Сплави на основі кольорових металів
Кольорові метали – це мідь, алюміній, цинк, олово, свинець, нікель, хром, срібло та інші. Вони мають загальну властивість утворювати на поверхні оксидну плівку, яка запобігає подальшій корозії металу. Кольорові метали та їх сплави є основними конструкційними матеріалами для виготовлення апаратури, яка працює при температурі до –254 0С.
Латунь – це сплав міді з цинком. Вона має жовтуватий колір. Позначається звичайна латунь буквою Л з цифрою, яка вказує на масову частку у латуні міді, а решта – цинк. Наприклад, Л62 (62 % міді), Л90 (90 % міді).
Домішки кремнію, олова, алюмінію підвищують міцність, антифрикційні властивості та корозійну стійкість латуні на повітрі, в морській воді та атмосфері. Марганець надає жаростійкості, а залізо твердості. Свинцеві латуні добре поліруються, а домішки до алюмінієвої латуні миш’яку, нікелю та заліза підвищують її стійкість проти розведених кислот і лугів.
Бронзи – сплави міді з оловом, кремнієм та іншими металами (крім цинку). Порівняно з латунню бронзи мають більш високу міцність, корозійну стійкість. Вони стійкі у воді, розчинах органічних кислот, вуглекислих розчинах. Алюмінієві бронзи більш стійкі, ніж мідь, але при тривалій експлуатації у розчинах сульфатів, хлоридів та лугів вони схильні до корозії. Найвищу стійкість мають кременисті бронзи, а міцність і пружність – берилієві бронзи.
Мідно-нікелеві сплави мають високу корозійну стійкість та особливі електричні властивості, які змінюються залежно від вмісту нікелю. Деякі мідно-нікелеві сплави мають власні назви: константан, манганін, копель, куніаль, мельхіор.
Сплави нікелю з молібденом відомі за кордоном під назвою «хастелой» і мають виключно високу стійкість у концентрованих сульфатній та хлоридній кислотах при високих температурах.
Сплави алюмінію. Дуралюмін (дюралюміній, дюраль) – сплав алюмінію, що містить мідь (1,4-13 %) і невеликі кількості магнію, марганцю та ін. компонентів. Дуралюмін має більш високу міцність, але корозійною стійкістю поступається чистому алюмінію. Використовується як конструкційний матеріал в авіа- та машинобудуванні. Магналін – сплав алюмінію з магнієм (5-13 %) – використовується в авіа- та машинобудуванні, у будівництві. Магналін стійкий проти корозії в морській воді, тому його застосовують у суднобудуванні. Силумін – сплав алюмінію, що містить силіцій (12-13 %). Силумін добре піддається литтю, з нього можна виготовляти тонкостінні і складні за формою вироби.
Розв’язання типових задач і вправ
Приклад 1. Хімічна сполука міді з цинком містить 60 % Сu і 40 % Zn. Визначте формулу сполуки. Скільки кілограмів кожного металу треба взяти, щоб добути 250 кг латуні такого самого складу?
Розв’язання
Формула сполуки у загальному вигляді СuхZnу. Для визначення співвідношення між х і у треба поділити масові частки або масу кожного компонента сполуки на відносні атомні маси:
.
Це означає, що в молекулі сполуки на 3 атоми Купруму припадає 2 атоми Цинку, звідси формула сполуки буде Сu3Zn2.
У латуні мідь і цинк взяті у співвідношенні 3:2.
Це складає 3 + 2 = 5 частин. Отже, міді і цинку треба взяти:
і
.
Відповідь: 150 кг міді, 100 кг цинку.
Приклад 2. В 200 мл розчину солі з молярною концентрацією купрум (ІІ) сульфату CuSO4 0,1 моль/л занурена залізна пластина масою 10 г. Визначте масу пластини після закінчення реакції.