Содержание
-
Лекция по теме:«Металлы и сплавы»
-
Металлами называют непрозрачные кристаллические вещества, обладающие прочностью, пластичностью, тепло- и электропроводностью, металлическим блеском. В нормальных условиях они являются твердыми веществами, исключая ртуть, температура плавления которой минус 39о С.Металлы
Черные Цветные (железо и его сплавы) Сплавы – материалы, которые образуются из расплавов 2-х или нескольких компонентов. Металлические сплавы могут состоять либо только из металлов, либо из металлов с небольшим содержанием неметаллов.
-
Черные металлы и сплавы. Железо.Химический символ – Fe, номер в периодической системе – 26, атомная масса – 55,847, плотность 7,874 г/см3 , температура плавления 1539о. Железо занимает 2-е место по содержанию в земной коре. Оно представляет собой серебристо – белый металл, обладающий ферромагнитными свойствами до tо 769о С. Железо из бассейна р. Курейка, Сибирь, 13х15 см. Минералогический музей МГГРУ.
-
Железо применяется в виде чугуна и сталей.Традиционный процесс полученияэтих сплавов состоит из этапов: Руды (магнетиты, титаномагнетиты, гематиты и проч.) Чугун (варка в доменных печах, кокс топливо и восстановитель) Сталь (варка в мартеновских печах, электропечах.) Гематит, железная руда (Г. Алтай) Износостойкий белый чугун Кусок необработанной стали
-
Получение губчатого железа в шахтных печах. 1,3 бункер, 2 грохот, 4 конвейер, 5 охлаждённые окатыши, 6,8 трубопровод, 7 установка конверсии, 9 шахтную печь, 10 короб. Прямое получение железа представляет собой восстановление из руд или концентратов углеродом или оксидом углерода. При температуре ниже жидкой фазы получают губчатое железо – пористые куски или порошок из железа с растворенным в нем углеродом и примесями пустой породы. Губчатое железо используется для выплавки стали и в порошковой металлургии.
-
Чугунсодержит от 2,14 до 6,67% углерода (обычно 3-4,5%), а также марганец (до 1,5%), кремний (до 4,5%), серу (не более 0,08%) и фосфор (до 1,8%). Сера и фосфор снижают механическую прочность и повышают хрупкость сплавов, поэтому являются вредными примесями. Чугуны классифицируют: По составу:1.1 белый (содержит углерод в виде цементита – химического соединения с железом, имеет белый цвет) 1.2. серый (углерод в нем представлен пластинками графита, что определяет цвет чугуна). Износостойкий белый чугун Серый чугун
-
2. По назначению:2.1. передельный2.2. литейный2.3. специальный:2.3.1. доменные ферросплавы. 2.3.2. высокопрочный чугун 2.3.3. легированный 2.3.3.1. жаростойкий, 2.3.3.2. износостойкий, 2.3.3.3. антифрикционный 2.3.3.4. ковкий. 2.1 Передельный чугун 2.2 Литейный чушковый чугун
-
2.3. Специальный чугун:
Высокопрочный чугун (Клапан с наклонным седлом) Жаростойкий чугун (мангал) Износостойкий чугун (роторный измельчитель) Антифрикционный чугунный поршень Ковкий чугун (клапаны, вентили)
-
Маркировка чугунов
Серый- СЧ Передельный- ПЛ- для литейногопроизводства,ПФ- фосфористый,ПВК-высококачественный Литейный –Л, ЛР – рафинированный магнием Цифры после букв означают содержание углерода в%. ЛегированныйЧХ-хром, ЧС-кремний, ЧГ-марганец, ЧН-никель, ЧМ-молибден, ЧТ-титан, ЧП-фосфор, ЧЮ-алюминий. Цифры после букв означают содержание легирующей добавки в %.
-
1.По способуполучения:1.1. Мартеновская,1.2. Конверторная,1.3. Бессемеровская,1.4.Электросталь
Стальсодержит до 2,14% углерода, а также другие компоненты. Классифицируют сталь по признакам: 2.По степени раскисления:2.1. Кипящая,2.2. Полуспокойная,2.3. Спокойная. 3.По химическому составу :3.1. углеродистая,3.2. легированная, 4.По качеству:4.1. обыкновенного качества,4.2. качественная,4.3. высококач.,4.4 особовысококач. 5.По назначению :5.1. конструкционная,5.2. инструментальная,5.3 специальная.
-
По качеству: обыкновенного качества(0,05%серы, 0,045% фосфора); качественная(серы и фосфора менее 0,04%); высококачественная (серы и фосфора менее 0,035%); особовысококачественная(серы не более 0,015%, фосфора до 0,025%)
-
По химическому составу: Углеродистая Низкоуглеродистая(до 0,25%) Среднеуглеродистая(0,25-0,7%); Высокоуглеродистая(0,7-2,14%). Легированная– содержит легирующие добавки – хром, никель, титан, ванадий и др.: Низколегированная(2,5-5%); Среднелегированная(%-10%); Высоколегированная(более 10%).
-
5.По назначению :5.1. конструкционная,5.2. инструментальная,5.3 специальная. Жаропрочная; Быстрорежущая; Автоматная, Электротехническая; Рессорно-пружинная; Кислотостойкая; Износоустойчивая и др. Конструкционная сталь Инструментальная сталь Специальная сталь (Краны шаровые для промышленных систем)
-
Маркировка стали. Углеродистые конструкционные стали маркируют Ст, цифрами, обозначающими содержание углерода в долях процента.Углеродистые инструментальные стали обозначают буквой У.Легированные стали содержат названия легирующих добавок и их содержание после цифр, указывающих содержание углерода.
-
ТН ВЭД В ТН ВЭД черные металлы включены враздел ХV – Недрагоценные металлы и изделия из них,группа 72 – черные металлы, группа 73- изделия из черных металлов.
-
Группа 72 имеет подгруппы: I– первичная продукция в форме гранул или порошка, II – железо и нелегированная сталь.III – коррозионностойкая сталь, IV – легированная сталь прочая. Первичная продукция Железо Коррозионностойкая сталь Легированная сталь
-
Цветные металлы Принята следующая классификацияцветных металлов:ЛегкиеТяжелыеТугоплавкиеБлагородныеРассеянныеРедкоземельныеРадиоактивные В ТН ВЭД Группа 28 –ртуть, драгоценные металлы, радиоактивные.Группа 71 –металлы плакированные драгоценными металлами.Группа 74 – медь и изделия из нее.Группа 75 – никель и изделия из него.Группа 76 – алюминийГруппа 78 – свинец и изделия из него.Группа 79 – цинк и изделия из него.
-
Легкие металлы
-
Алюминий Алюминий занимает 1-е место среди металлов по содержанию в земной коре и 2-е по использованию. Он обладает ковкостью, устойчив к коррозии, имеет высокие электро- и теплопроводность. Алюминий – металл мягкий, легко полируется и царапается.
-
Алюминий
Применяют алюминий в электротехнике (токоведущие жилы проводов), как конструкционный материал в машиностроении, авиации, строительстве, производстве бытовых товаров, входит в состав легирующих добавок, соединения алюминия – квасцы – используют для дубления кож, как протраву при крашении тканей.
-
Выпускается различных марок: высокой чистотыА95- А999с содержаниемпримесей от 0,001 до 0,05%, технической чистотыА7,А8,А85(0,15-1% примесей). Сплавы алюминия: Деформируемые(дюрали) с медью, цинком, магнием, литием, кадмием и др.; Литейные: Силумины (содержат также кремний); Вторичные сплавы(получают переплавкой лома, их состав не нормируется.
-
-
Магний Магний занимает 3-е место по содержанию в земной коре. Применяется в производстве легких сплавов, изготовлении осветительных и зажигательных ракет и снарядов. Соединения магния – магнезиальные вяжущие материалы широко применяются в строительстве. Hublot BB Mag Bang (корпус сделан из магния)
-
Литий Литий используется в ядерной энергетике для регулирующих стержней атомных реакторов, в черной металлургии для раскисления, получения легированных и модифицированных сплавов, в цветной металлургии – для улучшения механических свойств сплавов. Литий входит в состав специальных стекол, термостойкой керамики. Литий-полимерные аккумуляторы
-
Бериллий Бериллий в сплавах с алюминием, магнием и медью применяется в самолетостроении и электротехнике, а также в ядерной технике, поскольку замедляет и отражает протоны, излучает нейтроны при бомбардировании альфа – частицами. Бериллиевые стекла проницаемы для рентгеновских лучей, они используются для окон рентгеновских трубок. Окно рентгенозащитное
-
Натрий и Калий Натрий с калием используются как жидкие теплоносители в ядерных установках, он является восстановителем некоторых редких металлов – титана, циркония, тантала, применяется для упрочения сплавов, как катализатор органического синтеза. Калий используется преимущественно для производства удобрений (90% солей), регенерации кислорода в подводных лодках, с натрием – в ядерных установках.
-
Титан Титан по внешнему виду похож на сталь, прочен, пластичен, имеет исключительную химическую стойкость. Легкие и прочные титановые сплавы широко используются в технике, химической промышленности ( трубопроводы, насосы, реакторы), вакуумной технике (поглощает газы). Оксиды титана применяют для изготовления высококачественных титановых белил.
-
Рубидий – серо-белый вязкий металл, один из самых активных химических элементов. Используется для изготовления фотоэлементов, ламп дневного света, а также в вакуумной технике как газопоглотитель.
-
Барий мягкий металл, в сплавах со свинцом применяется как типографские и антифрикционные сплавы, используется для поглотителей вакуумных установок, для защиты от радиоактивных и рентгеновских излучений, его соединения применяют при выработке красок.
-
Стронций Стронций применяется для раскисления меди, получения бронзы, как поглотитель газов в электровакуумной технике, его соли образуют светящиеся глазури и эмали. Изотопы стронция (89, 90) сильно токсичны, они образуются при ядерных испытаниях.. Проба на окрашивание пламени. Три металла (слева направо) — натрий, стронций и барий.
-
Цезий очень мягкий металл, имеет золотистый оттенок, активнее калия и натрия, на воздухе воспламеняется, при взаимодействии с водой взрывается. Применяется в производстве фотоэлементов, а также как газопоглотитель в вакуумных лампах.
-
Тяжелые металлы
-
Кобальт Кобальт серебристо-белый с красноватым оттенком металл, обладает ферромагнитными свойствами. Применяется для изготовления быстрорежущих, жаропрочных и магнитных сплавов, синего стекла и красок. Изотоп кобальт-60 используется как источник гамма-излучения в технике и медицине. Фрактальные кристаллиты кобальта
-
Никель Никель – металл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, на воздухе не изменяется. Сплавы никеля с железом, хромом, медь. Обладают механической прочностью, антикоррозионными, магнитными, жаропрочными свойствами. Никель и сатин
-
Медь Медь- металл розово-красного цвета, обладающий пластичностью, прочностью, высокими тепло- и электропроводностью. Применяется в электротехнике для изготовления проводов, шнуров, токоведущих деталей, контактов, для химической аппаратуры - теплообменники и холодильники. Шины медные для электротехнических целей
-
Медь рафинированная содержит не менее 99,85 мас.% чистой меди. Сплавы меди: Латуни – содержат до 50 % цинка, обладают прочностью, пластичностью, стойки к коррозии. Применяются в электротехнике, производстве духовых музыкальных инструментов; Бронзы – сплавы меди с оловом, кремнием, свинцом, бериллием (алюминиевые, кремниевые, свинцовые, бериллиевые бронзы);
-
Медно-никелевые сплавы –мельхиор (от 5 до 30% никеля) и нейзильбер (5-35% меди, 13-45% никеля и цинк) применяют в производстве столовых приборов, посуды, украшений.
-
Цинк Цинк – синевато-белый металл, используемый для защитных покрытий стали, получения медных сплавов (латунь, нейзильбер), его соединения являются пигментами в получении красок, сернистый цинк с сернистым кадмием – для покрытия телевизионных трубок и экранов.
-
Кадмий Кадмий – серебристо-белый блестящий металл, применяемый в ядерной энергетике (поглощает нейтроны), для покрытий по металлу (кадмирование), более прочных, чем оцинкование, в производстве подшипниковых, легкоплавких сплавов, желтых пигментов для красок.
-
Олово Олово –при температуре выше 13,2о серебристо-белый, мягкий и пластичный металл, медленно тускнеет на воздухе (белое олово). При температуре ниже названной превращается в серое олово, плотность которого в два раза ниже, что вызывает разрушение изделий (оловянная чума). Блюдо. Италия. 17 в. Собрание Румана. Вена.
-
Сурьма Используется для изготовления подшипниковых сплавов (боббиты) с оловом, свинцом и медью, в полиграфии (расширяясь точно воспроизводит матрицы), полупроводников (соединения с галлием, индием), красок для бровей ( природный сульфид сурьмы).
-
Ртуть Ртуть – серебристый жидкий металл при нормальных условиях (выше 38,97о). Применяется в электротехнике, светотехнике, приборостроении для ртутных выпрямителей, кварцевых ламп.
-
Свинец Свинецмягкий ковкий синевато-серый металл. Используемый для пластин аккумуляторов ( основная масса металла), в сернокислом производстве – для коррозионностойкой химической аппаратуры, для оболочек электрических кабелей, защиты от радиоактивных излучений, в производстве антидетонаторов бензина, красок (красных – сурик, желтых – глет, белил). Свинцовый сурик
-
Висмут Из висмутавырабатывают легкоплавкие сплавы, применяемые в автоматических противопожарных устройствах, как припои, в зубоврачебном протезировании. Висмут используется как теплоноситель в ядерных реакторах.
-
Тугоплавкие металлы
-
Ванадий Ванадий– серебристо-белый металл, применяется для производства сталей повышенной прочности, вязкости и износостойкости, его соединения – как катализаторы в химической промышленности, а также в резиновом, стекольном, красильном производствах.
-
Хром Хром – серо-стального цвета твердый металл, не окисляется на воздухе. Используется для изготовления жаропрочных, нержавеющих, кислотоупорных сталей, используемых для химической аппаратуры, подводных лодок. Соединения хрома применяются как красители, окислители и дубители кож.
-
Цирконий Цирконий – серебристо-белый твердый тугоплавкий металл, стойкий к коррозии. Цирконий прозрачен для нейтронов, пропускает их и применяется как конструкционный материал в ядерной энергетике. Применение циркония в сталях повышает их механические свойства. В вакуумной технике он является газопоглотителем. Циркониевые лямбда-зонды
-
Ниобий Из него вырабатывают жаропрочные и коррозионностойкие сплавы для нефтеперегонной аппаратуры, сверхпроводники для радиоэлектроники, сплавы с цирконием используют в атомной промышленности в качестве оболочек тепловыделяющих элементов.
-
Молибден Молибден – металл серебристо-белого цвета, применяемый для производства легированных сталей повышенной прочности и твердости, жаропрочных сплавов для реактивных двигателей, кислотоупорных сплавов для химической аппаратуры.
-
Гафний Используется в ядерной энергетике для регулирующих стержней и экранов для защиты от излучений,, производства жаропрочных сплавов для авиа – и ракетных двигателей.
-
Тантал Используется для получения компактных конденсаторов, деталей электронных ламп, химической аппаратуры, в хирургии – для скрепления костей и нервов.
-
Вольфрам Вольфрам тяжелый светло-серый металл, используемый для получения твердых износоустойчивых и жаропрочных сталей, нитей накаливания электроламп и для гальванических покрытий. Нить накаливания
-
Рений Рений– металл серебристо-белого цвета, применяемый для производства жаропрочных и тугоплавких сплавов для деталей сверхзвуковых самолетов и ракет, для защитно-декоративных покрытий, а также как катализатор химических процессов.
-
Благородные металлы
-
Золото Золото – желтого цвета тяжелый, мягкий и очень пластичный металл (из 1 г металла вытягивается проволока длиной до 3 км). Применяется золото в ювелирном деле в виде сплавов разной пробы – 375, 500, 583, 585, 750, 958. Проба характеризует содержание чистого металла в 1000 весовых частей сплава.
-
Серебро . Серебро – сверкающий белый металл, имеющий наивысшие электро- и теплопроводность, лучшие отражающие свойства. высокую химическую устойчивость. Серебро обладает биологическими свойствами – убивает микроорганизмы. Поэтому применяется в чистом виде для обеззараживания воды и в виде соли – азотнокислого серебра (ляпис).
-
Платина Платина– серовато-белый блестящий металл, обладающий высокой химической стойкостью. Применяется для ювелирных изделий (950 проба), в производстве химической аппаратуры в сплавах с родием и иридием, для изготовления термопар и термометров сопротивления (с палладием и родием), в электроконтактах, нагревателях.
-
Палладий. Палладий– серовато-белый мягкий ковкий металл, используется в ювелирном деле (500 и 850 пробы). Сплавы палладия с серебром, платиной и родием используют в терморегуляторах и термопарах и в зубопротезировании, они не темнеют, не имеют привкуса.
-
Иридий Иридийсеребристо-белый жаростойкий и коррозионностойкий металл, применяемый для изготовления химической аппаратуры, эталонов метра и килограмма .
-
Родий Применяется для гальванических покрытий и в сплавах с платиной для катализаторов, термопар, химической посуды.
-
Рутений Рутений– серовато-белый твердый, износостойкий, очень химически стойкий металл. Применяется для ювелирных целей, лабораторной посуды, наконечников перьев, как катализатор.
-
Осмий Из него вырабатывают детали точных измерительных приборов, наконечники перьев, его соединения обладают каталитическими свойствами.
-
Рассеянные металлы
-
Таллий С оловом и свинцом образует кислотоупорные и подшипниковые сплавы, применяется для оптических, люминесцентных и фотоэлектрических приборов, карбонат таллия используют для сильнопреломляющих стекол, сульфит таллия – для борьбы с грызунами в сельском хозяйстве.
-
Галлий Применяется вместо ртути для манометров и высокотемпературных термометров, а также в производстве полупроводников
-
Селен Селенимеет несколько модификаций. Наиболее устойчив серый селен, применяемый в производстве полупроводников. Диоксид селена используется для получения рубинового стекла.
-
Индий Используется для получения полупроводников, антикоррозийных покрытий, легкоплавких сплавов и в качестве припоев (стекло с металлами).
-
Теллур Применяется для получения полупроводников, как легирующая добавка, для изготовления телевизионных трубок, дозиметров, счетчиков излучений, т.к. имеет высокую чувствительность к излучениям.
-
Редкоземельные металлы
-
Скандий Скандий имеет желтый отлив, применяется для элементов быстродействующей памяти ЭВМ.
-
Лантан Лантан применяется для производства сплавов, как восстановитель в производстве редкоземельных металлов, а также для изготовления оптического стекла.
-
Лантаниды Лантаниды (14) – церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций представляют собой серебристо-белые металлы, применяемые в ядерной энергетике, производстве люминофоров, лазеров, специальных сплавов, магнитов, стекол.
-
Иттрий Иттрий используется для изготовления легированных сплавов, специальных оптических стекол, получения искусственных гранатов, катализаторов, огнеупоров, оксид иттрия – для цветных люминофоров.
-
Радиоактивные металлы Технеций, прометий, полоний, уран, торий и трансурановые (нептуний, плутоний и др.) металлы, все изотопы которых радиоактивны. При этом уран и торий первичные, они имеют изотопы, период полураспада которых соизмерим со временемсуществования Земли, остальные – искусственные.
-
Радиоактивные металлы Уран Торий Плутоний
-
Экспертиза металлов
Органолептическими методами; Химические и физико-механические испытания; Экспресс-анализ-рентгеновский СПЕКТрометр РеСПЕКТ (за одно измерение одновременно определяет до 50 элементов – от Na до U)
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.