Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое сплав металлов

СПЛАВЫ

СПЛАВЫ — СПЛАВЫ, застывшие растворы металлов друг в друге. Вследствие появления у С. целого ряда новых свойств, отсутствующих у чистых металлов, вошедших в их состав, С. получили большое распространение и применение в технике. При сплавлении металлов… … Большая медицинская энциклопедия

СПЛАВЫ — металлические, макроскопические однородные системы, состоящие из двух (например, латунь) или более металлов (реже металлов и неметаллов, например сталь) с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавы любые однородные системы,… … Современная энциклопедия

СПЛАВЫ — СПЛАВЫ, материалы, представляющие собой сочетание двух или более металлов. Свойства сплава отличаются от свойств исходных элементов. Сплавы обычно тверже и прочнее, и у них более низкая точка плавления. Сочетания с наиболее низкой точкой… … Научно-технический энциклопедический словарь

СПЛАВЫ — макроскопически однородные в ва, получаемые сплавлением двух или более металлов, неметаллов, окислов, органич. в в и т. п. Особенно важную роль в технике играют металлич. С. (основной вид конструкц. материалов). В общем случае С. не являются… … Физическая энциклопедия

СПЛАВЫ — макроскопически однородные вещества, образованные в результате охлаждения и затвердевания высокотемпературных жидких систем, состоящих из двух или нескольких компонентов (химически индивидуальных веществ), а также полученные методом (см.). С.… … Большая политехническая энциклопедия

СПЛАВЫ — металлические макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов (реже металлов и неметаллов), с характерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавами называют любые однородные системы, полученные сплавлением… … Большой Энциклопедический словарь

Сплавы — I Сплавы металлов, металлические сплавы, твёрдые и жидкие системы, образованные главным образом сплавлением двух или более металлов (См. Металлы), а также металлов с различными неметаллами. Термин «С.» первоначально относился к материалам … Большая советская энциклопедия

Сплавы — [alloys] однородные системы из двух или более элементов, претерпевающие переход из жидкое в твердое агрегатное состояния и обладающие характерными металлическими свойствами. Первые сплавы были природно легированными, их состав и свойства… … Энциклопедический словарь по металлургии

СПЛАВЫ — макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов (реже металлов и неметаллов) с характерными металлич. св вами. В более широком смысле С. любые однородные системы, полученные сплавлением металлов, неметаллов, неорг. соед … Химическая энциклопедия

Сплавы* — (хим.). До самого последнего времени о природе С. не существовало точных и верных представлений и они вместе с растворами, стеклами и изоморфными смесями относились к классу неопределенных химических соединений. В настоящее время с очевидностью… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Виды металлов и сплавов

Классификацию металлов следует начинать с разделения всего класса на черные и цветные металлы. Благодаря уникальным свойствам обоих типов существует возможность соединений разных химических элементов, которые в результате образовывают так называемые сплавы. Кроме чистого железа и сплавов к группе металлов можно отнести металлиды, а также интерметаллиды (сложные соединения элементов, отличающиеся повышенной прочностью).

Черные и цветные металлы (сплавы)

В группу черных металлов относят две категории соединений: сталь (углеродистая, легированная), чугун (обыкновенный, легированный, ферросплав) и другие сплавы на основе железа. Категория цветных металлов включает:

    благородные (золото, платина, серебро);
  • редкие (вольфрам, титан, цирконий, молибден);
  • тяжелые (ртуть, медь, свинец, олово, цинк);
  • легкие (алюминий, магний) сплавы.
Читайте так же:
Компрессорное масло для компрессора

Классификацию цветных металлов можно продолжить разновидностями меди:

    бронза;
  • латунь.

Некоторые из указанных типов используют чаще в промышленности, другие считаются редкими и менее доступными. Черные сплавы очень распространены в металлопрокате, пользуются высоким спросом и отличаются хорошими эксплуатационными характеристиками. Также пользуется популярностью изготовление деталей из алюминия, которые впоследствии активно эксплуатируются в самых разных отраслях: в машиностроении, медицине, пищевой промышленности, химической и аэрокосмической сферах.

Свойства металлов и сплавов

Отличить металлы от сплавов можно не только по внешним признакам, зернистости, гладкости, но также и по физическим свойствам. Это тепло- и электропроводность, высокая температура плавления и намагничивание (присуще железным сплавам). В то же время при нагревании металлы теряют свойство электропроводности (не полностью). При низкой температуре некоторые типы металлов, наоборот, считаются сверхпроводниками электричества. Поверхности металлов также свойственно окисляться в большей или меньшей степени. Иными словами, разные виды металлов и сплавов по-разному подвергаются ржавчине (коррозии) и восстановлению.

Если говорить непосредственно о сплавах, то их отличают по свойствам твердости, пластичности и прочности. Физические характеристики разделяют сплавы по цвету, электро- и теплопроводности, магнитному притяжению, плотности. Самыми распространенными в производстве сплавами по разным сочетаниям свойств можно считать алюминий, латунь, медь, бронзу и титан. Из этих элементов изготавливают разные детали и выливают уже готовые изделия.

Классификация металлов может быть более подробной, если рассматривать их с точки зрения целей и областей использования и способа работы (литейные, порошковые, деформируемые). Наиболее точным разделением по видам отличается классификация металлов по государственным стандартам (ГОСТ). Определенные требования к сплавам и металлам, их конструкционные свойства и область применения становятся основными факторами при выборе металла для тех или иных целей.

Сплавы

Свойства сплавов зависят от их структуры. Для сплавов характерны структурно-нечувствительные (определяются природой и концентрацией элементов, составляющих сплавы) и структурно-чувствительные свойства (зависят от характеристик основы). К структурно-нечувствительным свойствам сплавов относятся плотность, температура плавления, теплоту испарения. тепловые и упругие свойства, коэффициент термического расширения.

Все сплавы проявляют свойства, характерные для металлов: металлический блеск, электро- и теплопроводность , пластичность и др.

Также все свойства, характерные для сплавов можно разделить на химические (отношение сплавов к воздействию активных сред – вода, воздух, кислоты и т.д.) и механические (отношение сплавов к воздействию внешних сил). Если химические свойства сплавов определяют путем помещения сплава в агрессивную среду, то для определения механических свойств применяют специальные испытания. Так, чтобы определить прочность, твердость, упругость, пластичность и другие механические свойства проводят испытания на растяжение, ползучесть, ударную вязкость и др.

Основные виды сплавов

Широкое применение среди всевозможных сплавов нашли различные стали, чугун, сплавы на основе меди, свинца, алюминия, магния, а также легкие сплавы.

Стали и чугуны – сплавы железа с углеродом, причем содержание углерода в стали до 2%, а в чугуне 2-4%. Стали и чугуны содержат легирующие добавки: стали– Cr, V, Ni, а чугун – Si.

Читайте так же:
Чиллеры для охлаждения воздуха

Выделяют различные типы сталей, так, по назначению выделяют конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные и криогенные стали. По химическому составу выделяют углеродистые (низко-, средне- и высокоуглеродистые) и легированные (низко-, средне- и высоколегированные). В зависимости от структуры выделяют аустенитные, ферритные, мартенситные, перлитные и бейнитные стали.

Стали нашли применение во многих отраслях народного хозяйства, таких как строительная, химическая, нефтехимическая, охрана окружающей среды, транспортная энергетическая и другие отрасли промышленности.

В зависимости от формы содержания углерода в чугуне — цементит или графит, а также их количества различают несколько типов чугуна: белый (светлый цвет излома из-за присутствия углерода в форме цементита), серый (серый цвет излома из-за присутствия углерода в форме графита), ковкий и жаропрочный. Чугуны очень хрупкие сплавы.

Области применения чугунов обширны – из чугуна изготавливают художественные украшения (ограды, ворота), корпусные детали, сантехническое оборудование, предметы быта (сковороды), его используют в автомобильной промышленности.

Сплавы на основе меди называют латунями, в качестве добавок они содержат 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).

Среди сплавов на основе свинца выделяют двухкомпонентные (сплавы свинца с оловом или сурьмой) и четырехкомпонентные сплавы (сплавы свинца с кадмием, оловом и висмутом, сплавы свинца с оловом, сурьмой и мышьяком), причем (характерно для двухкомпонентных сплавов) при различном содержании одинаковых компонентов получают разные сплавы. Так, сплав, содержащий 1/3 свинца и 2/3 олова — третник (обычный припой) используется для пайки трубо- и электропроводов, а сплав, содержащий 10-15% свинца и 85-90% олова – пьютер, ранее применялся для отливки столовых приборов.

Сплавы на основе алюминия двухкомпонентные – Al-Si, Al-Mg, Al-Cu. Эти сплавы легко получать и обрабатывать. Они обладают электро- и теплопроводностью, немагнитны, безвредны в контакте с пищевыми, взрывобезопасны. Сплавы на основе алюминия нашли применение для изготовления легких поршней, применяются в вагоно-, автомобиле- и самолетостроении, пищевой промышленности, в качестве архитектурно-отделочных материалов, в производстве технологических и бытовых кабелепроводов, при прокладке высоковольтных линий электропередачи.

Раздел XV. Недрагоценные металлы и изделия из них

(м) ручные сита, пуговицы, ручки для письма, держатели для карандашей, перья для авторучек, моноопоры, двуноги, треноги и аналогичные изделия или прочие изделия группы 96 (разные готовые изделия); или

(н) изделия группы 97 (например, произведения искусства).

2. Во всей Номенклатуре термин «части общего назначения» означает:

(а) изделия товарной позиции 7307, 7312, 7315, 7317 или 7318 и аналогичные изделия из прочих недрагоценных металлов;

(б) пружины, рессоры и листы для них из недрагоценных металлов, кроме пружин для часов всех видов (товарная позиция 9114); и

(в) изделия товарных позиций 8301, 8302, 8308, 8310, а также рамы и зеркала из недрагоценных металлов товарной позиции 8306.

В группах 73 — 76 и 78 — 82 (за исключением товарной позиции 7315) ссылки на части товаров не включают в себя ссылки на части общего назначения, определенные выше.

Читайте так же:
Пила для резки фанеры

При условии соблюдения положений предыдущего абзаца и примечания 1 к группе 83 изделия, включаемые в группу 82 или 83, исключаются из групп 72 — 76 и 78 — 81.

3. Во всей Номенклатуре термин «недрагоценные металлы» означает: черные металлы (железо, чугун и сталь), медь, никель, алюминий, свинец, цинк, олово, вольфрам, молибден, тантал, магний, кобальт, висмут, кадмий, титан, цирконий, сурьма, марганец, бериллий, хром, германий, ванадий, галлий, гафний, индий, ниобий (колумбий), рений и таллий.

4. Во всей Номенклатуре термин «металлокерамика» означает материалы, состоящие из гетерогенной смеси микроскопических металлических и керамических компонентов. Этот термин также относится к спеченным карбидам металлов (карбиды металлов, спеченные с металлом).

5. Классификация сплавов (кроме ферросплавов и лигатур, указанных в группах 72 и 74):

(а) сплав недрагоценных металлов классифицируется как сплав того металла, содержание которого по массе превосходит содержание любого другого металла;

(б) сплав недрагоценных металлов, включаемых в данный раздел, и элементов, не входящих в данный раздел, классифицируется как сплав недрагоценных металлов данного раздела, если масса соответствующих металлов равняется или превосходит общую массу других элементов в этом сплаве;

(в) в данном разделе термин «сплавы» относится к спеченным смесям металлических порошков, гетерогенным однородным смесям, полученным сплавлением (кроме металлокерамики), и интерметаллическим соединениям.

6. Если в контексте не оговорено иное, любая ссылка в Номенклатуре на тот или иной недрагоценный металл включает ссылку на сплавы, которые в соответствии с вышеуказанным примечанием 5 должны классифицироваться как сплавы этого металла.

7. Классификация композиционных изделий:

изделия из недрагоценного металла (в том числе из смешанных материалов, рассматриваемых, согласно Основным правилам интерпретации Номенклатуры, как изделия из недрагоценного металла), содержащие два или более недрагоценных металла, классифицируются как изделия из того недрагоценного металла, который преобладает по массе, за исключением тех случаев, когда есть специальная оговорка.

Для целей данного примечания:

(а) черные металлы разных видов следует рассматривать как один и тот же металл;

(б) согласно примечанию 5 к данному разделу, сплав классифицируется по одному металлу;

(в) металлокерамика, включаемая в товарную позицию 8113, классифицируется как единый недрагоценный металл.

8. В данном разделе следующие термины означают:

(а) «отходы и лом» — металлические отходы и лом, полученные в процессе производства или механической обработки металлов, а также металлические изделия, окончательно не пригодные для использования в том качестве, для которого они предназначены, вследствие поломки, разрезов, износа или других причин;

(б) «порошки» — изделия, 90 мас.% которых или более просеивается через сито с размером ячейки 1 мм.

Математика сплавов

Сплав — это вещество, полученное методом выплавки из двух или более металлических элементов, зачастую с помощью специальных присадок. Одним из первых сплавов считается бронза, которая состоит на 85% из меди и на 15% из олова. Сегодня сплавом может называться вещество, в котором есть только один химический элемент и определенное количество присадок. Некоторые металлы, конечно, добываются прямо из руды или находятся в природе в так называемом самородном состоянии (платина, золото, олово, ртуть). Но большинство металлов добывают путем обработки их соединений.

Читайте так же:
Декоративные изделия из жести

При этом в современной промышленности металлы применяются именно в форме сплавов, полученных через добавление к основному элементу других компонентов. Интересный факт: из 90% всего добываемого в мире железа изготавливается чугун и разные стали.

Производство сплавов

В древности сплавы получали путем расплавления металлов до жидкого состояния. Древние индийцы, согласно историческим данным, даже научились создавать сплавы с использованием тугоплавкого цинка. Сегодня процесс создания сплавов мало отличается от древнего. При этом в сплавах можно выделить несколько составляющих:

— основу (основной компонент, это может быть один или несколько металлических элементов);

— добавки присадок и легирующих элементов;

По способу производства сплавы делятся на:

— литые — их получают путем кристаллизации расплава компонентов;

— порошковые — их получают при помощи прессования смеси порошков и спекания при высокой температуре.

Также способы получения сплавов разделяют на:

— литейные (например, чугун);

— деформируемые (линейка сталей различных видов);

— порошковые (например, титан, вольфрам).

Черные сплавы

Более всего распространены сплавы, в основе которых лежит железо. Как мы уже отметили, практически всё железо направляется на изготовление сталей, простых и легированных, либо чугуна. Такие сплавы можно получить, добавляя к железу углерод (0,25–4%). Добавление до 2% углерода характерно для сталей; 2–4% углерода необходимо, если изготавливается чугун. В него также входит кремний. Если речь идет о легированных сталях (это стали более высокого качества), то к сплавам примешивается никель, хром, ванадий, молибден. В настоящий момент высоколегированные стали с большим содержанием хрома и никеля активно применяются лидерами индустрии ТЭК при добыче нефти и газа на шельфе.


Если в сплаве содержится менее 0,25% углерода, то из него создают технические конструкции. Если же в стали содержится более 0,55% углерода, то она хорошо подходит, например, для производства различных высококачественных режущих инструментов: хирургических принадлежностей, сверл, резцов и т. д. Правда, детали для быстрой резки производят исключительно из легированной стали. Из чугуна также производят массу очень прочных делателей, например, создают блоки двигателей для авто. А в XIV веке из чугуна отливали пушки!

Цветные сплавы

Сплавы не на основе железа называются цветными (по аналогии с разделением металлов на черные и цветные).

Из цветных сплавов чаще всего используются сплавы на основе алюминия (также добавляются титан, магний, бериллий), которые именуются легкими сплавами высокой прочности и с отличными механическими характеристиками. Также распространены меди (латуни), которые создают с помощью значительного добавления цинка (до 45%). Применяются сплавы меди с кремнием, оловом, бериллием, алюминием, которые называются бронзами. И наконец, надо отметить сплавы на основе свинца, в которые добавляется олово, а также мышьяк, сурьма, баббит и т. д.

Легкие сплавы из алюминия считаются экономичными и долговечными, они попросту не поддаются коррозии, а для их формовки не требуется дорогостоящее оборудование. Кроме того, они прочны и способны выдерживать сверхнизкие температуры. Алюминиевые сплавы имеют хорошую электро- и теплопроводность. Благодаря высоким техническим характеристикам, сплавы на основе этого металла применяются в различных индустриях. Так, они активно используются в авиационной, космической, военной, научно-инженерной и других отраслях. Из алюминиевых сплавов производят поршни для двигателей внутреннего сгорания, строительные конструкции, корпуса разнообразной техники, электропроводки и др.

Читайте так же:
Шуруповерт с регулировкой крутящего момента

В свою очередь, в военной индустрии из алюминиевых сплавов производят легкую броню для техники: она выдерживает ударные нагрузки и не дает искр даже при резких механических воздействиях и ударах. Кроме того, из алюминия производят детали современной бытовой и мобильной техники, самолетов, авиационного оборудования. Важная деталь: алюминиевые сплавы считают абсолютно безвредными для здоровья человека, а потому их можно использовать для производства пищевой посуды и столовых принадлежностей.

Также распространенные медные сплавы очень прочны, из них делают, например, пружины, мембраны и т. д. Из сплавов на основе свинца сегодня производят кабели, подшипники, предохранители, так как эти сплавы способы выдержать очень высокие температуры и сложные природные условия. Эти свойства свинцовых сплавов были известны и в древние времена. Так, жители Древнего Рима делали из свинца водопроводы!

Улучшенные характеристики

Ключевым свойством всех сплавов является свариваемость. По другим свойствам они ничем не отличаются от металлов. Например, сплавы тепло- и электропроводны и пластичны.

Прочность
Способность сплава противостоять механическим воздействиям, нагрузкам

Твердость
Способность сплава сопротивляться внедрению детали из металла или другого сплава

Пластичность
Возможность сплава менять форму и размер под действием механической нагрузки

Вязкость
Способность сплава сопротивляться быстро возрастающим или сверхвысоким нагрузкам

Упругость
Способность сплава принимать начальную форму под действием механической нагрузки

Сплавляя некоторые металлы и другие химические элементы, можно получить материалы с улучшенными характеристиками, например с более высокими магнитными, термическими и/или электрическими свойствами.

Скажем, если алюминий сплавить с медью, цинком и магнием в нужной пропорции, можно увеличить текучесть первого компонента в несколько раз. Другой пример: сплавы с добавлением магния характеризуются легкостью (небольшой массой) и высокой прочностью. В связи с этим «магниевые» сплавы отлично подходят для литейной промышленности, а также активно применяются при производстве ракет, турбин, корпусов и деталей, которые эксплуатируются в экстремальных условиях, дисков автомобильных колес и даже броневой стали. А если в магний добавить в нужной пропорции никель, медь и хром, погрузив перед этим в расплав чистого цинка, можно заметно улучшить показатели металла по прочности и устойчивости к истиранию.

Итак, производство сплавов лежит в основе практически всех отраслей экономики и, как следствие, жизни всех людей. И с каждым годом осваиваются всё новые способы получения новых качественных сплавов, новые технологии их создания, а также новые пути их использования. Возможно, в будущем будут получены практически волшебные соединения, которые будут сочетать в себе все полезные свойства металлических компонентов, которые можно будет использовать где угодно!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector