Сплавы по сравнению с металлом не может быть

В чём преимущество сплавов перед металлами?

Первым делом стоит сказать, что исключительно чистые металлы, не используются при производстве, для этого есть несколько факторов, первый это стоимость и второй это большая прочность.

В данное время сплавы являются основой практически всех производств, наиболее популярным сплавом по количеству произведенного материала являются стали (различные виды), они состоят из железа, углерода и других элементов (хрома, вольфрама, марганца и практически всех возможных материалов.

Еще один из популярных и очень распространенных сплавов будет латунь (сплав меди и цинка), если говорить об легких но прочных сплавах, то таких вариантов тоже хватает, особенно их много в самолетостроении, чаще всего там встречаются сплавы алюминия и магния с рядом элементов (медью, железом, цинком)

Золото скорее всего. Еще очень инертны платина и цирконий.

Серебро все же окисляется.

Медецинская нержавейка и титан считаются достаточно устойчивыми.

Ну и всякая керамика порошковая. Но это уже не совсем металл или сплав.

Сейчас используют не дорогие сплавы и металлы, хотя в 60 е годы прошлого века некоторые страны чеканили монеты из серебра, и они были в обороте.

Сейчас используется железо покрытое никелем, или медью, так же монеты чеканят из алюминия, медно никелевого сплава, мельхиора, латуни. Медь в чистом виде для чеканки монет уже не используют.

Государства удешевляют производство монет. Но памятные и юбилейные продолжают выпускать из благородных металлов, тиражи этих монет не очень велики, и в оборот они не попадают, хотя являются законным платёжным средством.

Кроме легирования — добавки в сплавы тугоплавких металлов (никеля, хрома, вольфрама и др.), для повышения твердости многих металлов и сплавов, например, на основе железа, применяют также хорошо известный способ — закалку. Деталь нагревают до нужной высокой температуры, а потом быстро охлаждают. Закаленная сталь намного тверже не закаленной. Другой метод — науглероживание: насыщение поверхности изделия углеродом. В результате на поверхности образуются твердые карбиды. При азотировании — насыщении поверхностного слоя детали азотом — твердость увеличивается за счет образования на поверхности нитридов. Например, если деталь покрыть нитридом титана, ее поверхность станет не только твердой, но и будет блестеть, как золото.

Да, считается что такой сплав, он практически безопасен при носке. Более того, большим плюсом является и то, что он не токсичен даже тогда, когда попутно с телом, вступает в контакт и с водой, поэтому получается безопасным по всем показателям.

Всё зависит от массы металла, который нужно расплавить и от его формы. Посмотрим, какие металлы самые легкоплавкие. Ртуть расплавлять не нужно, она и так жидкая. Цезий плавится при 28°С, нор самовоспламеняется на воздухе, его плавить не нужно. Галлий плавится при температуре 30°С, его (в ампуле) можно расплавить подмышкой или (в небольшим количестве) — расплавить дыханием на ладони. Рубидий плавится при 39°С, очень активный, но можно расплавить теплой водой, если он в запаянной ампуле. Горячей водой можно расплавить (в запаянных ампулах) калий (плавится при 63°С) и натрий (98°С). Индий плавится при 156°С — никаких проблем. Литий (186°С) плавим на газу в запаянной ампуле. Олово (232°С) плавится паяльником. Висмут (плавится при 271°С), таллий (248°С — яд!), кадмий (321°С — ядовит!) и свинец (327°С) расплавляются тоже легко. Цинк (419°С) я плавил на газу в больших количествах в консервной банке. Сурьме (631°С) может плавиться в запаянной тугоплавкой ампуле, иначе загорится. Магний (651°С) тоже легко загорается, но в инертной атмосфере лента из магния расплавится. Алюминий (660°С каждый может расплавить, если взять проволоку, только капелька расплава повиснет с чехольчике из тугоплавкого оксида алюминия. Барий (660°С) и стронций (770°С) слишком активны на воздухе. Но даже серебро (961°С), золото (1063°С) и медь (1083°) можно расплавить на газу, если взять тонкую проволоку (маленький теплоотвод) и сунуть ее конец в самое горячую часть пламени (синюю) — образуется на конце проволоки маленький королек расплавленного металла. А вот марганец (1250°С) и тем более кобальт, никель и железо уже не расплавить.

Читайте также:  Сравнительная таблица характеристик щелочных металлов

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

Применение металлов и их сплавов

О том, что свойства металлов меняются при их сплавлении, стало известно ещё в древности. 5 тысяч лет тому назад наши предки научились делать бронзу — смесь олова с медью. Бронза по твёрдости превосходит оба металла, входящие в её состав.

Свойства чистых металлов, как правило, не соответствуют необходимым требованиям, поэтому практически во всех сферах человеческой деятельности используют не чистые металлы, а их сплавы. Это материал, который образуется в результате затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ. В их состав, кроме металлов могут входить также неметаллы, например, такие как углерод или кремний.

Добавляя в определённом количестве примеси других металлов и неметаллов, можно получить многие тысячи материалов с самыми разнообразными свойствами, в том числе и такими, каких нет ни у одного из составляющих смесь элементов. Сплав по сравнению с исходным металлом может быть механически прочнее и твёрже, со значительно более высокой или низкой температурой плавления, устойчивее к коррозии, устойчивее к высоким температурам,практически не менять своих размеров при нагревании или охлаждении и т. д.

Применение в качестве конструкционных материалов

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

Чугуны используют для изготовления массивных и очень прочных деталей. Например, раньше из чугуна отливали радиаторы центрального отопления, канализационные трубы, до сих пор изготавливают котлы, перила и опоры мостов. Изделия из чугуна изготавливаются с применением литья.

Читайте также:  Что хорошо очищает ржавчину с металла

Сплавы алюминия, используемые в конструкциях, наряду с прочностью должны отличаться лёгкостью. Дюралюминий, силумин — соединения алюминия, они незаменимы в самолёто-, вагоно- и кораблестроении. В некоторых узлах самолётов используются смеси магния, очень лёгкие и жароустойчивые.

В ракетостроении применяют лёгкие и термостойкие соединения на основе титана. Для улучшения ударопрочности, коррозионной стойкости, износоустойчивости сплавы легируют — вводят специальные добавки. Добавка марганца делает сталь ударопрочной. Чтобы получить нержавеющую сталь, в состав смеси вводят хром.

Инструментальные сплавы

Предназначены для изготовления режущих инструментов, штампов и деталей точных механизмов. Такие соединения должны быть износостойкими и прочными, причём при разогревании их прочность не должна существенно уменьшаться. Таким требованиям отвечают, например, нержавеющие стали, которые прошли специальную обработку (закалку).

Добавление к сплавам веществ, улучшающих их свойства, называют легированием. Для придания необходимых свойств инструментальные стали, как правило, легируют вольфрамом, ванадием или хромом.

Применение в электротехнической промышленности, электронике и приборостроении

Сплавы служат незаменимым материалом при изготовлении особо чувствительных и высокоточных приборов, различного рода датчиков и преобразователей энергии. Например, на изготовление сердечников трансформаторов и деталей реле идёт смесь никеля. Отдельные детали электромоторов изготавливаются из соединений кобальта. Сплав никеля с хромом — нихром, отличающийся высоким сопротивлением — используется для изготовления нагревательных элементов печей и бытовых электроприборов.

Из сеодинений меди в электротехнической промышленности и в приборостроении наиболее широкое применение находят латуни и бронзы. Латуни незаменимы при изготовлении приборов, деталью которых являются запорные краны. Такие приборы используются в сетях подачи газа и воды. Бронзы идут на изготовление пружин и пружинящих контактов.

Применение легкоплавких сплавов

Главным востребованным свойством является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем. Кроме того, эти соединения должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическую инертность, теплопроводность.

Легкоплавкие смеси производят из висмута, свинца, кадмия, олова и других металлов. Такие сплавы используют в термодатчиках, термометрах, пожарной сигнализации, например, сплав Вуда. А также в литейном деле для производства выплавляемых моделей, для фиксации костей и протезирования в медицине. Соединение натрия с калием (температура плавления –12,5 °С) используется как теплоноситель для охлаждения ядерных реакторов. Легкоплавкие смеси используются в литейном деле, незаменимы в датчиках пожарной сигнализации

Применение в ювелирном деле

Применение в чистом виде драгоценных металлов в ювелирном деле не всегда оправдано и целесообразно из-за их дороговизны, физических и химических особенностей. Для придания ювелирным изделиям из золота большей твёрдости и износостойкости используются сплавы с другими металлами. Самая лучшая добавка — это серебро (понижает температуру плавления) и медь (повышает твёрдость). Чистое золото используют очень редко, так как оно слишком мягкое, легко деформируется и царапается.

Из смеси золота с 10–30 % других благородных металлов (платины или палладия) изготавливают форсунки лабораторных приборов, а из соединений с 25–30 % серебра — ювелирные изделия и электрические контакты.

Сплавы в искусстве

Оловянная бронза (смесь меди с оловом) — один из первых освоенных человеком соединений металлов. Она обладает большей, по сравнению с чистой медью, твёрдостью, прочностью и более легкоплавка. Бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё. Классической маркой бронзы является колокольная бронза.

Одно из новых направлений в искусстве — производство художественных литых изделий из чугуна. Литые изделия из чугуна существенно превосходят по качеству кованые изделия. Чугун — металл гораздо более хрупкий и не такой ковкий, как сталь. Но даже из такого, казалось бы, грубого материала можно получать настоящие произведения литейного искусства способом литья, например, такие как литые лестницы или решётки на окна. Такие изделия подвержены лишь поверхностной коррозии и не требуют тщательного ухода.

Источник

В чём преимущество сплавов перед металлами?

Первым делом стоит сказать, что исключительно чистые металлы, не используются при производстве, для этого есть несколько факторов, первый это стоимость и второй это большая прочность.

Читайте также:  Новейшие технологии для обработки металлов

В данное время сплавы являются основой практически всех производств, наиболее популярным сплавом по количеству произведенного материала являются стали (различные виды), они состоят из железа, углерода и других элементов (хрома, вольфрама, марганца и практически всех возможных материалов.

Еще один из популярных и очень распространенных сплавов будет латунь (сплав меди и цинка), если говорить об легких но прочных сплавах, то таких вариантов тоже хватает, особенно их много в самолетостроении, чаще всего там встречаются сплавы алюминия и магния с рядом элементов (медью, железом, цинком)

Золото скорее всего. Еще очень инертны платина и цирконий.

Серебро все же окисляется.

Медецинская нержавейка и титан считаются достаточно устойчивыми.

Ну и всякая керамика порошковая. Но это уже не совсем металл или сплав.

Сейчас используют не дорогие сплавы и металлы, хотя в 60 е годы прошлого века некоторые страны чеканили монеты из серебра, и они были в обороте.

Сейчас используется железо покрытое никелем, или медью, так же монеты чеканят из алюминия, медно никелевого сплава, мельхиора, латуни. Медь в чистом виде для чеканки монет уже не используют.

Государства удешевляют производство монет. Но памятные и юбилейные продолжают выпускать из благородных металлов, тиражи этих монет не очень велики, и в оборот они не попадают, хотя являются законным платёжным средством.

Кроме легирования — добавки в сплавы тугоплавких металлов (никеля, хрома, вольфрама и др.), для повышения твердости многих металлов и сплавов, например, на основе железа, применяют также хорошо известный способ — закалку. Деталь нагревают до нужной высокой температуры, а потом быстро охлаждают. Закаленная сталь намного тверже не закаленной. Другой метод — науглероживание: насыщение поверхности изделия углеродом. В результате на поверхности образуются твердые карбиды. При азотировании — насыщении поверхностного слоя детали азотом — твердость увеличивается за счет образования на поверхности нитридов. Например, если деталь покрыть нитридом титана, ее поверхность станет не только твердой, но и будет блестеть, как золото.

Да, считается что такой сплав, он практически безопасен при носке. Более того, большим плюсом является и то, что он не токсичен даже тогда, когда попутно с телом, вступает в контакт и с водой, поэтому получается безопасным по всем показателям.

Всё зависит от массы металла, который нужно расплавить и от его формы. Посмотрим, какие металлы самые легкоплавкие. Ртуть расплавлять не нужно, она и так жидкая. Цезий плавится при 28°С, нор самовоспламеняется на воздухе, его плавить не нужно. Галлий плавится при температуре 30°С, его (в ампуле) можно расплавить подмышкой или (в небольшим количестве) — расплавить дыханием на ладони. Рубидий плавится при 39°С, очень активный, но можно расплавить теплой водой, если он в запаянной ампуле. Горячей водой можно расплавить (в запаянных ампулах) калий (плавится при 63°С) и натрий (98°С). Индий плавится при 156°С — никаких проблем. Литий (186°С) плавим на газу в запаянной ампуле. Олово (232°С) плавится паяльником. Висмут (плавится при 271°С), таллий (248°С — яд!), кадмий (321°С — ядовит!) и свинец (327°С) расплавляются тоже легко. Цинк (419°С) я плавил на газу в больших количествах в консервной банке. Сурьме (631°С) может плавиться в запаянной тугоплавкой ампуле, иначе загорится. Магний (651°С) тоже легко загорается, но в инертной атмосфере лента из магния расплавится. Алюминий (660°С каждый может расплавить, если взять проволоку, только капелька расплава повиснет с чехольчике из тугоплавкого оксида алюминия. Барий (660°С) и стронций (770°С) слишком активны на воздухе. Но даже серебро (961°С), золото (1063°С) и медь (1083°) можно расплавить на газу, если взять тонкую проволоку (маленький теплоотвод) и сунуть ее конец в самое горячую часть пламени (синюю) — образуется на конце проволоки маленький королек расплавленного металла. А вот марганец (1250°С) и тем более кобальт, никель и железо уже не расплавить.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector