Lecture proprietăți ale metalelor nr.2 - studopediya
Care sunt caracteristicile necesare sunt numite materiale metalice?
• comportament de energie electrică bună
• bun transfer de căldură
• reflecta lumina (strălucire)
• In anumite metale ductile Interval temperatură
• Cele mai multe metale au o rezistență ridicată și rezistență la căldură.
Toate aceste caracteristici au o origine comună: metalele sunt o astfel de stare
o substanță în care nuclee atomice încorporate în lichidul electronic. aici e
fluid și este responsabil pentru caracteristicile fizice ale metalului.
Î: Este de ardere a metalelor? Cele mai multe metale foarte bine luminate, dar numai în stare concasat, deoarece piesa metalică este acoperită rapid cu un strat de oxid (fier, inclusiv arsuri, de asemenea. Mai mult decât atât, grit oțel foarte fin, care a fost depozitat într-o atmosferă de gaz inert sau în vacuum, după contactul cu aerul frotiuri samovozgoretsya). prafurile Vlyubyh sunt așa-numita concentrație explozivă. Cel mai rău muniție combustibile - un amestec termite, care ard beton (combustibil standard plus aluminiu sau magneziu criblură). Există motoare de rachetă solide. Pentru a explica despre procesul de ardere.
Metalele utilizate în construcții sunt împărțite în două grupe: negru și color. Pentru metale feroase includ fier și aliajele sale (fier și oțel). Oțel - un aliaj de fier cu carbon (până la 2,14%) și alte elemente. În compoziția chimică sunt, oțel carbon distins și aliaje, precum și conform destinației sale - construcții, scule și construcții.
Fier - aliaj de fier cu carbon (mai mult de 2,14%), o cantitate de mangan (2%), dioxid de siliciu (până la 5%), și, uneori, alte elemente. În funcție de structura și compoziția fontei este de culoare albă, gri și ductilă. Fier - greu și ieftin, dar fragil și ușor ruginește. De ce nu se lipește de tigaie de fier turnat alimente?
Pentru toate metalele neferoase includ metale și aliaje pe bază de aluminiu, cupru, zinc, titan, staniu, plumb.
Utilizarea pe scară largă a metalului în construcții și în alte sectoare ale economiei, datorită unei combinații care au proprietăți fizice și mecanice ridicate cu lucrabilitate. Fier au rezistență ridicată, rezistența la încovoiere și la tracțiune ele au practic aceeași ca și la compresiune (materiale de piatră y rezistență la flexiune la 10 de 15 ori mai mică decât rezistența la compresiune și întindere mai mică la 10. 15 ori mai mare rezistență la încovoiere ). Astfel, rezistența oțelului cu mai mult de 10 ori rezistența la compresiune a betonului; astfel încât, în ciuda faptului că densitatea oțelului (7850 kg / m 3) până la 3 ori mai mare densitate a betonului (2500 kg / m3), structura metalică, la aceeași capacitate de încărcare este semnificativ mai ușor și mai compact betonul. Acest lucru contribuie, de asemenea, la modulul de elasticitate mare a oțelului (de 10 ori mai mare decât cea a betonului și a altor materiale de piatră). Chiar și mai eficiente de proiectare a aliajelor ușoare (tabelul 1)..
Tabel 1. Proprietăți fizice și mecanice ale metalelor și aliajelor acestora
Rezistența la întindere, MPa
Densitate, kg / m3
Luați în considerare proprietățile de dependență ale aliajului asupra compoziției și structurii exemplului aliajelor fier-carbon (otel si fonta).
Pure de fier - alb-argintiu de metal din plastic moale, aproape nu se oxidează în aer. Puterea sa este considerabil mai mica rezistenta a oțelului și de fontă. La producerea unui metal feros sub formă de carbon de fier impurități cad, siliciu și alte substanțe. Cea mai mare influență asupra proprietăților lor face carbonul conținut într-o cantitate de 0,5. 5% fier capacitatea de dizolvare a carbonului și a altor elemente constituie baza pentru o varietate de aliaje.
Carbonul dizolvat în fier formează soluții solide. În modificarea cu temperatură scăzută de fier (a-fier) a fost dizolvat puțină carbon (până la 0,02%), o astfel de soluție se numește ferita. Ferite are o duritate scăzută și plasticitate ridicată. Cu cât aliajul conține ferită, deci este mai moale și mai maleabil. Modificarea-temperatură ridicată de fier (g-fier) se dizolvă carbon mai bine (până la 2%), formând o austenita soluție solidă, de asemenea, caracterizate prin ductilitate ridicată.
Compusul chimic de fier și carbon - carbură de fier, care conține 6,67% carbon, denumită cementită. Cementita casant și are o duritate ridicată. Cu cât sunt mai cementita în aliaj, cu atât mai dure și casante. În unele cazuri (de exemplu, în prezența unor cantități mari de siliciu) cementită se formează, și carbon precipită sub formă de grafit (de exemplu, fontă cenușie).
În oțel și fier ferita, austenita si cementita există sub formă de amestecuri mecanice alte cuvinte, din oțel și fier - materialele policristaline ale căror proprietăți depind de compoziția chimică (cantitățile de fier, carbon și alte impurități) și structura (tipul și mărimea cristalelor ). De exemplu, atunci când este încălzit la o temperatură de peste 723 ° C, oțelul solid și durabil carbon, constând dintr-un amestec de ferită și cementita, devine moale și rezistența sa scade, ca un amestec de ferită și cementita la austenită veniturilor - soluție
g-carbon din fier. Aceasta se bazează pe prelucrarea la cald (laminare, forjare) oțeluri carbon.
Acest lucru explică, de asemenea, scăderea bruscă a rezistenței și, ca rezultat, deformarea și fractură
structură de oțel datorită încălzirii în timpul unui incendiu.
Amintiți-vă ars Ostankino? Beton a fost nevătămat, și cabluri de oțel care asigură
turn duritate slăbit și nu a existat un risc de distrugere a întregii structuri.
Spune-le prietenilor despre oțel Damasc.
metale neferoase și aliaje ale acestora sunt utilizate în cazuri speciale, deoarece acestea sunt produse în cantități mult mai mici decât negru, iar costul lor este mult mai mare. IC lor polzujut mai ales atunci când rezistența la coroziune ridicată, conductivitate electrică și termică, creșterea calității fină, și aliaje pe bază de aluminiu - constructii usoare. Construcția este utilizată în principal aliaje de cupru și aluminiu; promițătoare aliaje, de asemenea, pe bază de titan.
Cuprul și aliajele sale. Pure cupru - moale ductil din metal de culoare roșiatică, densitate 8960 kg / m 3, în care de înaltă conductivitate termică și conductivitate electronică. Durabilitatea este scăzută cupru R = 180. 240 MPa. Temperatura de topire - 1080 ° C, metal rezistent la coroziune cupru: în aer uscat, cuprul nu este oxidat în condiții de umiditate - acoperit de peliculă de oxid brun protectoare de oxidare în continuare. Cu termen lung (ani) găsirea de cupru în aer umed format pe suprafața stratului de carbonat de cupru bazic stabil albăstrui, numit „patinate“.
Cuprul și aliajele sale sunt printre metalele cunoscute încă din antichitate, așa cum se găsește în natură sub formă de pepite, și, de asemenea, pur și simplu smelted cu minereuri de cupru. Aproximativ 50% din cupru utilizat în inginerie electrică. În construcția foii de cupru 0,4 grosime. 0,6 mm este utilizat pentru acoperișuri frumos și durabil, sisteme de jgheaburi și conducte de apă a dispozitivului. Cea mai mare parte de cupru utilizate în aliaje - alama si bronz.
Alama, - aliaje de cupru cu zinc (10. 40%); bine să angajeze, ștanțare și întindere. Forța și o duritate mai mare decât a cuprului R = 250. 600 MPa; IR (500. 700). În construcția de alamă este folosit pentru elemente decorative pentru dispozitive sanitare. În unele țări (cum ar fi limba engleză) alamă caracterizând țeavă schiesya conductivitate termică ridicată și rezistență la coroziune este utilizată în sistemele de încălzire și de alimentare cu apă; astfel de sisteme au o durabilitate foarte mare.
Bronzurile - aliaje de cupru cu staniu (10%), aluminiu, plumb lor putere este aproape la fel ca cea a cuprului, duritatea este substanțial mai mare - HB (600. 1600). bronzurile Lisinov au bune proprietăți mecanice și rezistență la coroziune. Aplicat în scopuri ornamentale (accesorii pentru uși și ferestre, etc.), un instalatii sanitare si pentru scopuri speciale.
Aluminiu și aliajele sale. argint metalic ușor (densitate 2700 kg / m) cu rezistență scăzută = 80 100 MPa) și duritatea (HB 200) - aluminiu; Se caracterizează prin conductivitate electrică și termică ridicată. In ciuda aluminiului activitate chimică este rezistent la coroziunea atmosferică prin proprietățile de protecție ale peliculei de oxid format pe suprafața. Aluminiu pe scară industrială a început să producă numai în secolul XX. din cauza dificultăților tehnologice de producție. Aluminiul pur în construcția de practic nici un folos pentru a spori puterea, duritate și proprietățile de procesare este administrat elemente de aliere (Mn, Cu, Mg, Si, Fe, etc.). Principalele tipuri de aliaje de aluminiu - turnare și forjat.
Aliajul de aluminiu de turnare (Silumin), - aliaje de siliciu aluminiu (până la 23%) și alte elemente care poseda ridicate. alte calități; a crescut în comparație cu puterea de aluminiu (R 200 MPa) și duritatea [HB = (500 700)] la o ductilitate suficient de mare. Casting aceste aliaje sunt numite, deoarece produsele sunt produse prin filare prin topire, baterea, forjare, stretching nu poate fi.
Aliaje de aluminiu forjat (duraluminiu) până la 80% din producția de aliaje de aluminiu. Acesta este un grup mare de diverse aliaje de compoziție (cupru, magneziu, mangan) cu proprietăți mecanice ridicate (R = 200. 500 MPa), dar cu rezistență redusă la coroziune.
Titan și aliajele sale, puternic (comparabil cu oțel) și ușoare (puțin mai greu decât aluminiul) metalic, dar temperatura sa de aplicare este limitată la 550-600 C. Din cauza costului ridicat
utilizate în principal în aeronavă. În ultimii ani de guvernare sovietică și începutul perestroikăi, atunci când industria noastră de producție a dispărut, și chiar a lucrat extracția de lopeți de titan făcute (ele aproape nu se lipeasca la sol umed) și fierbătoare turistice. rezistente la coroziune.
Babbity - aliaje de staniu și plumb este folosit ca lubrifiant în lagăre de alunecare. De fapt, uneori metalele sub formă fin divizată sunt utilizate ca anti-frecare, adică materiale reducând frecarea. La acea vreme, inginerii au fost surprinși motoare de eficiență frigidere care lucrează timp de 30-50 de ani. Sa constatat că freonilor ușor dizolvat țevi din cupru și cupru particule fine întărește componentele motorului. Și dacă sunteți interesați de mașini, a atras atenția asupra uleiului de motor cu aditivi de molibden - aceasta este din aceeași operă. dezvoltare din România, în oamenii de știință mei Tomsk - microparticule de diamant, dar rolul lor este de a lustrui suprafețele.
Tungsten - metal refractar, punctul de topire al 3300 C, este folosit ca un fir de filament în lămpi electrice.
Aur, platină, iridiu, paladiu, argint - metale prețioase cele mai rezistente la oxidare (prin urmare, sunt convenabile pentru fabricarea de bijuterii și bani), curent electric bun comportament și de căldură. Aurul este materialul cel mai ductil din ea poate face plăci (forjare) câteva microni grosime și acoperă o varietate de produse din folie, și chiar și acoperișul bisericilor, astfel încât acestea să strălucit pentru o lungă perioadă de timp. Platinum este cel mai rezistent la coroziune de metal, dar nu din plastic, și, prin urmare, este dificil să se facă în bijuterii.
Toți știu, probabil, care au fost alchimiști. Noi le reprezintă sub formă de excentrici, care căutau piatra filozofală. De fapt, în plus față de căutarea acestei pietre (care sa transformat în aur de mercur) alchimistii din Evul Mediu este foarte dezvoltat toate chimie și alte discipline. Deci, în scrierile alchimiștilor a fost sugerat că mercurul, prin cele șapte etape ale tratamentelor speciale, toate pot încă întoarce la aur. In timp ce oamenii de știință nu știu despre structura atomului! Tehnici moderne ale fizicii nucleare a arătat că mercurul are șapte izotopi radioactivi naturali, iar unul dintre acești izotopi în dezintegrarea se transformă în aur.