50. Общие понятия о металлах. Классификации металлов.

Металлы, простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами: высокой электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности, способностью хорошо отражать электромагнитные волны, пластичностью.

Металлы в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение.

Классификация металлов и сплавов: черные и цветные

Черные: сталь и чугун

Сталь: углеродистая нелегированная(низкоуглеродистая с<0,25%, среднеуглеродистая с=0,25-0,6, высокоуглеродистая), легированная(низколегированная <2,5%, среднелегированная 2,5-10%, высоколегированная)

Чугун: легированный, феррасплав, обыкновенный нелегированный(белый(предельный), серый литейный, ковкий

Цветные: редкие(титан, вольфрам, малибден, цирканий), легкие, тяжелые, благородные(золото, платина, серебро)

Легкие: мягний, алюминий(сплавы: дюралюминий, силумин)

Тяжелые: олово, цинк, медь(сплавы:бронза,латунь), ртуть, свинец

свойства.

52. Особенности поведения металлов при их деформировании. Обработка металлов давлением.

Качество металлов и изделий из них оценивают по результатам механических, химических, технологических испытаний и наружного осмотра. Испытание на растяжение.Изготовливают стандартные образцы с установленной расчетной длиной, диаметром образца, площадью поперечного сечения. Испытания проводят на специальной машине путем осевого растяжения образца до разрыва, с автоматической записью диаграммы зависимости деформации от нагрузки. Испытание на изгиб. Испытание на изгиб в холодном или нагретом состоянии проводится для определения способности листового металла принимать заданный по размерам и форме изгиб. Образцы для испытания вырезают из листа без обработки поверхностного слоя и подвергают пробе на изгиб. Испытание на удар.Так определяют способность работы металла в условиях динамических нагрузок или хрупкость. Чем пластичнее металл, тем лучше он переносит ударные нагрузки. Испытание на удар производятнаспециальныхмаятниковыхкопрахсприменениемстандартныхобразцовснадрезом. Ковка— обработка металла давлением, при котором инструмент оказывает многократное прерывистое воздействие на заготовку, в результате чего она, деформируясь, приобретает заданную форму. По способу обработки ковка бывает горячейи холодной. Температура ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла. Идеальный материал для ковки — мягкая сталь, которая в разогретом состоянии практически течет. Холодная ковка требует от металла высокой степени ковкости— определенной степени вязкости, пластичностии текучести. В современных условиях холодная ковкаприменяется главным образом в ювелирном деле — дляобработки золота, серебра, меди и платины.Неотъемлемая часть холодной ковки — гнутье. Прутья,декоративные элементы, вырезанныевручную или машинным способом, гнут, придавая имнеобходимую форму, после чего все детали спаивают междусобой. В настоящее время таким образом собираются заборы,ворота, балконные и лестничные ограждения и т. д.Еще одна из разновидностей холодной ковки — штамповка, тоесть обработка металлов давлением на прессах с помощьюформообразующего приспособления.

53. Термическая и химико-термическая обработка металлов. В целях получения более высоких или специально заданных свойств изделия из металлов и сплавов подвергают термической обработке. Такая обработка заключается в изменении структуры сплава путем его предварительного нагрева до заранее определенных температур, некоторой выдержке при этих температурах и последующего охлаждения по заданному режиму. Шире всего применяют отжиг, нормализацию, закалку и отпуск стали. Отжиг стали производят в тех случаях, когда необходимо уменьшить твердость, повысить пластичность и вязкость, улучшить обрабатываемость. Отжиг стали производят путем нагрева ее до температуры выше верхних критических точек на 20...50 СС выдержки при такой температуре до полного прогрева слитка с последующим очень медленным охлаждением. Нормализация заключается в нагреве стали на ЗО...5О°С выше критических точек, непродолжительной выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на воздухе. Нормализацию стали применяют в тех случаях, когда необходимо получить мелкозернистую однородную структуру с более высоким твердостью и прочностью, но с несколько меньшей пластичностью, чем после отжига. Закалка стали заключается в нагреве ее до температуры образования аустенита, выдержке при этой температуре и последующем быстром охлаждении. Закалке подвергают готовые изделия с целью повышения твердости, и прочности. Изделия, от которых требуются высокое сопротивление истиранию и повышенная вязкость, подвергают поверхностной закалке; При поверхностной закалке повышаются твердость и износостойкость только поверхностных слоев изделия. Отпуском называют термическую обработку, при которой закаленную сталь нагревают до температуры ниже критических точек, выдерживают при этой температуре, а затем охлаждают. Цель отпуска — уменьшение внутренних напряжений, снижение твердости и хрупкости, повышение пластичности. Химико-термическая обработка стали заключается в изменении химического состава стали на поверхности изделия и последующем проведении термообработки. Цель ее — упрочнение поверхностных слоев стали (повышение твердости, усталостной прочности, износостойкости), изменение физико-химических и других свойств (коррозионных, фракционных). От поверхностной закалки данный вид обработки отличается тем, что предварительно производят насыщение поверхности обрабатываемых изделий различными элементами (С, N, Al, Si, Cr и др.). Цементация — поверхностное насыщение малоуглеродистой стали (С<0,3 %) углеродом с последующими закалкой и отпуском с целью получения детали с твердой поверхностью и вязкой сердцевиной. Цементацию можно проводить в твердой, жидкой или газообразной среде. При закалке сердцевина цементированных изделий будет мягкой и вязкой, а поверхностный слой — твердым и прочным. Азотирование — процесс поверхностного насыщения стали азотом путем выдержки стали, нагретой до 500...650°С, в атмосфере аммиака NH3. Азотирование стали значительно повышает ее поверхностную твердость увеличивает износоустойчивость и предел усталости стали, повышает сопротивление коррозии. Цианирование - одновременное насыщение поверхности стального изделия азотом и углеродом, производится для повышения твердости, износоустойчивости и усталостной прочности деталей. Диффузионная металлизация — процесс поверхностного насыщения стали алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами. Его осуществляют путем нагрева и выдержки стальных изделий в контакте с одним или несколькими из элементов. Такая обработка изделия придает поверхностным слоям стали жаростойкость, износоустойчивость, сопротивление коррозии.