СТАЛЬ И ПРОЧИЕ СПЛАВЫ - Все о мотоблоках

СТАЛЬ И ПРОЧИЕ СПЛАВЫ

Сталь и металлические сплавы

Металлические сплавы состоят из двух или более металлов. Такие сплавы обычно обладают улучшенными электрическими или механическими свойствами по сравнению с используемыми отдельными металлами. Благодаря улучшенным свойствам значительно расширяется область их применения. Примерами металлических сплавов являются сталь, припой, латунь или бронза.

  • Сталь и металлические сплавы — важные материалы для машиностроения, строительства, автомобилестроения и авиакосмической промышленности.
  • Основной элемент сталей — железо. В качестве легирующих элементов добавляются углерод, марганец, молибден, никель и другие металлы.
  • Стали обладают широким диапазоном механических свойств, которые можно регулировать с помощью различных сплавов и процессов термообработки.

Подробней узнать про процессы литья можно тут https://aragoncom.ru/novosti-otrasli/chto-takoe-lite.html

литье стали

Сплавы

Сплавы представляют собой смеси веществ, обычно двух или более металлов, которые имеют свойства, отличные от свойств чистых металлов, образующих их. Сплавы образуются путем плавления различных металлов или диффузии второго металла в основной металл при более высокой температуре.

Иногда добавляются небольшие количества неметаллов, таких как углерод, бор, кремний (образование межузельных пространств). И, например, получаются такие сплавы бронза, латунь, нейзильбер, дюралюминий.

Многие металлы не обладают необходимой твердостью, прочностью на разрыв, коррозионной стойкостью или плотностью для технических применений. Целенаправленно решить эту проблему можно с помощью производства сплавов.

Производство и свойства сплавов

Когда металлы (сплавы металлов) плавятся вместе, часто образуются смеси, которые остаются такими даже после затвердевания. Сплавы также могут образовываться за счет диффузии второго металла в решетку основного металла при более высоких температурах. Твердость основного металла может быть увеличена. Включение неметаллических атомов (углерода, кремния, например, в сталь) в решетку основного металла используется для конкретного изменения свойств.

При смешивании металлов, однородных сплавов (неограниченная смешиваемость) образуют медь-золото или медь-серебро, которые состоят из фазы с однородной кристаллической решеткой. Такие сплавы образуют металлы с одинаковым типом решетки (кубическая плотная упаковка), близким атомным радиусом и сопоставимой электроотрицательностью.

Атомы второго металла могут быть статистически распределены в решетке основного металла. Это часто случается, когда размеры атомов двух металлов различаются незначительно. Примером этого является латунь. Атомы цинка диаметром 266 мкм ненамного больше, чем атомы меди диаметром 255 мкм. Следовательно, медь может занимать до 38% атомов цинка в решетке.

Помимо статистического распределения, существуют также сплавы с упорядоченным распределением различных металлов. В сплавах медь-золото, например, в решетке образуются так называемые сверхструктуры с чередующимися слоями двух металлов.

С другой стороны, гетерогенные сплавы состоят из металлической структуры, состоящей из нескольких металлических фаз, например, смесь олова и свинца, которая используется в качестве припоя из-за его низкой температуры плавления.

Структурное разнообразие металлической решетки, изменчивость валентных электронов металлов, образующих сплавы, и разная электроотрицательность металлов приводят к очень большому количеству сплавов, в том числе с дискретным стехиометрическим составом, таким как CaMg2 или Mg2Sn.

Разные сплавы

Латунь — это сплав, содержащий более 55% меди и цинка. В зависимости от пропорций компонентов различают разные типы латуни, например, латунь, белое литье или томбак.
Бронзовый сплав содержит не менее 60% меди и олова в качестве второго основного компонента.

В то время как чистые вещества медь, цинк и олово относительно мягкие, сплавы бронзы и латуни намного тверже. Это было признано еще в доисторическом бронзовом веке, хотя, возможно, именно благодаря случайному плавлению медных и оловянных руд бронза была обнаружена на столь раннем этапе исторического развития человечества (4000 г. до н.э.).

Латунь имеет хорошую коррозионную стойкость и, из-за ее большей твердости, обрабатывается точением и фрезерованием лучше, чем медь.

Большую твердость сплавов можно объяснить тем фактом, что отдельные атомные слои в решетке больше не могут так легко сдвигаться друг относительно друга, когда присутствуют атомы разных размеров.

Более прочные, стабильные и эластичные сплавы железа важны для промышленности, строительства и других отраслей экономики, а также для повседневного использования.

Сталь представляет собой сплав железа с различными добавками. Важно, чтобы сталь содержала максимум 1,6% углерода. Это делает ее твердой, эластичной и ударопрочной. Ее можно отливать, ковать, прессовать, катать. Поскольку атомы углерода значительно меньше атомов железа, они хранятся в полостях между плотно упакованными атомами железа в решетке. Это немного расширит решетку.

Содержание углерода придает стали твердость и прочность, и в то же время она податлива. Однако, если содержание углерода превышает 2%, железо становится хрупким и его больше нельзя ковать. Другие мелкие атомы (бор, азот, фосфор) также могут быть внедрены в металлические сетки таким же образом и увеличивать твердость металла.

На свойства стали можно влиять, добавляя марганец, никель, хром, вольфрам и другие вещества.
Нелегированные стали — это в основном простые углеродистые стали (объемные стали). Стали с содержанием легирования до 5% являются низколегированными, стали с содержанием легирующих элементов более 5% — высоколегированными (нержавеющие стали, сталь В2А: хром, никель, железо).

Литье сплавов

Сплавы ртути, которые являются жидкими или твердыми при комнатной температуре, называются амальгамами (по-арабски al malgam = смягчающая мазь). Золото и серебро растворяются в ртути, поэтому образование амальгамы широко использовалось для обогащения драгоценных металлов. Амальгамы олово-медь-благородный металл, характеризуются своей твердостью и прочностью на разрыв (стоматологическая технология).

К другим сплавам металлов, которые имеют экономическое значение, относятся:

  • Серебро, цинк, медь, никель
  • Дуралюминий: алюминий, медь, магний, марганец
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector