3.2. Різновиди металів

 

Метали і сплави в промисловості поділяють на дві основні групи: чорні і кольорові.

Чорні метали - сплав заліза з вуглецем, в якому можуть міститися в більшій чи меншій кількості та інші хімічні елементи. Кобальт, нікель, а також близький до них за властивостями марганець нерідко відносять до чорних металів. Чорні метали набули найбільшого поширення, що зумовлено відносно високим вмістом заліза в земній корі, його низькою вартістю, високими механічними і технологічними властивостями.

Найбільш широке застосування в сучасному машинобудуванні мають залізовуглецеві сплави - сталь і чавун.

Сталь - це сплав заліза з вуглецем; вміст вуглецю в стали не перевищує 2%.

До сталей відноситься:

  • технічне залізо;
  • конструкційна (до 0,7% вуглецю);
  • інструментальна сталь (понад 0,7% вуглецю).

Чавун - сплави заліза з вуглецем, в яких вміст вуглецю перевищує 2%. Середній вміст вуглецю в чавуні 2,5-3,5%.

Крім заліза і вуглецю, в сталях і чавунах присутні домішки:

  • кремній і марганець в десятих частках відсотка (0,15 0,60%);
  • сірка і фосфор в сотих частках відсотка (0,05-0,03%) кожного елемента.

Сталь


Сталь із вмістом вуглецю до 0,7% застосовується для виготовлення:

  • листів;
  • стрічки;
  • дроту;
  • рейок;
  • таврового заліза;
  • різного фасонного профілю;
  • а також для численних деталей в машинобудуванні: шестерні, осі, вали, шатуни, болти, молотки, кувалди і т.п.

Сталь з вмістом вуглецю понад 0,7% застосовується для виготовлення різного різального інструменту:

  • різці,
  • свердла,
  • мітчики,
  • борідки,
  • зубила та ін.

Запам'ятайте!!! Властивості сталі залежать від вмісту вуглецю. Чим більше вуглецю, тим сталь міцніше і твердіше.

Чавун

Машинобудівний чавун застосовують для виробництва виливків всіляких деталей машин.

За складом і будовою чавуни діляться на:

  • білий,
  • сірий,
  • ковкий.

Ковкий чавун

Ковкий чавун виходить в результаті спеціальної обробки білого чавуну. У білому чавуні весь вуглець знаходиться в хімічно зв'язаному стані з залізом (Fe3C - цементит), що надає цьому чавуну велику твердість і крихкість і погану оброблюваність.

Білий чавун

У машинобудуванні білий чавун застосовують для виготовлення виливків, що відпалюються на так званий ковкий чавун.

При відпалі цементит розкладається па залізо і вільний вуглець, і виливки набувають невисоку твердість і гарну оброблюваність.

Сірий чавун

Найбільш широке застосування в техніці має сірий чавун, в якому велика частина вуглецю знаходиться у вільному стані, у вигляді графіту. Цьому сприяє високий вміст кремнію.

Такий чавун має гарні ливарні якостями і застосовується для виробництва чавунних виливків. Деталі з цього чавуну виходять шляхом виливки в земляні або металеві форми (станини, шестерні, циліндри, блоки і т.п.).

Завдяки наявності вільного вуглецю (графіту) сірий чавун має невелику твердість і добре обробляється різанням.

Кольорові метали

До кольорових металів і сплавів відносяться практично всі метали і сплави, за винятком заліза і його сплавів, що утворюють групу чорних металів. Кольорові метали зустрічаються рідше, ніж залізо та часто їх видобуток коштує значно дорожче, ніж видобуток заліза. Однак кольорові метали часто володіють такими властивостями, які у заліза не виявляються, і це виправдовує їх застосування.

Найчастіше кольорові метали застосовують в техніці і промисловості у вигляді різних сплавів, що дозволяє змінювати їх фізичні, механічні та хімічні властивості в дуже широких межах. Крім того, властивості кольорових металів змінюють шляхом термічної обробки, нагартовки, за рахунок штучного і природного старіння і т. Д.

Кольорові метали піддають всім видам механічної обробки і обробки тиском - кування, прокатки, пресування, а також різання, зварювання, пайки.

З кольорових металів виготовляють лилодті деталі, а також різні напівфабрикати у вигляді дроту, профільного металу, круглих, квадратних і шестигранних прутків, смуги, стрічки, листів і фольги. Значну частину кольорових металів використовують у вигляді порошків для виготовлення виробів методом порошкової металургії, а також для виготовлення різних фарб і в якості антикорозійного покриття.

Вираз «кольоровий метал» пояснюється кольором деяких важких металів: так, наприклад, мідь має червоний колір.

Кольорові метали за властивостями поділяють на:

легкі метали (Be, Mg, Al, Ti), які мають порівняно малою щільністю до 5000 кг / м3;

тугоплавкі метали (Ti, Сг, Zr, Nb, Mo, W, V і ін.) З температурою плавлення вище, ніж у заліза (1539 ° С);

благородні метали (Ph, Pd, Ag, Os, Pt, Au і ін.), Що володіють хімічною інертністю:

уранові метали (U, Th, Pa) - актиноїди, які використовуються в атомній техніці;

рідкоземельні метали (РЗМ), лантаноїди (Се, Pr, Nd, Sm і ін.) І подібні з ними ітрій і скандій, що застосовуються як присадки до різних сплавів;

лужноземельні метали (Li, Na, К), що використовуються в якості теплоносіїв в ядерних реакторах.

Класифікація металевих сплавів за хімічним складом, заснована на вказівці головного компонента сплаву (залізо, мідь, алюміній і ін.) Має традиційний характер і набула найбільшого поширення. Однак всередині таких класів, визначених з урахуванням хімічного складу по головному компоненту сплаву, розподіл на групи і підгрупи найчастіше проводиться за характерними особливостями у властивостях або по області застосування даного сплаву або декількох сплавів.

Последнее изменение: Вторник, 27 Декабрь 2016, 19:53