Глава 8. Общие свойства металлов

§ 49. Сплавы

Какие вы знаете распространенные в быту и технике сплавы металлов?
Назовите их и дайте описание этих сплавов.
Почему на практике почти не используется чистое железо? Дайте обоснование этому и приведите известные вам сплавы железа.
Чем вызвана необходимость создания разнообразных сплавов?

Металлы — восстановители. Чем левее они находятся в ряду напряжений, тем быстрее и легче окисляются на воздухе. Это мешает их практическому применению. Кроме того, чистые металлы не всегда отвечают тем требованиям, которые обеспечивают их применение в той или иной области. Поэтому человек создает различные сплавы с более высокими техническими качествами по сравнению с металлом, составляющим их основу. Для этого металл сплавляют с другими металлами или некоторыми неметаллами, прежде всего с углеродом.

Сплав — это гомогенная система, образованная сплавлением (спеканием) двух или более металлов, а также металлов и неметаллов (порошковая металлургия).

Сплавы образуются путем смешивания и сплавления нескольких (двух и более) компонентов, но по ряду свойств они существенно отличаются от образующих их чистых металлов. Различаются они и структурой. Температура плавления сплавов обычно ниже, а прочность и твердость выше, чем у компонентов (металлов), образующих их. Сплавы обладают меньшей электро- и теплопроводностью по сравнению с металлами, их образующими.

Так, вам, наверное, хорошо известен сплав, состоящий из 37% свинца и 63% олова (припой «третник»), который используется для паяния. Его температура плавления равна 182°С (температура плавления свинца 328 °С, а температура плавления олова 231 °С).

Добавки к металлам никеля, хрома, молибдена, марганца существенно улучшают их механические свойства. Наоборот, примесь фосфора делает металл хрупким на холоде, а примесь серы — ломким при высоких температурах. Первые добавки являются полезными, вторые — вредными. Сплав золота с серебром отличается большой твердостью, в то время как каждый из этих металлов довольно мягкий, пластичный.

Наиболее широко применяют на практике сплавы распространенных в земной коре металлов: железа, алюминия, меди.

Вспомните, какие сплавы железа и алюминия вы знаете. Где их применяют?
Из каких сплавов делается обшивка самолетов и космических кораблей?
Какими свойствами должны обладать эти сплавы?

Наиболее распространенными сплавами железа являются:

сталь — сплав, содержащий небольшие количества углерода (до 1,7%), примеси Мп, Si, S, Р (добавки различных металлов, увеличивающие прочность, твердость сплава и т. д.);
чугун — сплав железа с углеродом (более 2%) и примесями Mn, Si, S, Р; он тверд и хрупок.

Вы хорошо знаете многие сплавы меди: бронза, латунь. Из сплавов алюминия наибольшее значение имеет дуралюмин, равный по прочности стали, но в три раза легче ее. В технике применяют более 5000 сплавов, идет постоянный поиск новых сплавов, обладающих требуемыми свойствами. Сплавы — это важнейшие материалы современной техники. В настоящее время разработаны разные методы получения сплавов.

Проблема. Огромное число сплавов требует их классификации. Для разделения сплавов необходимо определить классификационный признак. Предложите признаки разделения сплавов на группы, дайте ему обоснование.

Окончание параграфа >>>