ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ
Металлы И сплавы В СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКЕ
Автор: Мясников Виктор Владимирович.
СИМВОЛ УДАЧИ И СЧАСТЬЯ
Человеческая цивилизация существует несколько десятков тысяч лет и за это время, открыто и изобретено немало вещей и предметов. Много из того, что изобрел древний человек, забыто или потеряно, не говоря уже об их представлениях о природе и её составных частях. Однако, сегодня, как и в древности и в средневековье символом удачи является подкова. Когда-то она была сделана вручную из первых известных металлов, наверняка – это было – золото или серебро. Сегодня же она не только делается вручную, но и легко штампуется или производится литейным способом в специальной форме из множества «древних» и «новых» металлов .
МЕТАЛЛЫ СЕГОДНЯ
Современную жизнь невозможно себе представить без применения изделий и материалов изготовленных на основе металлов. Сегодня человек использует более восьмидесяти металлов и около 5000 сплавов на их основе. Свое широкое применение во всех областях промышленности и в быту они получили благодаря своим свойствам: металлическому блеску, высокой механической прочности, твердости, ковкости и пластичности, тепло- и электрической проводимости, магнитным и др.
В современной химии металлы подразделяют на множество групп, вот некоторые из них:
а) легкие и тяжелые – если металл имеет плотность до 5 г/см3, то металл лёгкий (самый лёгкий – литий), имея плотность больше 5 г/см3 – металл тяжелый (самый тяжелый – осмий). Кстати, литий сегодня в виде аккумуляторных батарей – литий-ионных элементов питания используются примерно в 85 % всей персональной портативной электроники, и примерно в 97 % мобильных телефонов;
|
|
|
б) легкоплавкие и тугоплавкие – если металл имеет температуру плавления до 1000 ºС, то металл легкоплавкий (самый легкоплавкий – ртуть), а если температура больше 1000 ºС – тугоплавкий (самый тугоплавкий – вольфрам). Именно из вольфрама сделана нить накаливания в лампочке, а еще сегодня все больше и 
больше приобретает популярность, так называемая вольфрамовая бижутерия (рис. № 6), которая очень красивая и изящная.
в) черные и цветные – железо и его сплавы (чугун, сталь и ферросплавы) относятся к черным, все остальные к цветным. Именно железо сегодня является главным металлом современной техники, хотя в последние годы оно постепенно сдает свои позиции алюминию и титану;
г) благородные – золото, серебро, платина и металлы платиновой группы;
д) редкоземельные – скандий, иттрий, лантан и лантаноиды, а также рассеянные – галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений и другие. Эти металлы широко используются в современной радиоэлектронике и приборостроении;
|
|
|
е) радиоактивные – радий, технеций, прометий, уран и другие актиноиды. Из них наибольшее применение имеет уран, которые добывается из урановой руды. Урановая руда обогащается, а на её основе изготовляются стрежни, используемые на атомных электростанциях.
ПОЧЕМУ ЖЕ СПЛАВЫ, А НЕ МЕТАЛЛЫ
Однако металлы в чистом виде используются редко, больше используются сплавы на их основе. Сплавы – это особые системы, состоящие из двух и более металлов, или металлов и неактивных неметаллов (углерод, фосфор, кремний, иногда сера). Свойства сплавов отличаются от свойств каждого из металлов входящих в его состав. Дело в том, что сплавлением одних металлов с другими можно существенно улучшить свойства многих металлов, например твердость, пластичность, текучесть, электрические, магнитные и термические свойства, а также антикоррозийную устойчивость.
Например, чистое золото – очень мягкий и пластичный металл и легко оставляет след от ногтей и царапается разными поверхностями. Если ты вспомнишь восточные сказки, то в них торговцы и лавочники, чтобы проверить подлинность чистых золотых монет «пробовали их на зуб». Теперь, наверное, тебе понятно для чего они это делали. Чтобы золотые монеты, украшения и другие изделия сохраняли свою форму, золото сплавляют с серебром или медью, такие сплавы очень твердые, но в тоже время сохраняют пластичность. Кстати, содержание благородного металла в сплаве называется пробой. Сегодня самой распространенной пробой золота является 583, т.е. на 1000 частей сплава приходится 583 части золота и 417 частей меди или серебра.
|
|
|
ОСНОВНЫЕ СПЛАВЫ СОВРЕМЕННОСТИ
Сплавы на основе железа – чугун и сталь.
Чугун – сплав железа, содержащий более 1,7 % углерода, а также другие неметаллы. Из чугуна можно отливать самые разнообразные изделия: крышки для люков, трубопроводную и каркасную арматуру, в быту ванны и другую сантехнику, но основное количество чугуна перерабатывается в сталь.
Сталь – сплав железа, содержащий менее 1,7 % углерода. В состав некоторых сталей входят хром, ванадий, никель, что улучшает их качество. Этот процесс называется легированием. Стали производится гораздо больше, чем какого-либо другого сплава, поэтому все области её применения перечислить очень трудно. Малоуглеродистая сталь в больших количествах потребляется в качестве конструкционного материала, в том числе на корпуса мобильных телефонов, а сталь с более высоким содержанием углерода идет на изготовление режущих инструментов, например бритвенные лезвия и сверла.
|
|
|
 |
Сплавы на основе алюминия – дюралюмин, силумин, магналий. Целая группа сплавов алюминия называется «авиали», по главной области применения – авиастроение. Дюралюмин – сплав на основе алюминия с медью и магнием, а также небольшими добавками марганца и кремния. Очень прочный сплав, из которого изготавливают корпуса как гражданских, так и военных самолетов и автомобилей, а также детали турбинных двигателей. Силумин – сплав на основе алюминия с кремнием. По прочности не уступает стали, однако более лёгкий и имеет высокую коррозийную устойчивость. Широко используется в авиа-, вагоно- и автомобилестроении, а также для изготовления деталей к колесам сельскохозяйственных машин.
Из алюминия производится огромное количество алюминиевой фольги, которая идёт на обёртки для лекарств, конфет и шоколада, а также для бытовых нужд.
Сплавы на основе меди – бронзы, латунь, мельхиор, нейзильбер. Бронзы – сплавы на основе меди с оловом, кремнием, алюминием, бериллием или марганцем. Исторически первой была оловянная бронза. Именно из такой бронзы были отлиты произведения искусства древности, статуи, пушки и колокола.
Сегодня же все больше применяется алюминиевая, бериллиевая и свинцовая бронзы. Из алюминиевой бронзы изготовляют детали авиационных двигателей, из свинцовой – подшипники для паровозов, водяных турбин и судовых двигателей, а из бериллиевой – пружины. Из бронзы также изготовляют корпуса мобильных телефонов, монеты, награды (ордена и медали) и ювелирные украшения.
 |
Латунь – сплав меди с цинком. Этот сплав дешевле бронзы, легко обрабатывается и формуется, стойкий к химическим реагентам. Из неё изготавливают радиаторные трубы, детали сантехники, гильзы для патронов. Если к латуни добавить немного алюминия, то сплав похож на золото, поэтому из него изготавливают монеты, значки, изделия антиквариата.
Мельхиор – это сплав серебристого цвета на основе меди с никелем и добавками марганца. Сплав, который отлично обрабатывается давлением, поэтому можно изготавливать изделия самых причудливых форм. Устойчив к действию морской воды и перегретого водяного пара. В старину мельхиор называли «серебро для бедных» из-за своей невысокой стоимости и большим сходством с драгоценным металлом. Он широко применяется в кораблестроении, для изготовления столовых приборов, ювелирных украшений и предметов роскоши (подсвечники, статуэтки и т.д.), а также монет.
Нейзильбер (от нем. Neusilber – «новое серебро») – сплав меди с никелем и цинком. Характеризуется коррозионной устойчивостью, повышенной прочностью и упругостью после деформации, пластичностью в горячем и холодном состоянии. Применяется в промышленности для изготовления деталей точных приборов, медицинских и музыкальных инструментов, паровой и водяной арматуры, а также монет, медалей и ювелирных изделий.
Конечно, перечислить все сплавы, которые используются в современной технике невозможно. Наука и современная металлургия развиваются с огромной скоростью. Современная обработка металла и новейшие электронные приспособления позволяют изготавливать за короткий период самые трудные и нестандартные детали. Все больше и больше в мир металлов и сплавов на их основе внедряются ещё недавно фантастические нанотехнологии. Конечно, всё это – прогресс. Но остаётся на удачу та самая подкова, созданная когда-то древним кузнецом вручную.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1555; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!