Огурцы по-корейски без стерилизации на зиму

Лучшие книги дейла карнеги Что написал карнеги

Афродита Древней Греции: история возникновения мифа

Методики коррекции заикания Что лечит заикание

Шаламов - заключенный колымских лагерей

Колыма (гулаг). Колыма. Урановый рудник «Бутугычаг Мистические истории с заключенными на колыме

душепагубная самуиловщина

Экзаменационные вопросы по генетике

Загадки "правила дорожного движения"

Презентация на тему "пять платоновых тел" Платоновы тела и тайны мироздания презентация

Какие ошибки встречаются при формировании управленческой отчетности?

Финансовая структура предприятия и ее формирование - реферат Финансовая структура предприятия пример

Разновидность хирургии. Общая хирургия. Типы заболеваний, на которых специализируется хирург

Свинина, запечённая в маринаде в духовке

Красный борщ со свеклой и говядиной (с уксусом) Как сварить красный борщ с мясом

Сплавы бывают. Металлы и сплавы. Для изготовления режущих инструментов

Классификацию металлов следует начинать с разделения всего класса на черные и цветные металлы. Благодаря уникальным свойствам обоих типов существует возможность соединений разных химических элементов, которые в результате образовывают так называемые сплавы. Кроме чистого железа и сплавов к группе металлов можно отнести металлиды, а также интерметаллиды (сложные соединения элементов, отличающиеся повышенной прочностью).

Черные и цветные металлы (сплавы)

В группу черных металлов относят две категории соединений: сталь (углеродистая, легированная), чугун (обыкновенный, легированный, ферросплав) и другие сплавы на основе железа. Категория цветных металлов включает:

    благородные (золото, платина, серебро);
  • редкие (вольфрам, титан, цирконий, молибден);
  • тяжелые (ртуть, медь, свинец, олово, цинк);
  • легкие (алюминий, магний) сплавы.

Классификацию цветных металлов можно продолжить разновидностями меди:

    бронза;
  • латунь.

Некоторые из указанных типов используют чаще в промышленности, другие считаются редкими и менее доступными. Черные сплавы очень распространены в металлопрокате, пользуются высоким спросом и отличаются хорошими эксплуатационными характеристиками. Также пользуется популярностью изготовление деталей из алюминия , которые впоследствии активно эксплуатируются в самых разных отраслях: в машиностроении, медицине, пищевой промышленности, химической и аэрокосмической сферах.

Свойства металлов и сплавов

Отличить металлы от сплавов можно не только по внешним признакам, зернистости, гладкости, но также и по физическим свойствам. Это тепло- и электропроводность, высокая температура плавления и намагничивание (присуще железным сплавам). В то же время при нагревании металлы теряют свойство электропроводности (не полностью). При низкой температуре некоторые типы металлов, наоборот, считаются сверхпроводниками электричества. Поверхности металлов также свойственно окисляться в большей или меньшей степени. Иными словами, разные виды металлов и сплавов по-разному подвергаются ржавчине (коррозии) и восстановлению.

Если говорить непосредственно о сплавах, то их отличают по свойствам твердости, пластичности и прочности. Физические характеристики разделяют сплавы по цвету, электро- и теплопроводности, магнитному притяжению, плотности. Самыми распространенными в производстве сплавами по разным сочетаниям свойств можно считать алюминий, латунь, медь, бронзу и титан. Из этих элементов изготавливают разные детали и выливают уже готовые изделия.

Классификация металлов может быть более подробной, если рассматривать их с точки зрения целей и областей использования и способа работы (литейные, порошковые, деформируемые). Наиболее точным разделением по видам отличается классификация металлов по государственным стандартам (ГОСТ). Определенные требования к сплавам и металлам, их конструкционные свойства и область применения становятся основными факторами при выборе металла для тех или иных целей.

При плавлении металлы обычно смешиваются, образуя сплавы.

Ещё в глубокой древности люди заметили, что в большинстве случаев сплавы обладают другими, нередко более полезными для человека свойствами, чем составляющие их чистые металлы. Как вы уже знаете, у бронзы, например, прочность выше, чем у составляющих её меди и олова. Сталь и чугун прочнее технически чистого железа. Поэтому в чистом виде металлы используют редко. Значительно чаще применяют их сплавы. Известно немногим более 80 металлов, но из них получены десятки тысяч различных сплавов.

Помимо большей прочности многие сплавы обладают большей коррозионной стойкостью и твёрдостью, лучшими литейными свойствами, чем чистые металлы. Так, чистая медь очень плохо поддаётся литью, из неё трудно получить отливки, и в то же время оловянная бронза - сплав меди и олова - имеет прекрасные литейные свойства: из неё отливают художественные изделия, требующие тонкой проработки деталей. Чугун - сплав железа с углеродом - также великолепный литейный материал. Чистый алюминий - очень мягкий металл, сравнительно непрочный на разрыв. Но сплав, состоящий из алюминия, магния, марганца, меди и никеля, называемый дюралюминием, в четыре раза прочнее алюминия на разрыв.

Помимо более высоких механических качеств сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов. Примерами могут служить получаемая на основе железа нержавеющая сталь - материал с высокой коррозионной стойкостью даже в агрессивных средах и с высокой жаропрочностью, магнитные материалы, сплавы с высоким электрическим сопротивлением, с малым коэффициентом термического расширения.

Компонентами сплавов могут быть и неметаллы, и соединения.

По состоянию компонентов сплавы могут быть однородными, когда при сплавлении образуется как бы раствор одного металла в другом, например сплавы меди и олова, золота и серебра, и неоднородными, например чугун, представляющий собой механическую смесь железа и углерода.

Сплавы классифицируют по-разному, в зависимости от того, какой признак взят за основу. Чаще всего сплавы подразделяют по составу. Например, выделяют медные, алюминиевые, никелевые, титановые и другие сплавы.

Есть группы сплавов, носящие общие названия: бронзы, латуни и др. Иногда в названии сплава отмечают особо ценные компоненты: бериллиевые бронзы, вольфрамовая сталь и др.

В металлургии железо и все его сплавы выделяют в одну группу под названием чёрные металлы, остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы.

Подавляющее большинство железных (или чёрных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.

Чугун - сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4,5% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу. Чугун значительно твёрже железа, обычно он очень хрупкий, не куётся, а при ударе разбивается. Этот сплав применяют для изготовления различных массивных деталей методом литья, так называемый литейный чугун, и для переработки в сталь - передельный чугун.

В зависимости от состояния углерода в сплаве различают серый и белый чугун (табл. 4).

Таблица 4
Виды и свойства чугуна

Состав

Свойства

Применение

Серый чугун

Содержит 1,7-4,3% С, 1,25-4,0% Si и до 1,5% Мп. Из-за большого содержания кремния снижается растворимость углерода, поэтому углерод находится в свободном состоянии в виде графита

Сравнительно мягкий и поддающийся механической обработке материал. Свободный углерод придаёт чугуну мягкость

Производство литых деталей (шестерни, колёса, трубы и т. д.), художественное литьё

Белый чугун

Содержит 1,7-4,3% С, более 4% Мп, но очень мало кремния. Углерод в основном содержится в виде цементита - карбида железа Fe 3 C

Твёрдый и хрупкий материал. Эти свойства придаёт цементит, который обладает большой твёрдостью

Переработка в сталь

Сталь - сплав на основе железа, содержащий менее 2% углерода. По химическому составу стали разделяют на два основных вида: углеродистая и легированная.

Углеродистая сталь представляет собой сплав железа главным образом с углеродом, но, в отличие от чугуна, содержание в ней углерода, а также марганца, кремния, фосфора и серы гораздо меньше. В зависимости от количества углерода стали подразделяют на мягкие (содержание углерода не превышает 0,3%), средней твёрдости (углерода несколько больше, чем в мягких) и твёрдые (углерода может быть до 2%). Из стали мягкой и средней твёрдости делают детали машин, трубы, болты, гвозди, скрепки и т. д., а из твёрдой - различные инструменты и посуду.

Легированная сталь - это тоже сплав железа с углеродом, только в него введены специальные, легирующие добавки: хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий и др.

Легирующие добавки придают сплаву особые качества. Так, хромоникелевые стали очень пластичные, прочные, жаростойкие, кислотоупорные, устойчивые против коррозии (ржавления). Их применяют в строительстве (например, облицовка колонн станции «Маяковская» московского метро выполнена из хромоникелевой стали (рис. 32)), а также для изготовления нержавеющих предметов домашнего обихода (ножей, вилок, ложек), всевозможных медицинских и других инструментов.

Рис. 32.
Станция метро «Маяковская», облицовка колонн которой выполнена из хромоникелевой стали

Хромомолибденовые и хромованадиевые стали очень твёрдые, прочные и жаростойкие. Их используют для изготовления трубопроводов, компрессоров, двигателей и многих других деталей машин современной техники. Хромовольфрамовые стали сохраняют большую твёрдость при очень высоких температурах. Они служат конструкционным материалом для быстрорежущих инструментов.

Свойства некоторых легированных сталей и области их применения представлены в таблице 5.

Таблица 5
Свойства некоторых легированных сталей и их применение

Легирующий элемент

Особые свойства стали

Изделия, для производства которых используется сталь

Твёрдость и коррозионная стойкость

Инструменты, резцы, зубила

Вязкость, механическая прочность, коррозионная стойкость

Турбины электростанций и реактивных двигателей, измерительные приборы, детали, работающие при высоких температурах

Марганец

Твёрдость, механическая прочность, устойчивость к ударам и трению

Детали дробильных установок, железнодорожные рельсы, зубья ковшей экскаваторов

Жаростойкость, механическая прочность при высоких температурах, коррозионная стойкость

В самолёто-, ракето- и судостроении. Химическая аппаратура

Вольфрам

Твёрдость и жаропрочность, износоустойчивость

Быстрорежущие инструменты, пилы, фрезы, штампы, нити электрических ламп

Молибден

Эластичность, жаростойкость, коррозионная стойкость

Лопасти турбин реактивных самолётов и автомобилей, броневые плиты, лабораторная посуда, детали электронных ламп

Устойчивость к воздействию кислот

Трансформаторы, кислотоупорные аппараты и приборы

Высокая прочность, упругость и устойчивость к ударам

Детали автомобилей, тракторов и других машин, подвергающиеся при работе ударам

Стали - это основа современного машиностроения, оборонной промышленности, ракетостроения и других отраслей промышленности.

В развитии современной металлургии стали большое значение имели работы Д. К. Чернова и П. П. Аносова.

Из цветных сплавов отметим бронзу, латунь, мельхиор, дюралюминий.

Бронза - сплав на основе меди с добавлением (до 20%) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому её используют в машиностроении для изготовления подшипников, поршневых колец, клапанов, арматуры и т. д. Используют бронзу также и для художественного литья (рис. 33).

Латунь - медный сплав, содержащий от 10 до 50% цинка. Применяют в моторостроении, для изготовления мебельной фурнитуры.

Мельхиор - сплав, содержащий около 80% меди и 20% никеля, похож по внешнему виду на серебро. Используют его для изготовления сравнительно недорогих столовых приборов и художественных изделий.

Дюралюминий (дюраль, дуралюмин) - сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний, марганец и никель. Имеет хорошие механические свойства, его применяют в самолётo- и машиностроении (рис. 34).

Рис. 34.
«Супер Джетт-100»

Новые слова и понятия

  1. Сплавы и их классификация.
  2. Чёрные металлы: чугуны и стали.
  3. Цветные металлы: бронза, латунь, мельхиор, дюралюминий.

Задания для самостоятельной работы

  1. Какой период в истории человечества называют бронзовым веком? Почему?
  2. Вычислите количества веществ меди и никеля, которые нужно взять для производства 25 кг мельхиора.
  3. Что объединяет два выражения: «легирующие элементы стали» и «привилегированное положение в обществе»?
  4. Вычислите объём водорода (н. у.), который образуется при растворении 100 г латуни, содержащей 13% цинка, в соляной кислоте.
  • " onclick="window.open(this.href," win2 return false >Печать
  • E-mail
Подробности Категория: Металл

Металлы и сплавы


В промышленности металлы применяются в основном в виде сплавов : черных (чугун, сталь) и цветных (бронза, латунь, дюралюминий и др.)

.
Сталь и чугун - это сплавы железа с углеродом . Но в стали содержание углерода немного меньше, чем в чугуне.

В чугуне содержится от 2 до 4% углерода. В состав чугуна входят также кремний, марганец, фосфор и сера. Чугун - хрупкий твердый сплав. Поэтому его используют в тех изделиях, которые не будут подвергаться ударам. Например, из чугуна отливают радиаторы отопления, станины станков и другие изделия.

Сталь , как и чугун, имеет примеси кремния, фосфора, серы и других элементов, но в меньшем количестве.
Сталь не только прочный, но и пластичный металл. Благодаря этому она хорошо поддается механической обработ ке. Сталь бывает мягкой и твердой .


Более твердая сталь используется для изготовления проволоки, гвоздей, шурупов, заклепок и других изделий.

Из очень твердой стали делают металлические конструкции (конструкционная сталь ) и режущие инструменты (инструментальная сталь). Инструментальная сталь имеет большую, чем конструкционная, твердость и прочность.

Добавление в сталь таких элементов, как хром, никель, вольфрам, ванадий , позволяет получить сплавы с особыми физическими свойствами - кислотостойкие, нержавеющие, жаропрочные и т. д.

Чугун выплавляют из железной руды в доменных печах . Руду вместе с коксом (специально обработанным углем, который дает при горении высокую температуру) загружают в доменную печь сверху. Снизу в домну все время вдувают чистый горячий воздух, чтобы кокс лучше горел. Внутри печи образуется высокая температура, руда плавится, и полученный чугун стекает на дно печи. Расплавленный металл вытекает из отверстия домны в ковши. Из смеси чугуна со стальным ломом в мартеновских печах, конверторах и электропечах получают сталь.


Из цветных сплавов наиболее широко применяются бронза, латунь и дюралюминий .

Бронза - желто-красный сплав на основе меди с добавлением олова, алюми ния и других элементов. Отличается высокой прочностью, стойкостью против коррозии. Из бронзы отливают художественные изделия, делают сантехническую арматуру, трубопроводы, детали, работающие в условиях трения и повышенной влажности.

Латунь - сплав меди с цинком , желтого цвета. Имеет высокую твердость, пластичность, коррозийную стойкость. Выпускается в виде листов, проволоки, шестигранного проката и применяется чаще всего для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности.

Дюралюминий - сплав алюминия с медью, цинком, магнием и другими металлами, серебристого цвета. Обладает высокими антикоррозийными свойствами, хорошо обрабатывается. Дюралюминий широко применяют в авиастроении, машиностроении и строительстве, где требуются легкие и прочные конструкции.

Основные свойства металлов

Вы знаете, что металлы обладают различными свойствами . Одни из них мягкие, вязкие , другие твердые, упруг ие или хрупкие . Знать свойства металлов необходимо для того, чтобы правильно определить наиболее подходящий для того или иного изделия материал.

Физические свойства.

К этим свойствам относятся: цвет, удельный вес, теплопроводность, электропроводность, температура плавления .

Цвет металла или сплава является одним из признаков, позволяющих судить о его свойствах.
Металлы различаются по цвету. Например, сталь - сероватого цвета , цинк - синевато-белого , медь - розовато-красного .
При нагреве по цвету поверхности металла можно примерно определить, до какой температуры он нагрет, что особо важно для сварщиков. Однако некоторые металлы (алюминий) при нагреве не меняют цвета.

Поверхность окисленного металла имеет иной цвет, чем не окисленного.

Удельный вес - вес одного кубического сантиметра вещества, выраженный в граммах . Например, углеродистая сталь имеет удельный вес, равный 7,8 г/см3. В авто- и авиастроении вес деталей является одной из важнейших характеристик, поскольку конструкции должны быть не только прочными, но и легкими. Чем больше удельный вес металла, тем более тяжелым (при равном объеме) получается изделие.

Теплопроводность - способность металла проводить тепло - измеряется количеством тепла, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1 см2 за 1 мин. Чем больше теплопроводность, тем труднее нагреть кромки свариваемой детали до нужной температуры.

Температура плавления - температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое . У стали, например, температура плавления гораздо более высокая, чем у олова.

Чистые металлы плавятся при одной постоянной температуре, а сплавы - в интервале температур.

Механические свойства.

К механическим свойствам металлов и сплавов относятся прочность, твердость, упругость, пластичность, вязкость .
Эти свойства обычно являются решающими показателями, по которым судят о пригодности металла к различным условиям работы.

Прочность - способность металла сопротивляться разрушению при действии на него нагрузки .

Твердость - способность металла сопротивляться внедрению в его поверхность другого более твердого тела . Если ударить молотком по кернеру, поставленному на стальную пластинку, образуется небольшая лунка. Если то же самое сделать с пластинкой из меди, лунка будет больше. Это свидетельствует о том, что сталь тверже меди.

Упругость - свойство металла восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия нагрузки . Высокой упругостью должна обладать, например, рессоры и пружины, поэтому они изготовляются из специальных сплавов. Попробуйте одновременно растянуть и отпустить пружины из стальной и медной проволоки. Вы увидите, что первая вновь сожмется, а вторая останется в том же положении. Значит, сталь более упругий материал, чем медь.

Пластичность - способность металла изменять форму и размеры под действием внешней нагрузки и сохранять новую форму и размеры после прекращения действия сил . Пластичность - свойство, обратное упругости. Чем больше пластичность, тем легче металл куется, штампуется, прокатывается.

Вязкость - способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Например, если наносить удары по чугунной плите, она разрушится. Чугун - хрупкий металл. Вязкость - свойство, обратное хрупкости. Вязкие металлы применяются в тех случаях, когда детали при работе подвергаются ударной нагрузке (детали вагонов, автомобилей и т. п.).

В своей повседневной жизни окружен различными металлами. В большинстве предметов, которыми мы пользуемся, присутствуют эти химические вещества. Это все произошло потому, что люди нашли разнообразные способы получения металлов.

Что такое металлы

Этими ценными для людей веществами занимается неорганическая химия. Получение металлов позволяет человеку создавать все более совершенную технику, совершенствующую нашу жизнь. Что же они собой представляют? Прежде чем рассмотреть общие способы получения металлов, необходимо разобраться, какими они бывают. Металлы представляют собой группу химических элементов в виде простых веществ, обладающую характерными свойствами:

Тепло- и электропроводностью;

Высокой пластичностью;

Блеском.

Человек легко может отличить их от других веществ. Характерной чертой всех металлов является наличие особого блеска. Он получается благодаря отражению падающих лучей света на не пропускающую их поверхность. Блеск - это общее свойство всех металлов, но ярче всего оно проявляется у серебра.

На сегодняшний день учеными открыто 96 таких химических элементов, хотя еще не все из них признаны официальной наукой. Их разбивают на группы в зависимости от присущих им характерных свойств. Так выделяют следующие металлы:

Щелочные - 6;

Щелочноземельные - 6;

Переходные - 38;

Легкие - 11;

Полуметаллы - 7;

Лантаноиды - 14;

Актиноиды - 14.

Получение металлов

Для того чтобы изготовить сплав, необходимо в первую очередь получить металл из природной руды. Самородные элементы - это те вещества, которые находятся в природе в свободном состоянии. К ним относится платина, золото, олово, ртуть. Их отделяют от примесей механически или с помощью химических реагентов.

Остальные металлы добывают путем обработки их соединений. Они содержатся в различных ископаемых. Руда - это минералы и горные породы, в состав которых входят соединения металлов в виде оксидов, карбонатов или сульфидов. Для их получения используют химическую обработку.

Восстановление оксидов углем;

Получение олова из оловянного камня;

Обжигание сернистых соединений в специальных печах.

Для облегчения добывания металлов из рудных пород к ним добавляют различные вещества, называемые флюсами. Они помогают удалять нежелательные примеси, такие как глина, известняк, песок. В результате этого процесса получаются легкоплавкие соединения, называемые шлаками.

При наличии значительного количества примесей руду перед выплавкой металла обогащают путем удаления большой части ненужных компонентов. Наиболее широко применяемые способы данной обработки - флотация, магнитный и гравитационный способ.

Щелочные металлы

Массовое получение щелочных металлов - более сложный процесс. Это обусловлено тем, что они встречаются в природе только в виде химических соединений. Поскольку они являются восстановителями, их получение сопровождается высокими энергетическими затратами. Существует несколько способов добывания щелочных металлов:

Литий можно получить из его оксида в вакууме или путем электролиза расплава его хлорида, образующегося при переработке сподумена.

Натрий добывают путем прокаливания соды с углем в плотно закрытых тиглях или электролизом расплава хлорида с добавлением кальция. Первый способ наиболее трудоемкий.

Калий получают электролизом расплава его солей либо, пропуская пары натрия через его хлорид. Также он образуется при взаимодействии расплавленного гидроксида калия и жидкого натрия при температуре 440°С.

Цезий и рубидий добывают при помощи восстановления их хлоридов кальцием при 700-800 °С или цирконием при 650 °С. Получение щелочных металлов таким способом является крайне энергоемким и дорогостоящим.

Различия между металлами и сплавами

Принципиально четкой границы между металлами и их сплавами практически не существует, поскольку даже самые чистые, простые вещества имеют какую-то долю примесей. Так в чем же различие между ними? Практически все металлы, используемые в промышленности и в других отраслях народного хозяйства, используются в виде сплавов, полученных целенаправленно путем добавления к основному химическому элементу других компонентов.

Сплавы

Техника нуждается в разнообразных металлических материалах. При этом чистые химические элементы практически не применяются, поскольку они не обладают необходимыми для людей свойствами. Для своих нужд мы изобрели разные способы получения сплавов. Под этим термином подразумевается макроскопически однородный материал, который состоит из 2 или нескольких химических элементов. При этом в сплаве преобладают металлические компоненты. Это вещество имеет свою структуру. В сплавах различают следующие составляющие:

Основа, состоящая из одного или нескольких металлов;

Малые добавки модифицирующих и легирующих элементов;

Неудаленные примеси (технологические, природные, случайные).

Именно сплавы металлов являются основным конструкционным материалом. В технике их насчитывают более 5000.

Несмотря на такое многообразие сплавов, наибольшее значение для людей играют те, основу которых составляет железо и алюминий. Именно они чаще всего встречаются в повседневной жизни. Виды сплавов бывают различными. Причем их разделяют по нескольким критериям. Так применяются различные способы изготовления сплавов. По данному критерию их делят на:

Литые, которые получены путем кристаллизации расплава смешанных компонентов.

Порошковые, созданные при помощи прессования смеси порошков и последующего спекания при высокой температуре. Причем зачастую компонентами таких сплавов являются не только простые химические элементы, но и их различные соединения, такие как карбиды титана или вольфрама в твердых сплавах. Их добавление в тех или иных количествах изменяет материалов.

Способы получения сплавов в виде готового изделия или заготовки разделяют на:

Литейные (силумин, чугун);

Деформируемые (стали);

Порошковые (титан, вольфрам).

Типы сплавов

Способы получения металлов бывают разными, при этом и изготовленные благодаря им материалы обладают различными свойствами. В твердом агрегатном состоянии сплавы бывают:

Гомогенными (однородными), состоящими из кристаллов одного типа. Их часто называют однофазными.

Гетерогенными (неоднородными), именуемые многофазными. При их получении в качестве основы сплава берется твердый раствор (матричная фаза). Состав гетерогенных веществ такого типа зависит от состава его химических элементов. В таких сплавах могут быть следующие компоненты: твердые растворы внедрения и замещения, химические соединения (карбиды, интерметаллиды, нитриды), кристаллиты простых веществ.

Свойства сплавов

Вне зависимости от того, какие способы получения металлов и сплавов используются, их свойства полностью определяются кристаллической структурой фаз и микроструктурой этих материалов. У каждого из них они разные. Макроскопические свойства сплавов зависят от их микроструктуры. Они в любых случаях отличаются от характеристик их фаз, зависящих исключительно от кристаллической структуры материала. Макроскопическая однородность гетерогенных (многофазных) сплавов получается в результате равномерного распределения фаз в матрице металла.

Важнейшим свойством сплавов считается свариваемость. В остальном они идентичны металлам. Так, сплавы обладают тепло- и электропроводностью, пластичностью и отражательной способностью (блеском).

Разновидности сплавов

Различные способы получения сплавов позволили человеку изобрести большое количество металлических материалов, обладающих различными свойствами и характеристиками. По своему назначению они делятся на такие группы:

Конструкционные (сталь, дюралюминий, чугун). К данной группе относятся и сплавы со специальными свойствами. Так они отличаются искробезопасностью или антифрикционными свойствами. К ним относятся латуни и бронзы.

Для заливки подшипников (баббит).

Для электронагревательной и измерительной аппаратуры (нихром, манганин).

Для производства режущих инструментов (победит).

В производстве люди используют и другие виды металлических материалов, таких как легкоплавкие, жаропрочные, коррозионностойкие и аморфные сплавы. Также широкое применение находят магниты и термоэлектрики (телуриды и селениды висмута, свинца, сурьмы и другие).

Железные сплавы

Практически все выплавляемое на Земле железо направляется на производство простых и Также оно используется в производстве чугуна. Сплавы железа получили свою популярность благодаря тому, что обладают полезными для человека свойствами. Они были получены в результате добавления к простому химическому элементу различных компонентов. Так, несмотря на то, что различные сплавы железа изготавливаются на основе одного вещества, стали и чугуны обладают различными свойствами. Благодаря этому они находят разные сферы применения. Большинство сталей тверже чугуна. Различные методы получения этих металлов позволяют получать разные сорта (марки) этих сплавов железа.

Улучшение свойств сплавов

Благодаря сплавлению некоторых металлов и других химических элементов можно получить материалы с улучшенными характеристиками. Так, например, чистого алюминия составляет 35 МПа. При получении сплава этого металла с медью (1,6%), цинком (5,6%), магнием (2,5%) этот показатель превышает 500 МПа.

Благодаря соединению в разных соотношениях различных химических веществ можно получить металлические материалы с улучшенными магнитными, термическими или электрическими свойствами. Главную роль в этом процессе играет структура сплава, представляющая собой распределение его кристаллов и тип связей между атомами.

Стали и чугуны

Эти сплавы получаются путем и углерода (2%). При производстве легированных материалов к ним добавляются никель, хром, ванадий. Все обычные стали подразделяют на виды:

Малоуглеродистая (0,25 % углерода) используется для изготовления различных конструкций;

Высокоуглеродистая (более 0,55%) предназначена для производства режущих инструментов.

Различные марки легированных сталей применяются в машиностроении и другой продукции.

Сплав железа с углеродом, процентное содержание которого составляет 2-4%, называется чугуном. В состав этого материала входит и кремний. Из чугуна отливают различные изделия, обладающие хорошими механическими свойствами.

Цветные металлы

Помимо железа, для изготовления различных металлических материалов используются и другие химические элементы. В результате их соединения получают цветные сплавы. В жизни людей наибольшее применение нашли материалы на основе:

Меди, называемые латунями. Они содержат 5-45% цинка. Если его содержание составляет 5-20%, то латунь называется красной, а если 20-36%- желтой. Существуют сплавы меди с кремнием, оловом, бериллием, алюминием. Они называются бронзами. Имеется несколько видов таких сплавов.

Свинца, представляющие собой обычный припой (третник). В этом сплаве на 1 часть данного химического вещества припадает 2 части олова. При производстве подшипников применяется баббит, который являет собой сплав свинца, олова, мышьяка и сурьмы.

Алюминия, титана, магния и бериллия, представляющие собой легкие цветные сплавы, обладающие высокой прочностью и отличными механическими свойствами.

Способы получения

Основные способы получения металлов и сплавов:

Литейный, при котором происходит затвердевание разных расплавленных компонентов. Для получения сплавов используют пирометаллургический и электрометаллургический методы получения металлов. При первом варианте для разогрева сырья используют тепловую энергию, полученную в процессе сгорания топлива. Пирометаллургическим методом получают стали в мартеновских печах и чугуны в домнах. При электрометаллургическом способе сырье нагревают в индукционных или дуговых электрических печах. При этом сырье расславляется очень быстро.

Порошковый, при котором для изготовления сплава используются порошки его компонентов. Благодаря прессованию им придают определенную форму, а затем спекают в специальных печах.

Металлы и их сплавы

Металлами являются вещества, характеризующиеся в обычных условиях высокими электро- и теплопроводностью, ковкостью, "металлическим" блеском, непрозрачностью и дру­гими свойствами, обусловленными наличием в их кристалличе­ской решетке большого количества не связанных с атомными ядрами подвижных электронов проводимости.

В технике металлы принято делить на черные (железо и сплавы на его основе) и цветные (все остальные).

Свойства металлов объясняются особенностями их стро­ения:

Расположением и характером движения электронов в атомах;

Расположением атомов, ионов и молекул в пространстве;

Размерами, формой и характером кристаллических об­разований.

Особенности атомного строения определяют характер вза­имодействия металлов, способность их давать различного рода соединения, в которые входят несколько металлов, металлы с неметаллами и т. д.

При разных температурах некоторые химические элемен­ты имеют 2 и более устойчивых типа кристаллических решеток. Существование одного металла в различных кристаллических формах (модификациях) при разных температурах называется полиморфизмом, или аллотропией, а переход из одного строе­ния в другое - полиморфным (аллотропическим) превращени­ем. Аллотропические формы, получающиеся в результате поли­морфного превращения, обычно обозначают начальными буква­ми греческого алфавита.

К таким полиморфным металлам относятся, например, ко­бальт (Со), олово (Sn), марганец (Мn), железо (Fe). В свою очередь изменение строения кристаллической решетки вызыва­ет изменение свойств - механических, химических и магнит­ных свойств, электропроводности, теплопроводности, тепло­емкости и др.

К металлам, которые имеют только один тип кристалличе­ской решетки и называются изоморфными, относятся алюми­ний (Аl), медь (Сu), никель (Ni), хром (Сr), ванадий (W) и др. Наиболее полную информацию о строении и свойствах метал­лов получают при использовании комплекса методов исследо­ваний:

Структурных (основаны на непосредственном наблюде­нии строения металла или сплава: макроскопический анализ, микроскопический анализ и пр.);

Физических (основаны на измерении различных физиче­ских свойств: тепловых, магнитных и пр.).

Так, например, метод элементного микроанализа измене­ния поверхности стоматологических сплавов в условиях рото­вой полости применяется многими исследователями [Гэни Г. с соавт., 1989].

Металлические сплавы - это макроскопически одно­родные системы, состоящие из двух или более металлов с ха­рактерными металлическими свойствами. В широком смысле сплавами называются любые однородные системы, получаемые сплавлением металлов, неметаллов, оксидов, органических ве­ществ.

Структура и свойства чистых металлов существенно отли­чаются от структуры и свойств сплавов, состоящих из двух и более металлов. По количеству элементов (компонентов спла­ва) различают двух-, трех- или многокомпонентные сплавы.

Образование новых однородных веществ при взаимном проникновении атомов называют фазами сплава.

В расплавленном состоянии все компоненты обычно нахо­дятся в атомарном состоянии, образуя неограниченный жидкий однородный раствор, в любой точке которого химический со­став статистически одинаков. При затвердевании расплава ато­мы компонентов укладываются в порядке кристаллической ре­шетки, образуя твердое кристаллическое вещество - сплав.

Существуют три типа взаимоотношений компонентов сплава:

1) образование механической смеси, когда каждый эле­мент кристаллизуется самостоятельно, при этом свойства сплава будут усредненными свойствами элементов, которые его об­разуют;

2) образование твердого раствора, когда атомы компонен­тов образуют кристаллическую решетку одного из элементов, являющегося растворителем, при этом тип решетки основного металла сохраняется;

3) образование химических соединений, когда при крис­таллизации разнородные атомы могут соединяться в опреде­ленной пропорции с образованием нового типа решетки, отли­чающейся от решеток металлов сплава. Образование химичес­кого соединения - сложный процесс, при котором создается новое вещество с новыми качествами, а решетка при этом име­ет более сложное строение. Соединение теряет основное свой­ство металла - способность к пластической деформации, ста­новится хрупким.

Соответственно этому, свойства сплавов будут зависеть от того, какие фазы в них образуются: твердые растворы, химиче­ские соединения или смеси чистых металлов. Если атомные объемы двух металлов и их температуры плавления резко отли­чаются, то в жидком состоянии такие элементы обладают, как правило, ограниченной растворимостью.

В то же время неограниченную растворимость, т.е. способ­ность образовывать твердые растворы в любых пропорциях, имеют только металлы с кристаллической решеткой одного ти­па. Металлы, расположенные недалеко друг от друга в табли­це Менделеева (Сu и Ni; Fe и Ni; Fe и Cr; Fe и Со; Со и Ni), или расположенные в одной группе (As и Sb; Аu и Ag; Аu и Сu; Big и Sb), имеют неограниченную растворимость.

Таким образом, взаимодействие элементов в сплавах и ха­рактер образующейся структуры определяются положением элементов в таблице Менделеева, типом кристаллической ре­шетки, размерами атомов, то есть физической природой эле­ментов.

Зависимость свойств от состава сплавов:

1) в сплавах, имеющих структуру механических смесей, свойства изменяются в основном прямолинейно. Некоторые свойства механических смесей, в первую очередь твердость и прочность, зависят от размеров частиц (то есть от степени дис­персности) - значительно повышаются при измельчении;

2) в сплавах - твердых растворах свойства изменяются по криволинейной зависимости;

3) при образовании химических соединений свойства изме­няются скачкообразно.

Многие физические и механические свойства сплавов чет­ко зависят от структуры, однако некоторые технологические свойства, такие, как литейные (т. е. способность обеспечить хо­рошее качество отливки) или свариваемость, зависят не столь­ко от структуры, сколько от того, в каких температурных ус­ловиях проходило затвердевание сплавов.

Так, например, стоматологические сплавы золота, отлитые в форму и быстро охлажденные в воде, будут иметь вид твердо­го раствора, отличающегося характерной мягкостью, ковкостью и меньшей прочностью, чем сплавы с упорядоченным расположе­нием атомов [Копейкин В. Н., 1995]. Однако если ту же отливку охлаждать медленно до комнатной температуры, то твердый рас­твор, превалирующий при температуре больше 424° С, полностью переходит в фазу AuCu путем перераспределения атомов в про­странственной кристаллической решетке в более упорядоченную структуру. Это приводит к повышению прочности и твердости при потере ковкости сплава. Сплавы с высоким содержанием зо­лота (выше 88%) не образуют упорядоченной фазы.

Поэтому о зависимости механических и физических свойств однофазных сплавов (а и р) говорят следующие поло­жения, известные из курса металловедения:

Твердость, прочность и электросопротивление твердых растворов выше, чем у чистых металлов;

Электропроводность и температурный коэффициент эле­ктросопротивления у твердых растворов ниже, чем у чистых металлов;

Электрохимический потенциал при этом изменяется по плавной кривой.

Помимо свойств металлической матрицы, имеющей опреде­ленную кристаллическую решетку и тем самым определяющую основные параметры механических свойств, на последние могут оказывать влияние дополнительное легирование такими элемен­тами, как молибден, вольфрам, ниобий, углерод, азот и др. Присутствие их в сплавах даже в небольших количествах значи­тельно повышает прочность, износостойкость, жаропрочность и другие свойства, необходимые при эксплуатации конструкций.

Добавка небольших количеств (0,005%) иридия и рутения превращает грубую зернистую структуру сплавов золота в мел­козернистую, что дает возможность улучшить на 30% проч­ность на растяжение и предел прочности при удлинении, не влияя при этом на твердость и предел текучести. Особенно эф­фективно увеличивается прочность при легировании кобальто-хромовых сплавов 4-6% молибденом и дополнительно 1-2% ни­обия в присутствии 0,3% углерода. В металлических сплавах об­разуются различные химические соединения как между двумя или несколькими металлами (их называют интерметаллидами), так и между металлом и неметаллом (карбиды, оксиды и т. д.).

Наличие неметаллических включений в структуре сплава ве­дет к образованию усталости, трещин, внутренних пор и полос­тей, коррозионному растрескиванию отливок, что приводит в ко­нечном счете к разрушению. Неметаллические включения играют существенную роль в процессе вязкого и усталостного разруше­ния. Основу неметаллических включений в сплаве Виталлиум со­ставляет марганец и кремний. В кобальтохромовом сплаве (КХС) содержатся включения нитридов титана и силикаты.

В связи с усталостью металла появляются микротрещины на границе неметаллических включений, зерен металла, кото­рые в процессе циклического нагружения увеличивают свои размеры, образуя магистральную трещину, приводящую к раз­рушению металла.

Основной характеристикой, определяемой при испытании на усталость материала, является предел выносливости - наи­большее напряжение, которое может выдержать материал без разрушения при произвольно большом числе перемен (циклов) нагрузки. Максимальное напряжение, не вызывающее разруше­ния, соответствует пределу выносливости.

Кроме механических испытаний, металлические материалы подвергаются технологическим испытаниям (изгиб, перегиб и др.) с целью определения их пригодности к различным техно­логическим операциям в процессе использования.

Приложение к образцу нагрузки при механическом испы­тании приводит к деформации.

Физико-механические свойства металлов и сплавов металлов. Металлы имеют различные цветовые от­тенки почти всего спектра, однако, как правило, для недраго­ценных металлов это серый, голубоватый, синеватый различной степени выраженности и разных комбинаций. Для драгоценных металлов характерны желто-оранжевая гамма и белесовато-се­ребристый оттенок, эти вещества обладают достаточно высокой плотностью. Так, плотность золотосодержащих сплавов состав­ляет 14-18 г/см 3 , плотность кобальтохромовых сплавов равна 8,4 г/см 3 , плотность никелехромовых сплавов - 8,2 г/см 3 . Как уже указывалось, они теплопроводны и электропроводны, а также расширяются и сжимаются соответственно при нагрева­нии и охлаждении.

Температура плавления у металлов широко варьирует. В связи с этим выделяют легкоплавкие металлы с температурой плавления ниже, чем у чистого олова (232° С), а также туго­плавкие металлы, температура плавления которых выше, чем у железа (1535° С). Между этими полюсами расположены средние температуры плавления, свойственные большинству метал­лов и сплавов. Температура плавления и температура затверде­вания чистых металлов всегда постоянны, и, пока не исчезнет одна фаза - расплавление твердой части при нагревании или затвердевание жидкой части при охлаждении,- температура остается неизменной.

Пластическая деформация приводит к изменению физиче­ских свойств металла, а именно:

Повышению электросопротивления;

Уменьшению плотности;

Изменению магнитных свойств.

Все внутренние изменения, которые происходят при плас­тической деформации, вызывают упрочнение металла. Прочно­стные характеристики (временное сопротивление, предел теку­чести, твердость) повышаются, а пластические - снижаются.

Нагартованные (имеющие наклеп) металлы более склонны к коррозионному разрушению при эксплуатации. Для полного снятия наклепа металлы подвергаются рекристаллизационному отжигу, то есть процессу возникновения и роста новых неде-формированных кристаллических зерен поликристалла за счет других зерен.

Рекристаллизацию применяют на практике для придания материалу наибольшей пластичности. Причем она протекает особенно интенсивно в пластически деформированных матери­алах при более высоких температурах. Температура рекристал­лизации имеет важное практическое значение. Чтобы восстано­вить структуру и свойства наклепанного (нагартованного) ме­талла (например, при продолжении штамповки коронки под прессом после наколачивания гильзы на мелотовой модели), его надо нагреть выше температуры рекристаллизации.

Совокупность свойств, характеризующих сопротивление металла и сплава действию приложенных к нему внешних меха­нических сил (нагрузок), принято называть механическими свойствами.

Силы могут быть приложены в виде нагрузки:

Статической (плавно возрастающей);

Динамической (возрастающей резко и с большой скоро­стью);

Повторно-переменной (многократно прикладываемой, изменяющейся по величине и направлению).

Соответственно этому механические испытания разделя­ют на:

Статические (растяжение, сжатие, изгиб, кручение, твердость);

Динамические (ударный изгиб);

Усталостные (при повторно-переменном приложении на­грузки);

Высокотемпературные (например, на длительную проч­ность). Как правило, все испытания проводят в определенных условиях на образцах заданной формы и размера, т. е. по меж­дународным и по принятым в данной стране стандартам, что обеспечивает сопоставимость полученных результатов и пра­вильную их интерпретацию.

При растяжении или сжатии образец обладает способнос­тью сопротивляться упругим деформациям, что определяет же­сткость материала - модуль упругости Е. Размерность моду­ля упругости Е в системе СИ - Паскаль (Па, Н/м 2) или Мега-паскаль (МПа, Н/мм 2). Предел упругости указывается следую­щим образом - d 0,05 .

Для металлов характерна высокая прочность. При этом од­ни из них могут быть пластичными или упругими (пружинящи­ми), другие, наоборот, хрупкими. Предельная прочность золо­тых сплавов ниже прочности литых кобальтохромовых сплавов. Высокая прочность затрудняет отделку конструкции протеза, но противостоит повреждениям при его эксплуатации (в пер­вую очередь истиранию).

Из всех механических испытаний твердость определяется чаще всего, так как метод прост в применении.

Основными методами определения твердости являются ме­тоды внедрения в поверхность испытываемого металла стан­дартных наконечников из твердых недеформирующихся мате­риалов под действием статических нагрузок:

Метод Бринелля (вдавливание стального шарика опреде­ленного диаметра);

Метод Роквелла (вдавливание алмазного конуса или стального закаленного шарика диаметром 1,58 мм);

Метод Виккерса (вдавливание четырехгранной алмазной пирамиды с квадратным основанием).

Показателем твердости по Бринеллю является число твердо­сти, обозначаемое НВ (Н - Hardness, англ.- твердость, В - ини­циал фамилии автора метода - Brinell). Методом Бринелля мож­но испытывать материалы с твердостью не более НВ 450. Твер­дость по Бринеллю выражается в кгс/мм 2 . Если нагрузка выраже­на в ньютонах (Н), то число твердости по Бринеллю выражается в МПа. При этом размерность записывается так: НВ 320 МПа.

Твердость по Роквеллу обозначают HRA, HRB, HRC, (в за­висимости от применяемой шкалы А, В или С). Твердость по Виккерсу (HV) имеет такую же размерность, как числа твердо­сти по Бринеллю, т. е. МПа или кгс/мм. Числа твердости по Виккерсу и Бринеллю для материалов с твердостью до HV 400-450 фактически совпадают.

Твердость как характеристика сплава тесно связана с дру­гими его параметрами. Так, например, по мере повышения твердости сплавов золота предел текучести и прочность на рас­тяжение также увеличиваются, а при повышении твердости и прочности удлинение снижается.

Микротвердость сплава металлов можно изменять в про­цессе литья воздействием на него электромагнитного поля раз­личной частоты, что позволяет получить сплав с заданными свойствами [Бобров А. П., 2001].

В результате циклических напряжений металл "устает", прочность его снижается, и наступает разрушение образца (протеза). Такое явление называют усталостью, а сопротивле­ние усталости - выносливостью. Разрушение от усталости происходит всегда внезапно вследствие накопления металлом необратимых изменений, которые приводят к возникновению микроскопических трещин - трещин усталости, возникающих в поверхностных зонах образца. При этом чем больше на по­верхности царапин, выбоин и других дефектов, вызывающих концентрацию напряжения, тем быстрее образуются трещины усталости.

Химические свойства металлов и сплавов ме­таллов. К ним относятся растворимость, окисляемость, кор­розионная стойкость.

Способность металлов растворять различные элементы позволяет при повышенных температурах атомам вещества, ок­ружающего поверхность металла, диффундировать внутрь него, создавая поверхностный слой измененного состава.

При этой обработке изменяется не только состав, но и структура поверхностных слоев, а также часто и сердцевина. Такая обработка называется химико-термической.

Коррозия (от лат. corrosio - разъедание) - разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его вза­имодействии с внешней средой.

Коррозионная стойкость - способность материалов со­противляться коррозии. У металлов и сплавов коррозионная стойкость определяется скоростью коррозии, то есть массой материала, превращенной в продукты коррозии, с единицы по­верхности в единицу времени, либо толщиной разрушенного слоя в миллиметрах в год.

Коррозионная усталость - понижение предела выносли­вости металла или сплава при одновременном воздействии цик­лических напряжений и коррозионной среды. Различают, по крайней мере, 3 формы коррозионного разрушения: равномер­ную, местную, межкристаллическую коррозию.

Равномерная коррозия разрушает металл, мало влияя на его механическую прочность. Она встречается у серебряного припоя.

Местная коррозия приводит к разрушению только отдель­ных участков металла и проявляется в виде пятен и точечных поражений различной глубины. Она возникает в случае неодно­родной поверхности, при наличии включений или внутренних напряжений при грубой структуре металла. Этот вид коррозии снижает механические свойства деталей.

Межкристаллическая коррозия характеризуется разруше­нием металла по границе зерен (кристаллов). При этом наруша­ется связь между кристаллами, и агрессивная среда, проникая вглубь, разрушает металл. Ей особенно подвержены нержавею­щие стали.

Кристаллы обладают симметрией атомной структуры, со­ответствующей ей симметрией внешней формы, а также анизо­тропией физических свойств (т.е. зависимостью свойств от формы и вида кристалла). Кристаллы - равновесное состояние твердых тел: каждому веществу, находящемуся при данных температуре и давлении, в кристаллическом состоянии соответ­ствует определенная атомная структура. При изменении внеш­них условий структура кристаллов может измениться.

Химическая коррозия - взаимодействие металла с агрес­сивными средами, не проводящими электрического тока. Так, сильное нагревание железа в присутствии кислорода воздуха сопровождается образованием оксидов (окалины). Образующа­яся окисная пленка может защищать металл от диффузии в не­го агрессивного агента.

В условиях полости рта металлы находятся во влажной среде ротовой жидкости. Последняя, являясь электролитом, создает условия для электрохимической коррозии металличес­ких пломб, вкладок и других металлических протезов.

Характеристика сплавов, применяемых в орто­педической стоматологии. В настоящее время в стомато­логии используется свыше 500 сплавов. Международными стан­дартами (ISO, 1989) все сплавы металлов разделены на следую­щие группы:

1. Сплавы благородных металлов на основе золота.

2. Сплавы благородных металлов, содержащих 25-50% зо­лота или платины, или других драгоценных металлов В специальной литературе до последнего времени встречается лексическая подмена двух терминов - благородный металл и драго­ценный металл, которые не являются синонимами: драгоценный указывает на стоимость металла, а благородный - относится к его хими­ческим свойствам. Поэтому элементы золото и платина являются как благородными, так в драгоценными, палладий - благородный, но намного дешевле. Серебро завоевало место в классификации драгоценных металлов, но не является благородным металлом. Прим. редакторов ).

3. Сплавы неблагородных металлов.

4. Сплавы для металлокерамических конструкций:

а) с высоким содержанием золота (>75%);

б) с высоким содержанием благородных металлов (золота и платины или золота и палладия - > 75%);

в) на основе палладия (более 50%);

г) на основе неблагородных металлов:

Кобальта (+ хром > 25%, молибден > 2%);

Никеля (+ хром > 11%, молибден > 2%).

Более упрощенно выглядит классическое подразделение на благородные и неблагородные сплавы.

Кроме того, применяемые в ортопедической стоматологии сплавы можно классифицировать по другим признакам:

По назначению (для съемных, металлокерамических, металлополимерных протезов);

По количеству компонентов сплава;

По физической природе компонентов сплава;

По температуре плавления;

По технологии переработки и т. д.

Обобщая изложенное выше о металлах и сплавах метал­лов, нужно еще раз подчеркнуть основные общие требования, предъявляемые к сплавам металлов, применяемым в клинике ортопедической стоматологии:

1) биологическая индифферентность и антикоррозионная стойкость к воздействию кислот и щелочей в небольших кон­центрациях;

2) высокие механические свойства (пластичность, упру­гость, твердость, высокое сопротивление износу и др.);

3) наличие набора определенных физических (невысокой температуры плавления, минимальной усадки, небольшой плот­ности и т. д.) и технологических свойств (ковкости, текучести при литье и др.), обусловленных конкретным назначением.

Если сплав металлов предназначен для облицовывания ке­рамикой, ему необходимо отвечать следующим специфическим требованиям:

1) быть способным к сцеплению с фарфором;

2) температура плавления сплава должна быть выше тем­пературы обжига фарфора;

3) коэффициенты термического расширения (КТР) сплава и фарфора должны быть сходными.

Особенно важно соответствие коэффициентов термическо­го расширения двух материалов, что предупреждает возникно­вение силовых напряжений в фарфоре, которые могут привес­ти к отколу или трещине покрытия. В среднем коэффициент термического расширения у всех типов сплавов, которые ис­пользуются для облицовывания керамикой, колеблется от 13,8 × 10 -6 °С -1 до 14,8 × 10 -6 °С -1 .

Коэффициент термического расширения керамической мас­сы можно менять, вводя определенные добавки. Так, введение лейцита в керамическую массу позволяет изменять коэффициент термического расширения от 12,5 × 10 -6 °С -1 до 16 ×10 -6 °С -1 .

Сочетание высоких прочностных свойств литого металличе­ского каркаса зубного протеза и внешнего вида облицовки, до­статочно точно имитирующей внешний вид натуральных зубов, позволяют создать эффективные и эстетичные зубные протезы.

Как указывалось выше, применяющиеся в ортопедической стоматологии сплавы делятся на 2 основные группы - благо­родные и неблагородные.

Сплавы на основе благородных металлов подразделяются на:

Золотые;

Золото-палладиевые;

Серебряно-палладиевые.

Сплавы металлов благородных групп имеют лучшие литей­ные свойства и коррозионную стойкость, однако по прочности уступают сплавам неблагородных металлов.

Сплавы на основе неблагородных металлов включают:

Хромоникелевую (нержавеющую) сталь;

Кобальтохромовый сплав;

Никелехромовый сплав;

Кобальтохромомолибденовый сплав;

Сплавы титана;

Вспомогательные сплавы алюминия и бронзы для вре­менного пользования. Кроме того, применяется сплав на осно­ве свинца и олова, отличающийся легкоплавкостью.

Сплавы золота, платины и палладия. Указанные сплавы обладают хорошими технологическими свойствами, устойчивы к коррозии, прочны, токсикологически инертны. К ним реже, чем к другим металлам, проявляется идиосинкразия.

Чистое золото - мягкий металл. Для повышения упругос­ти и твердости в его состав добавляются так называемые лига­турные металлы - медь, серебро, платина.

Сплавы золота различаются по проценту его содержания. Чистое золото в метрической пробирной системе обозначается 1000-й пробой. В России до 1927 г. существовала золотниковая пробирная система. Высшая проба в ней соответствовала 96 зо­лотникам. Известна также английская каратная система, в ко­торой высшей пробой являются 24 карата.

Сплав золота 900-й пробы используется при протезирова­нии коронками и мостовидными протезами. Содержит 90% зо­лота, 6% меди и 4% серебра. Температура плавления равна 1063°С. Обладает пластичностью и вязкостью, легко поддается штамповке, вальцеванию, ковке, а также литью.

Сплав золота 750-й пробы применяется для каркасов дуго­вых (бюгельных) протезов, кламмеров, вкладок. Содержит 75% золота, по 8% меди и серебра, 9% платины. Обладает высокой упругостью и малой усадкой при литье. Эти качества приобре­таются за счет добавления платины и увеличения количества меди. Сплав золота 750-й пробы служит припоем когда в него добавляется 5-12 % кадмия. Последний снижает температуру плавления припоя до 800°С. Это дает возможность расплавлять его, не оплавляя основные детали протеза. Отбелом для золо­та служит соляная кислота (10-15%).

Супер-ТЗ - это "твердое золото", термически упрочняе­мый износостойкий сплав, который содержит 75% золота и имеет желтый цвет. Он универсален и технологичен - может использоваться для штампованных и литых стоматологических конструкций: коронок и мостовидных протезов.

Впервые в России начат выпуск золото-палладиевого спла­ва для металлокерамических зубных протезов Суперпал (И.Ю. ебеденко с соавт.), в состав которого входит 60% пал­ладия и 10% золота.

За рубежом для нужд ортопедической стоматологии про­изводятся сплавы драгоценных металлов с различным содержа­нием золота и драгоценных металлов, которые в связи с этим имеют разные механические свойства - М-Паладор, V -Классик, Стабилор- G , Стабилор- GL и др.

Вам также будет интересно:

Чем знаменит день 1 июня
Какая прекрасная дата - 1 июня! Первый день месяца, первый день лета, начало каникул для...
Условное подразделение тела животных на части и области
Анатомически наше тело разделено на топографические области с расположенными в их пределах...
«Мороз, Красный Нос», анализ поэмы Некрасова
Только покойница в белом была:Спит - молодая, спокойная,Знает, что будет в раю.Поцеловала и...
Маринад для сочной курицы
Курицу можно готовить всегда по-разному, меняя один только маринад. Она может напоминать...
Мыть полы во сне исламский сонник
Многие, видевшие такой сон, не стали задумываться о его толковании, так как такие обыденные...