Презентация по химии 9 класс "Сплавы"

Сплавы

Урок химии в 9 классе

Учитель Агеева Е.Н.

К сплавам относятся все системы, полученные сплавлением каких-либо веществ. Например, неметаллические сплавы: гранит, гнейс, базальт, силикатные стекла, металлургические шлаки и др.
Но наибольшее значение имеют металлические сплавы.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ – это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух или более компонентов, из которых по крайней мере один – металл.

Расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, т.е. смешиваются в любых отношениях.
Это сплавы состава:
Ag - Cu, Ag – Au, Cu – Ni

Расплавленные металлы вступают в химическое взаимодействие и образуют соединения интерметаллиды.
Это сплавы:
Zn и Cu, Ca и Sb, Pb и Na

Расплавленные металлы смешиваются между собой в любых отношениях, но при охлаждении образуют сплав, состоящий из мельчайших отдельных кристалликов каждого из металла
Это сплавы состава:
Pb – Sn, Pb – Ag, Bi - Cd

Бронза – сплав на основе меди с добавлением (20%) олова.
Латунь – медный сплав, содержащий от 10 до 50% цинка.
Мельхиор – сплав, содержащий около 80% меди и 20% никеля
Дюралюминий – сплав на основе алюминия, содержащий медь, марганец, магний и никель.

Бронза

Сплав меди с другими металлами.
Различают:
Оловянную бронзу (20% олова),
Алюминиевую бронзу (5-11 % алюминия)
Свинцовую бронзу (до 33% свинца)
Применение:
изготовление частей машин,
художественные отливки

Латунь

Сплав меди и цинка (до 30-35% цинка)
Свойства: высокая пластичность
Применение: декоративные предметы искусства

Мельхиор

Сплав меди и никеля (до 5-30% цинка)
Свойства: прочность, коррозионная стойкость
Применение: детали морских судов, посуда, монеты

Дюралюминий

Сплав алюминия (до 95%) с добавками магния, меди, марганца.
Свойства: легкий, прочный.
Применение:
в авиастроении, машиностроении, строительстве и др.

Дюралюминий — основной конструкционный материал в авиации и космонавтике, а также в других сферах с высокими требованиями к весовой отдаче.
Первое применение дюралюминия — изготовление каркаса дирижаблей жёсткой конструкции

Дюраль имеет весьма широкую сферу применения. Конечно, он уступает в этом такому металлу, как, скажем, алюминий, но все же и в строительной сфере без него не обойтись. Так, помимо возведения сооружений жилищно-коммунального хозяйства и инфраструктуры данный сплав широко применяется в авиастроении, или же при производстве скоростных поездов, в ряде других отраслей машиностроения.

Сплавы на основе железа
Чугун – это сплав железа, содержащий более 1,7 % углерода, а также кремний, марганец, небольшие количества серы и фосфора.
Сталь - это сплав железа, содержащий 0,1-2 % углерода и небольшие количества кремния, марганца, фосфора и серы.

Сталь

Сталь (от нем. Stahl)[1] — сплав железа с углеродом и/или с другими элементами. Сталь содержит не более 2,14% углерода . Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45% железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь).

Применение стали

Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей промышленности.
Стали с высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино- и приборостроении. В машиностроении их используют для изготовления рессор, амортизаторов, силовых пружин различного назначения, в приборостроении — для многочисленных упругих элементов: мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок.

Производство стали

Суть процесса переработки чугуна на сталь состоит в уменьшении до нужной концентрации содержания углерода и вредных примесей — фосфора и серы, которые делают сталь хрупкой и ломкой. В зависимости от способа окисления углерода существуют различные способы переработки чугуна на сталь: конверторный, мартеновский и электротермический.

Чугун

Чугун – это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода >2,14 % и примесями в десятых долях процентов.
Кроме того, в чугуне содержатся примеси в десятых долях : кремний, марганец, сера, фосфор и др.
С целью улучшения свойств в чугуны могут вводиться легирующие элементы, такие как хром, никель, медь и др.

Виды чугуна

Серый чугун

Серый чугун это сплав железа, кремния (от 1,2- 3,5 %) и углерода, содержащий также постоянные примеси Mn, P, S. В структуре таких чугунов большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы. Излом такого чугуна из-за наличия графита имеет серый цвет.
Применяется серый чугун для изготовления слабонагруженных деталей, работающих в легких условиях. Например, корпуса редукторов, насосов, электродвигателей, различные крышки, отопительные батареи и т.п.

Белый чугун

Белый чугун - это чугун, у которого углерод химически соединен с железом. Углерод в белом чугуне находится в виде цементита Fe3C - связанное состояние. Цементит придает излому чугуна блеск, а графит - серый цвет. Поэтому чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии, получил название белого чугуна.
Сравнительно мягкий и поддающийся механической обработке. Мягкость придает свободный углерод.

Ковкий чугун, Высокопрочный чугун,Половинчатый чугун

Ковкий чугун получают длительным отжигом белого чугуна, в результате которого образуется графит хлопьевидной формы. Металлическая основа такого чугуна: феррит и реже перлит. Ковкий чугун получил свое название из-за повышенной пластичности и вязкости (хотя обработке давлением не подвергается). Ковкий чугун обладает повышенной прочностью при растяжении и высоким сопротивлением удару. Из ковкого чугуна изготовляют детали сложной формы: картеры заднего моста автомобилей, тормозные колодки, тройники, угольники и т. д.

Высокопрочный чугун имеет в своей структуре шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации. Шаровидный графит ослабляет металлическую основу не так сильно как пластинчатый, и не является концентратором напряжений.
В половинчатом чугуне часть углерода (более 0,8 %) содержится в виде цементита. Структурные составляющие такого чугуна — перлит, ледебурит и пластинчатый графит.

Чугун широко используется при производстве изделий различного назначения. Главные качества чугуна – дешевизна, хорошие литейные качества, прочность и твёрдость.

Чугун используется там, где необходимо получить детали сложной формы и достаточной прочности. Например – станины станков, корпусные детали или художественные чугунные ограды.

Всем хорошо известны художественные украшения набережных Санкт-Петербурга, выполненные из чугунного литья. Не менее красиво оформлены ажурные литые ворота Зимнего дворца, а также другие памятники.


В автомобильной промышленности из чугуна получают блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания (на современном производстве используют чугун с вермикулярным графитом), а также коленчатые валы дизельных двигателей.

Чугун широко используется в сантехническом оборудовании – из чугуна делают ванные, раковины и кухонные мойки, а также отопительные радиаторы, трубы и фитинги.

Например, ванные из чугуна очень ценятся знатоками за их надёжность, прочность и неприхотливость в эксплуатации. Такие ванные могут служить десятилетиями, сохраняя первоначальный вид без изменений

Область применения чугуна