Сплавы

Металлы - это вещества, объединенные общими физическими свойствами: электро- и теплопроводностью, пластичностью, характерным блеском. Однако в чистом виде металлы на практике обычно не применяются. Зато широко используются их сплавы, позволяющие создавать вещества с необходимыми для конкретных целей свойствами.

Что такое сплавы

сплавы

Термином «сплав» обозначается соединение, образованное из нескольких химических элементов, в которых преобладающими являются металлы. В состав любых сплавов входят:

  • основа (один или несколько металлов);
  • специальные добавки, придающие соединению определенные качества;
  • неудаленные примеси (природного происхождения, технологического или случайного).

В зависимости от преобладания в соединении одного из металлов, сплавы подразделяются на группы:

  • алюминиевые;
  • железные;
  • медные.

Алюминиевые сплавы

Алюминий - металл, широко распространенный на Земле, а, следовательно, недорогой. Он прост в обработке, не выделяет токсичных веществ, отличается высокой тепло- и электропроводностью. Но есть и минусы: алюминий мягок и не слишком прочен. Однако стоит добавить к чистому металлу незначительное количество других элементов, как происходит чудо: появляется легкий и высокопрочный (в пределах  2000 С) материал, к тому же устойчивый к коррозии. Добавок требуется совсем немного. К примеру:

Марка (ГОСТ)

Содержание (%)

алюминий

кремний

железо

цинк

магний

марганец

медь

титан

АД000

99.8

0.15

0.15

0.06

0.02

0.02

0.03

0.02

АД00 1010

99.7

0.2

0.25

0.07

0.03

0.03

0.03

0.03

 

Качества, присущие алюминиевым сплавам, позволяют применять их практически повсеместно: в авиа- , авто- и судостроении, в строительстве и так далее.

Производятся два основных вида алюминиевых сплавов: деформируемые, то есть предназначенные для последующей обработки (прокатки, ковки, штамповки) и литейные (для отливки целых деталей).  

Сплавы железа

сплавы железа

Трудно переоценить роль железа в формировании человеческой цивилизации. Изготовлять из него различные изделия люди начали еще за 4 тысячелетия до наступления нашей эры.

Но железо - металл высокоактивный. Он легко вступает в реакцию с воздухом и поддается коррозии. Поэтому этот металл в чистом виде не используется.

Другое дело сплавы железа: сталь и чугун. Различие их - в содержании в сплаве углерода, придающего железу большую твердость и упругость. В чугуне количество этого элемента 1.7 - 4.5%, в стали - от 0 до 1.7%.

Кроме непосредственно углерода, в сталь дополнительно вводят:

  • кремний;
  • фосфор;
  • марганец;
  • серу;
  • никель;
  • вольфрам и другие элементы.

Для различных нужд от стали требуются и различные свойства. Регулируется  получение необходимого по качеству материала  количеством и видами  вводимых добавок. 

Медные сплавы

Медь - цветной металл, широко распространенный на планете. Используется он человеком столь же давно, как и железо. Первый известный медный сплав - бронза - соединение меди и олова. Возраст ее - 3000 лет до нашей эры.

Любые сплавы, содержащие медь, весьма износостойкие, имеют прекрасные антикоррозийные свойства, а также очень высокую электропроводность. Эти качества с успехом используются в электротехнике.

Сплавы меди с цинком называются латунными.  Цинк увеличивает пластичность сплава и его прочность. Из латуни изготовляют трубы, проволоку и прочее.

Бронзами называются остальные сплавы меди:

  • оловянистые;
  • кремнистые;
  • свинцовые и другие.

Бронза легка в обработке. Оловянистые бронзы используются в художественном литье. Медно-никелевые сплавы востребованы в приборостроении.