Легуре метала. Главне легуре метала. Својства метала и легура

Металургија у нашем животу има изузетно важну улогу. Не, сви ми припадамо славној класи радника у металу, али свакодневно смо суочени са металним производима. По правилу, они су направљени од најразличитијих легура. Успут, шта је то?

Основне дефиниције

Генерално, металне легуре су материјали који се добијају топљењем, при чему се користе два или више металних елемената (у хемијском смислу), као и (опционо) специјални адитиви. Један од првих материјала ове врсте био је бронза. Састоји се од 85% бакра и 15% коситра (80:20 у случају звоњаве бронзе). Тренутно, постоји неколико варијанти овог једињења, у којима уопште нема коситра. Али они нису тако чести.

Потребно је јасно разумети да се легуре метала у већини случајева формирају уопште без судбине човека. Чињеница је да материјал да би био апсолутно чист из хемијске тачке гледишта, материјал може бити само у лабораторији. У сваком металу који се користи у домаћем окружењу морају постојати трагови другог елемента. Класичан пример је златни накит. У сваком од њих постоји одређена количина бакра. Међутим, у класичном смислу, ова дефиниција још увијек значи комбинацију два или више метала, које је човјек намјерно примио.

Читава историја човека је одличан пример како су металне легуре могле да имају огроман утицај на развој читаве наше цивилизације. Није случајно да постоји чак и дуги историјски период, који се назива бронзано доба.

Опште карактеристике металних легура

А сада разматрамо општа својства метала и легура, које они карактеришу. Врло се често налазе у стручној литератури.

То су особине које карактеришу легуре метала. Табела ће вам помоћи да их разумете.

Продуцтион Детаилс

У принципу, појам "легура" у овом тренутку може се схватити као материјал који се заснива само на једном хемијском елементу, али се "разблажује" са читавим пакетом адитива. Најчешћи начин њихове припреме, топљења у течном стању, мало се променио од давнина.

На пример, анализа метала и легура показује да су древни Индијанци за своје време заузели невероватан ниво обраде метала. Чак су почели да праве легуре уз употребу ватросталног цинка, што је и данас веома компликована и компликована процедура.

Данас се металургија праха такође широко користи у ове сврхе. Посебно често се овим методом третира жељезни метали и легуре на њима, јер је у овом случају често потребна максимална јефтиност процеса и његових производа.

Ширење легура у савременој индустрији

Треба напоменути да су сви метали који се интензивно користе у модерној индустрији само легуре. Тако више од 90% целокупног жељеза произведеног у свијету иде у производњу жељеза и разних челика. Овакав приступ се објашњава чињеницом да легуре метала у већини случајева показују боље особине од њихових „предака“.

Према томе, граница развлачења чистог алуминијума је само 35 МПа. Али ако у њега додате 1,6% бакра, магнезијума и цинка у односу 2,5% и 5,6%, овај индикатор може лако да пређе чак 500 МПа. Између осталог, можете значајно побољшати својства електричне проводљивости, топлотне проводљивости или других. Нема мистерије у овоме: у легурама структура цристал латтице промене, што им омогућава да стекну друга својства.

Једноставно речено, количина ових материјала данас је велика, али стално расте.

Основне информације о класификацији

Овде уопште нема посебних тешкоћа: једињења која користе обојене метале и легуре на бази гвожђа. У наставку ћемо анализирати обје ове категорије на примјеру главних типова, те расправити подручја њихове примјене у модерној индустрији и производњи.

Постали сте

Сва једињења гвожђа која садрже до 2% угљеника се називају челици. Ако композиција садржи хром, ванадиј или молибден, онда се они називају допирани. Те материјале сусрећемо стално, свакодневно и по сату. Данас је број челика такав да један од њих може узети не превише танку књигу.

То смо већ рекли механичка својства метала и легуре су веома различите, али у случају ових материјала, чак и различити типови челика често имају супротна својства, због чега се њихове области примене веома разликују.

Ако је материјал мањи од 0,25% угљеника, онда се он користи у неким техничким конструкцијама. Међутим, ако челик има више од 0,55% угљеника, онда је идеалан за производњу разних висококвалитетних алата за резање, укључујући и секире за токарилице, бушилице и хируршке потрепштине. Али ако говоримо о уређајима који се користе за брзо сечење, онда је њихова производња искључиво легирани челик.

Цаст ирон

Ако легура гвожђа садржи више од 3-4% угљеника, онда се то назива гвожђе. Поред тога, његов важан елемент је силицијум. Маса делова и готових производа израђена је од ливеног гвожђа. На пример, блокови мотора за аутомобиле. У случају висококвалитетног ливења без шупљина и шупљина, производ има импресивну механичку чврстоћу. С тим у вези, вриједи се присјетити барем топова од 14-15 вијека, који су често издржавали три до четвероструко повећање прашкастог набоја.

Наравно, употреба метала и легура никада није била ограничена само на војну индустрију, али се често испоставило да је управо та индустрија стално проналазила нове методе обраде метала, померајући све цивилизације напред.

Бакарне легуре

Овај термин се најчешће односи на различите врсте мједи. То су легуре бакра, које садрже од 5 до 45% цинка. Ако се садржај креће између 5-20%, онда је то црвени мјед (томпац). Ако материјал већ садржи 20–36% Зн, онда је то жути месинг.

Ови материјали су идеални када се ради о производњи и обликовању малих делова. Мало је познато, али легура бакра са силицијумом се назива силикатна бронза и има велику механичку чврстоћу. Сорта фосфора се одликује истом (у бакар се додаје 5% тин и неки фосфор). Као иу претходном случају, карактерише га висока чврстоћа и еластичност, те је стога идеална за производњу мембрана и свих врста опруга.

Олово

Уопштено говорећи, обојени метали и легуре су нераздвојно повезани појмови, јер су људи од давнина успели да намргну вишекомпонентне материјале који се успешно користе у војним и мирним пословима. Ово се посебно односи на олово, од којег су Римљани и даље радили водовод и канализацију. Наравно, нису знали за токсична својства овог метала, али су били импресионирани једноставношћу његове обраде.

Тренутно најпознатија је обичан лем, који је начињен од једног дела олова и два дела калаја. Као што име имплицира, користи се за лемљење дијелова. Користи се у радио инжењерству и другим техничким областима. Антимонске и оловне легуре, које се користе за израду облога различитих врста каблова.

Одавно је познато да се једињења овог метала са кадмијумом, бизмутом или коситром могу растопити на приближно 70 степени Целзијуса. Зато данас у њима праве разне осигураче аутоматских система за гашење пожара.

Чудно, али олово је одавно познато кухарима и угоститељима, јер се често користило за прављење посуђа и апарата. Легура која је коришћена за то се зове коситар. Садржи приближно 85–90% коситра. Преосталих 10-15% заузима олово (стандардна легура два метала).

Техничари су такође вероватно упознати са бабицама. Ово су такође једињења на бази олова, која такође садрже коситар, као и арсен и антимон. Ове легуре су веома отровне, али се због неких посебних особина активно користе у индустрији лежајева.

О лаким легурама

Као што смо рекли, својства метала и легура су различита по томе што потоња у многим случајевима имају веће карактеристике. Ово је посебно уочљиво у односу на модерну индустрију. У последњих неколико година, потребна је огромна количина лаких легура, које имају повећану механичку чврстоћу, као и отпорност на ефекте неповољних фактора околине и високе температуре.

За производњу се најчешће користе алуминијум, берилијум и магнезијум. Посебно су тражени спојеви на бази алуминијума и магнезијума, будући да је опсег њихове могуће употребе изузетно широк.

Легуре на бази алуминијума

Као што смо рекли, без њих модерна индустрија је апсолутно немогуће замислити. Процијените сами: алуминијске легуре се активно користе у зракопловству, зракопловству, војсци, науци и другим индустријама. Без алуминијума, немогуће је замислити произвођаче модерне кућне и мобилне опреме, будући да се тијело овог метала све више користи од модерних водећих индустрија ових индустрија.

Какви су?

Алуминијске легуре се одмах дијеле у три велике групе:

• Ливнице (Ал - Си). Посебно су распрострањени у аутомобилској и војној индустрији.
• Аллоис десигнед фор дие цастинг (Ал - Мг).
• Једињења високе чврстоће, само-очвршћавајућа (Ал-Цу).

Предности и недостаци овог материјала

Многе легуре овог материјала су економичне, релативно јефтине и веома издржљиве, јер нису подложне корозији. Одликују их висока чврстоћа у условима екстремно ниских температура (ваздухопловна индустрија) и врло једноставан процес обраде. За њихово формирање није потребна посебно сложена и скупа опрема, јер су они релативно пластични и вискозни (види табелу са карактеристикама).

Јао, али имају и своје недостатке. Дакле, на температурама изнад 175 ° Ц, механичка својства алуминијума и легура на основу тога почињу брзо да се погоршавају. Али због присуства амалгама на њиховој површини (заштитни филм од алуминијум хидроксида), они поседују изузетну отпорност на дејство агресивних хемијских средстава, укључујући киселине и базе.

Имају одличну електричну проводљивост и топлотну проводљивост, немагнетски. Сматра се да су апсолутно безопасни за људско здравље, па се могу користити за производњу јела и посуђа за храну. Међутим, најновији медицински истраживачи и даље кажу да алуминијумска једињења у неким случајевима могу изазвати развој Алцхајмерове болести.

Војска се заљубила у ове материјале јер није давала варнице чак ни са изненадним механичким утицајима и ударима. Поред тога, они савршено апсорбују ударна оптерећења. Једноставно речено, неке од ових металних легура (чији је састав најчешће класификован) активно се користе за производњу лаких оклопа за опремање разних БТР, БМП, БРДМ и друге опреме.

Због свих ових својстава, легуре на бази се обично користе за производњу клипова за моторе са унутрашњим сагоревањем, као и за производњу грађевинских конструкција (отпорност на корозију). Алуминијум и материјали на њему се широко користе у производњи рефлектора за концепте осветљења, ожичења, као и за израду објеката различитих техника (нису магнетизирани).

Важно је напоменути да чак и теоретски чист алуминијум понекад садржи значајан додатак гвожђа. Може допринети већој механичкој чврстоћи материјала, али његово присуство чини легуре на бази алуминијума веома осетљивим на процесе корозије. Поред тога, легура у великој мери губи своју пластичност, што у већини случајева није баш добро.

Кобалт, хром или манган помажу да се ослаби негативни ефекат нечистоћа гвожђа. Ако састав легуре укључује литијум, испада врло издржљив и еластичан материјал. Није изненађујуће да је таква веза веома популарна у авио индустрији. Нажалост, легуре литијума са алуминијумом имају непријатну особину, која се опет изражава у слабој пластичности.

Да резимирамо неке резултате. Показало се да су главне легуре метала у свемиру, авијацији и другим високотехнолошким индустријама састављене од алуминијума. Уопштено, то је управо оно што је данас, али често се магнезијум и његове легуре користе у модерној индустрији.

Магнезијум легуре

Имају изузетно ниску масу, а одликују се и веома импресивном снагом. Поред тога, ови материјали су савршено погодни за ливну индустрију, а празнине су савршено погодне за окретање и глодање. Због тога се активно користе у производњи ракета и авионских турбина, ормарића за инструменте, аутомобилских дискова, као и неких типова оклопних челика.

Неке сорте ових легура одликују се одличним индикаторима вискозног пригушивања, па се стога користе за израду делова и конструкција које морају да раде у условима изузетно високих нивоа вибрација.

Предности и недостаци магнезијумских легура

Оне су прилично мекане, релативно добре отпорности на хабање, али се разликују не превише импресивне пластичности. С друге стране, одликују се одличном прилагодљивошћу обликовању при високим температурама, савршено су прилагођене за спајање са свим постојећим врстама заварених спојева, а могу се спојити помоћу вијчаних спојева, заковица, па чак и лијепљења.

Све ове легуре нису посебно отпорне на киселине и базе. Изузетно негативно су погођени дугим боравком у морској води. Међутим, легуре магнезијума су изненађујуће стабилне у ваздуху, тако да се многи њихови недостаци могу занемарити. Ако је потребно поуздано заштитити те дијелове од дјеловања корозије, нанесите кромирање, анодизацију или сличне методе.

Могу бити пресвучени никлом, бакром или хромом, претходно потопљени у талину хемијски чистог цинка. Са таквом обрадом, њихови индекси отпорности на чврстоћу и абразију нагло се повећавају. Треба напоменути да је магнезијум прилично активан метал са хемијске тачке гледишта, па је стога при раду са њим потребно поштовати бар основне безбедносне мере.

Тако је производња метала и легура кључна карактеристика модерне индустрије. Сваке године људи измишљају све више начина за производњу нових материјала, тако да ћемо ускоро сигурно добити апсолутно невероватне спојеве који ће истовремено комбиновати корисне особине неколико група материјала и хемијских елемената.