Наименование сплава Марка сплава Применение сплава
Тема: Цветные металлы и сплавы.
Тема урока «Алюминий и его сплавы». «Медь ее сплавы»
Задание.
1.Прочитать материал по теме. Составить краткий конспект. Ответить на вопросы.
Теоретический материал
1. Из истории открытия
В 1808 г. английский ученый Гемфри Дэви доказал существование алюминия и дал ему имя.
А в 1825 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед впервые получил алюминий, загрязненный калием и ртутью - «комочки металла по цвету и блеску похожие на олово».
В то время алюминий стоил в 1500 раз дороже железа (сейчас в 3 раза). Англичане хотели почтить богатым подарком великого русского химика Д.И Менделеева, подарили ему химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, другая - из алюминия. Чашка из алюминия стоила дороже золотой. Полученное «серебро из глины» заинтересовало не только учёных, но и промышленников и даже императора Франции.
Основоположником электрометаллургических процессов в области производства алюминия, создателем отечественной алюминиевой промышленности считается Павел Павлович Федотьев. 27.03.1929 под его руководством на заводе «Красный выборжец» получено 8 кг первого отечественного алюминия
1. Производство алюминия
По сырьевым запасам алюминий – самый распространенный в природе элемент. В земной коре имеются значительные запасы алюминиевых руд (бокситов).
Свойства алюминия
|
|
|
· Физические свойства
Металл серебристо-белого цвета, легкий, хорошо проводит тепло и электричество.
· Плотность — 2712 кг/м3;
· Температура плавления у технического алюминия - 658°C, у алюминия высокой чистоты - 660°C;
· Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг;
· Температура кипения — 2500 °C;
· Удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг;
· Удельная теплоемкость — 897 Дж/кг·K;
· Высокая пластичность (прокатывается даже в фольгу);
· Высокая электропроводность — 37·106 См/м (65% от электропроводности меди);
· Высокая светоотражающая способность;
· Теплопроводность — 203,5 Вт/(м·К);
· Слабый парамагнетик
Химические свойства алюминия
Алюминий химически активен. Окисляется кислородом; при нормальных условиях он покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой и поэтому не реагирует с классическими окислителями. Алюминий устойчив против коррозии на воздухе и в воде. Поэтому широко востребован в современной индустрии.
Механические свойства алюминия
Из-за низких механических свойств чистый алюминий в качестве конструкционного материала не применяется.
Для повышения физико-механических и технологических свойств алюминий легируют различными элементами (медь, магний, кремний, цинк).
|
|
|
Сплавы на основе алюминия
Классификация алюминиевых сплавов:
1. В зависимости от технологических свойств
Литейные - алюминий заливают в литейную форму, которая соответствует конфигурации получаемого изделия. Эти сплавы часто содержат значительные примеси кремния для улучшения литейных свойств.
Деформируемые - Эти сплавы сначала разливают в слитки, а затем придают им нужную форму.
· Прокаткой, если необходимо получить листы и фольгу.
· Прессованием, если нужно получить профили, трубы и прутки.
· Формовкой, чтобы получить сложные формы полуфабрикатов.
· Ковкой, если требуется получить сложные формы с повышенными механическими свойствами.
1. По химическому составу
· Силумины - легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (8-13%).
Область применения: изготовление деталей сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.
· Дюралюминий- сплав алюминия с медью (до 5,2%), марганцем и магнием
Применение
Является конструкционным материалом для авиационного и транспортного машиностроения.
· Магналий - сплавы алюминия (основа) с магнием (1-30%) .
Применение
Изготавливают фасонные отливки, листы, проволоку, заклепки и т.д. Эти пластичные сплавы обладают хорошей свариваемостью, коррозийной стойкостью и высоким уровнем усталостной прочности.
|
|
|
В алюминиево-магниевых сплавах содержится до 6% магния.
1. Применение алюминия
Алюминий и его сплавы широко используют в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока; во всех видах транспорта, а в особенности воздушного, что привело к уменьшению собственной массы транспортных средств и к резкому увеличению эффективности их использования.
Также они нашли применение в гражданском строительстве при изготовлении каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и других конструкций. В автомобильной промышленности моторы, блоки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и многие другие детали также изготавливают из алюминия и его сплавов.
Особую популярность алюминий получил в пищевой промышленности для изготовления кухонной посуды, тары для консервирования и хранения продуктов сельского хозяйства, а также используется как упаковочный материал для пищевых продуктов.
Использование алюминия широко и разнообразно, а в некоторых случаях даже непредсказуемо, например, в стекловарении и при изготовлении ювелирных изделий.
|
|
|
Вопросы
Ответить следующие вопросы:
1. Из чего производится алюминий?
2. Как называется устройство для получения алюминия?
3. Какой процесс происходит при выплавке алюминия?
4. Сколько времени занимает процесс выплавки?
5.Расскажите о свойствах алюминия и его марках.
6.В чем различие между силумином и дюралюмином?
7.Объясните значение букв и цифр в марках: АЛ4, Д16.
8.Каково применение алюминиевых сплавов в автомобилестроении?
Дополнительное задание: определить верность следующих утверждений (верно – неверно):
1. Алюминий не поддаётся коррозии.
2. Замена стальных деталей алюминиевыми повышает грузоподъёмность судна.
3. Из дюралюминия изготавливают литые детали.
4. Кремний содержится во всех перечисленных сплавах: Д1, АК4, АЛ25.
5. Алюминиевые радиаторы предпочтительнее стальных.
Медь и его сплавы
Медь (Cu) – мягкий, пластичный металл, имеющий характерный красный цвет.
Плотность ρ= 8,9г/см3, температура плавления t = 10830С.
Cu → медная руда → обогащение → флотация → рафинирование
огневое электролитическое
Марка меди
Содержание меди,%
Применение, назначение
М00
99,99
Полупроводники
М0
99,95
Проводники тока и сплавы высокой чистоты
М1
99,90
Проводники тока, прокат и высококачественные сплавы
М2
99,70
Высококачественные полуфабрикаты и сплавы на медной основе
М3
99,5
Прокатываемые сплавы на медной основе обыкновенного качества и литейные сплавы
М 4
99,0
Литейные бронзы и различные неответственные сплавы
Медь (Cu) → сплавы : латунь, бронза, медноникелевые сплавы.Медные сплавы характеризуются высокой прочностью, хорошей обрабатываемостью, свариваемостью, хорошими литейными свойствами и во многих случаях дешевле, чем медь.
1Латунь – сплавмеди ицинка, цинка до 45%.
По производству:
- латунь деформируемая →детали и изделия получают методом ковки,
штамповки, прессования;
- латунь литейная →детали и изделия получают методом литья.
По назначению:
- латунь универсальная (Cu+Zn);
- латунь специальная (Cu+Zn+ примеси).
Примеси: А –алюминий, Мц – марганец, К – кремний, С – свинец, О – олово,
Н – никель, Ж – железо.
2.Бронза – сплавмеди с оловом, марганцем, алюминием, фосфором, никелем идр.
По производству:
- бронза деформируемая →детали и изделия получают методом штамповки,
прессования;
- бронза литейная →детали и изделия получают методом литья.
По назначению:
- бронза универсальная (оловянная);
- латунь специальная (безоловянная).
Примеси: А –алюминий, Мц – марганец, К – кремний, С – свинец, О – олово,
Н – никель, Ж – железо, Ц –цинк, Ф – фосфор.
3.Медноникелевый сплав – сплав меди с никелем, марганцем, алюминием, и др.
(манганин, монель, нейзильбер, мельхиор).
Медноникелевые сплавы характеризуются большим удельным электросопротивлением, высокой коррозионной стойкостью, а некоторые также высокими механическими свойствами и жаростойкостью. Применяются в промышленности для термопар и нагревательных элементов, реостатов и измерительных приборов, для изготовления деталей ответственного назначения в химическом машиностроении; из этих сплавов изготавливают и предметы домашнего обихода, например, посуда.
Наименование сплава Марка сплава Применение сплава
Монель
НМЖМц 28-2,5-1,5-Для изготовления высокопрочных коррозионностойких изделий
Хромель
Нх9,5--Для изготовления термопар
Алюмель
НМцАК--Для изготовления термопар
Нейзильбер
Нмц65-20--Для коррозионностойких изделий
Мельхиор
НМ81--Для бытовых деталей и коррозионностойких изделий
Манганин
НММц85-12--Для изготовления реостатов
КАРТОЧКИ - ЗАДАНИЯ
Задание: Определите состав сплава по марке, данные впишите в таблицу.
Сплав №1 Л62 Сплав №2 БрОЦ 4-3 Сплав №3 НМц65-20
№ п/п
Марка
Наименование
сплава
Компоненты сплава
Тип производства сплава
Сплав №1
Сплав №2
Сплав №3
Литература
1. Черепахин Материаловедение: учебное пособие - ОИЦ «Академия», 2016.- 320 с.
2. В.И. Онищенко Технология металлов и конструкционные материалы: учебное пособие – Агропромиздат, 2011. – 479 с.
3. Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение (металлообработка): Учеб. пособие. – М: ОИЦ «Академия», 2017. – 288 с. – Серия: Начальное профессиональное образование
4.https://infourok.ru/otkritiy-urok-po-ud-omv-med-i-eyo-splavi-724647.html
5.https://www.art-talant.org/publikacii/35807-metodicheskaya-razrabotka-uroka-po-materialovedeniyu-na-temu-alyuminiy-i-ego-splavy
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 32; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!