Все, что вы должны знать о металлах и сплавах

Описание

Металлы и сплавы используются в различных отраслях промышленности. Они применяются в строительстве, транспорте, электронике и медицине. Их прочность, электропроводность и долговечность делают их важными в современной жизни. В этой статье рассказывается об особенностях и применении металлов и сплавов.

--Что такое металлы

Металлы обладают высокой электро- и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и блестящим внешним видом. Они встречаются в природе в виде руд. Их можно получить в процессе добычи и переработки.

Металлы делятся на черные (это железо, например, сталь) и цветные (медь, алюминий, титан).

--Что такое сплавы

Сплав - это смесь двух или более металлов. Он также может представлять собой комбинацию металлического элемента и неметаллических элементов. Эти элементы смешиваются для повышения прочности, долговечности, коррозионной стойкости или других свойств. Сплавы создаются путем плавления и смешивания основного металла с другими элементами.

--Свойства металлов и сплавов

1. Физические - высокая плотность, температура плавления и проводимость (тепловая и электрическая).
2. Механические - прочность, твердость, пластичность, ковкость и вязкость.
3. Химические - коррозионная стойкость, реакционная способность и устойчивость к окислению.
4. Магнитные - некоторые металлы являются ферромагнитными (Fe, Ni, Co), другие - немагнитными.
5. Обрабатываемость - формуемость, свариваемость и обрабатываемость зависит от металла и сплава.

-Применение металлов и сплавов

Металлы и сплавы используются во многих областях. В строительстве из стали и алюминия строят здания, мосты и дороги. В автомобилях алюминиевые сплавы облегчают детали двигателя, колеса и кузовные панели. В медицине титановые сплавы используются для изготовления костных имплантатов и хирургических инструментов, поскольку они прочны и безопасны для организма.

Виды металлов и сплавов

-Драгоценные металлы

Драгоценные металлы известны своей красотой, долговечностью и редкостью. К таким металлам относятся золото, серебро и платина, которые исторически использовались для изготовления монет, ювелирных изделий и в качестве хранилища ценностей. Они также обладают коррозионной стойкостью и электропроводностью. Таким образом, они имеют множество промышленных применений.

Золото - один из самых известных драгоценных металлов. Оно используется в электронике, стоматологии и как инвестиционный товар.

Серебро, хотя и часто используется в ювелирных изделиях и монетах, особенно ценно в электрических компонентах, солнечных батареях и медицине.

Платина встречается реже и стоит дороже. Тем не менее, она используется в автомобильных катализаторах, химической промышленности и лабораторном оборудовании.

--Тугоплавкие металлы

Тугоплавкие металлы известны своими высокими температурами плавления, твердостью и устойчивостью к нагреву и износу. К ним относятся вольфрам, молибден, тантал и ниобий. Эти металлы способны выдерживать экстремальные температуры и жесткие условия эксплуатации, например, в аэрокосмической промышленности, ядерных реакторах и высокопроизводительных двигателях.

Температура плавления вольфрама составляет более 3 400°C, поэтому он идеально подходит для использования в нитях накаливания ламп и в аэрокосмической промышленности.

Молибден широко используется в стальных сплавах.

Тантал используется в электронике и медицинских имплантатах благодаря своей отличной коррозионной стойкости.

Ниобий часто используется в сверхпроводящих материалах.

--Суперсплавы

Суперсплавы работают в сложных условиях, таких как очень высокие температуры, высокое давление и агрессивная химическая среда. Эти сплавы содержат основной металл, такой как никель, кобальт или железо. Для повышения качества они часто смешиваются с другими элементами, такими как хром, алюминий и титан.

Суперсплавы на основе никеля особенно важны в аэрокосмической промышленности. Эти сплавы используются в лопатках турбин, компонентах двигателей и реактивных моторах.

Суперсплавы на основе кобальта часто используются в газовых турбинах и на химических заводах.

Суперсплавы на основе железа можно найти в энергетическом оборудовании.

Часто задаваемые вопросы

1. Почему сплавы прочнее чистых металлов?
Потому что из-за смешения атомов слоям металла труднее скользить друг по другу, что приводит к изгибу или разрушению.

2. Могут ли сплавы ржаветь?
Некоторые могут, например обычная углеродистая сталь. Но многие, например нержавеющая сталь или бронза, сделаны так, чтобы противостоять ржавчине и коррозии.

3. Все ли металлы магнитные?
Нет. Только некоторые из них, такие как железо, никель и кобальт, являются магнитными от природы. Большинство других, например алюминий или медь, не магнитятся.