Андрей Смирнов
Время чтения: ~6 мин.
Просмотров: 1

Сплавы

Что называется сплавом

Сплав – это такой однородный материал, который получают с помощью смешивания двух (а иногда даже больше) химических элементов, в основе которого всегда лежит металлический компонент. Однозначно провести границу между сплавами и металлами, наверное, вряд ли получится, ведь даже в самом чистом металле есть какие-либо примеси. Однако, когда специалист употребляет термин «сплав», он подразумевает, что наличие примесей в нем создавалось целенаправленно. Вообще, на сегодняшний день не осталось такой отрасли промышленности, которая смогла бы справиться без этих конструкционных материалов.

Сплав как технологический процесс

Данный процесс является неотъемлемой частью лесозаготовительных работ и представляет из себя вид транспортировки леса (бревен) по воде. В зависимости от водного пути, по которому направляются лесозаготовки, а также от времени года, сплав бывает:

  • молевой;
  • плотовой;
  • кошельный.

Первый вид сплава применялся раньше во времена весеннего паводка на труднодоступных участках рек и представлял из себя простое сплавление бревен, не связанных меж собою. Данный вид запрещен в РФ с 1995 г., т. к. сплавляемые бревна движутся по реке хаотично, что может привести к затору русла рек. Второй способ сплава осуществляется в период, когда реки несудоходны или малосудоходны. При этом варианте бревна увязывают в плот (или в пучок) и их обязательно сопровождают маломерные суда (катера или малые моторные лодки). Третий вид сплава применяется только во время, когда реки полностью судоходны. Суть его заключается в том, что бревна подрезают до одинакового размера, формируют из них отдельные партии, огражденные плавучими стенками.

Каждая такая огороженная партия называется «кошелем» и его сплав всегда контролируется среднеразмерным речным флотом.

Какой сплав считается самым прочным в мире

Металлы вместе с легирующими добавками образуют самый прочный сплав. В первую очередь, это касается твердости.

Кроме того, они отличаются рядом показателей, среди которых тепло и электропроводность. Прочные сплавы востребованы в промышленности.

Особенно это касается самолетостроения, где наряду с прочностью требуется легкость. В таких сплавах нуждается автомобилестроение и судостроение.

О металлах в природе

Металлы разделяются на черные и цветные. Классическим представителем первого вида является железо. Цветные образуют более дорогостоящую группу.

Как производят металлы

Металлы в чистом виде в природе не встречаются. Содержатся они в рудах.

Их производство идет по следующим этапам:

  • определение месторождений;
  • добыча руды:
  • извлечение металла.

Самые прочные из металлов

Прочность — это свойство металла противостоять внешним нагрузкам. Сопротивляемость элемента обеспечивается его внутренней структурой, способной создавать внутреннее напряжение, которое противостоит наружному давлению.

К самым прочным металлам относятся:

  • титан;
  • рений;
  • бериллий;
  • хром;
  • тантал;
  • иридий.

Самый прочный сплав

Самые твердые сплавы в мире — вольфрамовые. Основу составляют порошки, состоящие из нескольких карбидов металлов и кобальта. Смешивание ведется в определенной пропорции. Разработанная учеными технология позволяет получать сплавы высокой степени твердости.

Маркируются такие соединения буквенным обозначением: ВК3, где В —принадлежность к вольфрамовой группе. К — содержание кобальта в процентах.

Физические и химические свойства

Основные физические свойства вольфрамовых сплавов:

  1. Характерной особенностью является красностойкость. Она составляет 800 градусов. Термин означает, что режущая кромка в состоянии выдерживать такую температуру. Это обеспечивается высокой теплопроводностью. Благодаря чему идет отвод тепла.
  2. Высокая твердость, которая составляет 90 единицы по Роквеллу.
  3. Температура плавления достигает 2780 градусов.

Химическая стойкость к внешней среде повышается с увеличением процентного содержания кобальта.

Химические свойства титана

Особенности изготовления и сферы применения

Технология получения твердых сплавов из вольфрама состоит из следующих этапов:

  1. Сначала формируется грубый порошок вольфрама, который затем измельчается и просеивается.
  2. Таким же образом получаются порошки карбида вольфрама и кобальта.
  3. Идет их перемешивание с добавлением клея. В этом качестве выступает каучук, растворенный в бензине.
  4. Смесь подсушивается и прессуется.
  5. Технологический процесс заканчивается двумя спеканиями.

Твердый материал используется в изготовлении следующих изделий:

  • резцов для токарных станков;
  • клейм;
  • валки для прокатки;
  • шариков и обоймы для подшипников.
  • напайки для инструмента горнодобывающего оборудования;

Любое производство нуждается в обработке изделий. Чтобы обеспечить этот процесс, необходим материал более высокой твердости. Эту функцию выполняют твердые сплавы.

Какой сплав считается самым прочным в мире Ссылка на основную публикацию

Из чего состоят сплавы

Начну с того, что сплав, по большому счету, это металл. Однако, есть нюансы.

Само слово «сплав» подразумевает, что данный метал расплавляли. А вот для чего это делается?

Я помню, как на практических занятиях мы загружали в шахту печи руду. Она начинала кипеть и распадаться на жидкую массу (металл) и твердые частички (шлак). Но все же, полноценным сплавом эту массу назвать нельзя, хотя основой любого сплава является чистый металл.

Настоящий сплав всегда состоит из нескольких химических элементов, некоторые из которых не всегда могут являться металлическими.

В промышленности чаще используются именно сплавы, нежели металлы в чистом виде. Входящие в состав сплава разные элементы (цинк, железо, магний, медь) заметно улучшают качество конечного продукта за счет повышения:

  • термических;
  • электрических;
  • магнитных свойств.

Цинковые сплавы

Сплавы на основе цинка отличаются низкими температурами плавления, стойкостью к коррозии и отличной обрабатываемостью. Они применяются в машиностроении, производстве вычислительной и бытовой техники, в издательском деле. Хорошие антифрикционные свойства позволяют использовать цинковые сплавы для вкладышей подшипников.

Титановые сплавы

Титан не самый доступный металл, он сложен в производстве и тяжело обрабатывается. Эти недостатки искупаются его уникальными свойствами титановых сплавов: высокой прочностью, малым удельным весом, стойкостью к высоким температурам и агрессивным средам. Эти материалы плохо поддаются механической обработке, но зато их свойства можно улучшить с помощью термической обработки.

Легирование алюминием и небольшими количествами других металлов позволяет повысить прочность и жаростойкость. Для улучшения износостойкости в материал добавляют азот или цементируют его.

Область применения титановых сплавов

Металлические сплавы на основе титана используются в следующих областях:

      • аэрокосмическая;
      • химическая;
      • атомная;
      • криогенная;
      • судостроительная;
      • протезирование.

Вольфрам

Этот металл открыли в далёком 1781 г. Его температура плавления равна 3380 °С. Поэтому он на сегодняшний день является самым тугоплавким металлом. Получают вольфрам из специального порошка, подвергая его химической обработке. Этот процесс основан на прессовании с последующим спеканием при высоких температурах. Далее его подвергают ковке и волочению на станках. Это связано с его наибольшей тугоплавкостью. Так получают волокнистую структуру (проволоку). Она достаточно прочная и практически не ломается. На конечном этапе его раскатывают в виде тонких нитей или гибкой ленты. Для проведения механической обработки необходимо создать защитную среду из инертного газа. В этой среде температура должна превышать 400 °С. При температуре окружающей среды он приобретает свойства парамагнетика. Ему присущи следующие недостатки:

  • сложность в создании условий для механической обработки;
  • быстрое образование на поверхности оксидных плёнок. Если в контакте имеются серосодержащие вещества, образуются сульфидные плёнки;
  • создание хорошего электрического контакта между несколькими деталями возможно только при создании большого давление.

Вольфрам

Для улучшения свойств вольфрама (тугоплавкости, устойчивости к коррозии, износостойкости) в него добавляют легирующие металлы. Например, рений и торий.

Металл используется для производства нитей накаливания для  осветительных и сушильных ламп. Его добавляют в сварочные электроды, элементы электронных ламп и рентгеновских трубок. Также применяется при производстве элементов ракет, в реактивных двигателях, артиллерийских снарядах.

Самые популярные сплавы

Сплавов существует огромное множество. Но самыми популярными на все времена остаются: сталь и чугун. Есть еще такое понятие, как легкие сплавы. К ним относятся алюминиевые, магниевые, титановые, бериллиевые.

Алюминиевые конгломераты являются самыми податливыми при обработке. Их можно ковать, штамповать, экструдировать, волочить, сваривать. В связи с большими возможностями таких сплавов, материалы из алюминия широко применяются в пищевой промышленности, машино- и вагоностроении, в архитектуре и прокладывании электрических линий передач. Я согласна со всем перечисленным, кроме того, что алюминий можно использовать в пищевой промышленности.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации