Классификация сплавов: Классификация сплавов – aluminium-guide.com — Бетонный завод в Феодосии: доставка продукции с РБУ от производителя

Содержание

4. Классификация сплавов. Железо и его сплавы. Материаловедение: конспект лекций [litres]

Виды металла: классификация и сферы применения

Металлы – обобщенное название химических элементов, объеденных по ряду признаков. В периодической таблице они занимают большую часть, однако до сих пор не существует документа, позволяющего разделить их на классы.

Отличаются металлы в первую очередь своими качественными характеристиками. Какие-то имеют высокую теплопроводимость, другие выдерживают высокие нагрузки на разрыв и растяжение. В зависимости от этих качеств определяется и сфера применения, но металлы в природном виде, даже очищенные, не обладают необходимыми показателями в достаточном виде, поэтому применяется технология сплавов, то есть соединения нескольких элементов в одну молекулярную решетку. Это позволяет существенно улучшить характеристики, и придать сплаву необходимые качества.

Простой пример: возьмем распространенный в промышленности сплав бронзу. Это соединение, где основным элементом выступает медь. В качестве легирующего, то есть улучшающего качество, компонента используется олово. В результате соединения получается новый металл, более твердый и упругий по сравнению с чистой медью, который часто используют для изготовления крепежа.

Основные виды классификации металлов

Существует несколько видов классификации металлов. Начнем с основного типа – деления на две большие группы: черные и цветные. Черные металлы отличает высокая температура плавления, плотность и повышенная твердость. Цветные металлы, в большинстве случаев, плавятся при более низких температурах и обладают повышенной электро и теплопроводимостью.

Такое разделение обусловлено распространением элементов в природе. На добычу черных элементов приходится более 90 процентов от всей массы добываемых металлов, в то время как на цветную группу приходится не более 5-10 процентов. Необходимо отметить, что виды классификации являются условными, и используются в зависимости от назначения конечного продукта, который производят из этих металлов. Так, для изготовления крепежа используется классификация по техническим характеристикам, а для изготовления сложных сплавов химическая и кристаллическая. Рассмотрим эти виды подробнее.

Химическая классификация металлов

Все элементы в периодической таблице делятся на четыре основных группы, маркируемые латинскими буквами:

S. Отмечены розовым цветом.

P. Желтые элементы.

D. Бирюзовый цвет.

F. Зеленые элементы в таблице.

Каждая группа содержит в себе металлы. Элементы из первых двух категорий (S и P) называют простым видом, а элементы из групп D и F переходным. Также каждая группа делится еще на несколько категорий. В группу S входят щелочные и щелочеземеленые металлы, а в группы D и F платиновые, урановые и редкоземельные. При этом в каждой группе существуют исключения, из чего можно сделать вывод, что деление металлов по химическим группам является условностью, и редко применяется в практических сферах. Такое деление интересно только для научных изысканий, и практически не применимо в промышленности и производстве. Например, изготовление крепежа отталкивается от технических аспектов, и лишь в малой степени от химических.

Классификация металлов по кристаллической решетке

Все элементы имеют, так называемую, кристаллическую решетку. Абстрактная структура, определяющая расположение атомов и электронов, а также их привязку к ядру. В аморфных материалах, таких как стекло, атомы расположены хаотично, и не имеют строгой конструкции. В отличие от металлов, которые в твердом виде обладают строго структурированной решеткой, с четким построением молекулярных элементов. Всего разделяют 4 вида кристаллических решеток, которые проще представить в виде таблицы:

Это наиболее распространенные типы кристаллических решеток, часто встречающиеся у металлов. В общей сложности система классификации насчитывает 14 конфигураций, но у металлов они или встречаются крайне редко, или не встречаются вообще. Также следует отметить, что правильное построение решетки возможно только при естественном затвердевании металла, без искусственных ускорений. Если процесс остывания был ускорен, форма решетки изменится. В производстве это называют закаливанием, в результате которого меняется не только молекулярная структура, но и технические свойства.

Также, при нарушении норм производства металлического проката, может наблюдаться замена в кристаллической решетке. Это ведет к полному изменению качеств готового изделия. Чтобы условия производства соблюдались, были разработаны нормы стандартизации, гарантирующие четкое соответствие готового проката техническому описанию его свойств.

Техническая классификация металлов

Наиболее полную систему классификации предложил профессор Гуляев, хотя современные ученые и не согласны с некоторыми ее аспектами, ничего нового пока предложено не было. Итак, черные металлы делят на 5 основных подгрупп:

Железные металлы. Сюда входят марганец, кобальт, никель, и конечно, железо. Наиболее распространенная в природе группа, используемая в сплавах как основной компонент.

Тугоплавкие. Элементы, имеющие высокую температуру расплавления. В качестве эталона принята мера в 1539 градусов по Цельсию.

Редкоземельные. Дорогостоящие в плане добычи и обработки элементы, к которым относят неодим, европий, самарий и другие металлы, используемые в качестве присадок к основному сплаву. Способны даже при небольшом проценте вмешательства существенно повысить или полностью изменить характеристики сплава.

Щелочные. Особая группа, практически не применяемая в чистом виде. Чаще всего используются в атомной энергетике. Сюда относят: литий, барий, радий и другие.

Урановые. Торий, уран, плутоний. Применяются исключительно в атомной энергетике.

Цветные металлы также делят на несколько подгрупп. Их три:

Легкие. Алюминий, магний, бериллий. Обладают низким удельным весом и часто применяются в авиастроении и прочих сферах, где необходим твердый, но в то же время легкий материал.

Легкоплавкие. Металлы с наиболее низкой температурой плавления: цинк, олово, свинец. Используются как в чистом виде, в качестве припоя и соединительного элемента, и как легирующие добавки, повышающие или изменяющие характеристики сплава.

Благородные или драгоценные металлы. Наиболее редкие элементы, к которым относят: золото, серебро, палладий, платину. Обладают максимальной устойчивостью к коррозии и окислению, благодаря чему получают широкое распространение в различных промышленных сферах.

Практически все металлы из двух групп поддаются смешению, то есть производству из них сплавов с необходимыми техническими характеристиками.

Классификатор металлов по ГОСТ

Если рассматривать метлы с точки зрения геологии и распространения в природе, их делят на две большие группы: черные и цветные. Об этом мы уже говорили выше. В химии деление происходит по 4 направлениям, но чтобы привести виды металлов к общему знаменателю, необходимо более точное разделение. Начнем с основного типа классификации: металлы и сплавы. Металлы – это материалы, используемые в чистом, или практически чистом виде. Здесь допускаются примеси, но в незначительной степени, то есть те, которые не способны оказать влияния и изменить технические характеристики. Сплавами называют соединения, с высоким содержанием двух и более элементов.

Для того чтобы сплав получил маркировку, в его составе должно быть не менее 50 процентов основного компонента. То есть, если мы берем бронзу, то понимаем, что в ее составе больше половины занимает медь, а остальное делится между другими металлическими компонентами. Чистые металлы, в свою очередь, делятся на стали и чугуны. Эти металлы имеют в составе углерод. Если его содержание не превышает 2,14 %, его называют сталью. Свыше этого значения уже чугун.

Классификация металлов

Чтобы привести все виды металлов к единому стандарту качества, необходимо разделить их на группы. Таких групп 3:

Стали,

Чугуны,

Сплавы на основе цветных металлов.

Каждая группа имеет деление на подгруппы. У стали это:

углеродистая,

легированная,

специальная.

Углеродистая сталь не имеют легирующих, то есть изменяющих структуру элементов. Допускаются примеси, но в незначительном количестве. Углеродистая сталь в свою очередь делится на инструментальную и конструкционную. Кардинальные различия заключаются в процентах содержания в составе углерода. Конструкционная сталь содержит не более 0,6%, а инструментальная от 0,7 до 1,5%. Далее конструкционная сталь делится на обычное качество и высокое. В обычном качестве допускаются примеси серы и фосфора, но в количестве, не превышающем 0,3 процента. Соответственно высококачественная сталь не предусматривает наличия этих элементов в составе, или их количество должно быть меньше установленной нормы.

Далее легированная сталь, то есть материал, имеющий в составе компонент, влияющий на качественные характеристики сплава. Список легирующих элементов довольно большой, и здесь его приводить не имеет смысла. Содержание легирующего элемента начинается от 2,5%. Такая сталь называется низколегированной. Если в составе от 2,5 до 10 процентов, это уже среднелегированная марка, а при содержании свыше 10 процентов, получается высоколегированная сталь.

Помимо этого легированные стали делятся по назначению. Здесь три группы:

инструментальная,

конструкционная,

специальная

В стандартизации каждый элемент имеет буквенное обозначение, а для причисления легированной стали к тому или иному классу используется отдельный список. Все легированные стали обозначаются сочетанием букв и цифр. Для примера рассмотрим такое соединение: 10Г2СД.

Первая цифра здесь – это количество углерода в сотых долях процента. Далее буква Г, в классификаторе означающая марганец. Следующая за буквой Г цифра 2 говорит нам о том, что марганец в этом составе присутствует в двухпроцентной доле. И последние две буквы – это дополнительные элементы, процентная доля которых менее 1,5%. В данном случае сюда добавлены медь и кремний.

Последний вид стали – специальный. Он делится на несколько групп:

строительная,

подшипниковая,

арматурная,

котельная,

автоматная.

Соответственно для каждой группы имеются свои стандарты.

Далее идут чугуны, делящиеся на три группы:

белый,

отбеленный,

и графитизированный.

У каждой группы также имеется свое разделения, но наибольший интерес представляет графитизированный чугун, который делится на:

серый,

вермикулярный,

ковкий

и высокопрочный.

Отношение к какой-либо группе определяется процентным соотношением углерода к металлу в составе, а также наличию примесей, допустимых стандартами, то есть ГОСТами.

И, наконец, последняя крупная группа – сплавы на основе цветных металлов. Здесь очень много разделений и видов классификации, поэтому остановимся на трех основных категориях, и представим их в виде таблиц:

Алюминиевые сплавы:

Медные сплавы:

Поиск сплава в классификаторе ГОСТ

Государственные стандарты четко определяют не только виды металлов и сплавов, но и качество производства заготовок для дальнейшей обработки и производства металлоизделий. Реестр очень большой, и первый пункт, который нам нужен – металлы и металлические изделия.

Далее переходим в необходимый раздел. Углеродистая и качественная сталь имеет маркировку В2 и В3 соответственно, а цветные металлы и их сплавы находятся в разделе В5. Также имеет смысл поискать в разделе В8, где перечислены стандарты литейных отливок.

Если мы говорим про изготовление крепежа, наибольший интерес представляет раздел В5, а внутри него подраздел В51.

Перед нами открывается список всех ГОСТов, связанных с этими определениями.

Он довольно большой, и не зная конкретного номера найти необходимую статью довольно сложно. Если же номер известен изначально, то на сайте ГосСтандарта есть готовый поиск, куда необходимо внести свой номер, чтобы сразу получить доступ к необходимому элементу.

Сферы применения основных металлов

Рассматривать радиоактивные и редкоземельные металлы не имеет смысла, так как в производстве крепежа они практически не принимают участия, как и в других сферах, не связанных с атомной энергетикой и некоторыми редкими видами промышленности. Нас интересуют основные металлы и сплавы рассмотренные выше.

Сферы их применения очень разнообразны:

строительство,

авиастроение,

машиностроение,

производство инструментов,

металлоконструкции,

станкостроение.

И так далее. Изготовление крепежа можно отнести нескольким категориям, но по сути, это металлоконструкции, называемые в народе Метизы. Для производства метизов используются десятки различных металлов и сплавов, от конструкционной стали и чугуна, до сложных сплавов на основе титана и меди.

Коротко по каждому виду, применяемому для изготовления крепежей

Перед тем как перейти к описанию конкретных видов металлов и сплавов, необходимо определиться, какие основные технические требования предъявляются к продуктам, попадающим под категорию «крепеж». Их несколько:

прочность учитывается прочность на разрыв и излом.

Пружинистость. Возможность металла возвращать изначальную форму после сжатия.

Устойчивость к коррозии и окислению. Актуально для всех видов крепежа.

И многое друге. Теперь поговорим о конкретных металлах и сплавах. Их список выглядит следующим образом:

Алюминий и сплавы на его основе,

Медь,

Латунь,

Бронза,

Инструментальная сталь,

Легированная сталь,

Ковкий чугун,

Сталь нержавеющая.

Начнем по порядку: первый пункт – это алюминий и сплавы на его основе. Он применяется при изготовлении клепок и различных зажимов. Также в клепках может быть использована медь для повышения качества метиза. Помимо этого из меди изготавливают гайки специального назначения. Они используются, в частности, при судостроении, так как медь при контакте с другими металлами не создает искру.

Латунь и бронза отличаются повышенной, по сравнению с медью, прочностью, поэтому из них изготавливают различные шпонки, элементы анкеров, а также болты, шурупы и винты. Еще одна особенность этих сплавов заключается в отсутствии скипания. То есть при электрическом замыкании, сталь сплавляется, а медь остается цельной и не разрушается.

Из легированной и конструкционной стали изготавливаются барашковые гайки, струбцины и прочие удерживающие элементы. Это обусловлено высокой прочностью этих марок. Нержавеющая сталь, в свою очередь применяется там, где необходима максимальная устойчивость к коррозии. Что касается чугуна, то он чаще всего применяется при производстве запорной арматуры, то есть вентилей и запоров.

Сплавы. 9 класс. Разработка урока

Цель урока:

Дат ь понят ие о сплавах, их классификацией и свойст вах;

Познакомить с важнейшими сплавами их значением в жизни

общест ва и преимущест вом сплавов перед чист ыми мет аллами;

Обучать и развивать умение делат ь выводы;

Прививат ь и развиват ь навыки делового общения;

Развитие логического мышления;

Развивать кругозор;

Обучать и развивать умение самостоятельного поиска необходимой информации;

Развивать умение делать выводы, работать в коллективе, говорить на публике;

Воспитание эстетического вкуса

Оборудование и материалы: Коллекции сплавов цветных и черных металлов (чугуны и стали, алюминий, медь), изделия из сплавов. Компьютер, мультимедийный проектор.

Методы урока: Объяснение, рассказ, беседа, самостоятельная работа с учебником.

Тип урока: комплексный.

Дополнительное задание: за 2 – 3 недели до урока дается задание найти информацию о сплавах и сделать сообщение по плану:

История создания

Состав сплава

Его свойства

Применение

Ход урока

Этап урока

Действия учителя

Действия учащихся

Вступительное слово учителя: Здравствуйте! Мы изучали с вами свойства металлов, особенности их строения, типа связи. Пришло время перейти к изучению новой способности металлов: образованию сплавов. Открываем тетради, записываем тему урока: «СПЛАВЫ».

Но прежде чем прис тупить к изучению нового материала. Повторим ранее изученный. Часть учащихся работает по карточкам с заданиями разного уровня. Уровень 1 – на «3», уровень 2 – на «4», уровень 3 – на «5». Уровень выбираем самостоятельно. (См. приложение)

Остальные беседуют со мной, получая за верный ответ карточки, по сумме которых мы выставляем оценки.

Вопросы для обсуждения:

Где элементы – металлы расположены в периодической системе?

К каким электронным семействам относятся элементы – металлы?

Сколько электронов имеют атомы металлов на внешнем электронном слое?

Что называется металлической связью?

Чем обусловлены физические свойства металлов?

Какими физическими свойствами характеризуются металлы?

Почему в химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей?

Какие химические свойства характерны для металлов?

Как реагируют металлы с кислотами?

Как определить активность металла?

(Задания разных уровней приведены в приложении.)

Но в реальной жизни металлы в чистом виде встречаются редко, а в основном мы имеем дело со сплавами. Поэтому запишите тему урока: «Сплавы». И на этом уроке мы поговорим о сплавах, их особенностях, классификации, значением и применением в жизни общества. И в конце урока вы должны будете ответить на один вопрос: «Почему с течением времени человечество перешло от использования чистых металлов к использованию сплавов?»

Давайте подумаем, с чем ассоциируется у вас слово сплав. (Сплавление чего-либо между собой). Совершенно верно. А на основании этого попробуйте дать определение металлического сплава. Если затрудняетесь, откройте ваши учебники на странице 267. (Металлические сплавы – материалы с металлическими свойствами, состоящие из двух и более компонентов, из которых хотя бы один – металл).

Как вы думаете, как получают сплавы? (Смешиванием различных металлов в расплавленном состоянии). Хочу заметить, что в результате затвердевания смеси, возможно, образование нескольких видов сплавов.

Виды сплавов

Характеристика

Пример

Твердые растворы

Расплавленные металлы смешиваются в любых отношениях

Ag иCu; Ag и Au; Cu и Ni

Механическая смесь

При охлаждении смеси расплавленных металлов образуется сплав, состоящих из мельчайших отдельных кристалликов каждого металла

Pb и Sn; Pb и Ag; Bi и Cd

Интерметаллиды

Расплавленные металлы образуют между собой химические соединения

Cu и Zn; Ca и Sb; Pb и Na

Твердые растворы: они получаются, если расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, то есть смешиваются в любых соотношениях. Компонентами могут быть металлы, кристаллические решетки которых одного типа, а атомы мало различаются по размеру. Например, золото и серебро, серебро и медь, медь и никель. Такие сплавы содержат в узлах кристаллической решетки атомы обоих металлов, а потому они однородны. По сравнению с чистыми металлами, из которых они состоят, такие сплавы имеют более высокую прочность, твердость и химическую стойкость; они пластичны и хорошо проводят электрический ток.

Механическая смесь металлов: Расплавленные металлы смешиваются между собой в любых соотношениях, но при охлаждении образуется не твердый раствор, а сплав, состоящий из мельчайших отдельных кристалликов каждого из металлов. Например, свинца и олова, свинца и серебра, висмута и кадмия.

Интерметаллиды: такие сплавы получаются, если расплавленные металлы вступают во взаимодействие и образуют между собой химические соединения. Например, медь и цинк, Кальций и сурьма, свинец и натрий. Некоторые сверхтвердые сплавы получают методом порошковой металлургии, когда смесь порошков металлов прессуется под большим давлением с последующим спеканием ее при высокой температуре. Но это не единственный признак классификации сплавов. Если составлять полную классификацию, то она будет выглядеть следующим образом:

По строению:

Механическая смесь

Твердый раствор

Интерметаллическая смесь

По структуре

Гомогенные

Гетерогенные

По основному компоненту

Черные

Цветные

По числу компонентов

Двойные

Тройные

Многокомпонентные

По свойствам

Тугоплавкие

Легкоплавкие

Коррозионно-устойчивые

Ну а теперь самое время заслушать те сообщения, которые вы подготовили. В ходе рассказов вы будьте внимательны, смотрите на экран, в свои учебники, в коллекции на ваших с толах, а так же не забывайте заполнять таблицу:

Название сплава

Состав

Основные свойства

Применение

Латунь

Медь, цинк 30–35%

Пластичность

Изготовление приборов и предметов быта

Нихром

Никель 67%, хром 15%, марганец 1,5 %

Большое электрическое сопротивление, жаропрочность

Изготовление электронагревательных приборов

Историками установлено, что в период Древнего царства в Египте ремесленники применяли только медные инструменты. Но некоторые свойства меди не удовлетворяли потребности мастеров, поэтому с конца 4-го тысячелетия до нашей эры стали появляться бронзовые изделия. Ее секрет раскрыли китайцы, впервые ее получившие. С этого момента начинается в истории бронзовый век. Бронза сплав меди с оловом, иногда в нее добавляют цинк, свинец, алюминий, марганец, фосфор и кремний. Добавки влияют на свойства сплава. Так количество олова меняется от 5 до 25%, если его больше сплав становится хрупким. Фосфор добавляется для предотвращения окисления олова до оловянной кислоты. А свинец добавляется для жесткости. Наряду с изготовлением орудий труда и изделий культового назначения уже в глубокой древности из бронзы начали отливать скульптуру. Первая из них появилась в 3 тысячелетии до нашей эры в Месопотамии. Это была статуя местного божества. В России из бронзы лились даже колокола. Из нее отлиты знаменитые Царь – колокол и Царь – пушка. Бронза относится к интерметаллидам.

Латунь является сплавом, состоящим из меди и цинка, причем процент цинка может достигать 50%. Иногда в него добавляют олово, марганец, алюминий, свинец, кремний, но их количество колеблется от 0.08 до 1.2 %. Данный сплав обладает хорошими механическими свойствами, устойчив к коррозии, легко обрабатывается. Открытие латунного сплава связано с кораблестроением. До открытия латуни суда смолили, но такой защиты было не достаточно. И борта стали обивать латунными пластинами, которые не боятся контакта с водой. Помимо защиты, пластины просто красивы, так как сплав имеет красивый желто – золотистый цвет. В современной промышленности латунь применяется для изготовления водопроводных кранов, любых предметов находящихся в тесном контакте с водной средой.

Мельхиор представляет собой соединение меди и никеля, причем процент никеля составляет 29 – 33%, иногда с добавлением серебра. Был получен с целью создания боле дешевой альтернативы серебру, и в отличие от первого не стирается, так как более прочный. Мельхиор служит материалом получения посуды, столовых приборов, из него чеканили монеты. Это прочный материал, легкий в обработке.

Дюралюминий состав из алюминия и меди 6 – 8%. С добавками магния, марганца, кремния. Медь добавлена в сплав для придания ему большей мягкости, что упрощает его обработку, а так же для прочности. Используется как строительный материал, для изготовления легких и прочных конструкций, а так же в современном самолетостроении.

Чугун сплав железа и углерода (2–4.5%), с добавками марганца до 3%, кремния до 4.5%, серы до 0.08%, фосфора до 2.5%. чугун сыграл важную роль в развитии изобразительного искусства и архитектуры. В России его применение в архитектуре началось с литых столбов, которые производили заводы Демидова на Урале. Изобретение данного сплава стало причиной революции в мостостроении. Вообще, литье из чугуна – самостоятельный вид искусства. Особо почетное место в «чугунном кружеве» принадлежит Воронихинской решетке у Казанского собора. Отлитая в 1811 году она до сих пор является украшением центра города. Но данный сплав, в силу коррозионной стойкости и прочности применяется и для изготовления кухонной утвари.

Сталь сплав железа и углерода (0.04 – 2%), и добавок марганца(0.1 – 1%), кремния(0.4%), серы(0.08%), фосфора(0.09%), если сталь легированная, то в нее добавлены хром и никель. Сталь — основа современной техники. Она прочная, легкая, коррозионностойкая. В старину она считалась драгоценным металлом. Из нее в первую очередь делали оружие. Самым знаменитым был булат. Его родина – Индия. До 19 века сталь считалась исключительно оружейным сплавом, но в 1830 году в Англии из нее стали делать бытовые предметы: шкатулки, подносы, портсигары. В 20 веке из стали начали изготавливать светильники, и даже барельефы. Сталь с различными видами обработки может иметь золотой, красный, синий, зеленый, оранжевый цвет.

Нихром состоит из никеля до 78% и хрома. Выдумка современных мастеров. Поскольку данный сплав является жаропрочным и обладает низкой теплопроводностью, а так же высокой сопротивляемостью электричеству, то из него изготовляют современную кухонную посуду, а так же детали электронагревательных приборов.

Существует огромное количество ювелирных сплавов:

Ювелирное золото сплав, содержащий от 58 до 96% золота и медь

Ювелирное серебро содержит серебро 98% и никель

Белое золото, состоящее из золота и никеля

Слово учителя: Спасибо! А теперь попробуйте ответить на основной вопрос нашего урока: «Почему же люди стали использовать сплавы?»

Учащиеся высказывают различные предположения, но в конечном итоге должны сделать следующие выводы:

Сплавы обладают различными свойствами, поэтому есть возможность создать сплав с нужными свойствами.

Не смотря на то, что в состав сплавов входят металлы, обладающие определенным набором свойств (металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, ковкость, пластичность), но свойства сплава сильно отличаются от свойств компонентов, входящих в него, что особенно ценно.

Слово учителя: Сплавы состоят из металлов, которые в его составе сохраняют свои химические свойства. Например, взаимодействие с кислотами. Этот факт позволяет установить качественный состав сплава. И это мы проверим с помощью расчетных задач.

Часть из них мы решим в классе, а часть пойдут в качестве домашнего

задания:

При действии избытка соляной кислоты на 60 граммов сплава меди и цинка выделился газ объемом 1.12 литра. Найдите массовые доли металлов в сплаве.

При действии соляной кислоты на 500 граммов сплава серебра и магния выделился газ, объемом 112 литров. Найдите массовые доли металлов в сплаве.

При действии разбавленной серной кислоты на 10 граммов сплава меди и алюминия, выделился газ, объемом 1.24 литра. Найдите массовые доли металлов в сплаве.

В конце урока проводится оценивание деятельности учащихся и класса в целом, а так же сбор тетрадей некоторых школьников, с целью проверки правильности решения задач.

Домашнее задание: Параграф 74, задачи

Тугоплавкий металл вольфрам – неизменный материал для изготовления нитей накаливания, а карбид вольфрама состава WC – основа твердого сплава «Победит, из которого изготавливают сверла. Для получения порошкообразного вольфрама используют восстановление оксида вольфрама водородом. Рассчитайте тепловой эффект реакции, если на получение 1 кг. Вольфрама этим способом было потрачено 636 кДж теплоты. WO₃ +2H₂ = W + 3H₂O

Выплавка свинца, вероятно, была одним из первых металлургических процессов. В качестве природного сырья чаще всего использовали Галенит – природный сульфид свинца, который сначала обжигали, получая оксид свинца (II), а затем восстанавливали углем. Определите массу угля, необходимого для получения 40 кг. Свинца, если практический выход процесса восстановления равен 20%.

Пользуясь дополнительной литературой, заполните схему – применение сплавов в различных отраслях.

Итог урока.

Как бы вы, продолжили фразу:

Сегодня на уроке…

Теперь я знаю…

Мне на уроке…

попробуйте определить настроение сегодняшнего урока, выберите его (на доске появляются «рожицы» с разным выражением): если вам было комфортно, понятно, то «рожица» 1, если настроение не изменилось – 2, если ухудшилось – 3.__

Цветные металлы и сплавы | Стальной прокат в Одинцово – Стальной прокат в Одинцово

Цветные металлы и сплавы составляют порядка 3 % российского ВВП. Цветные металлы делятся на два типа: легкие и тяжелые. К первой категории относится алюминий, магний и титан. Во вторую группу входит медь, никель, свинец, олово и цинк.

Сплавы цветных металлов (силумины, бронзы, латунь и др.) широко используются в следующих областях:

производство;
сельское хозяйство;
медицина;
строительство и др.

Виды сплавов

Сплавы бывают литейные и деформируемые. В первом случае заготовки производят с помощью заливания металла в специальные формы. Из деформируемых составов изготавливают детали методом ковки, прессования и штамповки. Рассмотрим сферы применения цветных металлов и сплавов.

Применение магния

Металл используется для создания лёгких литейных сплавов, а также для производства осветительных ракет, зажигательных бомб и трассирующих пуль.

Помимо этого, магний применяется для производства конструкционных материалов для авиационной, космической и автомобильной промышленности.

Химические соединения цветного металла являются компонентом электрических батарей резервного питания. Также сплавы магния используют в качестве огнеупорного материала. Металл применяется в медицине для производства аспарагината, сульфата и цитрата магния. Эти лекарства применяются для лечения неврологических, кардиологических и гастроэнтерологических заболеваний.

Применение никеля

Сплавы цветного металла применяются для изготовления деталей самолетов и космических кораблей. Никель используется при производстве аккумуляторов, брекет-систем, монет и обмоток для струн. Никелевое покрытие предохраняет металлические поверхности от коррозии. Никель используется при производстве химических реактивов и некоторых марок нержавеющей стали.

Применение свинца

Металл используется для производства взрывчатых веществ, строительных материалов, а также катодных и термоэлектрических элементов. Арсенит свинца применяется для изготовления инсектицидов. Из хлорида свинца делают противоопухолевые мази, а хромат свинца применяется при изготовлении красящих веществ.

Цветной металл широко используется в атомной промышленности. Свинец применяют для радиационной защиты в рентгеновских аппаратах и ядерных реакторах. Из сплавов тяжелого металла производят пули, подшипники и оболочки для кабелей. Припой на основе свинца применяется для пайки проводов и электротехнических изделий.

Мы поставляем металлопрокат оперативно в день оплаты. Проходите на сайт и смотрите.

Классификация сплавов — Литейное производство

Классификация сплавов

Категория:

Литейное производство

Классификация сплавов

ГОСТом 5200-50 предусматривается следующая общая классификация металлов и сплавов:

Степенью чистоты металла или сплава называют суммарное содержание в металле или сплаве основного и всех легирующих компонентов, выраженное в весовых процентах.

Литейные сплавы, в отличие от других сплавов, получают методом вторичного переплава. В качестве исходных (шихтовых) материалов используют в различных количествах сплавы, полученные первичной металлургической плавкой, например: чугун доменной плавки, цветные металлы первичного металлургического процесса и др.

Особенности процессов первичного и вторичного металлургического передела связаны с тем, что литейные сплавы, кроме основных компонентов, всегда содержат то или иное количество примесей. В одних случаях регламентируется допускаемое количество примесей а в других — нет, хотя ничтожно малое их содержание может существенно повлиять на свойства сплава в жидком и твердом состояниях.

Постоянными или неизбежными примесями называют такие, содержание которых в металле или сплаве предопределяется особенностями металлургического процесса и наличием этих примесей в исходных материалах первичной металлургической плавки (в руде, флюсах и т. д.). Если примеси ухудшают свойства металла или сплава их называют загрязняющими.

Случайными называют примеси, попавшие в металл или сплав случайно. Присутствие их не является характерным для соответствующих сплавов.

Следами примесей или загрязнения называют количество примеси или загрязнения, которое может быть установлено только качественным анализом. Однако они могут оказывать влияние на структуру и свойства сплавов, превосходящее влияние основного компонента.

Отдельную группу сплавов, которую используют в литейном производстве, составляют ферросплавы, лигатуры и модификаторы.

Ферросплавами называют передельные сплавы, содержащие более 10% железа и не менее 10% легирующего (или раскисляющего) компонента.

Лигатурой называют передельные сплавы из цветных металлов, используемые главным образом в процессах приготовления цветных сплавов.

Модификаторами называют металлы или сплавы (иногда и неметаллы) которые в очень малых количествах вводят в сплав для преднамеренного изменения его структуры или для получения определенных свойств его в жидком или твердом состоянии.

Статьи по теме:

Урок 13. сплавы металлов — Химия — 11 класс

Химия, 11 класс

Урок № 13. Сплавы металлов

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению сплавов чёрных и цветных металлов, роли легирующих добавок, зависимости свойств сплавов от состава.

Глоссарий

Бронза – сплав на основе меди; оловянная бронза содержит до 8,5% олова. Может содержать также алюминий, кремний, свинец. Используется для изготовления деталей машин, инструментов, при ударе не образующих искр.

Баббиты – сплавы на основе олова и свинца. Применяются для изготовления подшипников, так как отличаются высокой устойчивостью к истиранию.

Дюралюминий – высокопрочные сплавы на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Основной конструкционный материал в авиа- и ракетостроении.

Константан – сплав на основе меди, никеля и марганца, используется для изготовления электроизмерительных приборов.

Латунь – сплав меди и цинка, с небольшими добавками никеля, олова, свинца, марганца. Используется для изготовления деталей машин и запорной аппаратуры.

Легированная сталь – сталь, в состав которой включены легирующие добавки, повышающие прочность, коррозионную устойчивость, жаропрочность и другие свойства сплава.

Легирующие добавки – вещества, вводимые в сплав в определённых количествах, для придания сплаву необходимых свойств.

Мельхиор – медно-никелевый сплав с добавлением железа, используется для изготовления монет, инструментов, столовых приборов.

Нейзильбер – трёхкомпонентный сплав на основе меди, цинка и никеля.

Силумин – сплав алюминия с кремнием. Применяется для литья деталей в авто- моторостроении.

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.

Сталь – сплав железа с углеродом, причем доля углерода не превышает 2,14%.

Цветные металлы – алюминий, медь, никель, цинк, олово, свинец и другие металлы, не относящиеся к чёрным.

Цементит – карбид железа Fe₃C, образуется в виде отдельной фазы в чугуне с высоким содержанием углерода.

Чёрные металлы – железо, марганец, иногда к чёрным металлам относят хром.

Чугун – сплав железа с углеродом, содержание углерода в пределах от 2,14 до 4,3%.

Электрон – сплав на основе магния и алюминия с добавлением цинка, и марганца. Используется в авиа- и ракетостроении.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Сплавы металлов и их классификация

Одним из первых металлов, который человек стал применять для своих нужд, была медь. Но ещё в III тысячелетии люди обнаружили, что медь, сплавленная с оловом, позволяет делать более прочное оружие, долговечную посуду. Материал, полученный при сплавлении меди с оловом, получил название «бронза». Это был первый сплав, изготовленный человеком.

Сплавом называют искусственный материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, из которых, по крайней мере, один является металлом.

В зависимости от количества компонентов различают двойные (бинарные), тройные и многокомпонентные сплавы. Сплавы могут иметь однородную структуру (гомогенные сплавы), а также состоять из нескольких фаз (гетерогенные сплавы). В зависимости от своих свойств сплавы подразделяются на легкоплавкие, тугоплавкие, жаропрочные, высокопрочные, твердые, коррозионно-устойчивые. По предполагаемой технологии обработки различают литейные (изделия производят путём литья) и деформируемые (обрабатывают путём ковки, проката, штамповки, прессования) сплавы.

Чёрные металлы и сплавы на их основе

В зависимости от природы металла, составляющего основу сплава, различают чёрные и цветные сплавы. В чёрных сплавах основным металлом является железо. Самыми распространенными из чёрных сплавов являются сталь и чугун. К чёрным металлам относятся железо, а также марганец и хром, которые входят в состав чёрных сплавов.

Чугун

Чугун – сплав на основе железа, содержание углерода в котором превышает точку предельной растворимости углерода в расплаве железа (2,14%). При остывании сплава, углерод кристаллизуется в виде отдельных включений цементита и графита. Углерод придает чугуну твердость, но снижает пластичность сплава, поэтому чугун хрупкий. Чугун применяют для изготовления литых деталей (коленчатых валов, колёс, труб, радиаторов отопления, ванн, решеток ограждения), кухонной посуды (сковородок, чугунков, казанов).

Сталь

В стали содержание углерода значительно меньше. В низкоуглеродистых сталях количество углерода не превышает 0,25%, в высокоуглеродистой стали содержание углерода может достигать 2%. Самые первые стальные изделия появились 4000 лет назад. В настоящее время выплавляют стальные сплавы с различными свойствами. Это конструкционные, нержавеющие, инструментальные, жаропрочные стали.

Легирующие добавки

Для придания стали особых свойств в процессе её изготовления, вводят легирующие добавки. Легирующими добавками называют вещества, которые добавляют в сплав в определенном количестве для изменения механических и физических свойств материала.

Легированные стали

В зависимости от количества легирующих добавок различают низколегированную, среднелегированную и высоколегированную сталь. Марка стали обозначается с помощью букв и цифр. Буква указывает на химическую природу легирующей добавки, а цифра, стоящая после буквы – на примерное содержание этой добавки в сплаве. Если содержание добавки меньше 1%, то цифру не ставят. Цифры впереди букв показывают содержание углерода в сотых долях процента. Например, в стали марки 18ХГТ содержится 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi.

Стали применяют для изготовления армирующих железнодорожных рельсов, дробильных установок, конструкций, турбин электростанций и двигателей самолётов, инструментов (пилы, сверла, резцы, зубила, фрезы), химической аппаратуры, деталей автомобилей, тракторов, дорожных машин, труб и много другого.

Цветные металлы и сплавы на их основе

К цветным металлам относят алюминий, цинк, медь, никель, олово, свинец и др. Сплавы на основе цветных металлов называют цветными. Это бронза, латунь, силумин, дюралюминий, баббиты и многие другие. В авиации широкое применение нашли легкие и прочные сплавы на основе алюминия и титана. Изделия из медных сплавов: бронзы и латуни, применяются в химической промышленности, для изготовления запорной аппаратуры: кранов, вентилей. Сплавы на основе олова и свинца используют для изготовления подшипников. Из мельхиора и нейзильбера – сплавов меди и никеля, изготовляют столовые наборы, монеты.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Расчет массовой доли металла в сплаве

Условие задачи: Кусочек нейзильбера массой 2,00 г поместили в раствор гидроксида натрия. В ходе реакции выделилось 0,14 л водорода (н.у.). Вычислите массовую долю цинка в сплаве. Ответ запишите в процентах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: запишем уравнение реакции цинка с раствором гидроксида натрия:

Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂↑.

Один моль цинка вытесняет из щёлочи один моль водорода.

Шаг второй: найдём количество цинка, которое вытеснило 0,14 л водорода.

Для этого найдём в периодической таблице элементов Д.И. Менделеева молярную массу цинка: М(Zn) = 65 г/моль. При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объём, равный 22,4 л. Составим пропорцию:

65 г цинка вытесняет 22,4 л водорода;

х г цинка вытесняет 0,14 л водорода.

65 : х = 22,4 : 0,14, откуда х = (65·0,14) : 22,4 = 0,41 (г) – масса цинка в сплаве.

Шаг третий: найдём массовую долю цинка в сплаве:

ω = (0,41 : 2,00)*100 = 20,5 (%).

Ответ: 20,5

2. Расчёт массы легирующей добавки

Условие задачи: Для придания стали противокоррозионных свойств в сплав добавляют хром. Сталь марки С1 должна содержать 12% хрома, 1% кремния, 1,5% марганца и 0,2% углерода. Сколько хрома необходимо добавить к железному лому (посторонними примесями пренебрегаем) массой 500 кг, чтобы получить нержавеющую сталь требуемой марки? Ответ записать в килограммах с точностью до десятых долей.

Шаг первый: найдём массовую долю железа в стали марки С1:

Для этого от 100% отнимем массовые доли остальных элементов:

100 – 12 – 1 – 1,5 – 0,2 = 85,3 (%).

Шаг второй: найдём массу одного процента сплава.

Для этого массу железного лома разделим на массовую долю железа:

500 : 85,3 = 5,9 (кг).

Шаг третий: найдём необходимую массу хрома. Для этого массу одного процента сплава умножим на массовую долю хрома в сплаве:

5,9*12 = 70,8 (кг).

Ответ: 70,8

Классификация сталей и сплавов. Маркировка сталей и сплавов, марки стали нержавеющей

20Х13 08Х13 12Х13	12Х13,14Х17Н2 12Х13, 12Х18Н9Т, 20Х13	Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах
30Х13 40Х13 08Х18Т1	40Х13 30Х13 12Х17, 08Х17Т	Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др. (у стали 08Х18Т1 лучше штампуемость)
14Х17Н2	20Х17Н2	Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами
95Х18	-	Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа
08Х17Т	12Х17Т, 08Х18Т1	Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже -20° С
15Х25Т	12Х18Н10Т	Аналогично стали 08Х17Т, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температуре от -20 до 400 ° С (15Х28 для спаев со стеклом)
20Х13Н4Г9 10Х14АГ15 10Х14Г14Н3	10Х14Г14Н4Т	Заменитель сталей 12Х18Н9, 17Х18Н9 для сварных конструкций
09Х15Н8Ю 07Х16Н6	-	Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю – для уксуснокислотных и солевых сред
08Х17Н5МЗ	-	Для деталей, работающих в сернокислых средах
20Х17Н2	-	Для высокопрочных тяжелонагруженных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах
10Х14Г14Н4Т	20Х13Н4Г9 (08)12Х18Н10Т	Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196° С
12Х17Г9АН4 15Х17АГ14 03Х16Н15МЗБ 03Х16Н15МЗ	-	Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12Х18Н9, 12Х18Н10Т) для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте
15Х18Н12С4ТЮ	-	Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте
08Х10Н20Т2	-	Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде
04Х18Н10 03Х18Н11 03Х18Н12 08Х18Н10 12Х18Н9 12Х18Н12Т 08Х18Н12Т 06Х18Н11	-	Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах
12Х18Н10Т 12Х18Н9Т 06ХН28МДТ 03ХН28МДТ	-	Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80°С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55%-я уксусная и фосфорная кислоты)

Алюминиевые сплавы 101 | The Aluminium Association

Quick Read

Алюминиевый сплав — это химический состав, в котором к чистому алюминию добавляются другие элементы для улучшения его свойств, в первую очередь для повышения его прочности. Эти другие элементы включают железо, кремний, медь, магний, марганец и цинк в количествах, которые вместе могут составлять до 15 процентов сплава по весу. Легирование требует тщательного смешивания алюминия с этими другими элементами, пока алюминий находится в расплавленной — жидкой — форме.

Заключительные факты

В области химии
На свойства алюминия, такие как прочность, плотность, обрабатываемость, электропроводность и коррозионная стойкость, влияет добавление других элементов, таких как магний, кремний или цинк.
Боевая машина Bradley
Военная боевая машина Bradley изготовлена из двух различных алюминиевых сплавов: серии 7xxx и серии 5xxx. Алюминий, которому доверяют обеспечивать безопасность и мобильность солдат, также используется во многих других военных транспортных средствах.
Наша любимая тара для напитков
Самая любимая в Америке тара для напитков — алюминиевая банка — изготавливается из различных алюминиевых сплавов. Оболочка банки состоит из 3004, а крышка — из 5182. Иногда для изготовления одного повседневного предмета требуется более одного сплава.
Горячий и холодный
Алюминиевые сплавы можно сделать более прочными путем термообработки или холодной обработки. Свойства конкретного сплава различны из-за их добавок и обработки.

Алюминиевый сплав 101

Что такое алюминиевый сплав

Алюминиевый сплав — это химический состав, в котором к чистому алюминию добавляются другие элементы для улучшения его свойств, в первую очередь для повышения его прочности. Эти другие элементы включают железо, кремний, медь, магний, марганец и цинк в количествах, которые вместе могут составлять до 15 процентов сплава по весу. Сплавам присваивается четырехзначный номер, в котором первая цифра обозначает общий класс или серию, характеризующуюся его основными легирующими элементами.

Технически чистый алюминий

1xxx Серия

Сплавы серии 1xxx состоят из алюминия чистотой 99% или выше. Эта серия имеет отличную коррозионную стойкость, отличную обрабатываемость, а также высокую тепло- и электропроводность. Вот почему серия 1xxx обычно используется для линий электропередачи или линий электропередач, которые соединяют национальные сети через Соединенные Штаты. Стандартные обозначения сплавов в этой серии — 1350 для электрических применений и 1100 для лотков для упаковки пищевых продуктов.

Термообрабатываемые сплавы

Некоторые сплавы упрочняются термообработкой на твердый раствор с последующей закалкой или быстрым охлаждением. При термической обработке твердый легированный металл нагревается до определенной точки. Элементы сплава, называемые растворенными веществами, равномерно распределяются с алюминием, превращая их в твердый раствор. Затем металл закаливают или быстро охлаждают, в результате чего растворенные атомы замерзают на месте. Следовательно, растворенные атомы объединяются в мелкодисперсный осадок.Это происходит при комнатной температуре, которая называется естественным старением, или при низкотемпературной работе печи, которая называется искусственным старением.

2xxx Серия

В серии 2xxx в качестве основного легирующего элемента используется медь, которая может быть значительно усилена за счет термообработки на твердый раствор. Эти сплавы обладают хорошим сочетанием высокой прочности и ударной вязкости, но не обладают такой стойкостью к атмосферной коррозии, как многие другие алюминиевые сплавы. Поэтому эти сплавы обычно окрашивают или плакируют для таких воздействий. Обычно они плакированы сплавом высокой чистоты или сплавом серии 6ххх, чтобы значительно противостоять коррозии. Сплав 2024, пожалуй, самый широко известный авиационный сплав.

6xxx Серия

Серия 6xxx универсальна, поддается термообработке, легко поддается формованию, сварке и имеет умеренно высокую прочность в сочетании с отличной коррозионной стойкостью. Сплавы этой серии содержат кремний и магний для образования силицида магния внутри сплава. Экструзионные продукты серии 6xxx — лучший выбор для архитектурных и строительных приложений.Сплав 6061 является наиболее широко используемым сплавом этой серии и часто используется в рамах грузовиков и морских судов. Кроме того, в некоторых версиях iPhone использовались алюминиевые профили серии 6xxx.

7xxx Серия

Цинк является основным легирующим агентом для этой серии, и когда магний добавляется в меньшем количестве, в результате получается термообрабатываемый высокопрочный сплав. Другие элементы, такие как медь и хром, также могут быть добавлены в небольших количествах. Наиболее широко известны сплавы 7050 и 7075, которые широко используются в авиастроении.Алюминиевые часы Apple®, выпущенные в 2015 году, были изготовлены из специального сплава серии 7xxx.

Сплавы без термической обработки

Сплавы без термической обработки упрочняются холодной обработкой. Холодная обработка происходит во время методов прокатки или ковки и представляет собой действие по «обработке» металла, чтобы сделать его более прочным. Например, при прокатке алюминия до более тонких размеров он становится прочнее. Это связано с тем, что холодная обработка приводит к образованию дислокаций и вакансий в структуре, что затем препятствует перемещению атомов друг относительно друга.Это увеличивает прочность металла. Легирующие элементы, такие как магний, усиливают этот эффект, что приводит к еще большей прочности.

3xxx Серия

Марганец является основным легирующим элементом в этой серии, часто с добавлением меньшего количества магния. Однако только ограниченный процент марганца может быть эффективно добавлен в алюминий. 3003 — популярный сплав общего назначения, поскольку он имеет умеренную прочность и хорошую обрабатываемость и может использоваться в таких устройствах, как теплообменники и кухонная утварь.Сплав 3004 и его модификации используются в корпусах алюминиевых банок для напитков.

4xxx серии

Сплавы серии

4ххх комбинируются с кремнием, который может быть добавлен в достаточных количествах для снижения температуры плавления алюминия без образования хрупкости. Благодаря этому серия 4xxx производит превосходную сварочную проволоку и припои там, где требуется более низкая температура плавления. Сплав 4043 — один из наиболее широко используемых присадочных сплавов для сварки сплавов серии 6ххх в конструкционных и автомобильных приложениях.

5xxx Серия

Магний является основным легирующим агентом серии 5xxx и одним из наиболее эффективных и широко используемых легирующих элементов для алюминия. Сплавы этой серии обладают прочностными характеристиками от умеренных до высоких, а также хорошей свариваемостью и устойчивостью к коррозии в морской среде. Из-за этого алюминиево-магниевые сплавы широко используются в строительстве, резервуарах для хранения, сосудах высокого давления и морских применениях. Примеры распространенных применений сплавов включают: 5052 в электронике, 5083 в морских приложениях, анодированный лист 5005 для архитектурных применений и 5182 для изготовления алюминиевых крышек для банок для напитков.Боевая машина США Брэдли изготовлена из алюминия серий 5083 и 7xxx.

Создание новых сплавов

Более 60 лет назад Алюминиевая ассоциация через свой Технический комитет по стандартам на продукцию (TCPS) создала систему обозначений деформируемых сплавов, которая была принята в США в 1954 году. Три года спустя система была утверждена как американский национальный стандарт h45. 1. Эта система обозначений была официально принята странами, подписавшими Декларацию согласия в 1970 году, и стала международной системой обозначений. В том же году Комитет по стандартам h45 по алюминиевым сплавам был уполномочен Американским национальным институтом стандартов (ANSI), при этом Ассоциация выполняла функции секретариата. С тех пор Ассоциация является основной организацией, устанавливающей стандарты для мировой алюминиевой промышленности.

Система регистрации сплавов в настоящее время находится в ведении TCPS Ассоциации. Весь процесс, от регистрации нового сплава до присвоения нового обозначения, занимает от 60 до 90 дней. Когда нынешняя система была первоначально разработана в 1954 году, список включал 75 уникальных химических составов.На сегодняшний день зарегистрировано более 530 активных композиций, и это число продолжает расти. Это подчеркивает, насколько универсальным и повсеместным стал алюминий в нашем современном мире.

Свойства материалов

Алюминиевые сплавы и их
Классификация: Алюминиевые сплавы использовались во многих
применения, где легкость конструкции и устойчивость к коррозии
важные. Они также очень хорошие проводники
электричество (третье место после серебра и меди соответственно), но
имеют высокий коэффициент теплового расширения, что делает их
непригоден для высокотемпературных применений (например,г., внешняя оболочка
высокоскоростной самолет, некоторые детали двигателей).

Обозначения из алюминиевого сплава:

Алюминиевые сплавы обычно имеют четырехзначное обозначение. Первое
цифра обозначает чистоту или тип сплава. Вторая цифра указывает
модификации сплава. Только в серии 1ххх третья и
четвертые цифры указывают на чистоту. Например, 1050 означает
алюминий чистотой 99,50%. Третья и четвертая цифры в
другие серии идентифицируют разные сплавы в группе и не имеют
численное значение.

1xxx — Алюминий (чистота не менее 99,0%). Характеристики:
(а) очень высокая коррозионная стойкость, (б) высокая электрическая и термическая стойкость.
проводимость, (c) хорошая формуемость, (d) низкая прочность и (e) не
термообрабатываемый.

2xxx — Алюминиево-медный сплав. Характеристики: (а) высокая
отношение прочности к массе, (б) низкая коррозионная стойкость и (в)
термообрабатываемый.

2014-T6 Экструзии — толщина <= 0,499 дюйма (данные из Ref. 2)

Температура (° F)	Выдержка (час)	е (%)	s _tu (ksi)	s _cy (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	E _c (10 ⁶ фунт / кв. дюйм)	с _0.7 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	с _0,85 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	n

75	2,0	7	60	53	10,7	53	50,3	18,5
300	2,0	–	51	42,5	10.2	41,5	40	24
450	2,0	–	28	21	9,2	20,5	19,5	25
600	2,0	–	10	8	7,4	5,5	4,5	5,4

2024-T3 Голые листы и плиты — толщина <= 0,25 дюйма (данные из Ref. 2)

Температура (° F)	Выдержка (час)	е (%)	s _tu (ksi)	scy (тыс. фунтов / кв. дюйм)	E _c (10 ⁶ фунт / кв. дюйм)	с _0.7 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	с _0,85 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	n

75	2,0	12	65	40	10,7	39	36	11,5
300	2,0	–	65	37	10.3	35,7	33,5	15
500	2,0	–	65	26	8,4	24,8	22,8	10,9
700	2,0	–	65	7,5	6,4	6,2	5,5	8,2

3xxx — Алюминиево-марганцевый сплав. Характеристики: (а)
хорошая формуемость, (б) умеренная прочность и (в) не нагревается
поддается лечению.

4xxx — Алюминиево-кремниевый сплав. Характеристики: (а) нижний
температура плавления выше нормальной, и (б) не подлежат термообработке.

5xxx — Алюминиево-магниевый сплав. Характеристики: (а)
хорошая коррозионная стойкость, (б) легко сваривается, (в) от умеренной до высокой
прочность, и (d) не подлежат термической обработке.

6xxx — Алюминиево-магниево-кремниевый сплав. Характеристики:
(а) средняя прочность, (б) хорошая формуемость, обрабатываемость и
свариваемость, (в) стойкость к коррозии, (г) возможность термообработки.

6061-T6 Лист термообработанный и состаренный — толщина <= 0,25 дюйма (данные по ссылке 2)

Температура (° F)	Выдержка (час)	е (%)	s _tu (ksi)	s _cy (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	E _c (10 ⁶ фунт / кв. дюйм)	с _0,7 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	с _0,85 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	n

75	0.5	10	42	35	10,1	35	34	31
300	0,5	–	42	29,5	9,5	29	28	26
450	0,5	–	42	20,5	8,5	19,3	17,7	10,9
600	0. 5	–	42	7,5	7	6,6	6,2	15,2

7xxx — Алюминиево-цинковый сплав. Характеристики: (а) умеренные
очень высокой прочности, (б) поддаются термообработке и (в) склонны к
усталость.

7075-T6 Голые листы и плиты — толщина <= 0,5 дюйма (данные из Ref. 2)

Температура (° F)	Выдержка (час)	е (%)	s _tu (ksi)	s _cy (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	E _c (10 ⁶ фунт / кв. дюйм)	с _0.7 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	с _0,85 (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	n

75	2,0	7	76	67	10,5	70	63	9,2
300	2,0	–	76	54	9.4	55,8	52,5	15,6
450	2,0	–	76	25,5	8,1	25,4	23,5	12,1
600	2,0	–	76	8	5,3	7,2	5,2	3,7

Алюминиево-литиевый сплав (без цифрового обозначения).
Характеристики: (а) на 10% легче и на 10% жестче, чем у других
алюминиевые сплавы и (б) превосходные усталостные характеристики.

Сплав алюминий-железо-молибден-цирконий (без числовых значений
обозначение). Характеристики: устойчивость к высоким температурам,
600 ° F.

Термическая обработка:

Четырехзначное обозначение алюминиевых сплавов обычно
сопровождается любой из следующих четырех букв: F, O, W и T.
Удлинитель F означает готовое изделие (поковки и отливки).
до термообработки), O для отожженного, W для нагрева раствора
обработанные, и T для термической обработки до стабильных условий отпуска, другие
чем O или F.Следующие обозначения характера обычно
используемый:

T3 — термообработанный раствор, холодная обработка и естественное старение.

T4 — термообработанный раствор и естественное старение.

Т6 — раствор термообработанный и искусственно состаренный.

Т7 — раствор термообработанный и просроченный.

Т8 — раствор термообработанный, холоднодеформированный и искусственно
в возрасте.

В дополнение к этим термообработкам, условие термообработки
номер может иметь дополнительную числовую информацию, например T7xx, где
xx описывает либо лечение, снимающее стресс,
сплава или степени старения.

Некоторые примеры термической обработки алюминия и сплавов
обозначения:

2024 — T3 — сплав алюминия и меди, четвертый в 2xxx
серия, которая термообработана на твердый раствор, холодно обработана и естественно
в возрасте.

7075 — T7351 — это алюминиево-цинковый сплав с износостойкостью.
и снятие напряжения за счет растяжения [1].

Дополнительную информацию о свойствах материалов см. На сайте www.matweb.com.

Артикулы:

[1] Ню, Майкл К.Ю., Конструкция планера
Дизайн, 1988.

[2] Брюн, Э. Ф., Анализ и проектирование летательного аппарата.
Конструкции, 1972.

Классификация углеродистых и низколегированных сталей

Американский институт чугуна и стали (AISI) определяет углеродистую сталь следующим образом: Сталь считается углеродистой сталью, если не указано или не требуется минимальное содержание хрома, кобальта, колумбия [ниобия], молибдена, никеля, титана, вольфрама, ванадия или цирконий или любой другой элемент, добавляемый для получения желаемого эффекта легирования; когда указанный минимум для меди не превышает 0.40 процентов; или когда максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает указанных процентных значений: марганец 1,65, кремний 0,60, медь 0,60.

Стали

можно классифицировать по множеству различных систем в зависимости от:

Состав, например углеродистая, низколегированная или нержавеющая сталь.
Методы производства, такие как мартеновские, кислородно-кислородные или электрические печи.
Метод чистовой обработки, такой как горячая или холодная прокатка
Форма продукта, такая как прутковая плита, лист, полоса, трубы или структурная форма
Практика раскисления, такая как сталь с убитым, полузабитым, укупорочным покрытием или с ободком
Микроструктура, такая как ферритная, перлитная и мартенситная
Требуемый уровень прочности в соответствии со стандартами ASTM
Термическая обработка, такая как отжиг, закалка и отпуск, а также термомеханическая обработка
Дескрипторы качества, такие как качество поковки и товарное качество.

Углеродистые стали

Американский институт чугуна и стали (AISI) определяет углеродистую сталь следующим образом:

Сталь считается углеродистой сталью, если не указано или не требуется минимальное содержание хрома, кобальта, колумбия [ниобия], молибдена, никеля, титана, вольфрама, ванадия или циркония, или любого другого элемента, добавляемого для получения желаемого легирующего эффекта. ; когда указанный минимум для меди не превышает 0,40 процента; или когда максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает указанных процентных соотношений: марганец 1.65, кремний 0,60, медь 0,60.

Углеродистая сталь может быть классифицирована в соответствии с различными методами раскисления как сталь с оправой, покрытая оболочкой, полузабитая или раскисленная сталь. Практика раскисления и процесс производства стали будут влиять на свойства стали. Однако изменения содержания углерода имеют наибольшее влияние на механические свойства, при этом увеличение содержания углерода приводит к увеличению твердости и прочности. Таким образом, углеродистые стали обычно классифицируются в соответствии с их содержанием углерода.Вообще говоря, углеродистые стали содержат до 2% легирующих элементов и могут быть подразделены на низкоуглеродистые, среднеуглеродистые, высокоуглеродистые и сверхвысокуглеродистые стали; каждое из этих обозначений обсуждается ниже.

В целом углеродистые стали являются наиболее часто используемыми сталями. Более 85% стали, производимой и поставляемой в США, составляет углеродистая сталь.

Низкоуглеродистая сталь содержит до 0,30% C. Самая большая категория стали этого класса — плоский прокат (лист или полоса), обычно в холоднокатаном и отожженном состоянии.Содержание углерода в этих сталях с высокой формуемостью очень низкое, менее 0,10% C и до 0,4% Mn. Типичное применение — панели кузова автомобилей, жесть и изделия из проволоки.

Для стального проката конструкционных листов и профилей содержание углерода может быть увеличено примерно до 0,30%, при повышенном содержании марганца до 1,5%. Эти материалы могут использоваться для штамповки, поковок, бесшовных труб и котельной плиты.

Среднеуглеродистые стали аналогичны низкоуглеродистым сталям, за исключением того, что содержание углерода колеблется от 0.От 30 до 0,60% и марганца от 0,60 до 1,65%. Увеличение содержания углерода примерно до 0,5% с сопутствующим увеличением марганца позволяет использовать среднеуглеродистые стали в закаленном и отпущенном состоянии. Среднеуглеродистые марганцевые стали используются для изготовления валов, осей, шестерен, коленчатых валов, муфт и поковок. Стали с содержанием углерода от 0,40 до 0,60% также используются для изготовления рельсов, железнодорожных колес и осей рельсов.

Высокоуглеродистые стали содержат от 0,60 до 1,00% C с содержанием марганца от 0.От 30 до 0,90%. Высокоуглеродистые стали используются для изготовления пружинных материалов и высокопрочной проволоки.

Сверхвысокоуглеродистая сталь представляет собой экспериментальные сплавы, содержащие от 1,25 до 2,0% C. Эти стали подвергаются термомеханической обработке для получения микроструктуры, состоящей из ультратонких, равноосных зерен сферических, прерывистых частиц доэвтектоидного карбида.

Высокопрочные низколегированные стали

Высокопрочные низколегированные (HSLA) стали или микролегированные стали предназначены для обеспечения лучших механических свойств и / или большей устойчивости к атмосферной коррозии, чем обычные углеродистые стали в обычном смысле, потому что они предназначены для удовлетворения определенных механических свойств, а не химический состав.

Стали HSLA имеют низкое содержание углерода (0,05–0,25% C) для обеспечения адекватной формуемости и свариваемости, а также содержание марганца в них до 2,0%. Небольшие количества хрома, никеля, молибдена, меди, азота, ванадия, ниобия, титана и циркония используются в различных комбинациях.

Классификация HSLA:

Погодостойкая сталь , показывающая превосходную стойкость к атмосферной коррозии
Контрольно-прокатные стали , горячекатаные в соответствии с заданным графиком прокатки, разработанные для развития сильно деформированной аустенитной структуры, которая при охлаждении преобразуется в очень мелкую равноосную ферритную структуру.
Стали с пониженным перлитом , усиленные очень мелкозернистым ферритом и дисперсионным упрочнением, но с низким содержанием углерода и, следовательно, с небольшим содержанием перлита в микроструктуре или без него
Микролегированные стали с очень небольшими добавками таких элементов, как ниобий, ванадий и / или титан, для измельчения зерна и / или дисперсионного твердения
Сталь с игольчатым ферритом , очень низкоуглеродистая сталь с достаточной способностью к закаливанию для превращения при охлаждении в очень мелкую высокопрочную структуру игольчатого феррита, а не в обычную структуру многоугольного феррита
Двухфазная сталь , обработанная до микроструктуры феррита, содержащей небольшие равномерно распределенные области высокоуглеродистого мартенсита, в результате получается продукт с низким пределом текучести и высокой скоростью деформационного упрочнения, что обеспечивает высокую прочность стали превосходной формуемости.

Различные типы сталей HSLA могут также иметь небольшие добавки кальция, редкоземельных элементов или циркония для контроля формы сульфидных включений.

Сталь низколегированная

Низколегированные стали представляют собой категорию черных металлов, которые демонстрируют механические свойства, превосходящие простые углеродистые стали, благодаря добавкам легирующих элементов, таких как никель, хром и молибден. Общее содержание сплава может варьироваться от 2,07% до уровней чуть ниже, чем у нержавеющих сталей, которые содержат минимум 10% Cr .

Для многих низколегированных сталей основной функцией легирующих элементов является повышение прокаливаемости с целью оптимизации механических свойств и ударной вязкости после термообработки. В некоторых случаях, однако, используются легирующие добавки, чтобы уменьшить ухудшение состояния окружающей среды при определенных условиях эксплуатации.

Как и стали в целом, низколегированные стали можно классифицировать по:

Химический состав , например никелевые стали, хромоникелевые, молибденовые, хромомолибденовые стали
Термическая обработка , такая как закалка и отпуск, нормализация и отпуск, отжиг.

Из-за большого разнообразия возможных химических составов и того факта, что некоторые стали используются в более чем одном термически обработанном состоянии, существует некоторое совпадение между классификациями легированных сталей. В этой статье рассматриваются четыре основные группы легированных сталей: (1) низкоуглеродистые закаленные и отпущенные (QT) стали, (2) среднеуглеродистые сверхвысокопрочные стали, (3) подшипниковые стали и (4) жаропрочные стали. стойкие хромомолибденовые стали.

Низкоуглеродистая закаленная и отпущенная сталь сочетает в себе высокий предел текучести (от 350 до 1035 МПа) и высокую прочность на растяжение с хорошей ударной вязкостью, пластичностью, коррозионной стойкостью или свариваемостью.Различные стали имеют разные комбинации этих характеристик в зависимости от их предполагаемого применения. Однако некоторые стали, такие как HY-80 и HY-100, подпадают под военные спецификации. Перечисленные стали используются в основном в качестве листового металла. Некоторые из этих сталей, а также другие подобные стали производятся в виде поковок или отливок.

Среднеуглеродистые сверхвысокопрочные стали — это конструкционные стали с пределом текучести, который может превышать 1380 МПа. Многие из этих сталей имеют обозначения SAE / AISI или являются патентованными составами.Формы продукции включают заготовку, пруток, пруток, поковки, лист, трубы и сварочную проволоку.

Подшипниковые стали , используемые для шариковых и роликовых подшипников, состоят из низкоуглеродистой (от 0,10 до 0,20% C ) цементированной стали и высокоуглеродистой (-1,0% C) стали с сквозной закалкой. Многие из этих сталей имеют обозначения SAE / AISI.

Хромомолибденовые жаропрочные стали содержат от 0,5 до 9%, Cr и от 0,5 до 1.0% Пн . Содержание углерода обычно ниже 0,2%. Хром обеспечивает улучшенную стойкость к окислению и коррозии, а молибден увеличивает прочность при повышенных температурах. Обычно они поставляются в нормализованном и отпущенном, закаленном и отпущенном состоянии или в отожженном состоянии. Хром-молибденовые стали широко используются в нефтяной и газовой промышленности, в ископаемом топливе и на атомных электростанциях.

сплавов | Безграничная химия

Сплавы

Сплав — это смесь или металлический твердый раствор, состоящий из двух или более элементов.

Цели обучения

Дайте определение термину сплав.

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Сплав — это смесь или металлический твердый раствор, состоящий из двух или более элементов.
Свойства сплава обычно отличаются от свойств составляющих его элементов.
Состав сплава обычно измеряется по массе.
В отличие от чистых металлов, большинство сплавов не имеют единой точки плавления; скорее, у них есть диапазон плавления, в котором вещество представляет собой смесь твердого вещества и жидкости.

Ключевые термины

амальгама : сплав, содержащий ртуть
микроструктура : тонкая структура чистого металла или сплава, обнаруженная при увеличении в 25 раз или более
рацемическая смесь : смесь, содержащая равные количества лево- и правосторонних энантиомеров хиральной молекулы
эвтектическая смесь : смесь веществ с температурой плавления ниже, чем у любого из ее компонентов

Сплав — это смесь или твердый металлический раствор, состоящий из двух или более элементов.Примеры сплавов включают такие материалы, как латунь, олово, фосфористая бронза, амальгама и сталь. Полные сплавы твердых растворов дают единственную твердофазную микроструктуру. Частичные растворы дают две или более фаз, которые могут быть или не могут быть однородными по распределению, в зависимости от термической истории. Свойства сплава обычно отличаются от свойств составляющих его элементов.

Примеры сплавов включают такие материалы, как латунь, олово, фосфористая бронза, амальгама и сталь. Полные сплавы твердых растворов дают единственную твердофазную микроструктуру.Частичные растворы дают две или более фаз, которые могут быть или не могут быть однородными по распределению, в зависимости от термической истории. Свойства сплава обычно отличаются от свойств составляющих его элементов.

Сталь : Сталь — это сплав, основным компонентом которого является железо.

Состав сплава обычно измеряется по массе. Сплав обычно классифицируется как замещающий или внедренный, в зависимости от его атомного расположения. В сплаве замещения атомы каждого элемента могут занимать те же позиции, что и их двойники.В сплавах внедрения атомы не занимают одни и те же позиции. Сплавы можно далее классифицировать как гомогенные (состоящие из одной фазы), гетерогенные (состоящие из двух или более фаз) или интерметаллические (где нет четкой границы между фазами).

Легирование металла включает его соединение с одним или несколькими другими металлами или неметаллами, что часто улучшает его свойства. Например, сталь прочнее железа, ее основного элемента. Физические свойства (плотность, реакционная способность, проводимость) сплава могут не сильно отличаться от свойств составляющих его элементов, но его технические свойства (прочность на разрыв и прочность на сдвиг) могут существенно отличаться.

В отличие от чистых металлов, большинство сплавов не имеют единой точки плавления; скорее, они имеют диапазон плавления , в котором вещество представляет собой смесь твердого и жидкого. Однако для большинства сплавов существует одна конкретная пропорция компонентов, известная как «эвтектическая смесь», при которой сплав имеет уникальную температуру плавления.

ткМНА — Материалы — Классификация меди и сплавов

В целях идентификации медь и медные сплавы делятся на характерные группы, каждая группа определяется ее составом и обозначается системой трехзначных чисел, первоначально обозначенных Ассоциацией разработки меди (Copper Development Association, CDA).Сегодня эти обозначения были расширены до пяти цифр после буквы префикса «C» и стали частью Единой системы нумерации металлов и сплавов (UNS), которой совместно управляет Американское общество испытаний и материалов (ASTM). ) и Обществом автомобильных инженеров (SAE).

Серия 100 (C10000) Котлы

Эта группа включает чистую медь, с установленным минимальным содержанием меди 99,3% для обеспечения высокой электропроводности.В эту группу также входят сплавы с высоким содержанием меди, с содержанием меди от 99,3% до 96%; которые содержат дополнительные легирующие элементы, такие как бериллий, кадмий, хром, кобальт, никель или железо, для большей прочности без значительного снижения электропроводности.

Серия 200 (C20000) Латунь

Это основные медно-цинковые сплавы, которые отличаются простотой изготовления, сохраняя при этом хорошие электрические характеристики. Эти сплавы отлично подходят для волочения и формовки, но при этом обладают хорошей прочностью.

Медь с выводами серии 300 (C30000)

В основном это латунные сплавы с добавкой от 1 до 3% свинца для облегчения обработки, вырубки, резки, пиления и фрезерования.

Серия 400 (C40000) Оловянные латуни

Эти сплавы содержат от 1 до 2% олова, а также меди и цинка для обеспечения большей коррозионной стойкости при сохранении прочности. Эти сплавы находят множество применений в электрических устройствах, таких как контактные пружины, предохранители, клеммы и соединители.

Серия 500 (C50000) Фосфорная бронза

Эти сплавы обладают большей устойчивостью к переменным или циклическим нагрузкам, что требуется в приложениях для пружин, диафрагм, сильфонов и контактов. В эту серию также входят свинцовые фосфорные бронзы, которые обеспечивают лучшие характеристики в условиях нагрузки, характерной для втулок, подшипников, упорных шайб, а также двигателей и трансмиссий.

Серия 600 (C60000) Бронза

Эта серия сплавов включает алюминиевую бронзу, которая содержит от 2 до 3% алюминия для прочности при сохранении формуемости.Эти сплавы часто используются для изготовления изнашиваемых пластин, втулок, подшипников и деталей гидравлических клапанов. В эту группу также входят кремниевые бронзы, которые подходят для всех типов сварки, а также обладают хорошими характеристиками горячей штамповки и холодной обработки. Другие различные медно-цинковые сплавы также включены в этот классификационный ряд.

Серия 700 (C70000) Никелевый серебристый

Эти специальные сплавы, состоящие из меди, никеля и иногда свинца, обладают высокой прочностью и повышенной устойчивостью к коррозии, а также хорошей формуемостью.

Alloy — обзор | Темы ScienceDirect

Кобальт и железные сплавы

Сплавы кобальта (виталлий) и железа (хирургическая нержавеющая сталь — 316L) содержат оксиды хрома (в основном Cr ₂ O ₃ с некоторыми субоксидами) при обычной отделке поверхности имплантата условия после кислотной или электрохимической пассивации. Эти оксиды хрома, как и титан и его сплавы, приводят к значительному снижению химической активности и переносу ионов в окружающей среде.В обычных условиях кислотной пассивации эти оксиды хрома относительно тонкие (нанометровые размеры) и имеют аморфную атомную структуру. Пространственное расположение атомов оксида может быть преобразовано в кристаллический порядок повышением температуры или электрохимическим воздействием.

Оксиды хрома на сплавах кобальта и железа микроскопически гладкие, и, опять же, шероховатость обычно вызывается обработкой подложки (шлифованием, струйной очисткой или травлением). Поскольку эти оксиды, как и оксиды титана, очень тонкие (нанометровые размеры), цвет отраженного света сплавов зависит от металлической подложки под оксидом.³³ Однако, как уже упоминалось, металлические системы титана, кобальта и железа зависят от зон поверхностных реакций с кислородом (оксидами) для химической и биохимической инертности.

Объемные микроструктуры сплавов кобальта и железа обычно представляют собой смеси первичных фаз сплава с участками металлических карбидов, распределенных по всему материалу. ^33,56,83,84 Вдоль поверхностей, в то время как оксид хрома покрывает матричную фазу (металлические области), карбиды выступают в качестве вторичных компонентов (обычно в виде холмиков над поверхностью) на микроскопическом уровне.В отличие от сплавов, подвергнутых гомогенизационному отжигу, литые кобальтовые сплавы демонстрируют многофазные характеристики в пределах своей микроструктуры с относительно обширными областями поверхности сплава, занятыми сложными металлическими карбидами. Таким образом, зоны «ткань-оксид» и «ткань-металл-карбид» могут быть использованы для описания интеграции кобальтового сплава в ткань. Это уникально отличается от биоматериалов титановых имплантатов, в которых на границе раздела преобладают области от ткани к оксиду. ^83,84

Оксид хрома и подложка из сплава на основе железа более подвержены разрушению окружающей среды по сравнению с биоматериалами на основе кобальта и титана.Это обсуждалось в литературе, связанной с явлениями биодеградации щелевой и точечной коррозии для систем имплантатов из нержавеющей стали. ^59,83,84 В целом, если поверхности имплантата из нержавеющей стали механически изменены во время имплантации или если конструкция вводит интерфейс, который подвергается биомеханическому трению, тогда железный сплав будет биоразлагаться in vivo, и усталостная прочность хирургической нержавеющей стали сталь может быть значительно уменьшена в агрессивной среде.¹⁸⁵ В некоторых случаях это приводило к потере имплантата. Однако в отсутствие поверхностных повреждений оксиды хрома на биоматериалах из нержавеющей стали показали отличную устойчивость к разрушению, и многочисленные примеры биосовместимости тканей и хозяина были продемонстрированы для имплантатов, удаленных после длительных (более 30 лет in vivo) имплантации.

Зубные имплантаты и абатменты для имплантатов также изготавливаются из сплава золота, а многие абатменты изготавливаются из палладия или сплавов Co-Cr-Ni-Mo.³⁷ Минимально легированные системы золота и палладия обладают благородными электрохимическими свойствами и не зависят от поверхностных оксидов в отношении химической и биохимической инертности. Это относится к сплавам с высоким содержанием благородных металлов (основные составы золота, платины, палладия, иридия и рутения). Однако некоторые сплавы палладия и другие сплавы с более низким содержанием благородных элементов приобретают химическую и биохимическую инертность из-за сложных металлических поверхностных оксидов. ³⁷ Как уже упоминалось, многокомпонентные (деформируемые) сплавы на основе кобальта, как и другие системы из неблагородных металлов, зависят от состояния поверхности оксида хрома для инертности.

В целом сплавы благородных металлов не демонстрируют тех же характеристик взаимодействия с тканями по сравнению с системами основных металлов (сплавы Ti и Co). Ультраструктурные аспекты интеграции тканей не были широко исследованы для систем из благородных сплавов, хотя некоторые из них представили результаты, описывающие остеоинтеграцию сплавов золота. Благородные сплавы, когда они используются в полированном состоянии, относительно устойчивы к накоплению мусора по сравнению с другими сплавами.Это было указано как преимущество их использования в системах внутриротовых абатментов. Кроме того, механическая обработка более благородных сплавов может привести к высокой степени полировки и минимальной заботе о повреждении или удалении поверхностных оксидов.

Никелевые сплавы | Институт никеля

Никель кованый

Чистый никель UNS N02200 используется в химической промышленности из-за его коррозионной стойкости, особенно к щелочам. Он также используется благодаря своим свойствам для защиты от электромагнитных помех и в преобразователях.

Никель-железные сплавы

Они используются в качестве магнитомягких материалов, в качестве уплотнений стекло-металл и в качестве материалов с определенными свойствами теплового расширения.
Invar® (UNS K93600), содержащий 36% никеля и остальное железо, уникален тем, что имеет почти нулевой коэффициент теплового расширения при комнатной температуре. Это делает его ценным там, где требуется высокая стабильность размеров, например, в прецизионных измерительных приборах и стержнях термостатов.Он также используется при криогенных температурах из-за очень низкой скорости теплового расширения.
Сплавы, содержащие 72-83% никеля, обладают лучшими магнитомягкими свойствами и используются в трансформаторах, индукторах, магнитных усилителях, магнитных экранах и запоминающих устройствах.

Никель-медные сплавы

Они обладают высокой устойчивостью к коррозии щелочными растворами, неокисляющими солями и морской водой.Самый известный из них — сплав 400.

Никель-молибденовые сплавы

Они обладают высокой устойчивостью к восстанавливающим кислотам в отсутствие окисляющих ионов, таких как трехвалентное и двухвалентное железо или растворенный кислород. Наиболее известен сплав Б-2.

Никель-хромовые сплавы

Они характеризуются высокой устойчивостью к коррозии как при нормальных, так и при высоких температурах (устойчивость к образованию накипи), хорошей жаропрочностью и высоким электрическим сопротивлением.Выделяют три основные группы сплавов:

Сплавы Ni-Cr (а также Ni-Cr-Fe) с высоким электрическим сопротивлением для нагревательных элементов, такие как 70-30 (UNS N06008) и C-Grade (UNS N06004)
Сплавы Ni-Cr (с Fe и другими легирующими элементами) с хорошей коррозионной стойкостью. Наиболее известны сплав 600 (UNS N06600) и сплав 601 (UNS N06601)

Сплавы Ni-Cr с жаропрочностью и сопротивлением ползучести, в основном упрочняемые старением, такие как Alloy X-750 (UNS N07750)

Сплавы никель-хром-железо

В основном сплавы делятся на две группы:

Сплавы Ni — Cr — Fe с превосходной прочностью при высоких температурах и способностью противостоять окислению, науглероживанию и другим видам высокотемпературной коррозии.Наиболее известен сплав 800 (UNS N08800) и его варианты 800H (UNS N08810) и 800HT (UNS N08811). (Недавно эти сплавы были классифицированы как нержавеющие стали из-за высокого содержания Fe)
Сплавы Ni — Cr — Fe (с Mo и Cu) с отличной коррозионной стойкостью в определенных областях применения. Вероятно, наиболее известным из них является сплав 825 (UNS N08825), который обладает исключительной стойкостью к серной кислоте. Сплав G-3 (UNS N06985) обеспечивает исключительную коррозионную стойкость к коммерческим фосфорным кислотам, а также ко многим комплексным растворам, содержащим сильно окисляющие кислоты.

Никель-хром-молибденовые сплавы

Они обладают высокой устойчивостью к коррозии, из которых наиболее известен сплав C-276 (N10276). Они обладают исключительной стойкостью к восстанавливающим кислотам, таким как соляная и серная. На основе этой композиции существует ряд вариантов, в которых изменено содержание Cr и Mo и, в некоторых случаях, добавлены Cu или W, чтобы повысить коррозионную стойкость до условий, которые являются более окислительными или более восстановительными.К ним относятся сплав C-22 (N06022), сплав 59 (N08059), сплав C-2000 (UNS N06200) и сплав 686 (N06686).

Никель-хром-кобальтовые сплавы

Добавление кобальта и молибдена придает сплаву 617 (UNS N06617) твердорастворное упрочнение и высокие уровни сопротивления ползучести. Добавление кобальта в HR-160 (N12160) обеспечивает исключительную стойкость к различным формам высокотемпературной коррозии, такой как сульфидирование и воздействие хлоридов как в восстановительной, так и в окислительной атмосфере.

Никель-титановые сплавы

55% никель-титановый сплав (UNS N01555) (также известный как нитинол) обладает свойствами памяти формы.

Классификация сплавов: Классификация сплавов – aluminium-guide.com

4. Классификация сплавов. Железо и его сплавы. Материаловедение: конспект лекций [litres]

Читайте также

«Белое железо» индийского царя Пора

Железо

Медь и сплавы

Пар и железо

ЛЕКЦИЯ № 5. Сплавы

1. Диаграмма железо—цементит

2. Медные сплавы

3. Алюминиевые сплавы

4. Титановые сплавы

5.

Железо общее

7.4. Сплавы меди, имитирующие золотые и серебряные сплавы

10. Серебро и его сплавы

11. Золото и его сплавы

47. Титан и его сплавы

Виды металла: классификация и сферы применения

Основные виды классификации металлов

Химическая классификация металлов

Классификация металлов по кристаллической решетке

Техническая классификация металлов

Классификатор металлов по ГОСТ

Классификация металлов

Поиск сплава в классификаторе ГОСТ

Сферы применения основных металлов

Коротко по каждому виду, применяемому для изготовления крепежей

Сплавы. 9 класс. Разработка урока

Виды сплавов

Характеристика

Пример

Название сплава

Состав

Основные свойства

Применение

Цветные металлы и сплавы | Стальной прокат в Одинцово – Стальной прокат в Одинцово

Виды сплавов

Применение магния

Применение никеля

Применение свинца

Классификация сплавов — Литейное производство

Реклама:

Читать далее:

Статьи по теме:

Урок 13. сплавы металлов — Химия — 11 класс

Классификация сталей и сплавов. Маркировка сталей и сплавов, марки стали нержавеющей

Алюминиевые сплавы 101 | The Aluminium Association

Quick Read

Заключительные факты

Алюминиевый сплав 101

Технически чистый алюминий

1xxx Серия

Термообрабатываемые сплавы

2xxx Серия

6xxx Серия

7xxx Серия

Сплавы без термической обработки

3xxx Серия

4xxx серии

5xxx Серия

Создание новых сплавов

Свойства материалов

Классификация углеродистых и низколегированных сталей

Углеродистые стали

Высокопрочные низколегированные стали

Сталь низколегированная

сплавов | Безграничная химия

Сплавы

Цели обучения

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

ткМНА — Материалы — Классификация меди и сплавов

Alloy — обзор | Темы ScienceDirect

Кобальт и железные сплавы

Никелевые сплавы | Институт никеля

Никель кованый

Никель-железные сплавы

Никель-медные сплавы