Теория:

О том, что свойства металлов меняются при их сплавлении, стало известно ещё в древности. 5 тысяч лет тому назад наши предки научились делать бронзу — сплав олова с медью. Бронза по твёрдости превосходит оба металла, входящих в её состав.
 
Свойства чистых металлов, как правило, не соответствуют необходимым требованиям, поэтому практически во всех сферах человеческой деятельности чаще всего используют не чистые металлы, а их сплавы.
Сплав — это материал, который образуется в результате затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ.
В состав сплавов, кроме металлов, могут входить также неметаллы, например, такие, как углерод или кремний.
 
Добавляя в определённом количестве примеси других металлов и неметаллов, можно получить многие тысячи материалов с самыми разнообразными свойствами, в том числе и такими, каких нет ни у одного из составляющих сплав элементов.
 
Сплав, по сравнению с исходным металлом, может быть:
  • механически прочнее и твёрже,
  • со значительно более высокой или низкой температурой плавления,
  • устойчивее к коррозии,
  • устойчивее к высоким температурам,
  • практически не менять своих размеров при нагревании или охлаждении и т. д.
Например, чистое железо — сравнительно мягкий металл. При добавлении в железо углерода, твёрдость существенно возрастает. По количеству углерода, а, следовательно, и по твёрдости, различают сталь (содержание углерода менее \(2\)% по массе ), чугун (\(С\) — более \(2\)%). Но не только углерод изменяет свойства стали. Добавленный в сталь хром делает её нержавеющей, вольфрам делает сталь намного более твёрдой, добавка марганца делает сплав износостойким, а ванадия — прочным.
Применение сплавов в качестве конструкционных материалов
Сплавы, используемые для изготовления различных конструкций, должны быть прочными и легко обрабатываемыми.
 
В строительстве и в машиностроении наиболее широко используются сплавы железа и алюминия.
 
Такие сплавы железа, как стали, отличаются высокой прочностью и твёрдостью. Их можно ковать, прессовать, сваривать.

Чугуны
используют для изготовления массивных и очень прочных деталей. Например, раньше из чугуна отливали радиаторы центрального отопления, канализационные трубы, до сих пор изготавливают котлы, перила и опоры мостов. Изделия из чугуна изготавливаются с применением литья.
  
Сплавы алюминия, используемые в конструкциях, наряду с прочностью, должны отличаться лёгкостью. Дюралюминий, силумин — сплавы алюминия, они незаменимы в самолёто-, вагоно- и кораблестроении.
 
В некоторых узлах самолётов используются сплавы магния, очень лёгкие и жароустойчивые.
 
В ракетостроении применяют лёгкие и термостойкие сплавы на основе титана.
 
Для улучшения ударопрочности, коррозионной стойкости, износоустойчивости, сплавы легируют — вводят специальные добавки. Добавка марганца, делает сталь ударопрочной. Чтобы получить нержавеющую сталь, в состав сплава вводят хром.
 
montazh-metallokonstrukcij-osobennosti-montazha-i-klassifikaciya-06.jpgFOTO-1---CHugunnyie-radiatoryi-sektsionnyie--.jpegbig_441.jpg
Конструкция из стальных балок
Радиаторы центрального отопления
Ажурные перила, отлитые из чугуна

Инструментальные сплавы
Инструментальные сплавы предназначены для изготовления режущих инструментов, штампов и деталей точных механизмов. Такие сплавы должны быть износостойкими и прочными, причём при разогревании их прочность не должна существенно уменьшаться. Таким требованиям отвечают, например, нержавеющие стали, которые прошли специальную обработку (закалку).
Добавление к сплавам веществ, улучшающих их свойства, называют легированием.
Для придания необходимых свойств, инструментальные стали, как правило, легируют вольфрамом, ванадием или хромом.

Применение сплавов в электротехнической промышленности, электронике и приборостроении
Сплавы служат незаменимым материалом при изготовлении особо чувствительных и высокоточных приборов, различного рода датчиков и преобразователей энергии.
 
Например, на изготовление сердечников трансформаторов и деталей реле идёт сплав никеля. Отдельные детали электромоторов изготавливаются из сплавов кобальта.
 
Сплав никеля с хромом — нихром, отличающийся высоким сопротивлением, используется для изготовления нагревательных элементов печей и бытовых электроприборов.

Из сплавов меди в электротехнической промышленности и в приборостроении наиболее широкое применение находят латуни и бронзы.
 
Латуни незаменимы при изготовлении приборов, деталью которых являются запорные краны. Такие приборы используются в сетях подачи газа и воды. 
 
Бронзы идут на изготовление пружин и пружинящих контактов.
 
1234205550_ten-300x196.jpg634620550.jpgfull33883574.jpg
Нагревательные элементы бытовых электроприборовЗапорные краны для водопроводов и газопроводов
Пружинящие контакты электрических розеток
 
Применение легкоплавких сплавов
Главным востребованным свойством легкоплавких сплавов является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем. Кроме того, эти сплавы должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическую инертность, теплопроводность. 
 
Легкоплавких сплавы производят из висмута, свинца, кадмия, олова и других металлов. Такие сплавы используют в термодатчиках, термометрах, пожарной сигнализации, например, сплав Вуда. В литейном деле для производства выплавляемых моделей, для фиксация костей и протезирования в медицине.
 
Сплав натрия с калием (температура плавления \(-12,5 °С\)) используется как теплоноситель для охлаждения ядерных реакторов.
 
patine4.jpeglit.JPGdownload.jpg
Припой (сплав для паяния) имеет невысокую температуру плавленияЛегкоплавкие сплавы используются в литейном делеЛегкоплавкие сплавы незаменимы в датчиках пожарной сигнализации
 
Применение сплавов в ювелирном деле
Применение в чистом виде драгоценных металлов в ювелирном деле не всегда оправдано и целесообразно из-за их дороговизны, физических и химических особенностей.
 
Для придания ювелирным изделиям из золота большей твёрдости и износостойкости используются сплавы с другими металлами.
 
Самая лучшая добавка — это серебро (понижает температуру плавления) и медь (повышает твёрдость). Чистое золото используют очень редко, так как оно слишком мягкое, легко деформируется и царапается.
 
Из сплавов золота с \(10-30\)% других благородных металлов (платины или палладия) изготавливают форсунки лабораторных приборов, а из сплава с \(25-30\)% серебра — ювелирные изделия и электрические контакты.
 
Ювелирные-изделия-золото-цепь-ювелирные-изделия-в-форме-сердца-кулон-многослойные-браслет-браслеты-и-браслеты.jpg_640x640.jpg
detaltorg_kontakty.jpg
Ювелирные изделия из сплавов золотаПозолоченные электрические контакты
 
Сплавы в искусстве
Оловянная бронза (сплав меди с оловом) — один из первых освоенных человеком сплавов металлов. Она обладает большей, по сравнению с чистой медью, твёрдостью, прочностью и более легкоплавка. Бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё. Классической маркой бронзы является колокольная бронза.

Одно из новых направлений в искусстве — производство художественных литых изделий из чугуна. Литые изделия из чугуна существенно превосходит по качеству кованые изделия.
 
Чугун — металл гораздо более хрупкий и не такой ковкий, как сталь. Но, даже из такого, казалось бы, грубого материала, можно получать настоящие произведения литейного искусства способом литья, например, такие, как литые лестницы или решётки на окна. Такие изделия подвержены лишь поверхностной коррозии и не требуют тщательного ухода.
 
19.jpg
kr1Ix2crQhk.jpg
1332635064737_w800h500.jpg
Бронзовая скульптура
  
Колокола отливают из специального сорта бронзыЧугунная лестница.  Практично и очень красиво