Реферат: Металлические материалы 2
Лекция № 5: Металлические материалы
5.1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Металлы – это кристаллические вещества, характеризующиеся рядом специфических свойств:
1. Электро- теплопроводность, магнитная восприимчивость (склоннисть к образованию магнитных волн, полей), высокая однородность структуры, высокая пластичность, высокая прочность;
2. Физические свойства: блеск, непрозрачность, высокая плотность (в среднем в 3 раза выше цемента ρ=7800(кг\м3 ), высокие технологические свойства.
Свойства металлов обусловлены их строением: как правило, все металлы имеют упорядоченную структуру в виде кристаллической решетки (3 вида решёток см. ниже). За счёт чего металлы обладают рядом положительных свойств: пластичность, ковкость, прочность, а так же отрицательным рядом свойств: низкая огнестойкость (металл при t =600° C плавится и перестаёт нести нагрузку), низкая коррозионная стойкость – способность металла окисляться в различных средах и терять прочностные свойства, это ведёт к удорожанию работ по защите металла от коррозионных процессов – обмазка специальными мастиками и защитными составами.
Поэтому для регулирования свойств металлов применяют либо упрочнение за счёт следующих операций:
-термическая обработка стали;
-химико-термическая обработка стали;
-азотирование;
-металлизация.
Либо созданием специальных “сплавов”. На практике термин «металлы» распространяют и на сплавы. Применяют, как правило, не чистые металлы, а сплавы, т.к. они обладают по сравнению с чистыми металлами более высокой прочностью, лучше подаются разным видам обработки.
Сплавы – это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов с неметаллами.
Металлы имеют кристаллическое строение, при затвердевании они образуют геометрически правильные системы – кристаллические решетки различных модификаций. Атомы металлов являются положительно заряженными ионами, которые непрерывно колеблются около положения равновесия. С повышением температуры амплитуда колебаний увеличивается, кристаллы расширяются, а при температуре плавления колебания настолько усиливаются, что кристаллическая решетка разрушается. Кристаллы анизотропны, имеют неодинаковые свойства по разным направлениям, что объясняется различным числом атомов решетки в разных сечениях.
Применяемые в строительстве металлы делят на две группы: черные и цветные.
Черные металлы (чугун и сталь) – это сплавы железа с углеродом.
В стали, содержание углерода составляет до 2,14%, в чугуне – 2,14…6,67%. Цветные металлы делят по плотности на легкие (ρ<3 г/см3 ) и тяжелые (ρ>3 г/см3 ).
Наибольшее применение в строительстве получили стали. Это каркасы промышленных и гражданских зданий, конструкций мостов, эстакад, труб. Сталь используется для производства арматуры, канатов, для железобетона. В современном строительстве расширяется область применения цветных металлов – это конструкции из алюминиевых сплавов, архитектурно-строительные детали, обладающие высокой коррозионной стойкостью и декоративностью.
По назначению металлы делят на конструкционные, инструментальные, специальные .
1. Инструментальные стали и сплавы обладают высокой плотностью и прочностью, за счёт их способа изготовления, упрочнения, либо за счёт ввода в их состав легирующих компонентов, которые по плотности и твёрдости превосходят плотность и твёрдость основной стали.
2. Конструкционные стали используются для изготовления из них конструкций. Для каждой отрасли качества предъявляемые к стали разные, поэтому в зависимости от производства используется сталь определенной марки, с заданными свойствами.
3. Специальные стали и сплавы обладают высокой плотностью, как правило неизменностью геометрических размеров.
Понятие о кристаллизации.
Различают первичную и вторичную кристаллизацию металлов. Первичная кристаллизация – образование кристаллической структуры в металлах и сплавах при переходе из жидкого состояния в твердое.
Вторичная кристаллизация – это изменение кристаллического строения металлов в твердом состоянии, это так называемая аллотропия металлов и сплавов.
Свойства металлов:
1. Физическими свойствами металлов являются : цвет, плотность, плавкость, электропроводность, магнитные свойства, теплопроводность, расширяемость при нагревании.
2. Химическими свойствами являются : окисляемость, растворимость, коррозионная стойкость, жароупорность и другие.
3. Механические свойства : прочность на растяжение, твердость, ударная вязкость, усталость и т.д.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--