РефератыХимияСпСплавы

Сплавы

Сплавы


Реферат по химии


на тему "Сплавы"


ученика 11"Б" СШ№1


Каримова Володи


Стрежевой-2000


Окружающие нас металлические предметы редко состоят из чистых металлов. Только алюминиев
ые кастрюли или медная проволка имеют чистоту около 99,9%. В
бо
льшин­стве же других случаев люди имеют дело со сплавами. Сплавы - это системы, состоящие из двух или нескольких металлов, а также из металлов и неметаллов, обладающие свойствами, присущи металлическому состоянию. Так, различные виды железа и стали содержат наряду с ме
таллическими
добавками незначит
ельные количества углерода, которые оказывают решающее влияние на механическое и тер­мическое поведение сплавов. Все сплавы имеют специльную маркировку, т.к. сплавы с одним названием (например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов.


Для изготовления сплавов применяют различные металлы. Самое большое значение среди всех сплавов имеют стали раз­личных составов. Простые конструкционные стали состоят
из железа относительно высокой чистоты с небольшими (0,07—0,5%) добавками углерода. Так, чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10% других металов, из них примерно 3% составляет углерод, а остальные — кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам, ванадий и молибден.


Никель наряду с хромом является важней
шим компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и механическую прочность. Так, известная нержа­веющая сталь содержит в среднем 18%
хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел самолетов, космических ракет и спутников требуются сплавы, которые устойчивы при тем­пературах выше 1000 °С, то есть не разрушаются кислородом и горючими газами и обладают при этом прочностью лучших сталей. Этим условиям удовлетворяют сплавы с высоким содержанием никеля. Большую группу составляют медно-никелевые
сплавы.


Сплав мельхиор
содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Он имеет красивый внешний вид. Из мельхио­ра изготавливают посуду и укра­шения, чеканят монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав -нейзильбер
-содержит, кроме 15% ни­келя, до 20% цинка. Этот сплав используют для изготовления худо­жественных изделий, медицинского инструмента. Медно-никелевые спла­вы константан
(40% никеля) и ман­ганин
(сплав меди, никеля и мар­ганца) обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в производстве элект­роизмерительных приборов. Харак­терная особенность всех медно-ни­келевых сплавов - их высокая стой­кость к процессам коррозии - они почти не подвергаются разрушению даже в морской воде.. Латуни благодаря своим качествам нашли широкое применение в ма­шиностроении, химической промыш­ленности, в производстве бытовых товаров. Для придания латуням особых свойств в них часто добав­ляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают тру­бы для радиаторов автомашин, тру­бопроводы, патронные гильзы, па­мятные медали, а также части технологических аппаратов для полу­чения различных веществ.


Для деталей машин используют сплавы меди с цинком , оловом, алюминием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30-40 кгс/мм^2 у сплавов и 25-29 кгс/мм^2 у технически чистой меди .


Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых бронз) не принимают термической обработки, и их механические свойства и износостойкость определяются химическим составом и его влиянием на структуру. Модуль упругости медных сплавов (900-12000 кгс/мм^2 ниже , чем у стали).


Основное преимущество медных сплавов - низкий коэффициент трения (что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред и хорошей электропроводностью.


Марки обозначаются следующим образом.


Первые буквы в марке означают: Л - латунь и Бр. - бронза.


Буквы, следующие за буквой Л в латуни или Бр. В бронзе, означают:


А - алюминий, Б - бериллий, Ж - железо, К - кремний, Мц - марганец,


Н - никель, О - олово, С - свинец, Ц - цинк, Ф. - фосфор.


Цифры, помещенные после буквы, указывают среднее процентное


содержание элементов. Порядок расположения цифр, принятый для латуней,


отличается от порядка, принятого для бронз.


В марках латуни первые две цифры (после буквы) указывают


содержание основного компонента - меди. Остальные цифры, отделяемые друг


от друга через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов.


Эти цифры расположены в том же порядке, как и буквы, указывающие


присутствие в сплаве того или иного элемента. Таким образом содержание


цинка в наименовании марки латуни не указывается и определяется по


разности. Например, Л86 означает латунь с 68% Cu (в среднем) и не имеющую других легирующих элементов, кроме цинка; его содержание составляет (по разности) 32%. ЛАЖ 60-1-1 означает латунь с 60% Cu , легированную алюминием (А) в количестве 1% , с железом (Ж) в количестве 3% и марганцем (Мц) в количестве 1%. Содержание цинк

а (в среднем) определяется вычетом из 100% суммы процентов содержания меди, алюминия, железа и марганца.


В марках бронзы (как и в сталях) содержание основного компонента -


меди - не указывается, а определяется по разности. Цифры после букв,


отделяемые друг от друга через тире, указывают среднее содержание


легирующих элементов; цифры расположенные в том же порядке, как и


буквы, указывающие на легирование бронзы тем или иным компонентом.


Например, Бр.ОЦ10-2 означает бронзу с содержанием олова (О) ~ 4% и цинка (Ц) ~ 3%.Содержание меди определяется по разности (из 100%). Бр.АЖНЮ-4-4 означает бронзу с 10% Al , 4% Fe и 4% Ni (и 82% Cu). Бр. КМц3-1 означает бронзу с 3% Si , и 1% Mn (и 96% Cu).


1. Медно-цинковые сплавы. Латуни .


По химическому составу различают латуни простые и сложные,


а по структуре - однофазные и двухфазные. Простые латуни легируются одним компонентом: цинком. Однофазные простые латуни имеют высокую пластичность; она наибольшая у латуней с 30-32% цинка (латуни Л70 , Л67). Латуни с более низким содержанием цинка (томпаки и полутомпаки) уступают латуням Л68 и Л70 в пластичности, но превосходят их в электро- и теплопроводности. Они поставляются в прокате и поковках.


Двухфазные простые латуни имеют хорошие ковкость (но главным


образом при нагреве) и повышенные литейные свойства и используются не


только в виде проката, но и в отливках. Пластичность их ниже чем у однофазных латуней, а прочность и износостойкость выше за счет влияния


более твердых частиц второй фазы.


2. Оловянные бронзы .


Однофазные и двухфазные бронзы превосходят латуни в прочности и


сопротивлении коррозии (особенно в морской воде).


Однофазные бронзы в катаном состоянии, особенно после зачительной холодной пластической деформации, имеют повышенные прочностные и упругие свойства .


Для двухфазных бронз характерна более высокая износостойкость.


Важное преимущество двухфазных оловянистых бронз - высокие литейные


свойства; они получают при литье наиболее низкий коэффициент усадки по


сравнению с другими металлами, в том числе чугунами. Оловянные бронзы


применяют для литых деталей сложной формы. Однако для арматуры котлов и подобных деталей они используются лишь в случае небольших давлений пара. Недостаток отливок из оловянных бронз - их значительная микропористость. Поэтому для работы при повышенных давлениях пара они все больше заменяются алюминиевыми бронзами.


Из-за высокой стоимости олова чаще используют бронзы, в которых


часть олова заменена цинком (или свинцом).


3. Алюминиевые бронзы (табл. 37).


Эти бронзы все более широко заменяют латуни и оловян­ные бронзы.


У алюминиевых бронз литейные свойства (жидкотекучесть)


ниже, чем у оловянных; коэффициент усадки больше, но они не образуют


пористости, что обеспечивает получение более плотных отливок.Литейные


свойства улучшаются введением в указанные бронзы небольших количеств


фосфора.


Кроме того, алюминиевые двухфазные бронзы, имеют более высокие


прочностные свойства, чем латуни и оловянные бронзы.


Алюминиевые бронзы используют в судостроении, авиации, и т.д..В


виде лент, листов, проволоки их применяют для упругих элементов, в


частности для токоведущих пружин.


4. Кремнистые бронзы (табл. 38)


Применение кремнистых бронз ограниченное. Используются


однофазные бронзы как более пластичные. Они превосходят алюминиевые


бронзы и латуни в прочности и стойкости в щелочных (в том числе сточных)


средах. Эти бронзы применяют для арматуры и труб, работающих в указанных средах.


Кремнистые бронзы, дополнительно легированные марганцем, в результате сильной холодной деформации приобретают повышенные прочность и упругость и в виде ленты или проволоки используются для различных упругих элементов.


5. Бериллиевые бронзы.


Бериллиевые бронзы сочетают очень высокую прочность и коррозионную стойкость с повышенной электропроводностью.


Однако эти бронзы из-за высокой стоимости бериллия используют лишь для


особо ответственных в изделиях небольшого сечения в виде лент, проволоки


для пружин, мембран, сильфонов и контактах в электрических машинах,


аппаратах и приборах.


Бериллиевые бронзы после закалки и старения, т.к. растворимость бериллия в меди уменьшается с понижением температуры.


Выделение при старении частиц химического соединения CuBe повышает


прочность и уменьшает концентрацию бериллия в растворе меди.


По следующим рецептам можно получить легкоплавкие сплавы. Сплав Ньютона:
31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура плавления 95 °С. Сплав Вуда:
25 частей свинца, 12,5 частей олова, 50 частей висмута и 12,5 частей кадмия. Температура плавления 60 °С. Ложка из такого сплава расплавится, если ею помешать горячий кофе. Раньше это демонстрировали в качестве шутли­вого опыта. Однако перемешанный таким образом напиток ядовит из-за солей свинца и висмута!


Использованная литература:


1. Книга для чтения по неогранической химии. - А. Крицман


2. Химия для любознательных - Эю Гроссе.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Сплавы

Слов:1412
Символов:11368
Размер:22.20 Кб.