Питання 1. Основні види металів та сплавів

ПЛАН

Тема 2.1 Будова та основні властивості металів і сплавів.

Мета: Вивчити основні види металів та сплавів, їх властивості. Види випробування металів та сплавів, види їх обробки.

1. Основні види металів та сплавів.

2. Структурні складові залізовуглеродистих сплавів.

3. Засоби випробування металів та сплавів.

4. Види термічної обробки сталі.

5. Обробка металів тиском.

Металом називається – речовина, характерною ознакою якого є висока

міцність, пластичність, тепло – та електропровідність та особливий блиск який називається металевим. Такі ознаки металів забезпечуються їх електронними міжатомними зв’язками та кришталевою будовою. При дуже високих тисках та температурах властивості металів можуть змінюватись.

Металеві елементи складають майже 3/4 всіх присутніх в природі елементів, але не сі знаходять широке застосування в техніці та будівництві. Деякі з них зустрічаються дуже рідко. З найбільш цінних та важливих для сучасної техніці металів лише деякі містяться в земній корі в великій кількості: алюміній – 8,8%, залізо – 4,65 %, магній – 2,1 %, титан – 0,63 %.

Сплавами називають металеві речовини з характерними властивостями металів, які отримують при затвердінні рідких сплавів.

Сплави містять два та більше хімічних елемента. Елементи, які входять в склад сплаву або речовини(компоненти сплаву) можуть знаходитись між собою в одній з трьох видів зв’язку: хімічної, твердих розчинів, механізованої суміші.

Метали які застосовуються в будівництві, поділяють на дві основні групи: чорні та кольорові. Чорні метали – сплав заліза з вуглеводом. Окрім того, в них можуть міститься в більшості або в меншості і інші хімічні елементи (кремній, марганець, сірка, фосфор). З метою надання чорним металам спеціальних властивостей в їх склад вводять покращуючи або лігіруючі добавки (нікель, хром, мідь і т.д.). Інші метали і сплави на їх основі відносяться до кольорових: легкі – щільність до 5 кг/см³ (наприклад на основі алюмінію, магнію); важкі – щільністю вище 5 г/см³ (на основі міді); тугоплавкі (на основі молібдену, ванадію).

Питання 2. Структурні складові залізовуглеродистих сплавів.

При кристалізації залізовуглеродистих сплавів з’являються наступні структурні складові:

· Аустеніт – твердий розчин вуглеводу в залізі. Атоми вуглеводу упроваджуються в кришталеву решітку, причому насичення може бути різноманітним в залежності від температури та домішок. Стійкий тільки при високій температурі, а з домішками Cr, Mn при звичайних і низьких температурах. Твердість аустеніту НВ = 170-200.

· Ферріт – твердий розчин вуглеводу в залізі. Межова місткість вуглеводу при 723^оС 0,02%, при 20^оС0,006%.Ферріт за властивостями близький до чистого заліза, але м’який, його твердість НВ = 60 – 80, пластичний.

· Цементит – карбід заліза – хімічне з’єднання, яке містить 6,67 % вуглеводу. Є складовою частиною електричної суміші, а також самостійної структурної складової. Може створювати тверді розчини засоби заміщення атомами інших металів, нестійкий, розпадається при термічній обробці. Цементит дуже твердий (НВ = 800) але крихкий.

· Перліт – елекроідна суміш ферріту та цементиту; створюється під час розпаду аустеніту при 723^оС та містить вуглеводу 0,83%. Домішки Si та Mn сприяє створенню перліту та при меншій місткості вуглеводу. Структура перліту може бути пластинчатою та глобулярною (зернистою). Механічні властивості перліту залежать від форми та дисперсності часток цементиту. Міцність пластинчатого перліту вище, ніж у зернистого.

· Ледебурит – евтекрічна суміш аустеніту та цементиту, створюється при 1130^оС та вмісті вуглеводу 4,3 %. Структура нестійка: при охолодженні аустеніт в склад ледебуриту розпадається на вторинний цементит і перліт. Ледебурит дуже твердий (НВ = 700), крихкий.

· Графіт – м’який та крихкий компонент чавуну, складається з різновидів вуглеводу. Зустрічається в сірих чавунах та ковких чавунах.

З збільшенням вмісту вуглеводу в залізовуглеродистих сплавах змінюється

структура, збільшується вміст цементиту та зменшується кількість ферріту. Чи більше вуглеводу в сплавах, тим вище їх твердість та міцність, але нижче їх пластичні властивості. Механічні властивості сплавів залежать також від форми та розміру часток структурних складових. Твердість і міцність сталі тим вище, чим тонше і менше частки ферріту і цементиту.

Дата добавления: 2014-01-07