Сплавы. Сплави

Сплавы – это системы, состоящие из двух или больше металлов (реже металлов и неметаллов) и обладающие свойствами, присущими металлическому состоянию.

При сплавлении металлов происходит или простое растворение одного металла в другом, или, что бывает чаще, металлы вступают в химическое взаимодействие. Поэтому сплавы обычно представляют собой смеси свободных металлов с их химическими соединениями, образование которых нередко сопровождается значительным тепловым эффектом.

Сплавы классифицируют:

а). по числу компонентов

• двойные (бериллиевая бронза Cu*Be; латунь Cu*Zn);
• тройные (мельхиор Cu*Ni*Fe) и т.д.;

б). по структуре

• гомогенные (однофазные);
• гетерогенные (смеси);

в). по характеру основного металла

• черные (сталь, чугун);
• цветные (сплавы Ni, Cu, Al);

г). по свойствам

• тугоплавкие;
• легкоплавкие;
• жаропрочные;
• твердые;
• -коррозионно-устойчивые и т.д.;

д). по технологическим признакам

• литейные;
• деформируемые.

При образовании сплавов происходит взаимное растворение металлов друг в друге. При охлаждении такого раствора образуется новый твердый раствор. В зависимости от технологии изготовления можно получить сплавы с различными характеристиками. Возможно образование химического соединения между двумя металлами или металлом и неметаллом. Различают однофазные и многофазные сплавы, причем фазами могут быть чистые компоненты, интерметаллиды или твердые растворы. Относительное количество фаз, размер, форма и взаимное расположение кристаллов определяют структуру сплава, которая зависит от условий кристаллизации и последующей обработки. Применяя различные виды обработки, можно сделать сплав пластичным, а готовые к употреблению изделия из него – твердыми и прочными.

Алюминиевые сплавы (дуралюмины и др.) обладают малой плотностью, они легкие, достаточно устойчивые к окислению, уступают по твердости и износостойкости; вольфрамовые сплавы обладают высокой жаропрочностью, однако хрупкие; кобальтовые сплавы тоже обладают высокой жаропрочностью; медные сплавы (бронза, копель, латунь, мельхиор, нейзильбер) обладают высокими антифракционными свойствами в сочетании с хорошей коррозийной стойкостью, характеризуются хорошей электропроводностью, пластичностью и высокой прочностью; молибденовые сплавы обладают высокой жаропрочностью, пластичностью, но при температуре выше 250°С интенсивно окисляются. Известны также никелиевые, ниобиевые, танталовые и титановые сплавы.

Алюминиево-марганцевая бронза – Cu (90%), Al (10%), Mn (2%). Используется для изготовления деталей машин.

Бериллиевая бронза – Cu (98%), Be (3%). Из нее делают пружины, струны музыкальных инструментов.

Латунь – Cu (60%), Zn (43%). Применяют для изготовления предметов домашнего обихода.

Нейзильбер – Cu (65%), Zn (20%), Ni (15%). Из этого сплава чеканят монеты.

Константан – Cu (60%), Ni (41%), Mn (0,6%). Используется при изготовлении электроизмерительных приборов.

Мельхиор – Cu (80%), Ni (21%), Fe (1%). Из него делают монеты, детали машин, столовые приборы.

Никелин – Cu (67%), Ni (35%), Mn (0,6%). Из него изготовляют электрические нагреватели.

Легкоплавкий сплав – Bi (36%), Pb (28%), Cd (6%), Hg (30%). Широко применяется при производстве автоматических огнетушителей, средств сигнализации.

Сплав Вуда – Bi (50%), Pb (25%), Sn (13%), Cd (13%), - применение, как и у легкоплавкого сплава.

Электрон – Mg (97%), Al (3%), Zn (0,2%), Mn (0,5%). Применяется в ракетной технике, авиа- и автостроении.

Сплави - це системи, що складаються з двох або більше металів (рідше металів і неметалів) і володіють властивостями, притаманними металевому стану.

При сплавці металів відбувається або просте розчинення одного металу в іншому, або, що буває частіше, метали вступають в хімічну взаємодію. Тому сплави зазвичай являють собою суміші вільних металів з їх хімічними сполуками, утворення яких нерідко супроводжується значним тепловим ефектом.

Сплави класифікують:

а). за кількістю компонентів

• подвійні (берилієва бронза Cu*Be; латунь Cu*Zn);
• потрійні (мельхіор Cu*Ni*Fe) і т.д.;

б). по структурі

• гомогенні (однофазні);
• гетерогенні (суміші);

• чорні (сталь, чавун);
• кольорові (сплави Ni, Cu, Al);

• - тугоплавкі;
• - легкоплавкі;
• - жароміцні;
• - тверді;
• -корозійно-стійкі і т.д.;

• ливарні;
• що деформуються.

Алюмінієві сплави (дуралюміни та ін.) володіють малою щільністю, вони легкі, досить стійкі до окислення, поступаються по твердості і зносостійкості; вольфрамові сплави володіють високою жароміцністю, однак крихкі; кобальтові сплави теж володіють високою жароміцністю; мідні сплави (бронза, копель, латунь, мельхіор, нейзильбер) володіють високими антифракційними властивостями у поєднанні з хорошою корозійною стійкістю, характеризуються хорошою електропровідністю, пластичністю і високою міцністю; молібденові сплави володіють високою жароміцністю, пластичністю, але при температурі вище 250°С інтенсивно окислюються. Відомі також нікелеві, ніобієві, танталові і титанові сплави.

Алюмінієво-марганцева бронза - Cu (90%), Al (10%), Mn (2%). Використовується для виготовлення деталей машин.

Берилієва бронза - Cu (98%), Be (3%). З неї роблять пружини, струни музичних інструментів.

Латунь - Cu (60%), Zn (43%). Застосовують для виготовлення предметів домашнього вжитку.

Нейзильбер - Cu (65%), Zn (20%), Ni (15%). З цього сплаву чеканять монети.

Константан - Cu (60%), Ni (41%), Mn (0,6%). Використовується при виготовленні електровимірювальних приладів.

Мельхіор - Cu (80%), Ni (21%), Fe (1%). З нього роблять монети, деталі машин, столові прилади.

Нікелін - Cu (67%), Ni (35%), Mn (0,6%). З нього виготовляють електричні нагрівачі.

Легкоплавкий сплав - Bi (36%), Pb (28%), Cd (6%), Hg (30%). Широко застосовується при виробництві автоматичних вогнегасників, засобів сигналізації.

Сплав Вуда - Bi (50%), Pb (25%), Sn (13%), Cd (13%), - застосування, як і у легкоплавкого сплаву.

Електрон - Mg (97%), Al (3%), Zn (0,2%), Mn (0,5%). Застосовується у ракетній техніці, в авіа - і автобудуванні.