Хімія 10 клас

РОЗДІЛ 4 ПРОМИСЛОВЕ ВИРОБНИЦТВО НАЙВАЖЛИВІШИХ НЕОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН

 

§ 74. Сплави

 

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

пояснювати природу сплавів, зокрема сплавів заліза та їх видів;

характеризувати властивості сплавів, їх застосування.

Більшості металів властива здатність змішуватися один з одним у розплавленому стані й утворювати сплави. Сплав складається з двох і більше компонентів, у тому числі й неметалів. Наприклад, мельхіор — сплав міді з нікелем.

Мельхіор — це сплав, в якому масова частка міді становить 80 %, а нікелю — 20 %. За зовнішнім виглядом нагадує срібло. Використовується для виготовлення столових приборів і художніх виробів, для карбування монет тощо. Металічні сплави — це однорідні системи, що складаються з двох і більше металів (інколи — металів і неметалів) із характерними металічними властивостями.

Багато сплавів (бронза, сталь, чавун) відомі ще з давніх часів і вже тоді мали широке практичне застосування. Чисті метали не завжди задовольняють вимоги, які ставляться до технічних матеріалів. Тому в промисловості ширше використовуються сплави. Це пояснюється тим, що сплави часто мають такі властивості, яких не мають метали, що їх утворюють. Деякі властивості сплавів (міцність, твердість, електричний опір, корозійна стійкість тощо) значно вищі, ніж у чистих металів, що є їх компонентами. Наприклад, дюралюміній — сплав алюмінію (95 %), міді (4 %), магнію (0,5 %), мангану (0,5 %) — зберігає легкість, але набагато твердіший за алюміній і мідь. Метали у сплавах можуть розчинятися один в одному, утворюючи механічні суміші, або реагувати один з одним з утворенням інтерметалічних сполук. Здатність металів у розплавленому стані не лише змішуватися, а й утворювати один з одним (і з неметалами) різні сполуки — це одна з причин того, що фізичні властивості сплавів різко відрізняються від властивостей тих металів, з яких вони складаються

За призначенням і властивостями розрізняють сплави конструкційні, інструментальні, жаротривкі, корозійностійкі, спеціальні тощо. В атомній техніці використовують сплави з особливими властивостями, що здатні уповільнювати й відбивати нейтрони, захоплювати у-промені, передавати теплоту, що виділяється під час ядерних реакцій.

Залізо рідко застосовується в чистому вигляді, а лише у сплавах — чавун (вміст С > 2 %) і сталь (вміст С < 2 %).

Переважна більшість залізних сплавів містить вуглець. Розплавлене залізо розчиняє до 4 % вуглецю. Під час тверднення розплаву атоми Карбону вкорінюються в кристалічні ґратки заліза. Решта розчиненого в розплавленому залізі вуглецю виділяється під час тверднення у вигляді графіту і ферум карбіду Fe3C, який надає твердості й крихкості чавуну.

Серед чавунів розрізняють ливарні і переробні. Ливарний чавун використовується для відливання деталей, а переробний — переплавляється на сталь, оскільки має високу твердість і не піддається обробці.

Сталі поділяються на вуглецеві (сплави заліза з вуглецем) і леговані, які містять легуючі добавки, тобто домішки інших металів, що надають сталі цінних властивостей. Так, ванадій надає сталі ковкості, пружності, стійкості під час гартування, вольфрам і молібден — твердості й жаротривкості. Хромонікелеві, тобто неіржавні, сталі стійкі до корозії. Навіть незначні домішки рідкісних металів надають сталі нових властивостей.

Шкідливими для сталі є домішки сірки і фосфору, бо роблять її крихкою.

Нині створено сплави з ефектом пам’яті форми (на основі титану Ті й нікелю Ni). Вироби певної форми з таких сплавів після багаторазової деформації у процесі нагрівання відновлюють свою форму.

Коротко про головне

У розплавленому стані метали можуть змішуватися один з одним, утворюючи сплави.

Сплави — це однорідні системи з характерними властивостями, часто-густо кориснішими, ніж у металів, що їх складають. Причина полягає в тому, що при змішуванні метали не лише розчиняються, а й взаємодіють один з одним, утворюючи інтерметалічні сполуки.

Розрізняють сплави за призначенням і властивостями — конструкційні, інструментальні, жаротривкі, корозійностійкі, спеціальні тощо.

Сплави заліза поділяються на чавуни і сталі. Чавуни бувають ливарні і переробні, а сталі — вуглецеві і леговані. За легуючими добавками леговані сталі поділяються на хромонікелеві, молібденові тощо.

 



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити