Сплавы: древние и новые
В чистом виде металлы используются редко. В то же время нас окружают различные соединения металлов и их сплавы. Сплавы — это вещества, состоящие из химических элементов, хотя бы один из которых является металлом. Сплавы включают основу (один или несколько металлов), малые добавки специально вводимых в сплав легирующих и модифицирующих элементов, а также примеси (природные, технологические и случайные).
Очень давно было замечено, что если смешать расплавленные металлы и остудить полученную смесь, то получится вещество, свойства которого отличаются от свойств каждого из металлов.
В состав сплавов могут входить только металлы или металлы с неметаллами. Свое название сплав обычно получает от названия элемента, который содержится в нем в самом большом количестве и составляет основу. Так, если основой является железо, то сплавы называются черными. А если основа — цветной металл, то и сплавы называются цветными. Существуют также сплавы редких металлов и сплавы радиоактивных металлов.
Самые распространенные черные сплавы — сталь и чугун. Оба являются смесью железа и углерода, однако чугун содержит углерода намного больше, чем сталь. Помимо этого в чугун входят сера, фосфор, марганец и кремний. В сталь также добавляются эти элементы, но в гораздо меньших количествах. Чугун — хрупкий материал. Его используют там, где не требуется ковка. А вот сталь не только прочна, но и пластична, поэтому она широко применяется в металлических конструкциях, механизмах, деталях, режущих инструментах и т.д. В домашней обстановке нас окружают изделия из нержавеющей стали: ножи, вилки, ложки, ножницы, терки, кастрюли.
Существуют различные способы получения сплавов. Если смешивают расплавленные компоненты, а затем производят кристаллизацию полученного расплава, то получают литой сплав. Кристаллизация — это процесс перехода из жидкого состояния в твердое. При этом образуется соединение с кристаллической структурой. Если же смешивают порошки компонентов, а затем спекают смесь при высокой температуре, то получают сплав, который называется порошковым.
Наиболее распространенные сплавы меди — бронза и латунь. Сплав меди с оловом называют бронзой. Еще в III тысячелетии до н. э. из меди изготавливались орудия труда, так как ее залежи в то время были огромны. Сначала медь соединяли с мышьяком — такую бронзу называли мышьяковой. Ее изготовление наносило вред здоровью работников, потому что мышьяк ядовит. Недаром кузнецы в древности описывались как уродливые люди, а бог Гефест, работавший с металлом, считался хромым. Позднее установили, что если медь соединить с оловом, то получается вещество, лучше поддающееся литью. Так была получена оловянная бронза. В наше время бронза применяется в машиностроении для изготовления различных деталей.
Сплав для авиации
Дюралюминий — соединение алюминия с медью, магнием и марганцем. Применяется в авиационной промышленности и авиастроении.
Откуда взялся Фунт Стерлингов
Стерлинг — название сплава из 92,5% (и выше) серебра и 7,5% других металлов, обычно меди (серебро 925-й пробы и выше). Чистое серебро 999-й пробы слишком мягкое и не подходит для создания больших предметов, поэтому его обычно сплавляют с медью, чтобы придать прочность и при этом сохранить пластичность и красоту благородного металла.
Название «стерлинг» появилось в XII в. Первоначально так называли древнюю английскую серебряную монету. 240 монет весили 1 фунт (453,6 г). Стоимость крупных покупок рассчитывали в фунтах стерлингов. С другой стороны, это был способ проверки полновесности монет: если вес 240 монет не был равен 1 фунту, монеты могли быть фальшивыми или слишком изношенными.