Каталог :: Химия

: Сплавы

                  МОСКОВСКИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ                  
                            ШКОЛА — ЛАБОРАТОРИЯ № 799                            
                                 Доклад по химии                                 
                                 Тема: “Сплавы”                                 
                            Ученика Кудашева Алексея                            
                                                                 Москва. 1998 г.
Окружающие нас металлические предметы редко состоят из чистых металлов. Только
алюминиевые кастрюли или медная проволка имеют
чистоту около 99,9%. В бо
льшин­стве же других случаев люди имеют дело со сплавами. Так, различные виды
железа и стали содержат наряду с металлическим
и добавками незначительные количества углерода,
которые оказывают решающее влияние на механическое и тер­мическое поведение
сплавов. Все сплавы имеют специльную маркировку, т.к. сплавы с одним названием
(например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов.
Для изготовления сплавов применяют различные металлы. Самое большое значение
среди всех сплавов имеют стали раз­личных составов. Простые конструкционные
стали состоят из железа относительно высокой
чистоты с небольшими (0,07—0,5%) добавками углерода. Так, чугун, получаемый в
доменной печи, содержит около 10% других металов, из них примерно 3% составляет
углерод, а остальные — кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали
получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам,
ванадий и молибден.
Никель наряду с хромом является важнейшим
компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и
механическую прочность. Так, известная нержа­веющая сталь содержит в среднем 18
% хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел
самолетов, космических ракет и спутников требуются сплавы, которые устойчивы
при тем­пературах выше 1000 °С, то есть не разрушаются кислородом и горючими
газами и обладают при этом прочностью лучших сталей. Этим условиям
удовлетворяют сплавы с высоким содержанием никеля. Большую группу составляют 
медно-никелевые сплавы.
Сплав меди, известный с древ­нейших времен, - бронза содержит 4-30%
олова (обычно 8-10%). До наших дней сохрани­лись изделия из бронзы мастеров
Древнего Египта, Греции, Китая. Из бронзы отливали в средние века орудия и
многие другие изделия. Знаменитые Царь-пушка и
Царь-колокол в Московском Кремле также отлиты из сплава меди с оловом. В
настоящее время в бронзах олово часто заменяют другими ме­таллами, что приводит
к изменению их свойств. Алюминиевые бронзы, которые сод
ержат 5-10% алюми­ния, обладают повышенной проч­ностью. Из такой бронзы
чеканят медные монеты. Очень прочные, твердые и упругие 
бериллиевые бронзы содержат примерно 2% бе­риллия. Пружины, изготовленные
из бериллиевой бронзы, практически вечны. Широкое
применение в народном хозяйстве нашли бронзы,
изготовленные на основе других металлов: свинца, марганца, сурь­мы, железа и
кремния.
Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Он имеет
красивый внешний вид. Из мельхио­ра изготавливают посуду и укра­шения, чеканят
монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав -нейзильбер -содержит,
кроме 15% ни­келя, до 20% цинка. Этот сплав используют для изготовления
худо­жественных изделий, медицинского инструмента. Медно-никелевые спла­вы 
константан (40% никеля) и ман­ганин (сплав меди, никеля и мар­ганца)
обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в
производстве элект­роизмерительных приборов. Харак­терная особенность всех
медно-ни­келевых сплавов - их высокая стой­кость к процессам коррозии - они
почти не подвергаются разрушению даже в морской воде. Сплавы меди с цинком с
содер­жанием цинка до 50% носят наз­вание латунь. Латунь "60" содержит,
например, 60 весовых частей меди и 40 весовых частей ц
инка. Для литья цинка под давлением применяют сплав,
содер­жащий около 94% цинка, 4% алюминия и 2% меди. Это дешевые сплавы,
обладают хорошими механическими свойствами, легко обрабатываются. Латуни
благодаря своим качествам нашли широкое применение в ма­шиностроении,
химической промыш­ленности, в производстве бытовых товаров. Для придания
латуням особых свойств в них часто добав­ляют алюминий, никель, кремний,
марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают тру­бы для радиаторов
автомашин, тру­бопроводы, патронные гильзы, па­мятные медали, а также части
технологических аппаратов для полу­чения различных веществ.
По следующим рецептам можно получить легкоплавкие сплавы. Сплав Ньютона: 
31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура
плавления 95 °С. Сплав Вуда: 25 частей
свинца, 12,5 частей олова, 50 частей висмута и 12,5 частей кадмия. Температура
плавления 60 °С. Ложка из такого сплава расплавится, если ею помешать горячий
кофе. Раньше это демонстрировали в качестве шутли­вого опыта. Однако
перемешанный таким образом напиток ядовит из-за солей свинца и висмута!
     Использованная литература:
1.      Книга для чтения по неогранической химии. - А. Крицман
2.      Химия для любознательных - Эю Гроссе.