Таблица – сплавы золота: состав, вид, причины и способы получения, пробы золота в различных сплавах

Золотой сплав содержит определенную долю этого драгметалла, остальная часть приходится на лигатуры. Такая разновидность отличается от чистого золота основными свойствами. В большинстве случаев можно определить подделку также и по внешним характеристикам. Смесь лигатур и драгметалла широко применялась раньше, не утратила популярности и сегодня. Современные сплавы золота представлены большим количеством видов. Можно узнать, чем они отличаются, изучив таблицы, содержащие процентные соотношения лигатур.

Чистое золото и его характеристики

В чистом виде встречается редко. Преимущественно это самородное золото. Существуют природные образования, которые характеризуются большим размером. У каждого свое название, т. к. это редкое явление. Но в таком виде металл в ювелирном деле, области космической промышленности (при обработке спутников), ортопедической стоматологии, промышленности не используется. Причина – высокая мягкость, а прочность, наоборот, небольшая.

Драгметалл чаще используется для формирования золотовалютного резерва.

Чистое золото
Чистое золото находится в таблице Менделеева под атомным номером 79. Отличается характеристиками:

• атомная масса – 196,966569 г/моль;
• плотность металла – не превышает 19,32 г/см3;
• температура плавления – 1064,18 °С;
• драгметалл закипает при температуре 2856°С;
• теплопроводность – 318 Вт/м*К.

Au отличается твердостью, жидким становится при соединении с ртутью (образует амальгаму).

Другие особенности драгоценного металла

Золото — один из самых тяжелых известных металлов. Его плотность равна 19,3 г/cм3. Слиток весом в 1 килограмм имеет совсем небольшие размеры, 8х4х1,8 сантиметров. Именно таков стандартный размер банковского золотого слитка этого веса. Он сопоставим с размером обычной кредитной карты, правда, слиток немного толще.

Тяжелее, чем золото, только несколько химических элементов: плутоний, осмий, иридий, платина и рений. Но их содержание в земной коре, даже вместе взятых, намного меньше, чем этого драгоценного металла. При этом плутоний (химический знак Pu, не путать с Pt — это знак платины) — радиоактивный элемент.

Химический состав золота обеспечивает его физические свойства. Так, к основным свойствам этого металла, делающим его уникальным, относится:

1. Ковкость, пластичность, тягучесть. Его очень легко расплющить или вытянуть. Так, из всего одного грамма золота можно получить проволоку длиной в 3 километра, а площадь тонких листов, полученных из 1 килограмма, составит 530 квадратных метров. Сверхтонкие листы из золотой фольги получили название «сусального золота». Им покрывают, к примеру, церковные купола и внутреннее убранство дворцов. Благодаря пластичности малым количеством желтого металла можно покрыть гигантские площади.
2. Мягкость. Золото высокой пробы мягко настолько, что его легко поцарапать даже ногтем. Именно поэтому слитки в банках продаются в герметичных пластиковых упаковках. Если на нем будет замечена хоть одна маленькая царапина, то он будет признан бракованным. Для того чтобы сделать золото более прочным, при изготовлении изделий в него добавляют другие металлы. Это свойство обеспечило высокую популярность короля металлов в ювелирной промышленности.
3. Высокая электропроводность. За счет этого хим свойства золото высоко ценится в электротехнике и промышленности. Лучше него электричество проводит только серебро и медь. При этом золото почти не нагревается: по теплопроводности выше него алмаз, серебро и медь. Вместе с таким свойством, как устойчивость к окислению, золото — идеальное вещество для изготовления полупроводников.
4. Отражение инфракрасного света. Тончайшее золотое напыление, нанесенное на стекло, не пропускает инфракрасное излучение, оставляя видимую часть спектра. Это свойство активно применяется в космонавтике, когда нужно защитить глаза космонавтов от пагубного солнечного воздействия. Зачастую напыление применяют и в зеркальной системе высотных зданий, чтобы снизить расходы на охлаждение помещений.
5. Устойчивость к коррозии и окислению. Слитки, которые хранятся в соответствии с правилами, даже при взаимодействии с воздухом практически не подвержены никакому химическому влиянию. Так что большая сохранность золота обеспечила его высокую популярность.

Пробы золота в различных сплавах

Пробой называется вид клейма, определяющей весовое содержание Au в составе драгметалла. Сегодня в России для этого используется метрическая система. На ее основе, согласно ГОСТу 30649-99, получают сплавы с особыми свойствами, разного цвета. Наиболее распространенные:

• 999 или 99,9% – чистое золото, содержание драгметалла наивысшее (но малый процент примесей все же допустим), еще меньше добавок может быть только в самородке;
• 750 или 75% – более распространенный вариант, количество Au существенное, что повышает ценность украшений, прочих изделий, однако из-за этого снижается прочность;
• 585 или 58,5% – самый востребованный вид драгметалла желтого цвета, его отличает наилучшее соотношение лигатур и золота, что позволяет получить отличные характеристики (отмечают высокую износоустойчивость, прочность, умеренную пластичность);
• 500 или 50% – содержание золота находится на уровне нижней границы, которая позволяет отнести сплав к драгоценным металлам, прочность выше, чем у изделий 585 марки, но ценность ниже, что сказывается на цене (изделия более доступны);
• 375 или 37,5% – более редкий сплав, но все еще применяется, содержание Au минимальное, ценность низкая, однако украшения такого вида отличаются устойчивостью к механическим повреждениям, хоть по цене ближе к бижутерии премиум-класса.

Заметка: Главные разновидности лигатуры: медь, серебро, вещества платиновой группы, латунь и другие драгоценные, недрагоценные металлы.

999 проба — это самая высокая проба золота

Применение

Свойства драгоценного металла (устойчивость к коррозии, пластичность, ковкость) нашли ему место в жизни человека:

1. Промышленность, в основном электронная. Планшеты, телефоны, компьютеры не сделать без драгоценных металлов. Этот сектор промышленности потребляет с каждым годом все больше драгметалла.
2. Стоматология. Зубные протезы, коронки до сих пор пользуются спросом. Хотя здесь потребление идет на спад, появились более современные и надежные материалы.
3. Фармакология. Препараты, содержащие золото, применят при лечении туберкулеза, красной волчанки, ревматоидных артритов. В лечении онкологии стали применять изотопы металла. Исследования показывают, что радиоактивное золото может помочь в лечении СПИДа.
4. Пищевая промышленность. Желающие попробовать кофе, пиво, шоколадку с золотыми хлопьями уже могут это сделать. Золото официально зарегистрировано в качестве пищевой добавки. Запомните, не перепутайте — это Е175.
5. Ювелирные изделия поглощают львиную долю производства желтого металла.

Золотое кольцо с ситаллом

Интересно: журнал British Medical Journal опубликовал результаты исследования останков Дианы де Пуатье, фаворитки короля Франции Генриха II. В ее 60 лет она выглядела 30-летней. Причина (по выводу исследователей) в количестве золота, содержавшемся в костях и волосах останков фаворитки. Оно превышало норму в десятки раз. Диана принимала эликсиры с драгоценным металлом, которые ей привозили из Египта.

Металлы-лигатуры в сплавах с золотом и их свойства

В древности часто применялось более чистое золото, однако размер монет быстро менялся при интенсивном применении (они стирались), поэтому стали использовать другую технику производства драгметалла. Добавляли лигатуры, подбирали пропорции, которые позволили бы создать материал с наиболее подходящими характеристиками: высокой ценности и прочности. Учитывались свойства добавок. Список наиболее распространенных из них:

• серебро для мягкости: главным преимуществом введения такой лигатуры является возможность повысить ковкость, пластичность, кроме того, драгметалл приобретает более светлый оттенок, при выборе правильного соотношения становится белый, но, чем больше серебра, тем ниже ценность изделия;
• медь для красного оттенка: применяется с целью сплавления с золотом, позволяет изменить показатель прочности Au (изделия лучше противостоят механическим нагрузкам), а также его цвет – драгметалл приобретает красный оттенок, в отличие от серебра, добавление малой доли меди (14-15%) сделает его красным;
• никель для твердости: отличается повышенной твердостью, стойкостью к коррозии, что позволяет применять драгметалл в стоматологии, ювелирной промышленности, недостатком является риск развития аллергии при контакте изделий с кожей;
• палладий для тугоплавкости: чтобы получить материал более высокой твердости, меняется химическая формула – добавляют палладий, вместе с тем возрастает стоимость изделий, т. к. эта лигатура тоже относится к драгоценным металлам, а также способствует изменению цвета на более светлый (белый);
• платина для белизны: используют для изменения цвета сплава, достаточно увеличить содержание платины до 8,4%, чтобы получить белый драгметалл, кроме того, добавление такой лигатуры способствует росту упругости золота, температуры плавления, что несколько усложняет работу с изделиями;
• рутений для прочности: повышает показатель температуры плавления, в результате для изменения формы изделия нужно нагревать его сильнее, золото становится прочнее, но на его оттенок рутений не оказывает влияния;
• иридий для износостойкости: не используется для получения сплава другого цвета, но применяется с целью изменения свойств драгметалла, как результат, золото становится еще более упругим, чем при соединении с иридием, изделия намного хуже поддаются обработке;
• осмий для упругости: лигатура по степени воздействия имеет много общих свойств с рутением, иридием, при введении такого металла в состав изменяется температура плавления – она повышается, работать с материалом становится сложнее, но повышается упругость, его устойчивость к деформациям, однако точечный удар не перенесет;
• кадмий для плавкости: в отличие от осмия, иридия и прочих лигатур, кадмий, наоборот, снижает температуру плавления золотой смеси, что облегчает работу с ней, драгметалл становится более пластичным, но вместе с тем и хрупким, т. к. не всегда выдерживает механические нагрузки, оказываемые при эксплуатации изделия, кроме того, золотой сплав немного меняет цвет – появляется зеленоватый оттенок, но есть другие лигатуры для получения такого тона, кадмий чаще выполняет прочие задачи;
• цинк для зеленого оттенка: по свойствам напоминает кадмий, также способствует появлению зеленого цвета, но при выборе подходящей основы (лигатуры) можно устранить такой недостаток, кроме того, цинк увеличивает твердость материала, но вместе с тем его легче повредить, т. к. возрастает степень хрупкости, при точечных ударах изделие может быть разрушено, дополнительно к тому, лигатура способствует уменьшению температуры плавления;
• алюминий для пластичности и необычных оттенков золотых сплавов: один из видов лигатур, используемых при получении разных драгметаллов, алюминий вводится в состав сплава фиолетового цвета.

Интересно: Недавно был изобретен сверхтвердый металл – на основе Au и Ti (титан).

Драгоценные металлы и примеси

Изготовление

Технология получения золотого сплава подразумевает некоторые обязательные условия, придерживаться которых крайне необходимо:

1. Первыми плавке подвергаются благородные металлы, так как являются склонными к взаимодействию с кислородом.
2. Если речь идет о сочетании серебра, золота и меди, последний металл добавляется заключительным, из-за своей теплоемкости. Если этого не соблюдать, полученная смесь может застыть неравномерно.
3. Стоит учитывать, что лигатура для соединения имеет большую температуру плавки, в отличие от благородных металлов.

Для определения количества того или иного металла в изделии используется специальная формула. Она обозначает, что 1000, делённая на пробу, будет равняться массе сплава в гр., делённой на присутствие массы злата в изделии.

Принцип сплава золота с металлами

Более подходящим для обработки является материал, который отличается пластичностью, низкой температурой плавления, а также прочностью. Выбор лигатуры, их комбинация друг с другом позволяет найти лучший вариант с учетом заданных характеристик. При введении одной из добавок меняется состав материала. Чтобы подкорректировать полученный результат, вводят очередную добавку. По этой причине в состав металла может входить 1-2 лигатуры и больше.

Заметка: Процедура гомонизирующей обработки проводится с целью повышения степени однородности драгметалла, достигается нужный результат путем повторного нагрева до температуры +700°С, дальнейшая выдержка сплава улучает структуру.

Влияние примесей на температуру плавления золота

Важное значение для ювелиров имеет температура плавления золота. При изготовлении ювелирных изделий мастера стараются использовать более легкоплавкие примеси. Ведь если золото плавится слишком долго — это замедляет и усложняет работу мастера.

Температура плавления самого популярного золота 585-й пробы колеблется от 880°C до 1280°C. Самую близкую к этому показателю температуру плавления имеет медь (1083°C) и серебро (962°C). А вот палладий является более тугоплавким элементом с коэффициентом 1554°C.

Появление готовых лигатур значительно облегчило процесс создания ювелирных изделий. В них все элементы уже содержатся в нужных пропорциях для получения определенной пробы и цвета. Одни придают славу нужную пластичность для ручной работы, проката и волочения золотой проволоки, другие — жидкотекучесть (для точного литья по выплавляемым ажурным моделям).

Сплавы различных цветов золота

Выбор лигатур делается с учетом свойств, которые они проявляют при соединении с Au. При этом не ориентируются на характеристики непосредственно металла, который выступает в качестве добавки. Результат соединения драгоценных и недрагоценных материалов:

• желтое – классическое сочетание золота, а дополнительно к тому еще меди и серебра: классический вариант, для получения желтого металла золото должно превосходить остальные добавки по количеству, особый, более насыщенный цвет получают благодаря комбинации серебра и меди, причем именно последняя из лигатур усиливает глубину цвета, а серебро не позволяет увеличить интенсивность красного тона;
• красный – популярный дуэт Au и Cu: металл такого цвета стал применяться на территории России в XVIII веке, уменьшенное содержание меди и дополнительные добавки (серебро) позволяют получить розовое золото, в его основе лежит красный сплав, но свойства другие, т. к. соотношение компонентов существенно отличается;
• белый – добавление различных лигатур для изысканного белого цвета: металл имеет другое название – «белое золото», но основным компонентом все равно остается Au, меняют его классический желтый цвет металлы платиновой группы, используемые в качестве лигатур, а также марганец, никель, в результате изделия могут иметь другие свойства, отличные от тех, что проявляют украшения из платины – повышается плавкость, за счет чего увеличивается разнообразие форм, дизайна украшений;
• черный – сплав в результате окисления с помощью кобальта: кольцо, браслет приобретает такой цвет, если при изготовлении произошло окисление кобальтом, альтернативный вариант – выделка с добавлением углерода, имитирует подобный цвет еще и патинирование, родиевое покрытие;
• зеленый – сплав включает в себя золото с серебряной лигатурой: у таких изделий есть название – «электрум», металл, содержащий некоторую долю Ag, характеризуется слабовыраженным зеленым оттенком, сильнее проявляется такой цвет, если золото сплавлено с кадмием, но такие украшения не рекомендуется долго носить, могут причинить вред здоровью;
• голубой и синий – эффектный сплав с индием: недостаточно прочный, поэтому в состав часто вводят металлы платиновой группы, индий дает голубой цвет, а синее золото – сплав на основе иридия;
• пурпурный – таинственный сплав золота с алюминием и палладием: редкая комбинация, поэтому встречается нечасто, в основном такой способ используют для изготовления вставок, недостатком же является хрупкость.

Интересно: в Древней Греции сплав золота, а также серебра имел определенное название – электрон.

Золото разных оттенков

Как распознать подделку?

Поскольку сейчас очень много подделок, которые внешне очень напоминают золото, при покупке покажите их специалисту. Если его нет, то посмотрите пробу и массу в каратах. Хотя этот метод не всегда поможет, так как сейчас ставят пробы и на поддельных украшениях. Осмотрите изделие, если вы увидите потертости на краях и если это подделка, то можно заметить другой металл.

С давних времен золото проверяли на зуб: если его слегка прикусить — на нем останутся следы, а на подделке — нет, разве что в сплав добавлен свинец. Если положить золото в тарелку с уксусом, подделка сразу потемнеет. Также можно проверить и с помощью йода: если им капнуть на украшение, то подделка потемнеет, золотое украшение вид не поменяет. Есть специальный карандаш в медицине, если им провести по изделию, фальшивка потемнеет. Некоторые подделки можно выявить с помощью магнита.

Для того чтобы не поддаться на уловки мошенников, приобретайте золото в магазинах с хорошей репутацией или проверенных. Избегайте покупать украшения в переходах, ларьках, интернет-магазинах. Обращайтесь к профессионалам для того, чтобы проверить подлинность изделия, его качество и ценность.

Как мы видим, немало сплавов внешне похожи на золото, которое выдают за настоящее ювелирное изделие. При покупке будьте осторожны, чтобы не приобрести подделку, которая ничего общего золотом не имеет. Можно приобрести качественную подделку, которую не отличить от оригинала. Сейчас фальшивки, имитирующие золото, — это выгодный бизнес для мошенников и контрабандистов. Проверяйте изделия, которые покупаете. Удачных приобретений!

Имитации золота

Металл может не содержать Au, но должен иметь сходные внешние признаки, чтобы считаться схожим с оригиналом. Подобные изделия не имеют ценности, но у них широкая область применения, например, производство бижутерии – основное направление. Список металлов, которые имитируют сплав золота:

• бронза: медь с добавлением алюминия, первый из компонентов придает красный оттенок, второй – осветляет тон;
• вермей: серебро с золочением, внешне сохраняется видимость Au, но изделия легче;
• гамельтонметалл: способ покрытия изделий, который ранее часто применялся, металл содержал медь, цинк.

Методы получения цветного золота

Существует несколько способов получения цветного золота:

• Нанесение особого напыления на поверхность готового изделия. Осуществляется благодаря термической и химической реакции сплавов металлов со средой.
• Оксидирование. Этот метод подразумевает создание декорации цветом искусственным путем. На поверхность украшения наносится оксидный слой.
• Патинирование. В данном случае происходит химическая обработка сплава, в составе которого присутствует медь.
• Окисление. Изделия из золота окисляются в воздухе в течение 30-60 минут под температурой 750-950 градусов Цельсия. Так, для получения черного золота применяется кобальт.
• Родирование. Применение на готовых изделиях родиевого напыления.
• Гальваностегия. Данный метод подразумевает использование растворов с добавлением специальных красителей, формирующих особый слой на украшении и придающих им желаемый цвет.
• Перекрашивание золота – самый молодой, недавно открытый способ получения цветного золота. На уровне атомов золото проходит фрезеровку ионным пучком. Подбирается структура и глубина, контролируются световые волны. Благодаря способности металлов поглощать и отражать волны, можно получить любой оттенок золота.

Так, золото ценилось испокон веков и по сей день считается благородным металлом. Большой выбор состава сплавов делает золотые изделия доступными для людей с разным уровнем достатка.

Расшифровка маркировки сплавов, которые содержат золото

Материалы маркируются для удобства обращения с ними. Для драгметаллов, кроме буквенного, общепринятым является дополнительное численное обозначение – доли тысячных, а для недрагоценных сплавов – сотые (%). Распространенные варианты, которые встречаются в ГОСТ:

• золото – Зл;
• серебро – Ср;
• платина – Пл;
• медь – М;
• цинк – Ц;
• никель – Н;
• кадмий – Кд;
• палладий – Пд.

Сплав медицинского золота

Рекомендации по уходу чистке и хранению

Золотые драгоценности нуждаются в регулярном уходе и бережном обращении. При соблюдении основных правил, они будут служить много лет:

1. Хранить золотые украшения необходимо в индивидуальных футлярах, тканевых мешочках. Цепочки лучше класть в вытянутые коробочки так, чтобы все звенья были расправлены, не заламывались.
2. Периодически драгоценности необходимо мыть в теплой воде с мылом. Нельзя использовать жесткие щетки и агрессивные химические вещества.
3. Избавиться от потемнений поможет специальная паста для чистки золотых украшений, которую можно приобрести в ювелирном магазине. Чистку старинных и особо ценных драгоценностей лучше доверять профессионалам.
4. Золото требует бережного обращения: во время купания, физической работы, занятиях спортом украшения лучше снимать.

Мировые системы измерения чистоты золотых драгметаллов

В разное время использовали самые разнообразные способы определения содержания Au в металлическом сплаве. При этом количество лигатур, которые добавили на этапе изготовления, варьируется: от 10-12% до 80%. Но наилучший вариант по внешнему виду и свойствам – тот, что содержит 30-40% добавок. Бывает всего 4 известных способа измерения чистоты драгметалла:

• широко распространенная метрическая система: определяется доля драгметалла в тысячных (диапазон от 0 до 1000);
• каратная система, применимая в США и Европе: за основу принята величина – 24 карата, это драгоценный металл без примесей, соответственно, содержание золота в разных сплавах определяется, как количество частей 1/24 чистого вещества (соответствует 1 карату);
• золотниковая система царской России: за основу была взята мера – 96 проба чистого драгметалла, соответствующая количеству золотников в 1 русском фунте;
• лотовая система Старой Европы: чистым считался металл пробы 16 лотов, чем меньше это число, тем ниже ценность изделий.

Добыча металла с древних времен до наших дней

Золото — удивительный металл. Все полезные ископаемые добываются, чтобы использовать и расходовать, его же в основном копят. Государства и отдельные граждане.

От Египта до Америки

Считается, что первыми добычу желтого металла начали египтяне. Хроники зафиксировали добычу металла в Аравийско-Нубийской провинции. Там были богатейшие месторождения. Еще во времена Тутмоса III в год там добывали около 50 тонн золота. А всего за время эксплуатации месторождение дало более 3500 тонн металла.

Однако месторождение истощилось. Многие историки связывают упадок Египта именно с падением количества драгоценного металла в государстве.

В Европе нашли новые месторождения (Испания, Австро-Венгрия). А с испанскими завоеваниями в Америке солнечный металл хлынул в Старый Свет потоком.

За всю историю человечества было добыто около 167 000 тонн драгоценного металла.

Из них в промышленности использовали 12%, из 50% люди сделали украшения.

В любом случае, добыча драгметалла стимулировала развитие металлургии, а заодно и международную торговлю.

Современная добыча золота

Времена золотой лихорадки, которые сотрясали страны, давно прошли. Жестокая романтика, когда тысячи людей разорялись, а многие и гибли, ушли в прошлое. Хотя единицы из них неприлично богатели.

Сейчас золотодобыча учитывает прибыли и накладные расходы, ни шагу не ступит без предварительной разведки месторождений, оценки экономических рисков, строительства рудников с применением надлежащего оборудования.

В современное время добычу золотосодержащей руды ведут в основном на большой глубине или из истощенных россыпных месторождений. Золото в природе — ресурс не возобновляемый, а добывают его с незапамятных времен. Еще в старину «сняты сливки» с богатейших месторождений, а нам, потомкам, остается тяжелая работа выбирать золото из уже «очищенных» мест. Или, как вариант, желтый металл добывают на большой глубине.

Рекомендуем: КОБАЛЬТ — щедрый подарок горных духов

Как сплавы могут менять внешний вид изделия

Согласно ГОСТ, разница между металлами одной группы может быть небольшой или же существенной. Однако содержание золота в сплаве всегда одинаковое, несмотря на изменение долей, входящих в состав лигатур. Оттенок меняется, когда варьируется количество основных добавок: серебра, меди, от чего зависит глубина цвета.

Таблица 1: Сплавы с Au в составе, 375 пробы

Металл на основе, Ag, Au, Cu представлен вариантами:

Проба золота 375

Таблица 2: Сплавы, которые содержат Au 500 пробы

Таблица 3: Сплавы на основе Au 583 пробы

Таблица 4: Сплавы на основе Au 585 пробы

Пробирное клеймо 585

Таблица 5: Сплавы 750 пробы

Таблица 6: Сплавы 958 пробы

Описание методики

Каждый сплав предварительно расплавляли (800 г для 18-каратных сплавов, 700 г для сплавов в 14 карат, 600 г для 9-каратного и 10-каратного сплавов). Плавление проводили в графитовом тигле в открытой печи с индукционным нагреванием. Затем металл отливали в слитки. Открытая печь использовалась, чтобы использовать механическое смешивание для лучшей гомогенности слитка.

Температура заливки зависела от пробности и цвета, а сплавы подразделялись на группы по составу. Металл защищали продувкой инертного газа в тигле во время плавления и заливки. Затем слитки были прокатаны и разрезаны на куски и подвергнуты повторному переплаву в закрытой литейной машине с контролируемой атмосферой. После предварительного плавления образцы сплавов сдавали на DTA-анализ*. Температура заливки была на 100оC выше, чем измеренная в закрытой литейной машине точка ликвидуса.

Для каждого сплава в закрытой литейной машине выполнялось максимум пять операций литья с использованием предварительно расплавленного материала. Для последующего исследования были получены следующие образцы:

1. Слитки прямоугольного сечения 20 x 8 мм для испытаний на упрочнение и изготовление образцов для измерения плотности, а также определения цвета (и тесты на испытание никеля). Эти слитки были отлиты для всех композиций.
2. Слитки прямоугольного сечения 70 x 5 мм для изготовления образцов для пробы на вытяжку. Эти слитки были отлиты только для ковких сплавов.
3. Слитки квадратного сечения размером 6 x 6 мм для волочения проволоки при испытаниях на растяжение в кованом материале. Эти слитки были отлиты только для ковких сплавов.
4. Набор из 16 образцов для испытаний на твердость и определение среднего размера зерна (пластины размером 24 x 12 мм, 4 мм). Эти образцы были отлиты для всех составов.
5. Набор из 30 образцов для испытаний предела прочности в литейных сплавах.

Закрытая литейная машина состояла из двух сообщающихся камер. Изложница и опока стояли в нижней камере, а тигель для плавления — в верхней камере. Выливание происходило через отверстие в дне тигля после открывания закупоривающего отверстия.

Формы предварительно нагревали до 320оС в печи. Размеры форм подходили для помещения в литейную машину с контролируемой атмосферой. Предварительно разогретую форму помещали в машину после заполнения тигля металлом, но перед закрытием машины и началом цикла литья (использовалась автоматическая программа). Эта процедура была предпочтительней с тем, чтобы отливать слитки всех сплавов в одних и тех же условиях и избежать ошибок, которые могут быть при литье вручную.

После литья камеру с отливками быстро открывали и слиток сразу опускали в воду.

Изложницу с пластинами предварительно нагревали до 600оС, а емкость с образцами для испытаний на растяжение предварительно нагревали при 700оС, чтобы избежать неполного заполнения. В этом случае емкости также помещали в литейную машину перед закрытием и началом цикла литья. После литья изложницы охлаждали водой через 6 минут для сплавов, содержащих измельчители зерна, или через 20 минут для сплавов, содержащих только раскислители.

Слиток шириной 20 мм и толщиной 8 мм прокатывали в несколько проходов прокатки, чтобы определить кривую упрочнения сплава. Твердость была измерена на литом металле (толщиной 8 мм) после 40% -ной прокатки (толщина 5 мм), после 60% -ной прокатки (толщина 3 мм), после 80% -ной прокатки (толщина 1,5 мм) и после 90% (толщина 0,8 мм). Десять образцов размером 16 х 8 мм были вырезаны из листа толщиной 1,5 мм. Из них с 5 образцами проводили испытания плотности, 2 использовались для определения цвета и 3 – для измерения твердости после отжига.

Кривую упрочнения определяли только для ковких сплавов. Сплавы для литья по выплавляемым моделям прокатывали с толщины 8 мм до 1,5 мм, затем образцы разрезали.

Сплавы, содержащие никель, прокатывались до листа толщиной 2 мм. Лист разрезали на две части, одну из них отжигали. Затем толщина была уменьшена до 0,5 мм и три образца диаметром 12 мм отрезали (с отверстием диаметром 1 мм) для испытания на миграцию** никеля в соответствии со стандартом UNI EN 1811.

Слиток 70 мм и 5 мм толщиной прокатывали до толщины 2 мм и затем отжигали. После прокатки листа до 0,4 мм вырезали пять образцов диаметром 70 х 70 мм. Эти образцы были отожжены в подходящих условиях (см. таблицу 1) и были использованы для испытаний на глубокую вытяжку.

Слиток квадратного сечения 6 х 6 мм прокатывали до квадратного сечения 1 х 1 мм для испытаний на растяжение со следующим графиком прокатки. Прокатка от 6 х 6 до 4 х 4 мм квадратного сечения (уменьшение на 55%) — отжиг — прокатка из квадратного сечения 4 х 4 — 2 х 2 мм (75% уменьшение) — отжиг — прокат от 2 х 2 мм до 1 х 1 квадратного сечения — окончательный отжиг.Для испытаний на растяжение использовалась проволока 1 х 1 мм. Испытания на растяжение на проволоке проводятся только в случае ковких сплавов.

Параметры отжига в зависимости от состава сплава представлены в таблице 1.

Таблица 1 Параметры отжига

Во всех случаях отжиг проводили в статической лабораторной печи в восстановительной атмосфере.

Набор пластин 24 × 12 × 4 мм изготавливали для определения твердости сплавов после отливки или после различных способов закалки: 1 пластина после литья, 1 после термообработки, 9 после выдержки при различных температурах и при разном времени.

Параметры термообработки (температура, время) в зависимости от состава представлены в таблице 2.

Таблица 2 Параметры термообработки

Упрочнение после термообработки возрастало на всех сплавах (независимо от состава) при 250, 300, 350 оC. Время выдержки в печи составляло 60, 120 и 180 минут для каждой температуры. Поэтому у нас было 9 закаленных образцов. Все образцы подвергались термической обработке перед закалкой, согласно Таблице 2.

Характеристики упрочнения были проверены на недеформированных отливках литьевых сплавов после соответствующей термообработки. Эта процедура проще и быстрее и даже если она не позволяет достигнуть высокого упрочнения, она позволяет точно идентифицировать упрочняемые сплавы. Во всяком случае, данные для образцов, подвергнутых быстрому упрочнению, являются сопоставимыми, и можно получить классификацию сплавов в порядке возрастания упрочнения.

Испытание на растяжение было проведено только для литейных сплавов. Испытуемые образцы имели диаметр 2 мм и длину 12 мм (L0), рис. 1.

Собранные данные будут представлены ниже. Мы не будем останавливаться на деталях, так как каждый тест соответствует европейскому стандарту или стандарту ASTM.

Тест DTA

Дифференциальный термический анализ (DTA) позволяет найти температуры солидуса и ликвидуса (т. е. диапазон плавления) сплавов. Использовали 25 мг прессованного образца. Испытание DTA проводили на предварительно расплавленном металле, чтобы найти температуру выливания в закрытой машине. Данные подтверждали на том же образце после переплава (сплавы более гомогенные после повторного плавления).

Измерение плотности

Плотность сплавов была измерена согласно закону Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа).

Для расчета плотности использовалась следующая формула:

d = w (a) * d ( fl )

где:

d = плотность твердого образца d (fl) = плотность жидкости

w (a) = масса твердого образца в воздухе

w (fl) = масса твердого образца в жидкости

Для измерения плотности использовались закаленные пластины размером 16 х 8 мм и толщиной 1,5 мм (5 образцов).

Испытание на выдавливание

Пластичность оценивали путем измерения смещения пуансона, когда образец (лист размером 70 х 70 мм и толщиной 0,4 мм) начинает ломаться. Эта информация очень важна для производства «штампов».

Значение пластичности соответствует высоте чашки (в мм), продавленной пуансоном в листе. Пуансон выполнен из стальной сферы диаметром 20 мм и постепенно нажимается на лист до тех пор, пока оператор не обнаружит инициирование трещины. Лист крепится зажимным устройством, чтобы избежать скольжения во время испытания. Это практически метод Эриксена, см. Стандарт ASTM E 643-84.

Испытание на растяжение и разрыв

Испытание на растяжение позволяет измерять предельное растягивающее напряжение (UTS), предел текучести (YS) и процентное удлинение до разрыва (Е%). Первые два параметра дают оценку механической силы, а третий — пластичности материала.

UTS определяется как отношение между максимальной приложенной нагрузкой и площадью поперечного сечения растягиваемого образца до нагрузки. Это характерное свойство материала. Более конкретно, UTS является максимальным одноосным напряжением, которое материал может вытерпеть до разрушения. Предел текучести представляет собой напряжение, соответствующее началу пластической деформации, т. е. переход от упругой обратимой деформации к необратимой пластической деформации. В этой работе был рассмотрен 0,1% уровень прочности при деформации (YS0,1).

Деформация до разрыва, обычно называемая процентным удлинением, обозначается E% и измеряется как увеличение длины разрываемого образца, выраженное в процентном отношении к начальной длине испытуемого образца.

Испытание на растяжение проводили на двух разных типах образцов, в зависимости от типа сплава, то есть на литейных сплавах и сплавах, предназначенных для обработки механической деформацией.

В случае литьевых сплавов образцы для растяжения были получены непосредственно из изложницы. Поэтому эти образцы на растяжение должны быть точно проверены, чтобы свести число ошибочных испытаний к минимуму: т. е. образцы должны быть свободны от видимых дефектов и идеально центрированы. Если в испытании на растяжение разрыв происходит вне длины L0 ( рисунок 1), результат отбрасывается, поскольку считается, что концентрация напряжений вблизи изменения поперечного сечения может изменить результат теста. Для того, чтобы получить надежный результат, были рассмотрены результаты по меньшей мере 15 образцов на растяжение: конечным результатом является среднее значение этих тестов. Кроме того, зажимное устройство было тщательно спроектировано так, чтобы свести к минимуму зазор и ошибку позиционирования образцов.

В случае сплавов, предназначенных для обработки методами пластической деформации, использовался квадратный поперечный разрез 1 х 1 мм проволоки с длиной 200 мм. Образцы отжигали после прокатки и тщательно проверяли, чтобы избежать видимых дефектов поверхности. Использовалось пневматическое зажимное устройство с частичной обмоткой провода. Разрыв провода должен происходить между зажимами, чтобы иметь правильный результат. В этом случае также было усреднено минимум 15 правильных испытаний. Тест проводился по стандарту ASTM E8-00.

В случае сплавов, предназначенных как для литья, так и для пластической деформации, испытания на растяжение проводились обоими вышеописанными способами.

Определение твердости

Твердость материалов измерялась в различных условиях: литье, закалка, горячий прокат, упрочненный сплав. Использовали метод Виккерса с нагрузкой 500 г в течение 15 с. См. стандарты ASTM E 92-82 и E 384-99. Точнее, твердость была измерена на образцах, обработанных следующим образом:

1. Непосредственно после отливки и после 40%, 60%, 80% и 90% прокатки. Эти измерения проводились только на сплавах, предназначенных для пластической деформации.

2. Отжиг и: 80%-ная прокатка с последующим отжигом в соответствии с параметрами таблицы 1.

3. Термическая обработка: образцов литых пластин, после горячего проката и упрочненных образцов при 9 разных условиях (температура и время).

Измерение размера зерна

Средний размер зерна измеряли в соответствии с методом Джеффриса, то есть путем подсчета количества зерен, присутствующих в заданной области. Отлитые образцы тщательно отполировали и подвергали металлографическому травлению раствором цианида, чтобы сделать видимыми зерно. См. стандарт ASTM E 112-96.

Размер зерна измеряли только на литых образцах, а не на отожженных, как для литьевых сплавов, так и для сплавов для обработки пластической деформацией.

Оценка цвета

Цветовые координаты CIELab*** определяли по коэффициентам отражения, измеренным на образцах, специально подготовленных для этой цели (упрочненных и полированных пластинах 16 x 8 mm ).

Спектры отражения образцов для получения цветовых координат CIELab (L*, a* и b*). обрабатывал компьютер (см. стандарт ASTM E 308-99) Для каждого состава сплава идентифицирована одна точка в трехмерном цветовом пространстве.

Измерение скорости высвобождения никеля

Этот тест предназначен для имитации скорости высвобождения никеля из изделий, вступающих в прямой и продолжительный контакт с кожей человека. Стандарт UNI EN 1811 тщательно соблюдался. Геометрия образцов различных сплавов соответствовала положениям вышеприведенного стандарта. По окончании испытательного периода концентрация растворенного никеля в растворе определялась с помощью спетроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-OES). Скорость высвобождения никеля измерялась в мг/см2/ неделя, в расчет принималось скорректированное значение.

Скорость высвобождения никеля измеряли только на никельсодержащих сплавах, то есть на белом золоте.

Комментарий ювелира

Молоканов Н.М.

Ювелир, стаж работы на ювелирном производстве 26 лет.

Содержание лигатуры делает металл непохожим на другие. Сегодня часто меняют состав, согласно ГОСТу, в результате уменьшения/увеличения долей золота, меди, серебра или других металлов могут повлиять на прочность, плотность, плавкость и, конечно, цвет. Благодаря такой особенности оттенок благородных металлов служит одним из признаков подлинности.

Где можно купить или продать?

Покупать драгоценности безопаснее всего в ювелирных магазинах. Изделия должны иметь сертификат и паспорт. Приобрести и продать золото можно и в других местах:

• в интернет-магазине;
• в ломбарде;
• на Авито и подобных ресурсах с частными объявлениями;
• на рынке.

Во всех этих случаях покупатель не имеет гарантии качества и не может вернуть товар при обнаружении брака. Однако здесь можно найти антикварные вещи и драгоценности по более низким ценам.

Советы по выбору золотых украшений

Сделать удачную покупку в ювелирном магазине Вам помогут несколько советов:

1. Необходимо изучить сертификат или паспорт изделия.
2. Тщательно проверить внешний вид изделия, для этого можно попросить лупу у продавца. На поверхности не должно быть царапин, потертостей, некачественной полировки. Все крепления, вставки должны быть прочными. В России возврат драгоценностей возможен только при обнаружении незаявленного брака, поэтому следует внимательно выбирать размер изделия.
3. Не стоит покупать украшения для инвестирования денег. Драгоценности очень сложно продать по рыночной цене. В ломбардах их принимают по цене лома золота.
4. Доверять следует официальным документам, народные советы по определению качества драгоценного металла могут ввести в заблуждение. Даже специалист не сможет правильно оценить качество золота только по тому, как выглядит изделие.