Сплави: склад, властивості, застосування

Назва сплаву

Склад, %

Властивості

Застосування

Амальгама зубна

Cu 30, Hg 70

Амальгама використовується як відновлювальний матеріал (тобто для пломб), оскільки її досить легко формувати після змішування, але вона твердне в тверду речовину. Це також недорого. Більшість зубних амальгам складається з ртуті зі сріблом. Інші метали, які можуть бути використані зі сріблом або замість нього, включають індій, мідь, олово та цинк. Традиційно амальгама була міцнішою і довговічнішою, ніж композитні смоли , але сучасні смоли є більш міцними, ніж були раніше, і досить міцні для використання на зубах, що піддаються зносу, наприклад, молярам. Є недоліки використання стоматологічної амальгами. Деякі люди страждають алергією на ртуть або інші елементи амальгами.

Зубні пломби

Бронза:

- звичайна

Cu 90, Sn 10

Присадка олова до міді, починаючи з мінімальних часток відсотка, поліпшує її ливарні якості та змінює пластичність сплаву. Бронзи, що містять до 5% олова, допускають холодне кування та волочіння, при більшому вмісті олова — можлива тільки гаряча обробка. З підвищенням вмісту олова крихкість бронзи збільшується. Бронзи, що містять до 30% олова, дробляться під молотком.

Декоративні вироби, машинобудування

- алюмінієва

Cu 90, Al 10

Алюмінієві бронзи в порівнянні з іншими бронзовими сплавами мають більшу міцність і корозійну стійкість. Ці сплави демонструють низький рівень поверхневої корозії в атмосферних умовах, низький рівень окислення при високих температурах і слабку реакційну здатність з сірчистими сполуками та продуктами вихлопу двигунів внутрішнього згорання. Вони також стійкі до корозії у морській воді. В алюмінієвих бронзах стійкість до корозії забезпечується алюмінієвою компонентою сплаву, який вступає в реакцію з атмосферним киснем, утворюючи тонкий, жорсткий поверхневий шар оксиду алюмінію, що стає бар'єром для корозії багатого на мідь сплаву. Додавання заліза і мангану до 1% покращує стійкість до корозії алюмінієвої бронзи

Чеканення монет

Дюралюміній

Al 94, Cu 5, Mg 0,5, Mn 0,5

Невелика добавка олова до міді знижує її точку плавлення, наприклад, мідь з 5% олова плавиться при 1050 °C, з 10% — при 1005 °C, з 15% — при 960 °C.

Авіабудування

Золото:

- монетне

Au 90, Cu 10

Властивість сплавів золота змінювати колір залежно від компонентів із давніх часів використовують у ювелірному мистецтві. Високопробні сплави золота мають високу пластичність, прокатують без проміжного нагрівання. Для виготовлення більшості золотих монет використовують такі сплави золота: дукатне золото (23 карати 8 гран) відповідає пробі 985, кронове золото (22 карати) — 917 проба, пістольне золото (21 кар 9 гран) — 906 проба.

Карбування цінних монет

- зубне

Au 90, Cu 6, Ag 4

Сплави золота, що містять благородні метали платинової групи, а також залізо, цинк та індій, застосовують у зубопротезній справі. Такі сплави стійкі до стирання, у них добрі ливарні властивості, їх легко обробляти і сплавляти з фарфором

Зубні протези

Латунь

Cu 60, Zn 40

Латунь досить добре зварюється і прокатується. Хоча не покрита лаком поверхня латуні чорніє на повітрі, але в масі вона краще чинить опір впливу довкілля, ніж мідь. Має жовтий колір і відмінно полірується. Вісмут і свинець шкідливо впливають на латунь, оскільки зменшують здатність до деформування у гарячому стані.

Машинобудування, декоративні вироби

Магналій

Al 95 - 87, Mg 5 - 13

Магналій має властивості, схожі до властивостей латуні і бронзи: характеризується високою міцністю і стійкістю до корозії у прісній та морській воді; стійкий до впливу азотної кислоти з добавками сірчаної, ортофосфатної кислоти а також у середовищах, що містять діоксид сірки (SO2); добре зварюється; має високу пластичність; легко піддається механічній обробці, добре полірується. Розчини соляної кислоти і лугів розчиняють сплав. Для тривалої роботи при підвищених температурах сплави системи Al-Mg непридатні.

Суднобудування

Мельхіор

Cu 80, Ni 20

Основні характеристики: сріблястий колір, висока корозійна стійкість, температура плавлення 1170 °С; 1443 К (залежить від складу сплаву), пластичний, добре обробляється тиском (ріжеться, карбується) в холодному і гарячому стані, паяється, полірується. За зовнішніми характеристиками мельхіор схожий на срібло, але володіє більшою механічною міцністю і не темніє. Має високу стійкість проти корозії як у повітрі, так і у воді, добре обробляється, тому є добрим металом для карбування монет. В залежності від складу, мельхіор може бути електронегативним відносно морської води.

Посуд, прикраси

Ніхром

Ni 60, Cr 20, Fe 14-18

Сплави характеризуються великим питомим електричним опором, є стійкими до корозії, пластичні. Завдяки цим властивостям використовуються для виготовлення нагрівачів, чохлів термопар, пічної арматури. Також ніхром використовується як жаростійкий і хімічно стійкий сплав для роботи в певних агресивних середовищах, з ніхрому виготовляють деталі, що працюють при високій температурі, резисторні елементи, реостати. Сплав застосовується як підшар для жаростійкого покриття при газотермічному напиленні.

Нагрівальні елементи, провідники

Припій (лют) звичайний

Sn 50, Pb 50

В кожному конкретному випадку припій обирається в залежності від фізико-хімічних властивостей матеріалів, з яких виготовлені поєднувані деталі; від температурних обмежень; розмірів деталей; від вимог щодо потрібних якостей спаю (його механічної міцності, жаротривкості, корозійної стійкості, електропровідності, довговічності і загальної вартості), а також від способу паяння та технологічних умов її здійснення. Найважливішими властивостями припоїв усіх видів є високі адгезійні та капілярні якості і висока плинність.

Паяння залізних предметів

Свинець акумуляторний

Pb 94, Sn 6

Сплав свинцю відзначаються високою питомою густиною, невеликою твердістю, низькою температурою плавлення, добрими технологічними і антифрикційними властивостями, відносно високою кислотостійкістю до розбавленої сірчаної кислоти. Характеризується високою корозійною стійкістю на повітрі, у воді, а також в більшості розбавлених неорганічних кислот при кімнатній і низьких температурах. У присутності кисню стійкість в органічних кислотах знижується. До недоліків багатьох сплавів свинцю слід віднести наявність у їх складі дорогих і дефіцитних елементів (As, Sb, Sn та ін.) і токсичність випарів при переплавці.

Пластини акумуляторів

Силумін

Al 86-88, Si 12-14

Перевагами силумінів є їхня підвищена корозійна стійкість у вологому і морському середовищах, добра протидія кислотам, легкість, дешевизна, хороші ливарні властивості: гарна плинність, мала усадка. Недоліком сплавів є крихкість. У подвійних (Al—Si) силумінах зі збільшенням вмісту кремнію знижується пластичність і підвищується міцність.

Машинобудування

Сталь:

- арматурна

Fe 98-50, Ni 1-4, Cr 2-4

В залежності від хімічного складу будівельні сталі поділяються на вуглецеві (сталі конструкційні звичайної якості) та леговані (низьколеговані) і використовуються для армування залізобетону, для виготовлення зварних конструкцій в будівництві та ін. Деталі будівельних конструкцій в більшості випадків з'єднують зварюванням. Тому основною вимогою до будівельних сталей є хороша зварюваність. Це означає, що сталь при зварюванні не повинна давати гарячих і холодних тріщин і властивості зварного з'єднання не повинні суттєво відрізнятись від властивостей основного металу.

Залізобетон

- інструментальна

Fe 95-90, Mo 5-7, Cr 10-20

Легована або вуглецева сталь із вмістом вуглецю від 0,7 % і вище. Ця сталь відрізняється високою твердістю і міцністю (після остаточної термообробки).

Інструменти

- нержавіюча

Fe 80-60, Ni 8-20, Cr 10-20

Стійка до корозії в атмосфері й агресивних середовищах сталь із вмістом хрому не менше 11,5 % та малим вмістом вуглецю (0,03—0,20 %). Стійкість досягається легуванням. Основний легуючий елемент неіржавної сталі — хром (11,5—20 %). Вищий вміст хрому в сталі дає більший опір корозії, сплави з понад 12 % хрому не іржавіють у звичайних умовах і в слабкоагресивних середовищах, понад 17 % — корозієстійкі в агресивних окиснювальних середовищах, зокрема в азотній кислоті концентрації до 50 %.

Посуд, едичні інструменти

Чавун

Fe 95, C 2 (Mn, Si, P)

Порівняно зі сталями чавуни мають нижчі механічні властивості, але значно кращі технологічні (ливарні, оброблюваність різанням, антифрикційні властивості, зносостійкість). Це зумовлює широке використання чавуну для виготовлення багатьох деталей у різних галузях машинобудування.

Конструкційні матеріали, переробка на сталь