Металлы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ  ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА

                                                                                       Экономический факультет

Кафедра экономических теорий 

КОЛЯКИНА  НАДЕЖДА СЕРГЕЕВНА

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Металлы

СТУДЕНТКИ 4 КУРСА (СРОК ОБУЧЕНИЯ – 5,5 лет) 

Научный руководитель

Преподаватель

Воропаев  Е.Г.

Тула 2011 
 

Содержание:

Введение

  1. Положение металлов в периодической системе. Строение атомов металлов. Группы металлов.
  2. Физические свойства металлов
  3. Химические свойства металлов
  4. Понятие о сплавах
  5. Коррозия металлов
  6. Способы получения металлов
  7. Применение металлов

Заключение

Список  использованной литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение:

Металлы – наиболее распространенные и широко используемые материалы в производстве и в быту человека. Особенно велико значение металлов в наше время, когда  большое их количество используют в  машиностроительной промышленности, на транспорте, в промышленном, жилищном и дорожном строительстве, а также  в других отраслях народного хозяйства.

Термин  «металл» произошёл от греческого слова métallon (от metalléuo– выкапываю, добываю из земли), которое означало первоначально копи, рудники (в этом смысле оно встречается у Геродота, 5 в. до н. э.). То, что добывалось в рудниках, Платон называл metalléia. В древности и в средние века считалось, что существует только 7 металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо, ртуть. По алхимическим представлениям, металлы зарождались в земных недрах под влиянием лучей планет и постепенно крайне медленно совершенствовались, превращаясь в серебро и золото. Алхимики полагали, что металлы – вещества сложные, состоящие из «начала металличности» (ртути) и «начала горючести» (серы). В начале 18 в. получила распространение гипотеза, согласно которой металлы состоят из земли и «начала горючести» – флогистона. М.В. Ломоносов насчитывал 6 М. (Au, Ag, Cu, Sn, Fe, Pb) и определял металл как «светлое тело, которое ковать можно». В кон. 18 в. А.Л. Лавуазье опроверг гипотезу флогистона и показал, что металлы – простые вещества. В 1789 Лавуазье в руководстве по химии дал список простых веществ, в который включил все известные тогда 17 металлов (Sb, Ag, As, Bi, Co, Cu, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn). По мере развития методов химического исследования число известных металлов возрастало. В 1-й пол. 19 в. были открыты спутники Pt, получены путём электролиза некоторые щелочные и щёлочноземельные металлы, положено начало разделению редкоземельных металлов, открыты неизвестные металлы при химическом анализе минералов. В 1860-63 методом спектрального анализа были открыты Cs, Rb, Tl, In. Блестяще подтвердилось существование металлов, предсказанных Д. И. Менделеевым на основе его периодического закона. Открытие радиоактивности в кон. 19 в. повлекло за собой поиски природных радиоактивных металлов, увенчавшиеся полным успехом. Наконец, методом ядерных превращений начиная с сер. 20 в. были искусственно получены радиоактивные металлы, в частности трансурановые элементы.

 
 
В конце 19 – начале 20 вв. получила физико-химическую основу металлургия – наука о  производстве металлов из природного сырья. Тогда же началось исследование свойств металлов и их сплавов  в зависимости от состава и  строения.  
 
Основы современного металловедения были заложены выдающимися русскими металлургами П.П. Аносовым (1799–1851) и Д.К. Черновым (1839–1921), впервые установившими связь между строением и свойствами металлов и сплавов.

П. П. Аносов заложил основы учения о стали, разработал научные принципы получения высококачественной стали, впервые в мире в 1831 г. применил микроскоп для исследования строения металлов.

Д. К. Чернов продолжил труды П. П. Аносова. Он по праву считается основоположником металлографии – науки о строении металлов и сплавов. Его научные  открытия легли в основу процессов  ковки, прокатки, термической обработки  стали.

Открытые  Д. К. Черновым критические точки  в стали явились основой для  построения современной диаграммы  состояния системы железо – углерод.  
 
Классические труды «отца металлографии» Д. К. Чернова развивали выдающиеся русские ученые. Первое подробное описание структур железоуглеродистых сплавов было сделано А. А. Ржешотарским(1898). Дальнейшее развитие металловедение получило в работах видных отечественных ученых Н. И. Беляева, Н. С. Курнакова, А. А. Байко-ва, С. С. Штейнберга, А. А. Бочвара, Г. В. Курдюмова и др.  
 
Наука о металлах развивается широким фронтом во вновь созданных научных центрах с применением электронных микроскопов и другой современной аппаратуры, с использованием достижений рентгенографии и физики твердого тела. Все это позволяет более глубоко изучить строение металлов и сплавов и находить новые пути повышения механических и физико-химических свойств. Создаются сверхтвердые сплавы, сплавы с заранее заданными свойствами, многослойные композиции с широким спектром свойств и многие другие металлические, алмазные и керамико-металлические материалы.
 

    1. Положение металлов в периодической системе. Строение атомов металлов . Группы металлов. 

     В настоящее время известно 118 химических элементов, большинство из них - металлы. Последние весьма распространены в природе и встречаются в виде различных соединений в недрах земли, водах рек, озер, морей, океанов, составе тел животных, растений и даже в атмосфере.

     В периодической системе Д.И.Менделеева каждый период, кроме первого (он включает в себя два элемента-неметалла – водород и гелий), начинается с активного химического элемента-металла. Эти начальные элементы образуют главную подгруппу I группы и называются щелочными металлами. Своё название они получили от названия соответствующих им гидроксидов, хорошо растворимых в воде, - щелочей.

     Атомы щелочных металлов содержат на внешнем энергетическом уровне только один электрон, который они легко отдают при химических взаимодействиях, потому что являются сильнейшими восстановителями. Понятно, что в соответствии с ростом радиуса атома восстановительные свойства щелочных металлов усиливаются от лития к францию.

     Следующие за щелочными металлами элементы, составляющие главную подгруппу II группы, также являются типичными металлами, обладающими сильной восстановительной способностью (их атомы содержат на внешнем уровне два электрона). Из этих металлов кальций, стронций, барий и радий называют щелочноземельными металлами. Такое название эти металлы получили потому, что их оксиды, которые алхимики называли «землями», при растворении в воде образуют щелочи.

     К металлам относятся элементы главной подгруппы III группы, исключая бор.

     Из  элементов главных подгрупп следующих групп к металлам относятся: в IV группе германий1, олово, свинец (первые два элемента – углерод и кремний – неметаллы), в V группе сурьма и висмут (первые три элемента – неметаллы), в VI группе только последний элемент – полоний – явно выраженный металл. В главных подгруппах VII и VIII групп все элементы – типичные неметаллы.

     Что касается элементов побочных подгрупп, то все они металлы.

     Таким образом, условная граница между элементами-металлами и элементами-неметаллами проходят по диагонали B (бор) – Si (кремний) – As (мышьяк) – Te (теллур) – At (астат).

     Атомы металлов имеют сравнительно большие размеры (радиусы), поэтому и  их внешние электроны значительно удалены от ядра и слабо с ним связаны. И вторая особенность, которая присуща атомам наиболее активных металлов, - это наличие на внешнем энергетическом уровне 1 – 3 электронов.

Отсюда вытекает самое характерное свойство всех металлов – их восстановительная способность, т. е. способность атомов легко отдавать внешние электроны, превращаясь в положительные ионы. Металлы не могут быть окислителями, т. е. атомы металлов не могут присоединять к себе электроны.  

    2. Физические свойства металлов 

     По  своим свойствам металлы резко отличаются от неметаллов. Впервые это различие металлов и неметаллов определил М. В. Ломоносов. «Металлы, - писал он, - тела твердые, ковкие блестящие».

           Причисляя тот или иной элемент к разряду металлов, мы имеем в виду наличие у него определенного комплекса свойств:

    1) Плотная кристаллическая структура.

    2) Характерный металлический блеск.

    3) Высокая теплопроводность и электрическая проводимость.

    4) Уменьшение электрической проводимости с ростом температуры.

    5) Низкие значения потенциала ионизации, т.е. способность легко отдавать электроны.

    6) Ковкость и тягучесть.

    7) Способность к образованию сплавов.

      Все металлы и сплавы, применяемые в настоящее время в технике, можно разделить на две основные группы. К первой из них относят черные металлы - железо и все его сплавы, в которых оно составляет основную часть. Этими сплавами являются чугуны и стали. В технике часто используют так, называемые, легированные стали. К ним относятся, стали, содержащие хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан и другие металлы. Иногда в легированные стали входят 5-6 различных металлов. Методом легирования получают, различные ценные стали, обладающие в одних случаях повышенной прочностью, в других - высокой сопротивляемостью к истиранию, в третьих - коррозионной устойчивостью, т.е. способностью не разрушаться под действием внешней среды.

      Ко  второй группе относят цветные металлы и их сплавы. Они получили такое название потому, что имеют различную окраску. Например, медь светло-красная; никель, олово, серебро – белые; свинец - голубовато-белый, золото - желтое. Из сплавов в практике нашли большое применение: бронза - сплав меди с оловом и другими металлами, латунь - сплав меди с цинком, баббит - сплав олова с сурьмой и медью и др.

      Это деление на черные и цветные металлы условно.

      Наряду с черными и цветными металлами выделяют еще группу благородных металлов: серебро, золото, платину, рутений и некоторые другие. Они названы так потому, что практически не окисляются на воздухе даже при повышенной температуре и не разрушаются при действии на них растворов кислот и щелочей.

      C внешней стороны металлы, как известно, характеризуются, прежде всего, особым «металлическим» блеском, который обусловливается их способностью сильно отражать лучи света. Однако этот блеск наблюдается обыкновенно только в том случае, когда металл образует сплошную компактную массу. Правда, магний и алюминий сохраняют свой блеск, даже будучи превращенными, в порошок, но большинство металлов  в мелкораздробленном виде имеет черный или темно-серый цвет. Затем типичные металлы обладают высокой тепло- и электропроводностью, причем по способности проводить тепло и ток располагаются в одном и том же порядке: лучшие проводники - серебро и медь, худшие - свинец и ртуть. С повышением температуры электропроводность падает, при понижении температуры, наоборот, увеличивается.

      Очень важным свойством металлов является их сравнительно легкая механическая деформация. Металлы пластичны, они хорошо куются, вытягиваются в проволоку, прокатываются в листы и т.п.

      Характерные физические свойства металлов находятся в связи с особенностями их внутренней структуры. Согласно современным воззрениям, кристаллы металлов состоят из положительно заряженных ионов и свободных электронов, отщепившихся от соответствующих атомов. Весь кристалл можно себе представить в виде пространственной решетки, узлы которой заняты ионами, а в промежутках между ионами находятся легкоподвижные электроны. Эти электроны постоянно переходят от одних атомов к другим и вращаются вокруг ядра то одного, то другого атома. Так как электроны не связаны с определенными ионами, то уже под влиянием небольшой разности потенциалов они начинают перемещаться в определенном направлении, т.е. возникает электрический ток.

      Наличием свободных электронов обусловливается и высокая теплопроводность металлов. Находясь в непрерывном движении, электроны постоянно сталкиваются с ионами и обмениваются с ними энергией. Поэтому колебания ионов, усилившиеся в данной части металла вследствие нагревания, сейчас же передаются соседним ионам, от них - следующим и т.д., и тепловое состояние металла быстро выравнивается; вся масса металла принимает одинаковую температуру.

По плотности металлы условно подразделяются на две большие группы: легкие металлы, плотность которых не больше 5 г/см3, и тяжелые металлы - все остальные. Плотность, а также температуры плавления некоторых металлов приведены в Таблице №1

Таблица №1

Плотность и температура  плавления некоторых  металлов 

    Название Атомный вес Плотность г/см3 Температура плавления (С0)
    Легкие  металлы.
    Литий 6,939 0,534 179
    Калий 39,102 0,86 63,6
    Натрий 22,9898 0,97 97,8
    Кальций 40,08 1,55 850
    Магний 24,305 1,74 651
    Цезий 132,905 1,90 28,5
    Алюминий 26,9815 2,702 660,1
    Барий 137,34 3,5 710
    Тяжелые металлы.
    Цинк 65,37 7,14 419
    Хром 51,996 7,16 1875
    Марганец 54,9380 7,44 1244
    Олово 118,69 7,28 231,9
    Железо 55,847 7,86 1539
    Кадмий 112,40 8,65 321
    Никель 58,71 8,90 1453
    Медь 63,546 8,92 1083
    Висмут 208,980 9,80 271,3
    Серебро 107,868 10,5 960,8
    Свинец 207,19 11,344 327,3
    Ртуть 200,59 13,546 -38,87
    Вольфрам 183,85 19,3 3380
    Золото 196,967 19,3 1063
    Платина 195,09 21,45 1769
    Осмий 190,2 22,5 2700

 
 

Частицы металлов, находящихся в твердом и жидком состоянии, связаны особым типом химической связи - так называемой металлической связью. Она определяется одновременным наличием обычных ковалентных связей между нейтральными атомами и кулоновским притяжением между ионами и свободными электронами. Таким образом, металлическая связь является свойством не отдельных частиц, а их агрегатов.

      Некоторые металлы кристаллизируются в  двух или более кристаллических  формах. Это свойство веществ –  существовать в нескольких кристаллических  модификациях – называют полиморфизмом. Полиморфизм для простых веществ  известен под названием аллотропия.

      Олово имеет две кристаллические модификации:

    • α – устойчива ниже 13,2°С (ρ = 5,75 г/см3). Это серое олово. Оно имеет кристаллическую решетку типа алмаза (атомную);
    • β – устойчива выше 13,2°С (ρ = 6,55 г/см3). Это белое олово.

     Белое олово – серебристо-белый очень  мягкий металл. При охлаждении ниже 13,2°С он рассыпается в серый порошок, так как при переходе из β в  α значительно увеличивается  его удельный объем. Это явление  получило название оловянной чумы.

      Металлы по-разному взаимодействуют с  магнитным полем. Такие металлы, как железо, кобальт, никель и гадолиний, выделяются своей способностью намагничиваться  и долго сохранять состояние  намагниченности. Их называют ферромагнетиками. Большинство металлов (щелочные и  щелочноземельные металлы и значительная часть переходных металлов) слабо  намагничиваются и не сохраняют  это состояние вне магнитного поля – это парамагнетики. Металлы, выталкиваемые магнитным полем  – диамагнетики (медь, серебро, золото, висмут).

3. Химические свойства металлов 

     Основным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны и переходить в положительно заряженные ионы. Типичные металлы никогда не присоединяют электронов; их ионы всегда заряжены положительно.

     Легко отдавая при химических реакциях свои валентные электроны, типичные металлы являются энергичными восстановителями.

     Способность к отдаче электронов проявляется у отдельных металлов далеко не в одинаковой степени. Чем легче металл отдает свои электроны, тем он активнее, тем энергичнее вступает во взаимодействие с другими веществами.

На внешнем  электронном уровне у большинства  металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве  реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)

Реакции с простыми веществами

  • С кислородом реагируют все металлы, кроме золота, платины. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды, пероксиды, надпероксиды:

4Li + O2 = 2Li2O оксид лития 
2Na + O2 = Na2O2 пероксид натрия 
K + O2 = KO2 надпероксид калия 
Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом: 
Na2O2 + 2Na = 2Na2
Со средними и малоактивными металлами реакция происходит при нагревании: 
3Fe + 2O2 = Fe3O4 
2Hg + O2 = 2HgO 
2Cu + O2 = 2CuO

  • С азотом реагируют только самые активные металлы, при комнатной температуре взаимодействует только литий, образуя нитриды:

6Li + N2 = 2Li3
При нагревании: 
2Al + N2 = 2AlN 
3Ca + N2 = Ca3N2

  • С серой реагируют все металлы, кроме золота и платины:

Железо  взаимодействует с серой при  нагревании, образуя сульфид
Fe + S = FeS

  • С водородом реагируют только самые активные металлы, то есть металлы IA и IIA групп кроме Be. Реакции осуществляются при нагревании, при этом образуются гидриды. В реакциях металл выступает как восстановитель, степень окисления водорода −1:

2Na + H2 = 2NaH 
Mg + H2 = MgH2

  • С углеродом реагируют только наиболее активные металлы. При этом образуются ацетилениды или метаниды. Ацетилениды при взаимодействии с водой дают ацетилен, метаниды — метан.

2Na + 2C = Na2C2 
Na2C2 + 2H2O = 2NaOH + C2H2 
2Na + H2 = 2NaH
 

4. Понятие о сплавах 

     Характерной особенностью металлов является их способность образовывать друг с другом или с неметаллами сплавы. Чтобы получить сплав, смесь металлов обычно подвергают плавлению, а затем охлаждают с различной скоростью, которая определяется природой компонентов и изменением характера их взаимодействия в зависимости от температуры. Иногда сплавы получают спеканием тонких порошков металлов, не прибегая к плавлению (порошковая металлургия). Итак, сплавы - это продукты химического взаимодействия металлов.

     Кристаллическая структура сплавов во многом подобна чистым металлам, которые, взаимодействуя друг с другом при плавлении и последующей кристаллизации, образуют:

     а) химические соединения, называемые интерметаллидами;

     б) твердые растворы;

     в) механическую смесь кристаллов компонентов.

     Тот или иной тип взаимодействия определяется соотношением энергии взаимодействия разнородных и однородных частиц системы, то есть соотношением энергий взаимодействия атомов в чистых металлах и сплавах.

     Однако некоторые примеси ухудшают качество металлов и сплавов. Известно, например, что чугун (сплав железа и углерода) не обладает той прочностью и твердостью, которая характерна для сталей. Помимо углерода, на свойства стали, влияют добавки серы и фосфора, увеличивающие ее хрупкость.

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

     Бронза – сплав на основе меди с добавкой (до 20%) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому используется в машиностроении, где из неё изготавливают подшипники, поршневые кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для художественного литья.

     Латунь – также медный сплав, содержащий от 10 до 50% цинка. Применяется в моторостроении.

     Мельхиор – сплав, содержащий около 80% меди и 20% никеля, похож по внешнему виду на серебро. Используется 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, применяется в самолётостроение и машиностроение.

     Окружающие  нас металлические предметы редко  состоят из чистых металлов. Только алюминиевые кастрюли или медная проволка имеют чистоту около 99,9%. В большинстве же других случаев  люди имеют дело со сплавами. Так, различные  виды железа и стали, содержат наряду с металлическими добавками незначительные количества углерода, которые оказывают  решающее влияние на механическое и  термическое поведение сплавов. Все сплавы имеют специальную  маркировку, т.к. сплавы с одним названием (например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов.

     Для изготовления сплавов применяют  различные металлы. Самое большое  значение среди всех сплавов имеют, стали различных составов. Простые  конструкционные стали, состоят  из железа относительно высокой чистоты  с небольшими (0,07—0,5%) добавками углерода. Так, чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10% других металлов, из них примерно 3% составляет углерод, а остальные — кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали, получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам, ванадий и молибден.

     Никель  наряду с хромом является важнейшим  компонентом многих сплавов. Он придает  сталям высокую химическую стойкость  и механическую прочность. Так, известная  нержавеющая сталь содержит в  среднем 18% хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел самолетов, космических ракет и спутников  требуются сплавы, которые устойчивы  при температурах выше 1000 °С, то есть не разрушаются кислородом и горючими газами и обладают при этом прочностью лучших сталей. Этим условиям удовлетворяют сплавы с высоким содержанием никеля. Большую группу составляют медно-никелевые сплавы.

     Сплав меди, известный с древнейших времен, - бронза содержит 4-30% олова (обычно 8-10%). До наших дней сохранились изделия из бронзы мастеров Древнего Египта, Греции, Китая. Из бронзы отливали в средние века орудия и многие другие изделия. Знаменитые Царь-пушка и Царь-колокол в Московском Кремле также отлиты из сплава меди с оловом. В настоящее время в бронзах олово часто заменяют другими металлами, что приводит к изменению их свойств. Алюминиевые бронзы, которые содержат 5-10% алюминия, обладают повышенной прочностью. Из такой бронзы чеканят медные монеты. Очень прочные, твердые и упругие бериллиевые бронзы содержат примерно 2% бериллия. Пружины, изготовленные из бериллиевой бронзы, практически вечны. Широкое применение в народном хозяйстве нашли бронзы, изготовленные на основе других металлов: свинца, марганца, сурьмы, железа и кремния.

     Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Температура плавления мельхиора составляет 1170 °С. Он имеет красивый внешний вид. Из мельхиора изготавливают посуду и украшения, чеканят монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав - нейзильбер - содержит, кроме 15% никеля, до 20% цинка. Этот сплав используют для изготовления художественных изделий, медицинского инструмента. Медно-никелевые сплавы константан (40% никеля) и манганин (сплав меди, никеля и марганца) обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в производстве электроизмерительных приборов. Характерная особенность всех медно-никелевых сплавов - их высокая стойкость к процессам коррозии - они почти не подвергаются разрушению даже в морской воде. Сплавы меди с цинком с содержанием цинка до 50% носят название латунь. Латунь "60" содержит, например, 60 весовых частей меди и 40 весовых частей цинка. Для литья цинка под давлением применяют сплав, содержащий около 94% цинка, 4% алюминия и 2% меди. Это дешевые сплавы, обладают хорошими механическими свойствами, легко обрабатываются. Латуни благодаря своим качествам нашли широкое применение в машиностроении, химической промышленности, в производстве бытовых товаров. Для придания латуням особых свойств в них часто добавляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают трубы для радиаторов автомашин, трубопроводы, патронные гильзы, памятные медали, а также части технологических аппаратов для получения различных веществ.

     По  следующим рецептам можно получить легкоплавкие сплавы. Сплав Ньютона: 31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура плавления 95 °С. Сплав Вуда: 25 частей свинца, 12,5 частей олова, 50 частей висмута и 12,5 частей кадмия. Температура плавления 60 °С. Ложка из такого сплава расплавится, если ею помешать горячий кофе. Раньше это демонстрировали в качестве шутливого опыта. Однако перемешанный таким образом напиток ядовит из-за солей свинца и висмута!

     Промышленные  медно-никелевые сплавы условно  можно разделить на две группы: конструкционные (или коррозионностойкие) и электротехнические (термоэлектродные сплавы и сплавы сопротивления).

     К конструкционным сплавам относятся, куниаль, мельхиор, нейзильбер и др. Мельхиорами называют двойные и более сложные сплавы на основе меди, основным легирующим компонентом которых является никель. Для повышения коррозионной стойкости в морской воде их дополнительно легируют железом и марганцем. Нейзильберы по сравнению с мельхиорами характеризуются высокой прочностью из-за дополнительного легирования цинком. Куниалями называются сплавы тройной системы Cu-Ni-Al. Никель и алюминий при высоких температурах растворяются в меди в больших количествах, но с понижением температуры растворимость резко уменьшается. По этой причине сплавы системы Cu-Ni-Al эффективно упрочняются закалкой и старением. Сплавы под закалку нагревают до 900 -1000 оС, а затем подвергают старению при 500-600 оС. Упрочнение при старении обеспечивают дисперсные выделения фаз Ni3Al и NiAl. Мельхиор, нейзильбер, куниали отличаются высокими механическими и коррозионными свойствами, применяются для изготовления теплообменных аппаратов в морском судостроении (конденсаторные трубы и термостаты), медицинского инструмента, деталей точной механики и химической промышленности, деталей приборов в электротехнике, радиотехнике и для изготовления посуды. Мельхиор марки МН19 и нейзильбер марки МНЦ15-20 используются как резистивные сплавы.

     К сплавам электротехническим относятся сплавы сопротивления - манганин (МНМц3-12) и константан (МНМц40-1б5) и сплавы для термоэлектродов и компенсационных проводов: копель (МНМц43-0,5).

     Сплав Ньютона: 31 массовая часть свинца, 19 частей олова и 50 частей висмута. Температура  плавления 95 °С.

     Сплав Вуда: 25 частей свинца, 12,5 частей олова, 50 частей висмута и 12,5 частей кадмия (кадмий лучше всего получить в  гальванической мастерской). Температура  плавления 60 °С. Ложка из такого сплава расплавится, если ею помешать горячий  кофе. Раньше это демонстрировали  в качестве шутливого опыта. Перемешанный таким образом напиток ядовит из-за солей свинца и висмута!