При плавлении металлы обычно смешиваются друг с другом, образуя сплавы. В большинстве случаев сплавы обладают более полезными свойствами, чем составляющие их чистые металлы. У бронзы, например, прочность выше, чем у составляющих ее меди и олова. Сталь и чугун прочнее технически чистого железа. Поэтому в чистом виде металлы используют редко. Получены десятки тысяч сплавов
Помимо большей прочности многие сплавы обладают большей коррозионной стойкостью и твердостью, лучшими литейными свойствами, чем чистые металлы. Так, чистая медь очень плохо поддается литью, из нее трудно получить отливки, и в то же время оловянная бронза имеет прекрасные литейные свойства: из нее отливают художественные изделия, требующие тонкой проработки деталей. Чугун-сплав железа с углеродом - также великолепный литейный материал.
Помимо более высоких механических качеств сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов. Примерами могут служить получаемая на основе железа нержавеющая сталь-материал с высокой коррозионной стойкостью даже в агрессивных средах и с высокой жаропрочностью, магнитные материалы, сплавы с высоким электрическим сопротивлением, с малым коэффициентом термического расширения.
^ Сплавы - это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух и более компонентов, из которых по крайней мере один - металл.
В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы.
Подавляющее большинство железных (или черных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.
Чугун-сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4,5% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу. Чугун значительно тверже железа, обычно он очень хрупкий, не куется, а при ударе разбивается. Этот сплав применяется для изготовления различных массивных деталей методом литья, так называемый литейный чугун и для переработки в сталь - предельный чугун.
В зависимости от состояния углерода в сплаве различают серый и белый чугун.
Сталь-сплав на основе железа, содержащий менее 2% углерода. По химическому составу стали делят на два основных вида: углеродистая и легированная стали.
Углеродистая сталь представляет собой сплав железа главным образом с углеродом, но, в отличие от чугуна, содержание в ней углерода, а также других веществ гораздо меньше. В зависимости от количества углерода стали подразделяют на мягкие(0,3%С), средней твердости и твердые (до2%С). Из мягкой и средней твердости стали делают детали машин, трубы, гвозди, скрепки и т. д., а из твердой - различные инструменты.
Легированная сталь- это тоже сплав железа с углеродом, только в него введены еще специальные, легирующие добавки: хром, никель, вольфрам, молибден и др.
Легирующие добавки придают сплаву особые качества. Так, хромоникелевые стали очень пластичные, прочные, жаростойкие, кислотоупорные, устойчивые против коррозии. Они применяются в строительстве, а также для изготовления нержавеющих предметов домашнего обихода (ножей, вилок, ложек), всевозможных медицинских и других инструментов. Хромомолибденовые и хромованадиевые стали очень твердые, прочные и жаростойкие. Они используются для изготовления трубопроводов, компрессоров, моторов и многих других деталей машин современной техники.
Стали - это основа современного машиностроения, оборонной промышленности, ракетостроения и других отраслей промышленности.
В развитии современной металлургии стали большое значение имели работы Д. К. Чернова и П. П. Аносова.
Из цветных сплавов отметим бронзу, латунь, мельхиор, дюралюминий.
Бронза- сплав на основе меди с добавкой ( до 20% ) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому используется в машиностроении, где из нее изготавливают подшипники, поршневые кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для художественного литья.
Дюралюминий - сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний. Марганец и никель. Имеет хорошие механические свойства, применяется в самолетостроении машиностроении.
IV. Лабораторная работа
Тема: определение материала изделия
Инструменты и материалы: ручка, тетрадь, инструкционная карта.
Объяснение:
Характеристика магния:
1) Название элемента -магний,
химический символ - Mg, порядковый номер - № 12 ,
атомная масса Ar=24 Группа - 2, подгруппа- главная , 3-й период
Заряд ядра атома магния Z=+12 (в ядре 12 протона-p⁺ и 12 нейтрона - n⁰)
Вокруг ядра атома 3 энергетических уровня, на которых располагаются 12 электрона.
3) Исходя из вышеизложенного напишем модели строение атома магния:
а). Модель атома магния при дуг:
₊₁₂Mg)₂)₈)₂
б). Модель атома -электронная формула алюминия
₊₁₂Mg1s²2s²2p⁶3s²
в).Электронно-графическая модель атома:
3уровень ⇵
⇅ ⇅ ⇅
2уровень ⇅
1уровень ⇅
₊₁₂Mg
4. Простое вещество магний металл, состоит из одного атома.
Как простое вещество магний взаимодействует:
с кислородом, образуя оксид магния;
с водородом, образуя гидрид магния;
с кислотами, образуя соли магния, с солями, образованными металлами, стоящими в ряду активности после него (он вытесняет ионы металла из соли).
Его сложные вещества: оксид магния основной оксид, гидроксид магния-основание, нерастворимое в воде, соли магния растворимы в воде, за исключением фторида магния, фосфата магния, карбоната магния и силиката магния.
5. Молекулы атомов в 2 группе, главной подгруппе одноатомные. С увеличением заряда ядра от бериллия до радия неметаллические свойства уменьшаются, а металлические усиливаются.
6. Молекулы атомов простых веществ в периоде: натрий, магний, алюминий, кремний - одноатомные; фосфора четырехтомные P₄, серы многоатомные (S)n,хлора двухатомные CI₂. От натрия к хлору меняются свойства веществ: натрий, магний - металлы, алюминий -амфотерный металл, кремний полуметалл, фосфор, сера, хлор - неметаллы. Также слева направо в периоде меняются окислительно-восстановительные свойства. Натрий, магний, алюминий - восстановители. Кремний, фосфор, сера, хлор - могут быть как восстановителями, так окислителями.
7. Формула высшего оксида: MgO – основной оксид
8. Формула гидроксида: Mg(OH)₂- основание нерастворимое в воде.
9. Летучего соединения с водородом не образует, а соединение магния с водородом - это гидрид алюминия MgH₂ -Представляет собой твёрдое белое нелетучее
10. Валентность магния в соединениях равна 2, степень
окисления+2 . Магний –восстановитель.
Характеристика углерода:
1) Название элемента -углерода,
химический символ -C , порядковый номер - № 6 ,
атомная масса Ar=12 Группа - 4, подгруппа- главная , 2-й период
Заряд ядра атома углерода Z=+6 (в ядре 6 протонов-
p⁺ и 6 нейтронов - n⁰)
Вокруг ядра атома 2 энергетических уровня, на которых располагаются 6 электронов.
3) Исходя из вышеизложенного напишем строение атома магния и его электронную формулу:
а). Модель атома углерода при
дуг: ₊₆C)₂)₄
б). Модель атома, через электронную формулу (электронная конфигурация):
электронная формула углерода ₊₆C 1s²2s²2p²
в).Электронно-графическая модель атома углерода:
↑ ↑
2уровень ⇅
1уровень ⇅
₊₆C
4. Простое вещество углерод неметалл, состоит из
одного атома. Углерод имеет три аллотропные видоизменения: углерод, алмаз, гафит. Сложные соединения углерода: с кислородом образует два оксида CO-несолеобразующий оксид и CO₂ солеобразующий оксид и кислоту. С металлами образует соединения карбиды. H₂CO₃ -угольная кислота летучая кислота ее соли лития, калия, натрия, аммония -растворимы в воде, соли образованные с другими металлами нерастворимы, легко разлагаются при нагревании.
5. Молекулы атомов в 4 группе, главной подгруппе
одноатомные. С увеличением заряда ядра от углерода до свинца неметаллические свойства уменьшаются, а металлические усиливаются. Свинец типичный металл.
6. Молекулы атомов простых веществ в периоде: литий, бериллий, бор, углерод - одноатомные; азот, кислород, фтор двухатомные CI₂, неон одноатомный От лития к фтору меняются свойства веществ: литий- металл, бериллий- металл с амфотерными свойствами, углерод, азот, кислород, фтор- неметаллы. Также слева направо в периоде меняются окислительно-восстановительные свойства..
7. Формула высшего оксида:CO₂ – основной оксид
8. Формула гидроксида H₂CO₃: летучая угольная кислота .
9.Летучего соединения с водородом образует, Моносилан — бинарное неорганическое соединение кремния и водорода с формулой SiH₄, бесцветный газ с неприятным запахом, самовоспламеняется на воздухе, реагирует с водой, ядовит.
10. Валентность углерода в соединениях равна 4, степень окисления+4, -4 . Углерод–может быть, как восстановителем, так и окислителем
