Головна → Статті
Загальні відомості про метали й сплави
Метали - кристалічні речовини, які характеризуються високими електро- і теплопровідністю, ковкістю, здатністю добре відображати електромагнітні хвилі і іншими специфічними властивостями. Властивості металів обумовлені їх будовою: в їх кристалічній решітці тобто не пов'язані з атомами електрони, які можуть вільно переміщатися.
У техніці зазвичай застосовують не чисті метали, а сплави, що пов'язано з труднощами одержання чистих речовин, а також з необхідністю надання металам необхідних властивостей.
Сплави - це системи, що складаються з декількох металів або металів і неметалів. Сплави володіють всіма характерними властивостями металів. У будівництві застосовують сплави заліза з вуглецем (сталь, чавун), міді та олова (бронза) і міді та цинку (латунь) і ін. На практиці термін «метали» поширюють і на сплави, тому далі він відноситься і до металевих сплавів.
Застосовувані в будівництві метали ділять на дві групи: чорні і кольорові.
До чорних металів належать залізо та сплави на його основі (чавун і сталь).
Сталь - сплав заліза з вуглецем (до 2,14%) і іншими елементами. За хімічним складом розрізняють сталі вуглецеві і леговані, а за призначенням - конструкційні, інструментальні і спеціальні.
Чавун - сплав заліза з вуглецем (більше 2,14%), деякою кількістю марганцю (до 2%), кремнію (до 5%), а іноді і інших елементів. Залежно від будови і складу чавун буває білий, сірий і ковкий.
До кольоровим металам відносяться всі метали і сплави на основі алюмінію, міді, цинку, титану та ін.
Широке використання металів в будівництві і інших галузях економіки пояснюється поєднанням у них високих фізико-механічних властивостей з технологічністю.
Метали мають високу міцність, причому міцність на вигин і розтягнення у них практично така ж, як і на стиск (у кам'яних матеріалів міцність на вигин і розтягнення в 10 ... 15 разів нижче міцності на стиск). Так, міцність стали більш ніж в 10 разів перевищує міцність бетону на стиск і в 100 ... 200 разів міцність на вигин і розтягнення; тому, не дивлячись на те що щільність сталі (7850 кг / м) в 3 рази більша за густину конструкційного бетону (2400 + 50 кг / м), металеві конструкції при тій же несучої здатності значно легше і компактніше бетонних. Цьому сприяє також високий модуль пружності сталі (в 10 разів вище, ніж у бетону та інших кам'яних матеріалів). Ще більш ефективні конструкції з легких сплавів.
Метали дуже технологічні: по-перше, вироби з них можна отримувати різними індустріальними методами (прокатом, волочінням, штампуванням і т. П.), По-друге, металеві вироби і конструкції легко з'єднуються один з одним за допомогою болтів, заклепок і зварювання.
Однак з точки зору будівельника метали мають і недоліки. Висока теплопровідність металів вимагає пристрою теплової ізоляції металоконструкцій будівель. Хоча метали негорючі, але металеві конструкції будівель необхідно спеціально захищати від дії вогню. Це пояснюється тим, що при нагріванні міцність металів різко знижується і металоконструкції втрачають стійкість і деформуються. Великих збитків економіці завдає корозія металів. Метали широко застосовують в інших галузях промисловості, тому їх використання в будівництві повинно бути обгрунтовано економічно.
Наука, що вивчає склад, будову і властивості металів і сплавів, а також залежність між внутрішньою будовою (структурою) і властивостями металевих сплавів називається металознавства.
Відмінними рисами металів є: блиск, ковкість, непрозорість, теплопровідність і електропровідність.
Таким чином, під терміном «метали» розуміють всю групу металевих матеріалів - чисті метали і сплави. Чисті метали використовують тільки в тих випадках, коли від матеріалу потрібні високі показники теплопровідності, електропровідності і висока температура плавлення. Ці властивості у них завжди вище, ніж у сплавів.
Основними матеріалами при монтажі металоконструкцій, трубопроводів і обладнання є сплави, що мають в порівнянні з чистими металами наступні переваги: - більш високу міцність; - здатність змінювати властивості при зміні хімічного складу; »- здатність покращувати властивості під впливом термічної обробки; - нижчу температуру плавлеіія; - велику плинність в розплавленому стані; - меншу усадку.
Зазначені властивості сплавів мають велике практичне значення, так як дозволяють отримувати всілякі металоконструкції з показниками, що відповідають необхідним експлуатаційним умовам.
Застосовувані в будівництві сплави ділять на дві групи:
I група - сплави на основі заліза (сталь, чавун);
II група-сплави на основі металів (сплави на мідній, алюмінієвої, магнієвої і іншій основі - бронза, латунь, силуміни і ін.).
До фізичних властивостей металів ставляться: питома вага, теплопровідність, електропровідність і температура плавлення.
Питома вага - це вага 1 см3 металу, сплаву або будь-якого іншого речовини, виражений в грамах. Наприклад, питома вага заліза дорівнює 7,88 г / см3. Питома вага найбільш поширених металів приведені в табл. 1.
Теплопровідність - здатність металів і сплавів проводити тепло. Теплопровідність вимірюється кількістю тепла, яке проходить по металевому стрижні перетином 1 см2 за 1 хв.
Електропровідність - здатність металів і, сплавів проводити електрику. Це властивість найбільш характерно для чистих металів. Для сплавів більш характерним є властивість, зворотне електропровідності - електроопір.
Питомим електричним опором називається опір провідника перетином 1 мм2 і довжиною 1 м, виражене в Омасі.
Температура плавлення - ступінь нагріву, при якій метал переходить з твердого стану в рідке (табл. 1).
До механічних властивостей металів і сплавів відносять: твердість, міцність, пружність, пластичність.
Ці властивості зазвичай є вирішальними показниками, що визначають здатність металів чинити опір додається до деталі, вузлів і металоконструкцій зовнішніх навантажень, що характеризує придатність сплаву "або вироби до різних умов експлуатації.
Твердість - здатність металу чинити опір впровадженню в його поверхню іншого, більш твердого тіла.
Міцність - здатність металу чинити опір руйнуванню при дії на нього навантаження.
Пружність-здатність металу приймати початкову форму і розміри після припинення дії навантаження.
Пластичність (в'язкість) - здатність металу змінювати початкові форми і розміри під дією навантаження і зберігати додані форми і розміри після припинення її дії.
До технологічних властивостей відносять різанням, гнучкість, жидкотекучесть, усадку, зварюваність і інші властивості, що визначають придатність матеріалу до обробки той чи інший спосіб.
Різанням - здатність металу більш-менш легко оброблятися гострим ріжучим інструментом.
Гнучкість - здатність металу піддаватися обробці тиском, приймати нову форму і розміри під впливом прикладеної навантаження без порушення цілісності.
Жидкотекучесть - здатність розплавленого металу або сплаву заповнювати ливарну форму.
Усадка-зменшення обсягу виливки при охолодженні сплаву.
Зварюваність - здатність металів утворювати міцні з'єднання окремих металевих заготовок шляхом їх місцевого нагріву до розплавленого або пластичного стану.
Хімічні властивості металів - це здатність металів вступати в з'єднання з різними речовинами, і в першу чергу з киснем. Чим легше метал вступає в з'єднання з іншими елементами, тим легше він руйнується. Руйнування металів і сплавів під дією навколишнього середовища називається корозією.
Спасибі, мені ваша сторінка дуже допомогла. І п'ятірка яку я отримала не моя, (я її не заслуговую) а ваша велика. Спасибі за допомогу.
- татьяна · Січня 25, 21:51 · #