coolreferat.com.ua сторінка 1
Навколишні нас металеві предмети рідко складаються з чистих металів. Тільки алюмінієві каструлі чи мідна проволка мають чистоту близько 99,9%. У більшості ж інших випадків люди мають справу зі сплавами. Так, різні види заліза і сталі, містять поряд з металевими добавками незначні кількості вуглецю, які мають вирішальний вплив на механічне і термічне поведінка сплавів. Всі сплави мають спеціальне маркування, тому сплави з однією назвою (наприклад, латунь) можуть мати різні масові частки інших металів.

Для виготовлення сплавів застосовують різні метали. Найбільше значення серед усіх сплавів мають, стали різних складів. Прості конструкційні сталі, складаються з заліза щодо високої чистоти з невеликими (0,07-0,5%) добавками вуглецю. Так, чавун, що отримується в доменної печі, містить близько 10% інших металів, з них приблизно 3% становить вуглець, а решта - кремній, марганець, сірка і фосфор. А леговані сталі, отримують, додаючи до заліза кремній, мідь, марганець, нікель, хром, вольфрам, ванадій і молібден.

Нікель поряд з хромом є найважливішим компонентом багатьох сплавів. Він надає сталям високу хімічну стійкість і механічну міцність. Так, відома нержавіюча сталь містить в середньому 18% хрому і 8% нікелю. Для виробництва хімічної апаратури, сопів літаків, космічних ракет і супутників потрібні сплави, які стійкі при температурах вище 1000 ° С, тобто не руйнуються киснем і горючими газами і володіють при цьому міцністю кращих сталей. Цим умовам задовольняють сплави з високим вмістом нікелю. Велику групу становлять мідно-нікелеві сплави.

Сплав міді, відомий з найдавніших часів, - бронза містить 4-30% олова (зазвичай 8-10%). До наших днів збереглися вироби з бронзи майстрів Стародавнього Єгипту, Греції, Китаю. З бронзи відливали в середні століття знаряддя і багато інших виробів. Знамениті Цар-гармата і Цар-дзвін в Московському Кремлі також відлиті з сплаву міді з оловом. В даний час в бронзах олово часто замінюють іншими металами, що призводить до зміни їх властивостей. Алюмінієві бронзи, які містять 5-10% алюмінію, володіють підвищеною міцністю. З такої бронзи карбують мідні монети. Дуже міцні, тверді і пружні берилієві бронзи містять приблизно 2% берилію. Пружини, виготовлені з берилієвої бронзи, практично вічні. Широке застосування в народному господарстві знайшли бронзи, виготовлені на основі інших металів: свинцю, марганцю, сурми, заліза і кремнію.

Сплав мельхіор містить від 18 до 33% нікелю (решта мідь). Температура плавлення мельхіору становить 1170 ° С. Він має гарний зовнішній вигляд. З мельхіору виготовляють посуд і прикраси, карбують монети («срібло»). Схожий на мельхіор сплав - нейзильбер - містить, крім 15% нікелю, до 20% цинку. Цей сплав використовують для виготовлення художніх виробів, медичного інструменту. Мідно-нікелеві сплави константан (40% нікелю) і манганін (сплав міді, нікелю та марганцю) мають дуже високим електричним опором. Їх використовують у виробництві електровимірювальних приладів. Характерна особливість всіх мідно-нікелевих сплавів - їхня висока стійкість до процесів корозії - вони майже не піддаються руйнуванню навіть у морській воді. Сплави міді з цинком з вмістом цинку до 50% носять назву латунь. Латунь "60" містить, наприклад, 60 вагових частин міді і 40 вагових частин цинку. Для лиття цинку під тиском застосовують сплав, який містить близько 94% цинку, 4% алюмінію і 2% міді. Це дешеві сплави, володіють хорошими механічними властивостями, легко обробляються. Латуні завдяки своїм якостям знайшли широке застосування в машинобудуванні, хімічній промисловості, у виробництві побутових товарів. Для додання латуням особливих властивостей в них часто додають алюміній, нікель, кремній, марганець і інші метали. З латуней виготовляють труби для радіаторів автомашин, трубопроводи, патронні гільзи, пам'ятні медалі, а також частини технологічних апаратів для отримання різних речовин.

За такими рецептами можна отримати легкоплавкі сплави. Сплав Ньютона: 31 масова частина свинцю, 19 частин олова і 50 частин вісмуту. Температура плавлення 95 ° С. Сплав Вуда: 25 частин свинцю, 12,5 частин олова, 50 частин вісмуту і 12,5 частин кадмію. Температура плавлення 60 ° С. Ложка з такого сплаву розплавиться, якщо нею перешкодити гаряча кава. Раніше це демонстрували як жартівливого досвіду. Однак перемішаний таким чином напій отруйний через солей свинцю і вісмуту!

Промислові мідно-нікелеві сплави умовно можна розділити на дві групи: конструкційні (або корозійностійкі) й електротехнічні (термоелектродні сплави і сплави опору).

До конструкційних сплавів ставляться, куніаль, мельхіор, нейзильбер та ін. Мельхіор називають подвійні і більш складні сплави на основі міді, основним легуючим компонентом яких є нікель. Для підвищення корозійної стійкості в морській воді їх додатково легують залізом і марганцем. Нейзильберу в порівнянні з мельхіору характеризуються високою міцністю через додаткового легування цинком. Куніаль називаються сплави потрійної системи Cu-Ni-Al. Нікель і алюміній при високих температурах розчиняються в міді у великих кількостях, але з пониженням температури розчинність різко зменшується. З цієї причини сплави системи Cu-Ni-Al ефективно упрочняются загартуванням і старінням. Сплави під загартування нагрівають до 900 -1000 о С, а потім піддають старінню при 500-600 о С. Зміцнення при старінні забезпечують дисперсні виділення фаз Ni3Al і NiAl. Мельхіор, нейзильбер, куніалі відрізняються високими механічними та корозійними властивостями, застосовуються для виготовлення теплообмінних апаратів в морському суднобудуванні (конденсаторні труби і термостати), медичного інструменту, деталей точної механіки та хімічної промисловості, деталей приладів в електротехніці, радіотехніці і для виготовлення посуду. Мельхіор марки МН19 і нейзильбер марки МНЦ15-20 використовуються як резистивні сплави.

До сплавів електротехнічним відносяться сплави опору - манганін (МНМц3-12) і константан (МНМц40-1б5) і сплави для термоелектродів та компенсаційних проводів: копель (МНМц43-0,5).

Використана література:

1. Книга для читання по неограніческой хімії. - А. Крицман

2. Хімія для допитливих - Ею Гроссе.
ЯЗАТИСЯ

з хімії

на тему: «Сплави металів»
Учня 11 «Б» класу

Тихонова Андрія.