Металл и его свойства

Цветные металлы имеют меньшую плотность, более низкую твердость и более низкую температуру плавления. К ним относятся медь и сплавы на её основе - бронза, латунь, цинк и алюминий и их сплавы. Они обладают хорошей пластичностью, добротностью, хорошей электропроводностью, а также высокой тепло- и отражательной способностью, поэтому они широко используются в различных сферах человеческой деятельности с давних пор.

- противохимические;

- антикоррозионные;

- износоустойчивые;

- противопожарные.

Резистентные коррозионно-стойкие сплавы, основанные на железе, меди и алюминии, характеризуются замечательным сочетанием тепловых, электрических и механических свойств и подходят для работы при низких абсолютных температурах от -269 до +20 градусов. Кроме того, существуют магнитные сплавы, имеющие ферромагнетизм, а также немагнитные виды.

Физические свойства металлов и сплавов. свойства

Металлы и сплавы имеют много различных физических, химических, механических и технологических свойств. Физические свойства включают в себя плотность, температуру плавления, тепло- и электропроводность, расширение при нагревании, намагничивание. Наиболее проводящими электрический ток являются чистые металлы, включая медь, алюминий и железо. В зависимости от плотности металлы можно разделить на тяжелые и легкие. Легчайшим из них является литий с плотностью 0,531 кг/м3.

Теплопроводность - это способность металлов передавать тепло от более нагретых к менее нагретым местам с определенной скоростью. Высокая теплопроводность металлов позволяет быстро и равномерно нагревать и охлаждать их. Среди технических материалов наибольшую теплопроводность имеет медь. Теплопроводность железа заметно ниже, а у стали она может меняться в зависимости от компонентов, входящих в ее состав. При увеличении температуры теплопроводность уменьшается, а при понижении - увеличивается.

Химические свойства металлов и сплавов

Химические свойства металлов и сплавов позволяют им проявлять сопротивляемость окислению и соединению с различными веществами, например, с кислородом воздуха, растворами кислот, растворами щелочей. В частности, включают такие химические свойства, как коррозионная стойкость, кислотостойкость, щелочестойкость и жаростойкость. Для улучшения их свойств в металл добавляются специальные примеси, такие как хром, ванадий и вольфрам.

Механические свойства металлов и сплавов

Механические свойства - это те свойства, которые определяются воздействием силы. В этот список входят прочность, твердость, пластичность, упругость, ударная вязкость и жаропрочность металлов. Они определяются при помощи различных испытаний, таких как: испытание на растяжение, сжатие, изгиб, кручение и срез, твердомеры, закалка и испытания на жаропрочность. Прочность, твердость и ударная вязкость имеют наибольшее значение для характеристик материалов и их применения.

Упругость - это способность металла восстанавливать свою форму и объем после прекращения сил, действующих на него снаружи. Такая способность очень важна для производства рессор и пружин. Также необходимо определять пластичность металлов, потому что именно она позволяет подвергать металлов давлению и ковать их в нужную форму, не приводя к разрушению. Хрупкие металлы разрушаются без изменения формы при действии нагрузки. Поэтому для изготовления деталей машин нужны не только прочные, но и пластичные металлы. Пластичная деформация используется для изготовления различных деталей и изделий путем давления металла инструментом. Это позволяет существенно улучшить механические и другие свойства металлов.

Пластическая обработка металлов - это процесс, включающий в себя различные методы, такие как прокатка, волочение, прессование, ковка и штамповка. Особое значение имеет прокатка, поскольку этот способ производства делает изделия, готовые к использованию в поставке без дополнительной обработки в строительстве, машиностроении и сельском хозяйстве (например, шпунты, рельсы, профили для машиностроения).

Технологические свойства металла

Технологические свойства материала позволяют ему подвергаться различным способам обработки, как в холодном, так и в горячем состоянии. Среди них можно выделить ковкость, свариваемость, обрабатываемость, износостойкость и заполняемость форм. Ковкость - это способность металла или сплава принимать нужную форму под действием внешних сил. Свариваемость позволяет образовывать качественные сварные соединения. Обрабатываемость резанием дает возможность поддаваться механической обработке режущим инструментом. Износостойкость характеризует способность материала выдерживать действие механических, физических или химических воздействий в течении времени. Заполняемость форм позволяет металлу и сплавам заполнять литейные формы. Для увеличения износостойкости материала часто применяют специальные средства, улучшающие свойства металла, а также усиливающие конструкции, которые помогают компенсировать износ и равномерно распределять его.

Исследования материала для определения его пригодности для дальнейшей обработки называются технологическими пробами. Одним из видов таких испытаний является испытание на изгиб стальных труб, предназначенных для определения их способности загибаться без трещин и надрывов. Перед ним образец заполняется чистым сухим речным песком или другим наполнителем, а после подвергается плавному изгибу до достижения конкретного угла. Образец считается прошедшим испытание, если на нем не обнаружены изломы, надрывы и расслоения. Другой видом технологических проб является испытание на отбортовывание труб, позволяющее определить их способность к процессу подобного рода. Для этого используется оправка, радиус закругления которой равен двукратной толщине стенки трубы. Пригодность к отбортовыванию оценивается по наличию надрывов и трещин на фланце.

Испытание на сплющивание труб является средством для определения характеристик их прочности. Для этого конец трубы или ее отрезок длиной 20-50 мм сплющивают между двумя параллельными плоскостями с плавной скоростью, не более 25 мм/мин. Успешность испытания проявляется в отсутствии трещин или надрывов на пробе. Если труба сварная, то при испытании швы должны располагаться по горизонтальной оси.

Цвет искр при этом зависит от марки стали, и его тон меняется от темно-желтого у малоуглеродистой стали до светло-желтого у инструментальной стали. Быстрорежущая сталь пикируется по темно-красному цвету искр, которые прерываются и время от времени слабо разветвляются. Характеристики металлов и сплавов, позволяющие им принимать значительную пластическую деформацию, делают их необходимыми и полезными в технике. Обработка металлов давлением придает им необходимый формат и размер, а также повышает их механические свойства.

Обработка металлов давлением в пластическом состоянии представляет собой разнообразные методы, в том числе прокатку, волочение, прессование и ковку. Прокатка имеет особое значение, поскольку при помощи этого метода изготавливаются изделия, которые могут напрямую применяться в строительстве, машиностроении и сельском хозяйстве (например, шпунты, рельсы, профили и многое другое).