Prezentare pentru lecția „Proprietățile fizice ale metalelor și aliajelor”. Prezentare pe tema „aliaje” Prezentare pe tema metale și aliaje

Aliaj Un material metalic macroscopic omogen format dintr-un amestec de două sau mai multe elemente chimice cu predominanța componentelor metalice. Aliajele sunt unul dintre principalele materiale structurale. Printre acestea, aliajele pe bază de fier și aluminiu sunt de cea mai mare importanță. Peste 5 mii de aliaje sunt folosite în tehnologie.

Tipuri de aliaje După metoda de fabricare a aliajelor se disting aliajele turnate și pulbere. Aliajele turnate sunt produse prin cristalizarea în topitură a componentelor amestecate. Amestecuri de pulberi presate cu pulbere urmate de sinterizare la temperaturi ridicate. Componentele unui aliaj de pulbere pot fi nu numai pulberi de substanțe simple, ci și pulberi de compuși chimici. De exemplu, principalele componente ale aliajelor dure sunt carburile de wolfram sau de titan. Aliajul poate conține soluții solide interstițiale, soluții solide substituționale, compuși chimici (inclusiv carburi, nitruri, compuși intermetalici) și cristaliți de substanțe simple.

Aliajele se disting prin scop: Oțel structural Fontă Duraluminiu Structural cu proprietăți speciale Bronz Alamă Pentru umplere rulmenți Babbitt Pentru echipamente de măsurare și încălzire electrică Manganin Nicrom Pentru fabricarea elementelor de tăiere Pobedit

Fontă Un aliaj de fier cu carbon (și alte elemente). Conținutul de carbon din fontă este de cel puțin 2,14%. Carbonul conferă aliajelor de fier duritate, reducând ductilitatea și duritatea. Carbonul din fontă poate fi conținut sub formă de cementit și grafit. În funcție de forma grafitului și de cantitatea de cementit, se disting fontele albe, gri, maleabile și de înaltă rezistență. Fontele conțin impurități permanente (Si, Mn, S, P), iar în unele cazuri și elemente de aliere (Cr, Ni, V, Al etc.). De regulă, fonta este fragilă.

Oțel Un aliaj de fier cu carbon și/sau alte elemente. Oțelul nu conține mai mult de 2,14% carbon. Oțelurile sunt împărțite în structurale și instrumentale. Un tip de oțel pentru scule este oțelul de mare viteză. Oțelurile, în funcție de metoda de producție, conțin cantități diferite de incluziuni nemetalice. Conținutul de impurități stă la baza clasificării oțelurilor după calitate: calitate obișnuită, de înaltă calitate, de înaltă calitate și mai ales de înaltă calitate.

Obținerea oțelului Metoda cu vatră deschisă constă în faptul că arderea excesului de carbon din fontă are loc nu numai datorită oxigenului atmosferic, ci și a oxigenului oxizilor de fier, care se adaugă sub formă de minereu de fier și resturi de fier ruginit. 4Fe 2 O 3 + 6Si = 8Fe + 6SiO 2 2Fe 2 O 3 + 6Mn = 4Fe + 6MnO Fe 2 O 3 + 3C = 2Fe + 3CO 5Fe 2 O 3 + 2P = 10FeO + P 2 = C O 5 Fe + O 5 Fe + O 3 CO

Bronz și alamă Bronzul este un aliaj de cupru, de obicei cu staniu ca element de aliere principal, dar sunt folosite și aliaje cu aluminiu, siliciu, beriliu, plumb și alte elemente, cu excepția zincului și nichelului. Alama este un aliaj dublu sau multicomponent pe bază de cupru, în care principalul element de aliere este zincul, uneori cu adaos de staniu, nichel, plumb, mangan, fier și alte elemente.

Lustru metalic Lustru metalic Conductivitate electrică și termică Conductivitate electrică și termică Rezistență Duritate Duritate Rezistență la coroziune Rezistență la coroziune Rezistență la uzură Rezistență la uzură Uneori componentele unui aliaj pot fi nu numai elemente chimice, ci și compuși chimici care au proprietăți chimice PROPRIETĂȚI ALE ALIAJE

Tip Caracteristici Exemplu Soluții solide Metalele topite sunt amestecate în orice raport Ag u Cu Ag u Au Cu u Ni Amestec mecanic de metale Când un amestec de metale topite este răcit, se formează un aliaj, format din cele mai mici cristale ale fiecărui metal Pb u Sn Pb u Ag Bi u Cd Compuși intermetalici Metalele topite se formează între sunt compuși chimici Zn u Cu Ca u Sb Pb u Na

ALIO - A L Aurul nordic este un aliaj de cupru-aluminiu de culoare aurie din care sunt fabricate monedele. Nu conține aur, iar numele său este foarte greu de indus în eroare, deoarece „aurul nordic” nu este deloc asemănător cu monedele de aur din aliaj de cupru și aluminiu

Duraluminiu (Al u Cu, Mn, Mg, Kr) - aliaj de aluminiu cu mici adaosuri de cupru, mangan, magneziu și siliciu Duralumin (Al u Cu, Mn, Mg, Kr) - aliaj de aluminiu cu mici adaosuri de cupru, mangan, magneziu si siliciu DIN FLLOATE - A L Proprietati: usor, durabil. Aplicație: în producția de aeronave, inginerie mecanică, construcții etc.

IRON MELT (F E) (nu mai mult de 2,14% carbon, deoarece cu o cantitate mai mare de carbon în fier se formează fonta). Oțelul este un aliaj de fier și carbon. (nu mai mult de 2,14% carbon, deoarece cu o cantitate mai mare de carbon în fier se formează fonta). Oțelul carbon este un aliaj de fier cu carbon și o cantitate mai mică de mangan, sulf, siliciu și fosfor. Aplicație: piese de mașini, țevi, șuruburi, cuie, agrafe de hârtie, scule Oțelul este cel mai important material structural pentru inginerie mecanică, transport, construcții și alte sectoare ale economiei naționale.

Oțelul aliat este un aliaj de fier și carbon cu aditivi speciali de aliaj: crom, nichel, wolfram, molibden, vanadiu În funcție de aditivi, proprietățile oțelului se modifică: crom și nichel - rezistență la căldură, rezistență la acid, ductilitate, rezistență la coroziune. Tungsten - duritate, rezistență la căldură, rezistență la uzură. Titan – rezistență mecanică la temperaturi ridicate, rezistență la coroziune

Fontă (Fe u C) - un aliaj de fier cu carbon (conținut de carbon de la 2,14% la 6,67%) Fontă (Fe u C) - un aliaj de fier și carbon (conținut de carbon de la 2,14% la 6,67%) FIER TOPIT (F E) Proprietăți: mai dur decât fierul, foarte fragil, neforjat Aplicație: producția de piese masive prin turnare (fontă), prelucrare în oțel (fontă)

CU ALIE - CUPRU (C U) Alama este un aliaj dublu sau multicomponent pe bază de cupru, unde principalul element de aliere este zincul, uneori cu adaos de staniu, nichel, plumb, mangan, fier și alte elemente din aliaj medical, nichel plumb mangan fier Proprietăți: ductilitate ridicată Aplicație: obiecte de artă decorativă

Bronz (Cu u Sn) - un aliaj de cupru cu staniu, aluminiu, siliciu, beriliu, plumb și alte metale, cu excepția zincului și nichelului Bronz (Cu u Sn) - un aliaj de cupru cu staniu, aluminiu, siliciu, beriliu, plumb, etc. metale, cu excepția zincului și nichelului, ALIAJE DE CUPRU (C U) Se disting: Bronz de staniu (20% staniu), Bronz de aluminiu (5-11% aluminiu) Bronz de plumb (până la 33% plumb) Aplicație: fabricarea pieselor de mașini, turnări artistice.

Carbura de cermet va câștiga. Un aliaj dur de carbură de tungsten WC și cobalt într-un raport de 90% și, respectiv, 10% în greutate. Este aproape de diamant în duritate și este folosit la găurirea pietrelor. Dezvoltat în 1929 în URSS unde a fost folosit în principal pentru unelte de tăiere. Acum aliajul este folosit pentru echiparea instrumentelor de desen, ca tăietori etc. La creare, se folosesc metode de metalurgie a pulberilor. Aliajele metalo-ceramice au duritate deosebit de mare. Pobedit este realizat sub formă de farfurii de diverse forme și dimensiuni. Procesul de fabricație este următorul: pulbere fină de carbură de tungsten sau altă carbură refractară și pulbere fină de metal liant de cobalt sau nichel sunt amestecate și apoi presate în forme adecvate. Plăcile presate sunt sinterizate la o temperatură apropiată de punctul de topire al metalului liant, rezultând un aliaj foarte dens și dur. Plăcile realizate din acest aliaj superhard sunt folosite pentru fabricarea sculelor de tăiere și găurire a metalelor. Plăcile sunt lipite cu cupru pe suporturile pentru scule de tăiere. Nu este necesar tratament termic. În prezent, au fost dezvoltate și alte aliaje de tungsten-cobalt, dar numele „win” continuă să fie folosit pentru ele. P CÂȘTIGĂ

N CROM Nicromul este denumirea generală a unui grup de aliaje constând, în funcție de gradul aliajului, din 5578% nichel, 1523% crom, cu adaosuri de mangan, siliciu, fier, aluminiu. Primul aliaj de nicrom a fost dezvoltat în SUA în 1905 de către A. Marsh 1905 Principalele avantaje ale aliajelor de nicrom sunt rezistența ridicată la căldură în atmosferă oxidantă (până la 1250 °C), rezistența electrică ridicată (1.051,4 Ohm/mm² m). ). Nichrome este utilizat pentru fabricarea elementelor de încălzire pentru cuptoare electrice și aparate de uz casnic. Nichromul este folosit pentru a face piese care funcționează la temperaturi ridicate, elemente de rezistență și reostate. Principalele tipuri de aliaje utilizate sunt Kh20N80, Kh15N60, KhN70Yu. Proprietățile fizice ale rezistenței electrice specifice nicromului 1÷1,1 Ohm mm²/m (în funcție de calitatea aliajului) densitate kg/m³ punct de topire °C temperatura de funcționare °C capacitate termică specifică 0,45 kJ/(kg*K) la 25 °C rezistență la tracțiune 0,650,70 GPa

METALELE PREȚIoase INCLUDE AURUL, ARGINTUL, PLATINA, PALADIUL, ETC. PENTRU FABRICAREA BIJUTERIILOR SE UTILIZAȚI ÎN PRINCIPALA aliajele de metale prețioase, cel mai adesea aliaje de aur, argint și cupru, mai rar aliaje de aur și argint sau aur și cupru, uneori aliaje de aur și platină, OLOTA ȘI PALLADIA. Aliaje de metale prețioase

Aliajele de metale prețioase diferă în primul rând prin procentul de aur pe care îl conțin. Aliajele de aur pentru bijuterii au cinci semne distinctive: 958, 750, 585, 583 și 375. Primele două cifre ale semnului distinctiv indică un procent întreg, iar a treia indică zecimi de procent din conținutul de aur din aliaj. În funcție de procentul de argint și cupru, culoarea aliajului se modifică. Peste 30% argintiu, culoarea devine galben-alb și se estompează pe măsură ce procentul de argint crește. Când aliajul conține aproximativ 15% cupru, culoarea aliajului devine roșu aprins.

IMPORTANTE ALIEII METALICE Denumire Compoziție Proprietăți Aplicație Aliaje de aluminiu Al, Mg, Si, Cu, Zn, Mn, Li, Be Lejeritate, conductivitate electrică și termică ridicată, rezistență la coroziune, rezistență specifică ridicată Materiale structurale în aviație, construcții, inginerie mecanică etc. ; aparate și materiale electrice AmalgamHg și alte metale În funcție de raportul dintre mercur și alte metale pot fi (la temperatura camerei) lichide, semi-lichid sau solide Aurirea produselor metalice, producția de oglinzi, stomatologie, reactiv reducător în chimie și metalurgie

Aliaje de wolfram Mo, Re, Cu, Ni, Ag, oxizi (ThO2), carburi (TaC), etc. Plasticitate, rezistență la căldură și CEM termică ridicată Părți de dispozitive de electrovid, termocupluri de temperatură înaltă, părți de motoare de rachete și avioane Fier- aliaje de carbon (fontă, oțel, feroaliaje) Fe, C, P, S, Mn, Si, N, Cr, Ni, Mo, W, V, Ti, Co, Cu etc. Rezistență mecanică, duritate, elasticitate, coroziune rezistență, tenacitate, etc. Materiale structurale pentru toate domeniile de inginerie, tehnologie, agricultură, mașini, unelte

Aliaje de aur Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Sb, Bi, Pb, Hg Aliaj cu Ag la 20-40% Ag galben-verzui, la 50% Ag galben pal; moale și maleabil; aliajele de Au cu Cu sunt galben-roșiatice; mai tare și mai rezistentă decât aurul pur Aurirea produselor metalice, realizarea de monede, bijuterii, proteze dentare, contacte electrice Aliaje cu punct de topire scăzut Sn, Bi, In, Pb, Cd, Zn, Sb, Ga, Hg etc. Temperaturi scăzute de topire (nu peste 232 °C); cu un conținut de Bi de peste 55%, se extind în timpul solidificării Fabricarea de lipituri, siguranțe pentru echipamente electrice

Aliaje de magneziu Mg, Al, Zn, Mn, Zr, Th, Li, La, Nd, Y, Ag, Cd, Be Lejeritate, rezistență, rezistență la coroziune Piese cu încărcare mare din semifabricate presate, matrițe și forjate din industria auto , panouri, forme complexe de matritare, structuri sudate Aliaje de cupru Cu, Zn, Sn, Al, Ni, Be, P Rezistenta, conductivitate electrica mare, rezistenta la coroziune, ductilitate Conducte, echipamente de incalzire, rulmenti, angrenaje, bucse, arcuri, piese de precizie dispozitive mecanice, termocupluri, piese modelate, arte și meșteșuguri și sculptură

Aliaje de nichel Cu, Co, Fe, Feromagnetism, ductilitate ridicată și rezistență la coroziune, absența transformărilor alotrope, rezistență chimică Materiale structurale cu rezistență ridicată la medii agresive, produse feromagnetice, materiale magnetostrictive Aliaje de staniu Sn, Pb, Sb, Cu, Zn, Cd și etc. Punct de topire scăzut, moliciune, rezistență la coroziune; proprietăți antifricțiune Aliaje cu punct de topire scăzut (lipire, poluda) și materiale pentru rulmenți (babbitt)

Aliaje de platină Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Ni, Co, Cu, W, Mo Punct de topire ridicat, rezistență la coroziune, rezistență mecanică, proprietăți catalitice Fabricare potențiometre, magneți permanenți, lipituri la temperatură înaltă, catalizatori, sticlărie de laborator Plumb aliaje Pb, Fe, Cu, Sb, Sn, Cd, Ca, Ca, Mg, Li, K, Na Rezistență, duritate, proprietăți antifricțiune, punct de topire scăzut al plumbului, rezistență la coroziune. Fabricarea sau căptușirea de echipamente și conducte rezistente la acizi, fabricarea de mantale pentru cabluri de joasă tensiune și de putere

Aliaje dure WC, TiC, TaC; metale liante: Co, Ni, Mo, oțel Duritate mare, refractaritate, rezistență la uzură, rezistență la coroziune Produse (unelte) din carbură solidă pentru prelucrarea metalelor, aliajelor și materialelor nemetalice, pentru echiparea pieselor de lucru ale sculelor de foraj și ca materiale structurale Aliaje de imprimare (hart) Pb, Sb, Sn etc. punct de topire scăzut (°C), proprietăți bune de turnare Producerea stereotipurilor turnate (industria tipografică) și a elementelor de tipar (fonturi etc.).

Aliaje de titan Al, V, Mo, Mn, Sn, Zr, Cr, Cu, Fe, W, Ni, Si; Nb și Ta Lejeritate, rezistență ridicată într-un interval larg de temperatură de la -250 °C la °C, rezistență la coroziune Materiale structurale în aviație, rachete, echipamente chimice Aliaje de zinc Zn, Al, Cu, Mg Punct de topire scăzut, prelucrare ușoară prin presiune și tăierea, sudarea și lipirea, posibilitatea de aplicare a acoperirilor prin metode electrochimice și chimice. Piese structurale si structural-decorative in industria auto, utilaje electrice, echipamente de birou, carcase de rulment, produse de uz casnic.

1 din 8

Prezentare pe tema:

Slide nr. 1

Descriere slide:

Slide nr. 2

Descriere slide:

Aliajele sunt sisteme omogene macroscopice formate din două sau mai multe metale cu proprietăți metalice caracteristice. De exemplu: luciu metalic, conductivitate electrică și termică ridicată. Uneori, componentele unui aliaj pot fi nu numai elemente chimice, ci și compuși chimici care au proprietăți metalice.

Slide nr. 3

Descriere slide:

Aliaje - Al Nordic Gold: Nordic Gold este un aliaj de cupru-aluminiu de culoare aurie din care sunt fabricate monedele. Nu conține aur, iar numele său este foarte greu de indus în eroare, deoarece în culoare și greutate „aurul nordic” nu este deloc asemănător cu aurul real.

Slide nr. 4

Descriere slide:

Slide nr. 5

Descriere slide:

Slide nr. 6

Descriere slide:

Pobedit Pobedit - aliaj metal-ceramic dur. Un aliaj dur de carbură de tungsten WC și cobalt într-un raport de 90% și, respectiv, 10% în greutate. Este aproape de diamant în duritate și este folosit la găurirea pietrelor. Dezvoltat în 1929 în URSS unde a fost folosit în principal pentru unelte de tăiere. Acum aliajul este folosit pentru echiparea instrumentelor de desen, ca tăietori etc. La creare, se folosesc metode de metalurgie a pulberilor. Aliajele metalo-ceramice au duritate deosebit de mare. Pobedit este realizat sub formă de farfurii de diverse forme și dimensiuni. Procesul de fabricație este următorul: pulbere fină de carbură de tungsten sau altă carbură refractară și pulbere fină de metal liant de cobalt sau nichel sunt amestecate și apoi presate în forme adecvate. Plăcile presate sunt sinterizate la o temperatură apropiată de punctul de topire al metalului liant, rezultând un aliaj foarte dens și dur. Plăcile realizate din acest aliaj superhard sunt folosite pentru fabricarea sculelor de tăiere și găurire a metalelor. Plăcile sunt lipite cu cupru pe suporturile pentru scule de tăiere. Nu este necesar tratament termic. În prezent, au fost dezvoltate și alte aliaje de tungsten-cobalt, dar numele „win” continuă să fie folosit pentru ele.

Slide nr. 7

Descriere slide:

Nichrome Nichrome este denumirea generală a unui grup de aliaje constând, în funcție de marca aliajului, din 55-78% nichel, 15-23% crom, cu adaos de mangan, siliciu, fier, aluminiu. Primul aliaj de nicrom a fost dezvoltat în SUA în 1905 de către A. Marsh. Principalele avantaje ale aliajelor de nicrom sunt rezistența ridicată la căldură în atmosferă oxidantă (până la 1250 °C), rezistența electrică ridicată (1,05-1,4 Ohm/mm² m). Nichrome este utilizat pentru fabricarea elementelor de încălzire pentru cuptoare electrice și aparate de uz casnic. Nichromul este folosit pentru a face piese care funcționează la temperaturi ridicate, elemente de rezistență și reostate. Principalele tipuri de aliaje utilizate sunt X20N80, X15N60, XN70Yu. Proprietăți fizice ale rezistivității electrice nicrom - 1÷1,1 Ohm mm²/m (în funcție de calitatea aliajului) densitate - 8200-8500 kg/m³ punct de topire - 1100-1400 °C temperatura de funcționare - 800-1100 °C capacitate termică specifică - 0,45 kJ/(kg*K) la 25 °C rezistență la tracțiune - 0,65-0,70 GPa

Slide nr. 8

Descriere slide:

Manganina Manganina este un aliaj termostabil pe bază de cupru (aproximativ 85%) cu adaos de mangan (Mn) (11,5-13,5%) și nichel (Ni) (2,5-3,5%). Caracterizat printr-o modificare extrem de mică a rezistenței electrice la temperatura camerei. Pentru prima dată, a fost propus Manganin - principalul material pentru instrumentele electrice de măsură și rezistențe standard - standarde pentru magazine, circuite de punte, șunturi, rezistențe suplimentare pentru dispozitive de înaltă precizie. Temperatura maxima de functionare - 300 °C. Un avantaj semnificativ al manganinei față de constantan este că manganina are un EMF termic foarte scăzut atunci când este asociat cu cupru (nu mai mult de 1 µV/1°C), prin urmare, numai manganina este utilizată în dispozitivele de înaltă precizie. În același timp, manganina, spre deosebire de constantan, este instabilă împotriva coroziunii într-o atmosferă care conține vapori de acizi și amoniac și este, de asemenea, sensibilă la modificări semnificative ale umidității aerului.

Slide 2

.

Aliajele sunt materiale cu proprietăți caracteristice, formate din două sau mai multe componente, dintre care cel puțin unul este un metal. Componentele aliajelor pot fi atât nemetale, cât și compuși.

Slide 3

Aliajele sunt: ​​Omogene (când în timpul fuziunii se formează o soluție dintr-un metal în altul) Eterogene (reprezintă un amestec mecanic de metale)

Slide 4

Aliaje omogene și eterogene

aur verde aluminiu bronz (aliaj omogen - (aliaj neomogen) aliaj de aur cu aditivi de argint și cupru roșu)

Slide 5

.

Aliajele sunt adesea împărțite după compoziție: aliaje de cupru aliaje de aluminiu aliaje de nichel aliaje de titan

Slide 6

Aliajele sunt: ​​Aliaje de metale feroase (fier) ​​(fier și toate aliajele sale) Aliaje de metale neferoase (alte metale și aliajele acestora)

Slide 7

Aliaje feroase (fier) ​​Fontă Punte din oțel pentru vase de gătit din fontă

Slide 8

Fonta este un aliaj pe bază de fier care conține de la 2 la 4,5% carbon, precum și mangan, siliciu, fosfor și sulf. Fonta se împarte în: Fontă de turnătorie (folosită la fabricarea pieselor masive prin turnare) Fontă brută (folosită pentru prelucrarea în oțel)

Slide 9

Oțelul este un aliaj pe bază de fier care conține mai puțin de 2% carbon. După compoziția chimică, oțelul este împărțit în două tipuri principale: Oțel carbon (un aliaj de fier cu carbon, dar, spre deosebire de fontă, conținutul de carbon, fosfor, sulf, mangan, siliciu este mult mai mic) Oțel aliat (un aliaj de fier cu carbon, precum și aditivi speciali de aliaj: crom, nichel, wolfram, molibden, vanadiu și altele.

Slide 10

Aliaje neferoase: Bronzul este un aliaj pe bază de cupru cu adaos de (până la 20%) staniu. Folosit în inginerie mecanică, precum și pentru turnarea artistică.

figurina turnata in bronz

Slide 11

Aliaje neferoase: alama este un aliaj de cupru care conține de la 10 la 50% zinc. Folosit la constructia motoarelor. Pentru fabricarea armăturilor de mobilier.

ferestre din alamă