромной скоростью. Современная обработка металла и новейшие электронные приспособления позволяют изготавливать за короткий период самые трудные и нестандартные детали. Все больше и больше в мир металлов и сплавов на их основе внедряются ещё недавно фантастические нанотехнологии. Конечно, всё это – прогресс. Но остаётся на удачу та самая подкова, созданная когда-то древним кузнецом вручную.

Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 518 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Сплавы, их классификация и применение.

Сплавы ― это макроскопически однородные материалы, имеющие металлические свойства и состоящие из смеси двух или большего числа химических элементов, из которых хотя бы один является металлом. Многие металлические сплавы имеют один или несколько металлов в качестве основы с малыми добавками других специально вводимых в сплав легирующих и модифицирующих элементов. Также в составе сплава могут содержаться неудалённые примеси (природные, технологические и случайные).

По способу изготовления различают два типа сплавов:

По способу получения заготовки (изделия) различают два типа сплавов:

В промышленности используют большое количество сплавов – конструкционных, инструментальных, специальных (см. Табл. 1, 2). Их различают по назначению:

Конструкционные сплавы со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства):

Сплавы для заливки подшипников:

Сплавы для измерительной и электронагревательной аппаратуры:

Для изготовления режущих инструментов:

В промышленности также используются жаропрочные, легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и магнитные материалы, а также аморфные сплавы.

Число металлических сплавов, применяемых в наши дни, очень велико и непрерывно растет. Их принято разделять на две большие категории: сплавы на основе железа и сплавы цветных металлов. Ниже перечислим наиболее важные сплавы промышленного значения и укажем основные области их применения.

Сплавы железа с углеродом, содержащие его до 2%, называются сталями. При введении легирующих элементов, таких, как хром, ванадий, никель, сталь становится легированной. Из всех видов металлов и сплавов, стали занимают первое место по объему их производства. Сфера их применения чрезвычайно широка, сложно было бы перечислить все возможные варианты. В общем можно сказать, что малоуглеродистые стали (менее 0,25% углерода) используется в качестве конструкционного материала, а стали с более высоким содержанием углерода (более 0,55%) идут на изготовление таких низкоскоростных режущих инструментов, как бритвенные лезвия и сверла. Легированные стали применяются в машиностроении всех видов и в производстве быстрорежущих инструментов.

Чугуном называют сплав железа с 2–4% углерода. Кроме того, важным компонентом чугуна является кремний. Из чугуна отливают самые разнообразные изделия, имеющие утилитарные функции, например крышки для люков, трубопроводную арматуру, блоки цилиндров двигателей. В правильно выполненных отливках достигаются хорошие механические свойства материала.

Такие сплавы в основном представлены различными видами латуни, т.е. медными сплавами, содержащими от 5 до 45% цинка. Латунь с содержанием от 5 до 20% цинка называется красной (томпаком), а с содержанием 20–36% Zn – желтой (альфа-латунью). Латуни применяются в производстве различных мелких деталей, где требуются хорошая обрабатываемость и формуемость. Популярны также сплавы меди с оловом, кремнием, алюминием или бериллием – это бронзы. Например, сплав меди с кремнием ― кремнистая бронза. Фосфористая бронза (медь с 5% олова и следовыми количествами фосфора) обладает высокой прочностью и применяется для изготовления пружин и мембран.

Такие сплавы широко применяются для пайки. Обычный припой (третник) состоит из одной части свинца и двух частей олова. Он широко применяется для соединения (пайки) трубопроводов и электропроводов. Кроме того, из сурьмяно-свинцовых сплавов делают оболочки телефонных кабелей и пластины аккумуляторов. Сплавы свинца с определенным количеством кадмия, олова и висмута могут иметь точку плавления, лежащую значительно ниже точки кипения воды (

70° C); по этой причине из них делают плавкие пробки клапанов спринклерных систем противопожарного водоснабжения. Сплав пьютер, из которого до сих пор производят декоративную посуду и украшения, содержит 85–90% олова (остальное – свинец). Свинец содержится в подшипниковых сплавах, называемых баббитами, в них также присутствуют такие химические элементы, как олово, сурьма и мышьяк.

В современной промышленности необходимы легкие сплавы с высокой прочностью, обладающие хорошими высокотемпературными механическими свойствами. Основными металлами легких сплавов служат алюминий, магний, титан и бериллий. Однако сплавы на основе алюминия и магния не могут применяться в условиях высокой температуры и в агрессивных средах.

К этим сплавам относятся литейные сплавы (алюминий Al – кремний Si), сплавы для литья под давлением (алюминий Al – магний Mg) и самозакаливающиеся сплавы повышенной прочности (алюминий Al – медь Cu). Алюминиевые сплавы экономичны, легкодоступны, они достаточно прочны при низких температурах и легко обрабатываются (легко куются, штампуются, пригодны для глубокой вытяжки, волочения, экструдирования, литья, хорошо свариваются и обрабатываются на металлорежущих станках). Необходимо заметить, что механические свойства всех алюминиевых сплавов заметно ухудшаются при температурах выше приблизительно 175° С. Но благодаря образованию защитной оксидной пленки на поверхности алюминиевые сплавы проявляют хорошую коррозионную стойкость в большинстве обычных агрессивных сред. Эти сплавы хорошо проводят электричество и тепло, обладают высокой отражательной способностью, немагнитны, безвредны в контакте с пищевыми продуктами (поскольку продукты коррозии бесцветны, не имеют вкуса и нетоксичны), взрывобезопасны (поскольку не дают искр) и хорошо поглощают ударные нагрузки. Благодаря такому сочетанию свойств алюминиевые сплавы служат хорошими материалами для легких поршней, применяются в вагоно-, автомобиле- и самолетостроении, в пищевой промышленности, в качестве архитектурно-отделочных материалов, в производстве осветительных отражателей, технологических и бытовых кабелепроводов, при прокладке высоковольтных линий электропередачи.

Примесь железа, от которой трудно избавиться, повышает прочность алюминия при высоких температурах, но снижает коррозионную стойкость и пластичность при комнатной температуре. Кобальт, хром и марганец ослабляют охрупчивающее действие железа и повышают коррозионную стойкость. При добавлении лития к алюминию повышаются модуль упругости и прочность, что делает такой сплав весьма привлекательным для авиакосмической промышленности. К сожалению, при своем превосходном отношении предела прочности к массе (удельной прочности) сплавы алюминия с литием обладают низкой пластичностью.

Магниевые сплавы легки, характеризуются высокой удельной прочностью, а также хорошими литейными свойствами и превосходно обрабатываются резанием. Поэтому они применяются для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей, корпусов для автомобильной оснастки, колес, бензобаков, портативных столов и т.п. Некоторые магниевые сплавы, обладающие высоким коэффициентом вязкостного демпфирования, идут на изготовление движущихся частей машин и элементов конструкции, работающих в условиях нежелательных вибраций.

Магниевые сплавы имеют свои недостатки, они довольно мягки, плохо сопротивляются износу и не очень пластичны. Зато они легко формуются при повышенных температурах, пригодны для электродуговой, газовой и контактной сварки, а также могут соединяться пайкой (твердым), болтами, заклепками и клеями. Такие сплавы не отличаются особой коррозионной стойкостью по отношению к большинству кислот, пресной и соленой воде, но стабильны на воздухе. От коррозии их обычно защищают поверхностным покрытием – хромовым травлением, дихроматной обработкой, анодированием. Магниевым сплавам можно также придать блестящую поверхность либо плакировать медью, никелем и хромом, нанеся предварительно покрытие погружением в расплавленный цинк. Анодирование магниевых сплавов повышает их поверхностную твердость и стойкость к истиранию. Магний – металл химически активный, а потому необходимо принимать меры, предотвращающие возгорание стружки и свариваемых деталей из магниевых сплавов.

Титановые сплавы превосходят как алюминиевые, так и магниевые в отношении предела прочности и модуля упругости. Их плотность больше, чем всех других легких сплавов, но по удельной прочности они уступают только бериллиевым. При достаточно низком содержании углерода, кислорода и азота они довольно пластичны. Электрическая проводимость и коэффициент теплопроводности титановых сплавов малы, они стойки к износу и истиранию, а их усталостная прочность гораздо выше, чем у магниевых сплавов. Предел ползучести некоторых титановых сплавов при умеренных напряжениях (порядка 90 МПа) остается удовлетворительным примерно до 600° C, что значительно выше температуры, допустимой как для алюминиевых, так и для магниевых сплавов. Титановые сплавы достаточно стойки к действию гидроксидов, растворов солей, азотной и некоторых других активных кислот, но не очень стойки к действию галогеноводородных, серной и ортофосфорной кислот.

Титановые сплавы ковки до температур около 1150° C. Они допускают электродуговую сварку в атмосфере инертного газа (аргона или гелия), точечную и роликовую (шовную) сварку. Обработке резанием они не очень поддаются (схватывание режущего инструмента). Плавка титановых сплавов должна производиться в вакууме или контролируемой атмосфере во избежание загрязнения примесями кислорода или азота, вызывающими их охрупчивание. Титановые сплавы применяются в авиационной и космической промышленности для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах (150–430° C), а также в некоторых химических аппаратах специального назначения. Из титано-ванадиевых сплавов изготавливается легкая броня для кабин боевых самолетов. Титан-алюминиево-ванадиевый сплав – основной титановый сплав для реактивных двигателей и корпусов летательных аппаратов.

Пластичный бериллиевый сплав можно получить, например, вкрапляя хрупкие зерна бериллия в мягкую пластичную матрицу, такую, как серебро. Сплав этого состава удалось холодной прокаткой довести до толщины, составляющей 17% первоначальной. Бериллий превосходит все известные металлы по удельной прочности. В сочетании с низкой плотностью это делает бериллий пригодным для устройств систем наведения ракет. Модуль упругости бериллия больше, чем у стали, и бериллиевые бронзы применяются для изготовления пружин и электрических контактов. Чистый бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов в ядерных реакторах. Благодаря образованию защитных оксидных слоев он устойчив на воздухе при высоких температурах. Главная трудность, связанная с бериллием, – его токсичность. Он может вызывать серьезные заболевания органов дыхания и дерматит.

Источник