Металлы сплавы и их применение презентация. Презентация на урок "физические свойства металлов и сплавов"

Классификация сплавов.

Учитель технологии

МАОУ СОШ №29

г.Калининграда

Арчакова О.П.

Металл

Вещество обладающее высокой теплопроводностью, электрической проводимостью, ковкостью, блеском, твердостью, пластичностью и другими характерными свойствами.

Металл

Черные Цветные

Сплавы

Черные Цветные

(сталь, чугун) (бронза, латунь, дюралюминий)

Технологические свойства металлов

ковкость

жидкотекучесть

свариваемость

обрабатываемость

прокаливаемость

чугун

Сплав железа с углеродом, содержание углерода от 2,14 % до 6,67 %. Дешевый машиностроительный материал, обладающий хорошими литейными качествами, является сырьем для выплавки стали.

Получают чугун из железной руды с помощью топлива и флюсов.

чугун

Серый Высокопрочный

Белый Ковкий

Белый чугун

Очень твердый и хрупкий сплав, плохо поддается отливке, трудно обрабатывается режущим инструментом. Обычно идет на переплавку в сталь или на получение ковкого чугуна.

Серый чугун

Малопластичный и вязкий сплав, легко обрабатывается резанием, применяется для малоответственных деталей и деталей работающих на износ.

Ковкий чугун

Получают термообработкой из белого чугуна. Обладает повышенной пластичностью и вязкостью, высокой прочностью при растяжении и повышенным сопротивлением к удару. Из ковкого чугуна изготавливают детали сложной формы: тормозные колодки, тройники, угольники.

Высокопрочный чугун

Получают введением в жидкий серый чугун специальных добавок. Применяется этот чугун для изготовления более ответственных изделий, заменяя сталь.

Легированный чугун

Этот чугун наряду с обычными примесями содержит легирующие элементы: хром, никель, титан и др. Эти элементы повышают прочность, твердость и износостойкость. Их применяют для изготовления деталей машин с повышенными механическими свойствами, работающих в агрессивных средах.

Сталь

Сплав железа с углеродом, содержание углерода до 2,1 %. Материал, обладающий хорошими технологическими свойствами.

Применяется в машиностроении, на транспорте, в строительстве и в быту.

Сталь

Углеродистая Легированная

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь подразделяется по назначению и качеству.

По назначению она делится на конструкционную и инструментальную.

По качеству на сталь обычного качества и качественную.

Конструкционная сталь

Конструкционная сталь обыкновенного качества обладает невысокой прочностью. Применяется для изготовления заклепок, шайб, болтов, гаек.

Конструкционная сталь качественная отличается повышенной прочностью.

Из неё изготавливают валы, шкивы, зубчатые колеса.

Инструментальная сталь

Инструментальная сталь обладает большей твердостью и прочностью, чем конструкционная.

Инструментальная сталь применяется для изготовления зубил, молотков, резьбонарезных инструментов, сверл,резцов.

Легированная сталь

Легированная сталь наряду с обычными примесями содержит элементы улучшающие её свойства, эти элементы называются легирующими.

Хром - повышает твердость и коррозионную стойкость.

Вольфрам - увеличивает твердость и красностойкость.

Марганец - увеличивает износостойкость.

Специальная сталь

Специальные стали – это стали с особыми свойствами:

Жаропрочные

Износостойкие

Нержавеющие.

Латунь

Сплав меди и цинка. Содержание цинка в сплаве от 4% до 45%. Чем больше цинка, тем выше механическая прочность латуни. В состав латуни также могут входить алюминий, никель, железо, марганец.

Из латуни изготавливают детали и изделия работающие в водяной среде.

Бронза

Сплав меди с оловом или свинцом. Обладает высокими антифрикционными и механическими свойствами, а также хорошей коррозионной стойкостью.

Из бронзы изготавливают арматуру и детали механизмов, работающих во влажной атмосфере и других агрессивных средах.

Дюралюминий

Сплав алюминия, меди и магния. Обладает повышенной пластичностью, малым удельным весом и высокой коррозионной стойкостью.

Дюралюминий используется для получения листов, проволоки, ленты, фасонных профилей и различных деталей изготавливаемых ковкой, штамповкой, прессованием.

Баббит

Сплав олова и свинца с медью и сурьмой.

Баббитами заливают подшипники. Работающие при большой нагрузке.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

Сплавы- это макроскопические однородные системы, состоящие из двух или более металлов с характерными металлическими свойствами. Например: металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность. Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами.

3 слайд

Описание слайда:

Северное золото: Северное золото - медно-алюминиевый сплав золотистого цвета, из которого сделаны монеты. В нём не содержится золота, и его названием очень трудно ввести в заблуждение, так как по цвету и весу «северное золото» совсем не похоже на настоящее.

4 слайд

Описание слайда:

Сплавы железа (fe) Подкатегории: Сталь-деформируемый сплав железа с углеродом. Сталь является - важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства.

5 слайд

Описание слайда:

Латунь - это двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов.

6 слайд

Описание слайда:

Победит - металлокерамический твердый сплав. Твёрдый сплав карбида вольфрама WC и кобальта в соотношении 90% и 10% масс, соответственно. Он по твердости близок к алмазу, применяется при бурении горных пород. Разработан в 1929 году в СССР где в основном использовался для режущих инструментов. Сейчас сплав применяется для оснащения волочильного инструмента, в качестве резцов и т.д. При создании используются методы порошковой металлургии. Металлокерамические сплавы обладают особенно высокой твердостью. Победит изготовляется в виде пластинок различной формы и размера. Процесс изготовления сводится к следующему: мелкий порошок карбида вольфрама или другого тугоплавкого карбида и мелкий порошок связующего металла кобальта или никеля перемешиваются и затем прессуются в соответствующих формах. Спрессованные пластины спекаются при температуре, близкой к температуре плавления связующего металла, что дает очень плотный и твердый сплав. Пластинки из этого сверхтвердого сплава применяются для изготовления металлорежущего и бурового инструмента. Пластинки напаиваются на державки режущего инструмента медью. Термообработка не требуется. В настоящее время разработаны и другие вольфрамокобальтовые сплавы, однако для них продолжают использовать название «победит».

7 слайд

Описание слайда:

Нихром - общее название группы сплавов, состоящих, в зависимости от марки сплава, из 55-78 % никеля, 15-23 % хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. Первый нихромовый сплав разработан в США в 1905 году А. Маршем. Основными достоинствами нихромовых сплавов являются высокая жаростойкость в окислительной атмосфере (до 1250 °C), высокоеэлектрическое сопротивление (1,05-1,4 Ом/мм²·м). Нихром применяется для изготовления нагревательных элементов электропечей, бытовых приборов. Из нихрома изготавливают детали, работающие при высокой температуре, резисторные элементы, реостаты. Основные применяемые марки сплава - Х20Н80, Х15Н60, ХН70Ю. Физические свойства нихрома удельное электрическое сопротивление - 1÷1,1 Ом·мм²/м (в зависимости от марки сплава) плотность - 8200-8500 кг/м³ температура плавления - 1100-1400 °C рабочая температура - 800-1100 °C удельная теплоемкость - 0,45 кДж/(кг*К) при 25 °C предел прочности при растяжении - 0,65-0,70 ГПа

8 слайд

Описание слайда:

Манганин - термостабильный сплав на основе меди (около 85 %) с добавкой марганца (Mn) (11,5-13,5 %) и никеля (Ni) (2,5-3,5 %). Характеризуется чрезвычайно малым изменением электрического сопротивления в области комнатных температур. Впервые предложен Манганин - основной материал для электроизмерительных приборов и образцовых сопротивлений - эталонов магазинов, мостовых схем, шунтов, дополнительных сопротивлений приборов высокого класса точности. Максимальная рабочая температура - 300 °C. Существенное преимущество манганина перед константаном заключается втом, что манганин обладает очень малой термоЭДС в паре с медью (не более 1 мкв/1°С), поэтому в приборах высокого класса точности применяют только манганин. В то же время манганин, в отличие от константана, неустойчив против коррозии в атмосфере, содержащей пары кислот, аммиака, а также чувствителен к значительному изменению влажности воздуха.

ВОПРОСЫ КРОССВОРДА: 1.Способность материала деформироваться с минимальным сопротивлением, под воздействием внешней нагрузки, принимая и сохраняя заданную форму. 2.Способность материала сопротивляться проникновению в него инородного тела. 3.Как называется неравномерность свойств в разных направлениях. 4.Способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения. 5.Способность материала сопротивляться деформации или разрушению под действием внешних сил. 6.Способность твёрдых материалов изменять без разрушения форму и размеры под влиянием внешней нагрузки, устойчиво сохраняя их после ее снятия. 7.Способность материала образовывать неразъемное соединение с комплексом свойств, обеспечивающих работоспособность конструкции. 8.Свойство материала поддаваться обработке резанием. По диагонали: Признаки по которым тела отличают друг от друга. КРОССВОРД

8.Свойство материала поддаваться обработке резанием.

7.Способность материала образовывать неразъемное соединение с комплексом свойств, обеспечивающих работоспособность конструкции.

6.Способность твёрдых материалов изменять без разрушения форму и размеры под влиянием внешней нагрузки, устойчиво сохраняя их после ее снятия.

5.Способность материала сопротивляться деформации или разрушению под действием внешних сил.

4.Способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.

3.Как называется неравномерность свойств в разных направлениях.

2.Способность материала сопротивляться проникновению в него инородного тела.

1.Способность материала деформироваться с минимальным сопротивлением, под воздействием внешней нагрузки, принимая и сохраняя заданную форму.

По диагонали: Признаки по которым тела отличают друг от друга.

Каждый металл и сплав обладает определенными механическими и технологическими свойствами. Каждый металл и сплав обладает определенными механическими и технологическими свойствами.

Свойства металлов и сплавов

Механические

Технологические

Прочность

Твердость

Упругость

Пластичность

Ковкость

Текучесть

Обрабатываемость резанием

Свариваемость

Коррозионная стойкость

• Сформировать понятие о сплавах, их классификации и практическом применении
• Воспитывать устойчивый интерес к техническим предметам
• Развивать профессиональную грамотность и кругозор

К черным металлам и сплавам относятся железо и сплавы на его основе – сталь и чугун.

К цветным – все остальные металлы и сплавы, сюда относятся алюминий, медь, олово, цинк и многие другие, а также сплавы на их основе.

Сталь в оружии и быту Сталь – Сталь – это сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода менее 2,14%. Каслинское литьё

Чугун – это сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода от 2,14% до 6,67%.

Латунь в кораблестроении

Латунь – сплав меди с цинком.

Бронза применение

Бронза – .

Дюраль в самолётостроении

Дюралюминий (дюраль) –

• Сегодня на уроке…..
• Теперь я знаю…..
• Мне на уроке….
• Определите настроение сегодняшнего урока и выберите соответствующий рисунок: если вам было комфортно, то рисунок 1; если настроение не изменилось 2; если ухудшилось 3.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Металлический блеск Металлический блеск Электро-и теплопроводность Электро-и теплопроводность Прочность Прочность Твердость Твердость Коррозийная стойкость Коррозийная стойкость Износоустойчивость Износоустойчивость Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами.химические соединения СВОЙСТВА СПЛАВОВ

Тип ХарактеристикаПример Твёрдые растворы Расплавленные металлы смешиваются в любых отношениях Ag u Cu Ag u Au Cu u Ni Механическая смесь металлов При охлаждении смеси расплавленных металлов образуется сплав, состоящий из мельчайших кристалликов каждого металла Pb u Sn Pb u Ag Bi u Cd Интерметаллиды Расплавленные металлы образуют между собой химические соединения Zn u Cu Ca u Sb Pb u Na

С ПЛАВЫ - A L Северное золото медно-алюминиевый сплав золотистого цвета, из которого сделаны монеты. В нём не содержится золота, и его названием очень трудно ввести в заблуждение, так как по цвету и весу «северное золото» совсем не похоже на настоящее.медно алюминиевый сплав монеты золота

Дюралюминий (Al u Cu, Mn, Mg, Kr) - сплав алюминия с небольшими добавками меди, марганца, магния и кремния Дюралюминий (Al u Cu, Mn, Mg, Kr) - сплав алюминия с небольшими добавками меди, марганца, магния и кремния С ПЛАВЫ - A L Свойства: легкий, прочный. Применение: в авиастроении, машиностроении, строительстве и др.

С ПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА (F Е) (не более 2,14% углерода, т.к. при большем количестве углерода в железе образуется чугун). Сталь - сплав железа с углеродом. (не более 2,14% углерода, т.к. при большем количестве углерода в железе образуется чугун). Углеродистая сталь – сплав железа с углеродом и меньшим количеством марганца, серы, кремния, фосфора. Применение: детали машин, трубы, болты, гвозди, скрепки, инструменты Сталь является важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства.

Легированная сталь – сплав железа с углеродом с специальными легирующими добавками: хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий В зависимости от добавок свойства стали изменяются: Хром и никель –жаростойкость, кислотоупорность, пластичность, коррозионная устойчивость. Вольфрам - твердость, жаропрочность, износоустойчивость. Титан – механическая прочность при высоких температурах, коррозионная стойкость

Чугун (Fe u C) - сплав железа с углеродом (содержание углерода от 2,14% до 6,67%) Чугун (Fe u C) - сплав железа с углеродом (содержание углерода от 2,14% до 6,67%) С ПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА (F Е) Свойства: тверже железа, очень хрупкий, не куется Применение: изготовление массивных деталей методом литья (литейный чугун), переработка в сталь (передельный чугун)

С ПЛАВЫ - МЕДИ (C U) Латунь это двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов.сплав медицин голова никеля свинца марганца железа Свойства: высокая пластичность Применение: декоративные предметы искусства

Бронза (Cu u Sn) - сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и др. металлами, за исключением цинка и никеля Бронза (Cu u Sn) - сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и др. металлами, за исключением цинка и никеля С ПЛАВЫ - МЕДИ (C U) Различают: Оловянную бронзу (20% олова), Алюминиевую бронзу (5-11 % алюминия) Свинцовую бронзу (до 33% свинца) Применение: изготовление частей машин, художественные отливки

Победит металлокерамический твердый сплав. Твёрдый сплав карбида вольфрама WC и кобальта в соотношении 90% и 10% масс, соответственно. Он по твердости близок к алмазу, применяется при бурении горных пород. Разработан в 1929 году в СССР где в основном использовался для режущих инструментов. Сейчас сплав применяется для оснащения волочильного инструмента, в качестве резцов и т.д. При создании используются методы порошковой металлургии. Металлокерамические сплавы обладают особенно высокой твердостью. Победит изготовляется в виде пластинок различной формы и размера. Процесс изготовления сводится к следующему: мелкий порошок карбида вольфрама или другого тугоплавкого карбида и мелкий порошок связующего металла кобальта или никеля перемешиваются и затем прессуются в соответствующих формах. Спрессованные пластины спекаются при температуре, близкой к температуре плавления связующего металла, что дает очень плотный и твердый сплав. Пластинки из этого сверхтвердого сплава применяются для изготовления металлорежущего и бурового инструмента. Пластинки напаиваются на державки режущего инструмента медью. Термообработка не требуется. В настоящее время разработаны и другие вольфрамокобальтовые сплавы, однако для них продолжают использовать название «победит». П ОБЕДИТ

Н ИХРОМ Нихром общее название группы сплавов, состоящих, в зависимости от марки сплава, из 5578 % никеля, 1523 % хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. Первый нихромовый сплав разработан в США в 1905 году А. Маршем.1905 году Основными достоинствами нихромовых сплавов являются высокая жаростойкость в окислительной атмосфере (до 1250 °C), высокое электрическое сопротивление (1,051,4 Ом/мм²·м). Нихром применяется для изготовления нагревательных элементов электропечей, бытовых приборов. Из нихрома изготавливают детали, работающие при высокой температуре, резисторные элементы, реостаты. Основные применяемые марки сплава Х20Н80, Х15Н60, ХН70Ю. Физические свойства нихрома удельное электрическое сопротивление 1÷1,1 Ом·мм²/м (в зависимости от марки сплава) плотность кг/м³ температура плавления °C рабочая температура °C удельная теплоемкость 0,45 к Дж/(кг*К) при 25 °C предел прочности при растяжении 0,650,70 ГПа

К ДРАГОЦЕННЫМ МЕТАЛЛАМ ОТНОСЯТСЯ ЗОЛОТО, СЕРЕБРО, ПЛАТИНА, ПАЛЛАДИЙ И ДР. Д ЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЮВЕЛИРНЫХ УКРАШЕНИЙ В ОСНОВНОМ ИСПОЛЬЗУЮТ СПЛАВЫ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ, ЧАЩЕ ВСЕГО СПЛАВ ЗОЛОТА, СЕРЕБРА И МЕДИ, РЕЖЕ СПЛАВЫ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА ИЛИ ЗОЛОТА И МЕДИ, ИНОГДА СПЛАВЫ ЗОЛОТА И ПЛАТИНЫ, ЗОЛОТА И ПАЛЛАДИЯ И ДР. Сплавы драгоценных металлов

Сплавы драгоценных металлов различаются прежде всего по процентному содержанию в них золота. Ювелирные сплавы золота имеют пять проб: 958, 750, 585, 583 и 375. Две первые цифры пробы указывают на целое число процентов, а третья – на десятые доли процента содержания золота в сплаве. В зависимости от процентного содержания серебра и меди меняется цвет сплава. При содержании серебра более 30% цвет становится желто-белым и бледнеет по мере увеличения процента серебра. При содержании в сплаве около 15% меди цвет сплава становится ярко-красным.

ВАЖНЕЙШИЕ СПЛАВЫ МЕТАЛЛОВ Название СоставСвойства Применение Алюминиевые сплавы Al, Mg, Si, Cu, Zn, Mn, Li, Be Легкость, высокая электро- и теплопроводность, коррозионная стойкость, высокая удельная прочность Конструкционные материалы в авиации, строительстве, машиностроении и др.; электротехнические устройства и материалы АмальгамаHg и другие металлы В зависимости от соотношения ртути и др. металла может быть (при комнатной температуре) жидкой, полужидкой или твёрдой Золочение металлических изделий, производство зеркал, стоматология, реактив- восстановитель в химии и металлургии

Вольфрамовые сплавы Mo, Re, Cu, Ni, Ag, оксиды (ThO2), карбиды (TaC) и др. Пластичность, жаропрочность и высокая термо-эдс Детали электровакуумных приборов, высокотемпературных термопар, детали двигателей ракет и самолётов Железоуглерод истые сплавы (чугун, сталь, ферросплавы) Fe, C, Р, S, Mn, Si, N, Cr, Ni, Mo, W, V, Ti, Со, Cu и др. Механическая прочность, твердость, упругость, коррозионная устойчивость, вязкость и др. Конструкционн ые материалы для всех областей техники, технологии, хозяйства, машины, инструмент

Золотые сплавы Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Sb, Bi, Pb, Hg Сплав с Ag при 20 40% Ag зеленовато- жёлтый, при 50% Ag бледно-жёлтый; мягкий и ковкий; сплавы Au с Cu красновато-жёлтые; более твердые и упругие, чем чистое золото Золочение металлических изделий, изготовление монет, ювелирных изделий, зубных протезов, электрических контактов Легкоплавкие сплавы Sn, Bi, In, Pb, Cd, Zn, Sb, Ga, Hg и др. Низкие температуры плавления (не выше 232 °С); при содержании Bi более 55% расширяются при затвердевании Изготовление припоев, плавких предохранителей в электроаппарату ре

Магниевы е сплавы Mg, Al, Zn, Mn, Zr, Th, Li, La, Nd, Y, Ag, Cd, Be Лёгкость, прочность, коррозионная стойкость Высоконагруженные детали из прессованных полуфабрикатов, штамповок и поковок в автомобилестроении, панели, штамповки сложной формы, сварные конструкции Медные сплавы Cu, Zn, Sn, Al, Ni, Be, P Прочность, высокая электропроводность, коррозионная стойкость, пластичность Трубы, теплотехническая аппаратура, подшипники, шестерни, втулки, пружины, детали приборов точной механики, термопары, фасонные детали, декоративно-прикладные изделия и скульптура

Никелевые сплавы Cu, Co, Fe,Ферромагнетизм, высокая пластичность и коррозионная стойкость, отсутствие аллотропических превращений, химическая стойкость Конструкционные материалы с высокой стойкостью к агрессивным средам, ферромагнитные изделия, магнитострикционные материалы Оловянные сплавы Sn, Pb, Sb, Cu, Zn, Cd и др. Низкая температура плавления, мягкость, коррозионная стойкость; антифрикционные свойства Легкоплавкие сплавы (припой, полуда) и подшипниковые материалы (баббит)

Платиновые сплавы Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Ni, Co, Cu, W, Мо Высокая температура плавления, коррозионная стойкость, механическая прочность, каталитические свойства Изготовление потенциометров, постоянных магнитов, высокотемпературн ых припоев, катализаторы, лабораторная посуда Свинцовые сплавы Pb, Fe, Cu, Sb, Sn, Cd, Са, Ca, Mg, Li, К, Na Прочность, твёрдость, антифрикционные, свойства, низкая температура плавления свинца, коррозионная стойкость. Изготовление или облицовка кислотоупорной аппаратуры и трубопроводов, изготовление оболочек низковольтных и силовых кабелей

Твёрдые сплавы WC, TiC, TaC; связующие металлы: Co, Ni, Mo, сталь Высокая твердость, тугоплавкость, износоустойчивость, коррозионная стойкость Цельнотвердосплав ные изделия (инструмент) для обработки металлов, сплавов и неметаллических материалов, для оснащения рабочих частей буровых инструментов и как конструкционные материалы Типографск ие сплавы (гарт) Pb, Sb, Sn и др. низкая температура плавления (°С), хорошие литейные свойства Изготовления литых стереотипов (полиграфическая промышленность) и элементов набора (шрифты др.).

Титановые сплавы Al, V, Mo, Mn, Sn, Zr, Cr, Cu, Fe, W, Ni, Si; Nb и Та Лёгкость, высокая прочность в широком интервале температур от -250 °С до °С, коррозионная стойкость Конструкционные материалы в авиации, ракетостроении, химическая аппаратура Цинковые сплавы Zn, Al, Cu, Mg Невысокая температура плавления, легкость обработки давлением и резанием, сварки и пайки, возможность нанесения покрытий электрохимическим и химическим способами. Конструкционные и конструкционно- декоративные детали в автомобильной промышленности, электромашиност роении, оргтехнике, вкладыши подшипников, бытовые изделия.