Слайд 1Сплавы
химия 11 класс
Учитель биологии и химии Бородина О.В.
Слайд 2Цель урока:
организовать работу по усвоению знаний учащимися понятий черные и цветные
металлы, сплавы.
Слайд 3Задачи:
образовательная: познакомиться с видами сплавов; познакомиться со свойствами сплавов в зависимости от
кристаллической решетки металлов и сплавов; значением сплавов и применением.
развивающая: развитие у учащихся познавательных способностей, формирование самостоятельности мышления, умения логически рассуждать, обобщать и делать выводы из полученных знаний.
воспитательная: формирование навыков коллективной работы в сочетании с индивидуальной, повышение творческой активности учащихся, познавательного интереса к химии, сформировать гуманное отношение к окружающим
Тип урока: урок формирования новых знаний
Слайд 4Определение
Сплав — макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух
или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Сплавы состоят из основы (одного или нескольких металлов), малых добавок специально вводимых в сплав легирующих и модифицирующих элементов, а также из не удаленных примесей (природных, технологических и случайных).
Слайд 5Классификация сплавов
Существует несколько способов классификации сплавов:
по способу изготовления (литые и порошковые
сплавы);
по способу получения изделия (литейные, деформируемые и порошковые сплавы);
по составу (гомогенные и гетерогенные сплавы);
по характеру металла – основы (черные –основа Fe, цветные – основа цветные металлы и сплавы редких металлов – основа радиоактивные элементы);
по числу компонентов (двойные, тройные и т.д.);
по характерным свойствам (тугоплавкие, легкоплавкие, высокопрочные, жаропрочные, твердые, антифрикционные, коррозионностойкие и др.);
по назначению (конструкционные, инструментальные и специальные).
Слайд 7Состав сплава
Твёрдый раствор является основой сплава (матричная фаза). Фазовый состав гетерогенного
сплава зависит от его химического состава. В сплаве могут присутствовать: твердые растворы внедрения, твердые растворы замещения, химических соединений(в том числе карбиды, нитриды, интерметаллиды …) и кристаллиты простых веществ.
Слайд 8история
Древние философы отождествляли различные металлы с костями божеств. В частности, египтяне
рассматривали железо, как кости Марса, магнит - как кости Гора. Свинец, по их мнению, являлся скелетом Сатурна, а медь, соответственно, - Венеры. Ртуть древние философы относили к скелету Меркурия, золото–Солнца, серебро–Луны, сурьму–Земли.
Слайд 9история
в период Древнего царства в Египте ремесленники применяли только медные инструменты.
Но некоторые свойства меди не удовлетворяли потребности мастеров, поэтому с конца 4-го тысячелетия до нашей эры стали появляться бронзовые изделия.
Слайд 10ТАЙНЫ ДРЕВНИХ СПЛАВОВ
Результаты исследований древнейших находок металлических изделий показывают, что древние
мастера не только владели обширными познаниями в области свойств металла и способах его обработки, но и то, что эти знания были универсальными.
Слайд 11Создание бронзы
Слово «бронза» почти одинаково звучит на многих европейских языках. Его
происхождение связывают с названием небольшого итальянского порта на берегу Адриатического моря – Бриндизи. Именно через этот порт доставляли бронзу в Европу в старину, и в древнем Риме этот сплав называли «эс бриндиси» – медь из Бриндизи.
Изделия из бронзы были у ассирийцев, египтян, индусов и других народов древности. Однако цельные бронзовые статуи древние мастера научились отливать не раньше 5 в. до н. э. Около 290 до н. э. Харесом в честь бога солнца Гелиоса был создан Колосс Родосский. Он имел высоту 32 м и стоял над входом во внутреннюю гавань древнего порта острова Родоса в восточной части Эгейского моря это гигантская бронзовая статуя.
Слайд 12Почему же медный век сменился бронзовым?
Бронза обладает большей прочностью и износостойкостью,
чем медь; хорошей пластичностью, стойкостью к коррозии, хорошими литейными качествами
Слайд 14Классификация бронзы
По химическому составу различают:
Оловянные бронзы – это сплавы с основным легирующим
компонентом оловом. Кроме олова, в качестве дополнительных компонентов могут присутствовать свинец, фосфор и цинк. С добавкой олова медь приобретает большую легкоплавкость, упругость, твёрдость. Следовательно, сплав лучше поддаётся полировке. Дополнительные компоненты улучшают механические, литейные, а также антифрикционные свойства.
Безоловянные (специальные) бронзы – это сплавы, не содержащие, в качестве легирующего элемента, олова. Они не уступают по свойствам оловянным бронзам, а по некоторым даже превосходят их.
По технологическому признаку бронзы делятся на:
Деформируемые – хорошо поддающиеся механической обработке: штамповке, рифлению, ковке. Содержание олова в них не более 6%, что обеспечивает необходимую пластичность. Из деформируемых оловянных бронз изготавливают листы, бронзовую проволоку, бронзовый пруток, бронзовую ленту.
Литейные – предназначенные для фасонных отливок. Из литейных оловянных бронз делают различные детали для машин, работающих в соленой морской воде, вкладыши подшипников, шестерёнки.
Слайд 15Виды бронзы
Бериллиевая бронза является лидером по показателю твёрдости среди других сплавов меди.
В закалённом состоянии обладает хорошей пластичностью, технологичностью, а в состаренном состоянии – высокими механическими свойствами. Дополнительно повысить уровень механических свойств можно при помощи пластической деформации перед старением. Из бериллиевой бронзы изготавливают пружины, мембраны и инструменты.
Алюминиевая бронза характеризуется высокой плотностью, устойчивостью к агрессивным факторам окружающей среды и химическим элементам, хорошей стойкостью к морской воде. Такой вид бронзы поддаётся обработке режущими инструментами. Из неё изготавливают ленты и полосы труб.
Кремнецинковая бронза позволяет изготавливать изделия сложных форм, за счёт повышенной текучести в расплавленном состоянии. Такая бронза обладает высокой степенью сопротивления сжатия и не искрит при механических воздействиях.
Свинцовистая бронза обладает отличными антифрикционными свойствами, хорошо противостоит ударным нагрузкам, а также отличается высокой прочностью и тугоплавкостью. Применяется она для сильно нагруженных подшипников.
Оловянная бронза обладает всеми указанными выше свойствами и является наиболее широко применяемой в современной промышленности.
Слайд 16латунь
Латунь состоит из цинка и меди. Ее часто сравнивают с бронзой,
потому что состав бронзы и латуни объединяет один и тот же компонент – медь. Хотя латунь, состав которой отличается от бронзы, включает в качестве второго элемента цинк, а не олово.
Слайд 17Процесс изготовления латуни
Латунь очень легко поддается ковке, очень вязка и поддатливо
деформируется и принимает различные формы под ударом молота, растягивается в проволоку или просто штампуется в самые разнообразные детали. Относительно поддатливо плавится и отливается в температурных условиях ниже плавления меди.
Стандартная процедура изготовления происходит:
В тиглях которые изготовлены из огнеустойчивой глины. Тигли нагреваются в шахтных или пламенных печах.
Непосредственно в отражательных печах (без использования тиглей).
момент смешивания меди и цинка сплав отливают в подготовленные формы из песка. Определенная часть цинка всегда испарается, что нужно обязательно помнить при формировании состава метала.
Слайд 18применение
Литейную латунь часто используют для массового производства:
элементов арматуры (например литых);
больших червячных
винтов;
гаек нажимных винтов;
деталей, устойчивых к ржавчине;
втулок;
сепараторов;
подшипников;
деталей, работающих при температуре не более 300 °C;
штуцеров (гидросистема автомобилей).
Слайд 19Важнейшие сплавы металлов: свойства и применение
Слайд 23Чугун
хрупкий сплав железа с углеродом (2–4 %). Содержит постоянные примеси (Si, Mn, S, P), иногда легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Выплавляют из обогащённой железной руды в доменных печах в присутствии кокса.
В печи железо интенсивно насыщается углеродом; его содержание в чугуне может достигать 4.6 %. Основная часть (св. 85 %) чугуна перерабатывается в сталь (передельный чугун С і 4 %).
Слайд 24К плюсам чугуна относят:
Углерод в чугуне может находиться в разном состоянии.
Поэтому этот материал может быть двух видов (серый и белый).
Определенные виды чугуна обладают повышенной прочностью, поэтому чугун иногда ставят на одну линию со сталью.
Чугун может достаточно долго сохранять температуру. То есть при нагреве тепло равномерно распределяется по материалу и остается в нем длительное время.
По экологичности чугун является чистым материалом. Поэтому его часто используют для изготовления посуды, в которой впоследствии готовится пища.
Чугун стоек в кислотно-щелочной среде.
Чугун обладает хорошей гигиеничностью.
Материал отличается достаточно долгим сроком службы. Замечено, что чем продолжительнее используется чугун, тем его качество лучше.
Чугун – долговечный материал.
Чугун – это безвредный материал. Он не способен нанести организму даже маленького вреда.
Слайд 25К минусам чугуна относят:
Чугун покроется ржавчиной, если на нем непродолжительное время
будет находиться вода.
Чугун – дорогостоящий материал. Однако этот минус оправдан. Чугун очень качественный, практичный и надежный. Предметы, изготовленные из него, так же получаются качественными и долговечными.
Для серого чугуна характерна маленькая пластичность.
Для белого чугуна характерна хрупкость. Он в основном идет на переплавку.
Слайд 26сталь
сплав на основе железа называется сталью в том случае, если он
содержит не более 2,14% углерода, плюс незначительное количество примесей, доля каждой из которых не превышает 1 % от общего объема металла.
Слайд 30Ферросплавы
Ферросплавы — сплавы железа с другими элементами (Cr, Si, Mn, Ti
и др.), применяемые главным образом для раскисления и легирования стали (напр., феррохром, ферросилиций). К ферросплавам условно относят также некоторые сплавы, содержащие железо лишь в виде примесей (силикокальций, силикомарганец и др.), и некоторые металлы и неметаллы (Mn, Cr, Si) с минимальным содержанием примесей. Получают из руд или концентратов в электропечах или плавильных шахтах (горнах).
Слайд 44Закрепление
1)Охарактеризуйте состав и свойства чугунов.
2)Где применяют легированные стали ?
3) Назовите семь
металлов древности ( т.е. с которыми встречался древний человек).
Задача
Имеется руда из двух пластов с содержанием меди (1 вещество) в 6% и 11%.Сколько надо взять “бедной” руды, чтобы получить при смешивании с “богатой” (2 вещество), 20 тонн с содержанием меди 8% (1+2 вещество)?
Слайд 47 ответ 2
Применение легированной стали
Легированная сталь может обладать целым рядом ценных
качеств, которых не достает обычной. Различные примеси, их виды и процентное содержание в стали могут сделать металл более хрупким или, наоборот, более пластичным, коррозионностойким или жаропрочным. Также легирующие добавки могут менять структуру стали.
Применение легированной стали очень обширно: хирургические инструменты и ювелирное оборудование, металлоконструкции и различная строительная арматура, промышленные машины и механизмы.
В каждом конкретном случае используется специальный вид легированной стали, который обладает целым рядом необходимых характеристик.
Так, ни один металл, кроме специализированной легированной стали не сможет долго сохранять свои свойства в агрессивной среде или при критически высоких температурах. А специальные добавки позволяют создавать сталь с такими свойствами.
Даже кухонные принадлежности, например, ножи. Если они выполнены из высококачественной легированной стали, то они долго не тупятся, а остаются острыми.
Слайд 48Ответ
3 Самородное золото , серебро и ртуть , метеоритное железо ,олово
, медь, свинец. Их первыми древние люди научились получать металлургическими методами.
Слайд 49Решение
Если первое вещество 6%, то второе сколько %?
Первое обозначаем Х т,
а общий вес 20 т, то второго сколько т?
Медь первого куска и второго составляет медь сплава.
Слайд 50Заполним таблицу:
Составим уравнение с использованием 1-го или 2-го столбца и обязательно
Слайд 51Домашнее задание
Параграф 23 , решить задачу, стр. 154
Сплав меди и цинка
весом 20кг содержит 30% меди. Добавили 22кг цинка. Сколько нужно добавить меди, чтобы в сплаве стало 60% цинка.