Сплави та їх застосування

Сплав	Головні компоненти	Застосування
Чавун	Fe, C, S, P	Деталі приладів, машин, механізмів
Сталь	Fe, C
Дюралюміній	Al, Cu, Mn, Mg	Авіатехніка
Бронза (мідна)	Cu, Sn	Деталі механізмів, гармати, дзвони
Латунь	Cu, Zn	Деталі машин та механізмів
Мельхіор	Ni, Cu, Fe, Mn	Посуд, прикраси, монети
Нейзильбер	Cu, Ni, Zn	Методичні інструменти та художні вироби
Манганін	Cu, Mn, Ni	Електротехніка

Сьогодні відомо вже близько 5 тис. різних сплавів із різноманітними властивостями. Серед них найбільш поширеними є сплави на основі заліза та алюмінію.

Питання 4. Застосування алюмінію, заліза та їх сплавів.

Методичні рекомендації

При розгляді даного питання слід звернути увагу на таке.

Застосування алюмінію та його сплавів.

Застосування алюмінію зумовлене особливістю його властивостей. Сполучення легкості з досить високою електропровідністю дозволяє застосовувати його як провідник електричного струму, замінюючи ним дорогу мідь. Мала маса алюмінієвих дротів дає можливість підвищувати їх на значно більшій відстані між опорами, не боячись обривання від власної ваги.

З алюмінію виготовляють також кабелі, шини, конденсатори, подовжувачі.

Висока корозійна стійкість робить його незамінним матеріалом у хімічному машинобудуванні, наприклад, для виготовлення апаратури, що застосовується при виробництві, збереженні та перевезенні нітратної кислоти чи інших похідних.

Широко застосовують алюміній також у харчовій промисловості – з нього виготовляють різноманітний посуд для приготування їжі. При цьому використовують не тільки його стійкість до дії органічних кислот, але й високу теплопровідність.

Висока пластичність дозволяє витягувати алюміній у фольгу, що нині цілком замінила використання більш дорогої олов’яної. Вона необхідна для упаковування найрізноманітніших харчових продуктів: шоколаду, тютюну, сиру тощо.

Найбільшу кількість алюмінію витрачають на одержання різних легких сплавів. Більшість із них мають високу корозійну стійкість, тому й використовуються в морській воді. Також алюмінієві сплави не піддаються корозії при контакті з бетоном, будівельними сумішами, штукатуркою. Їх широко використовують у машино будівництві, але головна галузь застосування – авіація.

Магналії – це сплави на основі алюмінію, які містять багато Mg (1-13%), а також Mn, Zn, Tі тощо.

Вони використовуються скрізь, де необхідні міцність і стійкість до корозії (у морській воді) та до дії кислот.

Використовуються магналії як конструкційний матеріал в авіа-, судно-, машино будівництві (баки, бензопроводи, маслопроводи); для виготовлення аматури, деталей холодильних установок, декоративних побутових предметів.

Силумін – сплав на основі алюмінію й силіцію (до 14%). Застосовується в машино будівництві (для лиття двигунів, поршнів, коробок швидкостей й ін.)

Застосування заліза та його сплавів.

Залізо – це єдиний відомий недорогий магнітний матеріал. Тому його з нього виготовляють магнітні сердечники трансформаторів, електромашинних генераторів струму та електродвигунів.

Також практично чистим є зварювальне залізо.

Але чисте залізо в техніці майже не використовується. Конструкційні матеріали будь-якого призначення з необхідними властивостями отримують сплавляючи його з іншими властивостями отримують сплавляючи його з іншими хімічними речовинами.

Найпоширенішими сплавами є чавун і сталь. Вони становлять 95% усієї металопродукції, що виробляється у світі.

Чавун – це сплав заліза з вуглецем, уміст якого більше 2%.

Із нього виготовляють:

• Рояльні рами;

• Труби, сковороди, токарні верстати;

• Ванни.

Чавун є крихким і при ударі колеться, тому з нього не можна виготовляти пружини, ресори, вироби, що працюють на вигин.

Сплав, що містить 3-4% вуглецю і силіцію, називають сірим чавуном через забарвлення його поверхні.

При меншому вмісті вуглецю і силіцію утворюється білий чавун, який можна шляхом термообробки перетворити на ковкий чавун, який за механічними властивостями є близьким до м’якої сталі.

Основна маса чавуну йде на виробництво сталі.

Сталь – це сплав заліза з вуглецем, уміст якого становить до 2%. Це ковкий сплав.

Сталі бувають:

• вуглецевими (у таких сталях нема інших компонентів, крім Fe і С);

• легованими (такі сталі містять домішки Хрому, Ніколу, Молібдену, Кобальту, які покращують механічні та інші властивості).

Зі сталі виготовляють будівельні конструкції:

• трубопроводи;

• арматуру;

• каркас легкових і вантажних автомобілів;

• верстати;

• залізні дороги;

• корпуси судів.

Зі збільшенням кількості вуглецю сталь стає твердішою: при 0,8% вуглецю називають інструментальною, вона придатна для виготовлення молотків і інших інструментів.

Для збереження міцності за високих температур до сталі додають інші елементи загальною кількістю до 5%.

До складу нержавіючої сталі входять Хром, Нікол у загальній кількості до 25%. Такі сталі є міцними та антикорозійними.

Питання 5. Розвиток металургійних виробництв в Україні.