Страница 205 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

• Что такое сталь? Чем сталь отличается от чугуна?

Что такое сталь?

Сталь — это сплав железа с углеродом, причём содержание углерода в сплаве не превышает $2,14\%$. На практике содержание углерода в большинстве сталей находится в диапазоне от $0,1\%$ до $1,5\%$. Кроме углерода, сталь почти всегда содержит и другие элементы — как постоянные примеси (марганец, кремний), так и легирующие добавки (хром, никель, молибден, ванадий и др.), которые вводятся специально для придания сплаву определённых свойств.

Благодаря своей прочности, пластичности, твёрдости и способности к различным видам обработки (ковка, сварка, резание), сталь является одним из самых важных и широко используемых конструкционных материалов в мире. Из неё изготавливают балки для строительства, детали машин и механизмов, инструменты, корпуса транспортных средств, трубы и многое другое.

Ответ: Сталь — это ковкий и деформируемый сплав железа с углеродом (содержание углерода до $2,14\%$) и другими элементами, являющийся важнейшим конструкционным материалом благодаря сочетанию прочности и пластичности.

Чем сталь отличается от чугуна?

Сталь и чугун — это сплавы железа с углеродом, но они кардинально различаются по своим свойствам и областям применения из-за разного содержания углерода.

Ключевые отличия:

1. Содержание углерода: Это главное различие. В стали содержание углерода составляет менее $2,14\%$. В чугуне содержание углерода выше — от $2,14\%$ до $4,5\%$ (иногда до $6,67\%$).

2. Механические свойства:
• Пластичность и хрупкость: Сталь — пластичный и вязкий материал. Её можно ковать, прокатывать, штамповать, она хорошо сопротивляется ударным нагрузкам. Чугун, наоборот, хрупок. Он не поддаётся пластической деформации и может разрушиться при сильном ударе.
• Прочность: Сталь обладает высокой прочностью на растяжение и изгиб. Чугун же лучше работает на сжатие, но плохо переносит растягивающие нагрузки.

3. Температура плавления: Чугун плавится при более низкой температуре (около $1150–1250^\circ\text{C}$), чем сталь (около $1450–1520^\circ\text{C}$). Благодаря этому чугун обладает прекрасными литейными свойствами — он более текуч в расплавленном состоянии и хорошо заполняет литейные формы.

4. Обрабатываемость: Сталь хорошо сваривается и обрабатывается давлением. Сварка чугуна затруднена из-за его хрупкости. Основные методы обработки чугуна — литьё и последующая обработка резанием.

5. Применение:
• Сталь используется там, где важна прочность на разрыв и пластичность: несущие конструкции, рельсы, инструменты, детали автомобилей, оружие.
• Чугун используется для изготовления литых деталей сложной формы, не испытывающих ударных нагрузок: станины станков, блоки цилиндров двигателей, радиаторы отопления, сантехнические трубы, посуда (сковороды), декоративное литьё.

Ответ: Сталь отличается от чугуна в первую очередь меньшим содержанием углерода (в стали — до $2,14\%$, в чугуне — свыше $2,14\%$). Из-за этого сталь пластична, прочна на разрыв и хорошо сваривается, в то время как чугун хрупок, хорошо работает на сжатие, имеет более низкую температуру плавления и отличные литейные свойства.

• Какие металлы относят к цветным?

Какие металлы относят к цветным?

К цветным металлам относят все металлы и их сплавы, в которых железо (лат. Ferrum) не является основным компонентом. Этим они отличаются от черных металлов, к которым относят железо и его сплавы (сталь, чугун).

Название «цветные» является техническим и условным. Оно исторически возникло для противопоставления металлам черной металлургии, которые обычно имеют темно-серый цвет. Хотя некоторые цветные металлы действительно имеют характерный цвет, отличный от серого, например, медь (красно-розовый) или золото (желтый), большинство из них, такие как алюминий, цинк, свинец, олово, серебро, имеют серебристо-белый или сероватый оттенок.

Цветные металлы классифицируют по различным признакам, чаще всего по физическим свойствам (плотности, температуре плавления) или по назначению. Основные группы цветных металлов:

• Тяжелые металлы — обладают высокой плотностью. К ним относятся медь, свинец, цинк, никель, олово.
• Легкие металлы — характеризуются малой плотностью. Наиболее распространенные — алюминий, магний, титан. Также к этой группе относят литий, бериллий, натрий, калий.
• Благородные (драгоценные) металлы — обладают высокой химической стойкостью к коррозии и окислению. Это золото, серебро, платина и металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений, осмий).
• Тугоплавкие металлы — имеют очень высокую температуру плавления (выше, чем у железа, $1539 \degree C$). Примеры: вольфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий, хром.
• Редкоземельные металлы (РЗМ) — группа из 17 элементов, включающая скандий, иттрий и лантаноиды (15 элементов от лантана до лютеция).
• Рассеянные металлы — не образуют собственных месторождений и содержатся в виде примесей в рудах других металлов. К ним относят галлий, индий, таллий, германий, рений.
• Радиоактивные металлы — все изотопы которых радиоактивны. К ним относятся уран, торий, радий, плутоний и другие актиноиды.

Ответ: Цветные металлы — это все металлы и их сплавы, кроме железа и его сплавов. Наиболее известные и широко используемые цветные металлы — это медь (Cu), алюминий (Al), цинк (Zn), свинец (Pb), никель (Ni), олово (Sn), титан (Ti), а также благородные металлы, такие как золото (Au) и серебро (Ag).