Управление образования южно казахстанской области
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Цветные металлы
| Чёрные и цветные металлы
Все применяемые в технике металлы делятся на черные и цветные. К черным металлам относятся железо и его сплавы (сталь и чугун). Все остальные металлы и сплавы составляют группу цветных металлов. Наибольшее распространение в технике получили черные металлы. Это обусловлено большими запасами железных руд в земной коре, сравнительной простотой технологии выплавки черных металлов, их высокой прочностью. Основными металлическими материалами современной техники являются сплавы железа с углеродом. В зависимости от содержания углерода эти сплавы делятся на стали и чугуны. Цветные металлы применяются в технике реже, чем черные. Это объясняется незначительным содержанием многих цветных металлов в земной коре, сложностью процесса их выплавки из руд, недостаточной прочностью. Цветные металлы дороже черных. Во всех случаях, когда это возможно, их заменяют черными металлами, пластмассами и другими материалами. Однако цветные металлы имеют ценные свойства, которые делают их применение в технике неизбежным. Например, медь и алюминий обладают высокой электро- и теплопроводностью и применяются в электропромышленности. Сплавы магния, алюминия и титана благодаря малому удельному весу широко применяются в самолетостроении и т. д. Из большого числа цветных металлов и сплавов наибольшее распространение получили сплавы меди, алюминия, магния и титана. Цветные металлы условно подразделяются на: а) легкие (литий, магний, бериллий, алюминий, титан и др.), обладающие малой плотностью; б) легкоплавкие (ртуть, цезий, олово, свинец, цинк и др.), имеющие низкую температуру плавления; самую низкую температуру плавления имеет ртуть ( — 38,87° С). в) тугоплавкие, имеющие температуру плавления более высокую, чем железо (т. е. выше 1539° С); Самый тугоплавкий металл — вольфрам. Его температура плавления 3380° С. Высокую температуру плавления имеют также тантал (2996° С), ниобий (2468° С), молибден (2610° С), ванадий (1919° С) и др. Из тугоплавких металлов и сплавов изготавливают детали, работающие при высоких температурах. Особенно возросла роль тугоплавких металлов в связи с развитием новых отраслей техники — электроники, ядерной энергетики, ракетной и космической техники. Тугоплавкие металлы применяют также как легирующие добавки к сталям. г) благородные (золото, серебро, металлы платиновой группы),обладающие высокой устойчивостью против коррозии; д) урановые металлы (уран, торий и д.р.) - актиноиды, используемыев атомной технике; е) редкоземельные (РЗМ) (скандий, иттрий, лантан и лантаноиды), применяемые в качестве присадок к сплавам других элементов; ж) щелочноземельные (натрий, калий, литий), не находящие применения в свободном состоянии (за исключением особых случаев, например в качестве теплоносителей в ядерных реакторах). Сплавы превосходят простые металлы по прочности, твердости, обрабатываемости и т. д. Вот почему они применяются в технике значительно шире простых металлов. Например, железо - мягкий металл, почти не применяющийся в чистом виде. Зато самое широкое применение в технике имеют сплавы железа с углеродом — стали и чугуны. На современном этапе развития техники наряду с увеличением количества сплавов и усложнением их состава большое значение приобретают металлы особой чистоты. Содержание основного компонента в таких металлах составляет от 99,999 до 99,999999999% и более. Металлы особой чистоты нужны ракетостроению, атомной, электронной и другим новым отраслям техники. В зависимости от характера взаимодействия компонентов различают сплавы: 1) механические смеси; 2) химические соединения; 3) твердые растворы. 1) Механическая смесь двух компонентов образуется тогда, когда они в твердом состоянии не растворяются друг в друге и не вступают в химическое взаимодействие. Сплавы - механические смеси (например, свинец - сурьма, олово - цинк) неоднородны по своей структуре и представляют смесь кристаллов данных компонентов. При этом кристаллы каждого компонента в сплаве полностью сохраняют свои индивидуальные свойства. Вот почему свойства таких сплавов (например, электросопротивление, твердость и др.) определяются как среднее арифметическое от величины свойств обоих компонентов. 2) Твердые растворыхарактеризуются образованием общей пространственной кристаллической решетки атомами основного металла-растворителя и атомами растворимого элемента. Структура таких сплавов состоит из однородных кристаллических зерен, подобно чистому металлу. Существуют твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения. К таким сплавам относятся латуни, медноникелевые, железохромистые и др. Сплавы — твердые растворы являются самыми распространенными. Их свойства отличаются от свойств составляющих компонентов. Так, например, твердость и электросопротивление у твердых растворов значительно выше, чем у чистых компонентов. Благодаря высокой пластичности они хорошо поддаются ковке и другим видам обработки давлением. Литейныесвойства и обрабатываемость резанием у твердых растворов низкие. 3) Химические соединения, подобно твердым растворам, являются однородными сплавами. При их затвердевании образуется совершенно новая кристаллическая решетка, отличная от решеток составляющих сплав компонентов. Поэтому свойства химического соединения самостоятельны и не зависят от свойств компонентов. Химические соединения образуются при строго определенном количественном соотношении сплавляемых компонентов. Состав сплава химического соединения выражается химической формулой. Эти сплавы обладают обычно высоким электросопротивлением, большой твердостью, малой пластичностью. Так, химическое соединение железа с углеродом — цементит (Fe3C) тверже чистого железа в 10 раз. жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|