Написание рефератов ТОП 10 компаний
Готовые рефераты по химии

Реферат на тему: Металлы

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н.Ельцина

Институт материаловедения и металлургии

Кафедра «Материаловедение в строительстве»

Технологические свойства металлов

РЕФЕРАТ


Руководитель ___________________________

Студент____________________________

гр.

Екатеринбург, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………...... 3

1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ………………..……………………………….. 4

2 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ…………………………………………..5

3 ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ………………………………………………… 7

3.1 Технологические свойства металлов………………………………………. 8

ЗАКЛЮЧНИЕ………………………………………………………………………….. 10

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………………… 11

ВВЕДЕНИЕ

В наше время, несомненно, металлы занимают неотъемлемую часть в жизни каждого человека. Не все люди задумываются об этом, но каждый день мы встречаемся с данным материалом.

Металл, как материал, пригоден для многих изделий, часто обеспечивая им большую прочность и долговечность. В зависимости от способа эксплуатации и областей применения, от данного материала требуются различные свойства.

Металл используется широко не только в металлургии, но и в машиностроении, строительстве, электротехнике и даже в медицине.

Цель работы: рассмотреть область применения металлов; ознакомиться с общими свойствами металлов; изучить технологические свойства металлов.

1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

Металлы – группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск. [7]

Все металлы делятся на две большие группы: черные и цветные.

Черные металлы – сплав железа с углеродом. Для придания черным металлам специфических свойств к ним добавляют легирующие вещества, то есть вещества, изменяющие физические и химические свойства основного материала.

Черные металлы в зависимости от содержания углерода подразделяют на:

1. Чугун – сплав железа с 2 - 4,3 % углерода (в специальных чугунах – ферросплавах количество углерода может достигать 5 % и более %). В зависимости от формы, в которой углерод находится в чугуне, различают чугуны:

1.1 Серый чугун (литейный), в серых чугунах углерод находится в свободном состоянии в виде графита;

1.2 Белый чугун, углерод находится в связанном состоянии.

2. Сталь – сплав железа с углеродом до 2 %. (Сталь в отличие от чугуна пластична, упруга и обладает высокими технологическими свойствами – способностью обрабатываться). В зависимости от назначения различают:

2.1 Конструкционные стали, содержащие углерода 0,02 - 0,85 %; (Конструкционные стали, применяемые для строительных конструкций и арматуры железобетона, а также в машиностроении, обладают хорошей пластичностью, низкой хрупкостью).

2.2 Инструментальные, имеющие 0,65-1,40 % углерода. (Повышение углерода в инструментальных сталях придает им высокую твердость).

Цветные металлы — все остальные металлы и сплавы на их основе. В зависимости от плотности, металлы делят на лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³). [7]

2 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

В настоящее время находят практическое применение почти все металлы или в чистом виде, или в виде сплавов друг с другом. Это применение целиком определяется теми или иными свойствами металлов и их сплавов. Область применения металлов очень широка.

Металлы и их сплавы – одни из главных конструкционных материалов современной цивилизации. Металлические конструкции на сегодняшний день используются фактически в каждом сооружении и здании, наверно ни одно здание не может обойтись без металлических конструкций, особенно если в конструкции нужны значительные пролеты, нагрузки, высота. [7]

Нужда в конструкциях из металла достаточно велика, фактически в каждом доме есть хоть часть, изготовленная из металла – это могут быть лестницы, каркас, крыша и так далее [1]. Это определяется, прежде всего, их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.

Металлы используются и в качестве хороших проводников электричества (медь, алюминий), так и в качестве материалов с повышенным сопротивлением для резисторов и электронагревательных элементов (нихром).

Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части). В основном это инструментальные стали и твёрдые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика. [7]

Хорошо известно бактерицидное действие малых концентраций серебра на питьевую воду. При содержании ионов этого металла 10-30 мг на 1 т воды предотвращается рост бактерий и других микроорганизмов. При этом вкус воды не изменяется. Вот почему препараты на основе серебра все шире используются для стерилизации питьевой воды. В бытовые фильтры иногда помещают «посеребренный» активированный уголь, выделяющий в воду малые количества серебра и являющийся одновременно адсорбентом. [2]

Также металлы используются для ювелирных изделий, создания протезов, в автомобилестроении, авиации и во многих других отраслях для разнообразных целей.

3 ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Все металлы и сплавы характеризуются физическими, химическими, механическими и технологическими свойствами.

К физическим свойствам металлов относятся: цвет, удельный вес, температура плавления, электропроводность, теплопроводность, расширение металла при нагреве и магнитные свойства. Например, температура плавления сплавов имеет большое значение в литейном производстве.

К химическим свойствам металлов относятся: окисляемость, растворяемость и коррозийная стойкость. Все перечисленные свойства важны для выбора литейных сплавов, применяемых для отливок деталей, работающих в окислительных средах (колосниковые решетки печей, насосы для перекачивания кислот).

К механическим свойствам металлов относятся: прочность, твердость, упругость, вязкость и пластичность. Эти свойства металлов и сплавов имеют большое значение при использовании их в машиностроении.

Эксплуатационные свойства определяют в зависимости от условий работы машины специальными испытаниями. Одним из важнейших эксплуатационных свойств является износостойкость.

Износостойкость - свойство материала оказывать сопротивление износу, т. е. постепенному изменению размеров и формы тела вследствие разрушения поверхностного слоя изделия при трении. Испытание металлов на износ проводят на образцах в лабораторных условиях, а деталей - в условиях реальной эксплуатации. При испытаниях образцов моделируются условия трения, близкие к реальным. Величину износа образцов или деталей определяют различными способами: измерением размеров, взвешиванием образцов и другими методами.

К эксплуатационным свойствам следует также отнести хладостойкость, жаропрочность и антифрикционность.

Технологические свойства характеризуются жидкотекучестью, прокаливаемостью, ковкостью, свариваемостью и обрабатываемостью резанием. Эти свойства металлов и сплавов играют важную роль в машиностроении.

К технологическим свойствам металлов относятся также литейные свойства металлов и сплавов, характеризующие способность их хорошо заполнять все очертания формы и образовывать плотные отливки при затвердевании. При недостаточной жидкотекучести в отливке, особенно в тонких ее частях, образуются спаи и недоливы. При склонности металлов и сплавов к большой усадке во время затвердевания (кристаллизации) появляются усадочные раковины и большие внутренние напряжения.

Все перечисленные свойства в необходимых случаях определяются испытанием металлов и сплавов в лабораториях с помощью специальных приборов и установок. [3]

3.1 Технологические свойства металлов

Технологические свойства характеризуют способность металлов подвергаться обработке в холодном и горячем состояниях. Технологические свойства определяют при технологических пробах, которые дают качественную оценку пригодности металлов к тем или иным способам обработки.

Образец, подвергнутый технологической пробе, осматривают. Признаком того, что образец выдержал испытание, является отсутствие трещин, надрывов, расслоения или излома. К основным технологическими свойствам относят: обрабатываемость резанием, свариваемость, ковкость, литейные свойства. [9]

Обрабатываемость резанием - одна из важнейших технологических свойств, потому что подавляющее большинство заготовок, а так же деталей сварных узлов и конструкций подвергается механической обработке. Одни металлы обрабатываются хорошо до получения чистой и гладкой поверхности, другие же, имеющие высокую твердость, плохо. Очень вязкие металлы с низкой твердостью также плохо обрабатываются: поверхность получается шероховатой, с задирами. Улучшить обрабатываемость, например, стали можно термической обработкой, понижая или повышая ее твердость.

Свариваемость – способность металлов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного металла. Ее определяют пробой сваренного образца на загиб или растяжение.

Ковкость – способность металла обрабатываться давлением в холодном или горячем состоянии без признаков разрушения. Ее определяют кузнечной пробой на осадку до заданной степени деформации. Высота образца для осадки равна обычно двум его диаметрам. Если на боковой поверхности образца трещина не образуется, то и такой образец считается выдержавшим пробу; а испытуемый металл - пригодным для обработки давлением.

Литейные свойства металлов характеризуют способность их образовывать отливки, без трещин, раковин и других дефектов. Основными литейными свойствами являются, жидкотекучесть, усадка и ликвация.

Жидкотекучесть - способность расплава изгиб на определенный угол.

Усадка при кристаллизации - это уменьшение объема металла при переходе из жидкого состояния в твердое; является, причиной образования усадочных раковин и усадочной пористости в слитках и отливках.

Ликвация - неоднородность химического состава сплавов, возникающая при их кристаллизации, обусловлена тем, что сплавы в отличие от чистых металлов кристаллизуются не при одной температуре, а в интервале температур. Чем шире температурный интервал кристаллизации сплава, тем сильнее развивается ликвация, причем наибольшую склонность к ней проявляют те компоненты сплава, которые наиболее сильно влияют на ширину температурного интервала кристаллизации (для стали, например, сера, кислород, фосфор, углерод). [6]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обладая богатой ресурсной базой и возможностями ее переработки, Россия всегда была в числе ключевых поставщиков металлов и металлоизделий. Менялись времена, технологии производства, ассортимент производимых изделий и многое другое, но неизменным осталось только то важное значение, которое придается металлургической промышленности во всем мире. В настоящее время невозможно представить жизнь без изделий из металла, однако, каждый металл, каждый сплав имеет свои свойства, которые необходимо знать, чтобы максимально долго и в полной мере пользоваться их возможностями. Такие свойства, как физические, химические, механические и технологические, несомненно, влияют на выбор того или иного металла для своих областей применения, которые, в свою очередь, не ограничиваются лишь металлургией. Например, медные сплавы широко применяются в электротехнике, так как хорошо проводят электрический ток, легко поддаются пайке.

В строительстве железо применяется очень широко, гораздо чаще других металлов благодаря удачному сочетанию свойств: высокой прочности, однород-ности и непроницаемости для жидкостей и доступности по цене. Также в строительстве широко применяются всевозможные сплавы металлов. Комбинируя металлы сплава в определённой пропорции добиваются получения сплава с новыми свойствами, необходимыми для народного хозяйства. В результате появляются конструкции с более высокими потребительскими качествами.

Наибольшее применение в технике и промышленности получили сплавы железа с углеродом: сталь, чугун. Причина широкого использования этих сплавов связана с рядом факторов: низкой стоимостью, наилучшими механическими свойствами, возможностью массового изготовления и большой распространен-ностью железной руды в природе. Сталь хорошо обрабатывается на металлоре-жущих станках, поддаётся ковке, пригодна для сварки. Чем меньше в железном сплаве углерода, тем более пластичен сплав. Это отражается на сфере применения материала.

Так, сопоставив свойства и области применений, можно убедиться в том, что у каждого металла и сплава есть свои преимущества и недостатки, которые необходимо заранее учитывать для более долговечного использования.

БИБЛИОГРАФЕЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Металлические конструкции. [Электронный ресурс]: «Металлические конструкции в Новокузнецке – ООО Алтех». Режим доступа: http://4geo.ru/novokuzneck/alteh-ooo-proizvodstvenno-torgovaya-kompaniya/news/show/533544423

2.Применение металлов и сплавов. [Электронный ресурс]: «Химическая энциклопедия». Режим доступа: http://abouthist.net/metally-2/primenenie-metallov-i-splavov.html

3.Физические, химические, механические и технологические свойства металлов. [Электронный ресурс]: «Библиотека технической литературы». Режим доступа: http://delta-grup.ru/bibliot/13/120.htm

5.Механические и технологические свойства сплавов. [Электронный ресурс]: «Слесарные работы». Режим доступа: http://energomasters.ru/articles.php?st=1&ar=12

6.Технологические свойства металлов и сплавов. [Электронный ресурс]: «Мега слесарь». Режим доступа: http://megaslesar.ru/stati-i-materialyi/vvodnyie-stati/2.-tehnologicheskie-svoystva-metallov-i-splavov-chast-1.html

7.Металлы. [Электронный ресурс]: «Википедия». Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Metal

8.Область применения металлических конструкций. [Электронный ресурс]: «Uvina.ru лом черных металлов». Режим доступа: http://www.uvina.ru/services/lom-chern-met/oblast

9. Технологические и эксплуатационные свойства металлов. [Электронный ресурс]: «О сварке». Режим доступа: http://yaruse.ru/posts/show/id/992

10. Металлы для медицинского назначения и их упругие свойства. [Электронный ресурс]: «Научный журнал». Режим доступа: http://www.rae.ru/snt/?section=content&op=show_article&article_id=2529
Кнопка