23. Метали і сплави, їх властивості.

Основна продукція металургійної промисловості - метали та сплави на їх основі. Вони є найпоширенішими з-поміж конструктивних матеріалів сучасної індустрії, сільського господарства, техніки і предметів вжитку, витримуючи гостру конкуренцію з боку пластмас, кераміки, композитів та інших сучасних матеріалів.

Метали в техніці прийнято поділяти на чорні (залізо) і кольорові (всі інші).

Класифікація кольорових металів

(за фізичними, хімічними властивостями та характером залягання в земній корі поділяють):

- важкі (кобальт, нікель, мідь, цинк, кадмій, ртуть, свинець тощо);

- легкі (літій, берилій, алюміній, титан, натрій, калій тощо);

- благородні (золото, срібло, платина тощо);

- важкоплавкі (ванадій, хром, молібден, вольфрам, ніобій тощо);

- розсіяні (гелій, індій, талій);

- рідкісноземельні (ітрій, скандій і всі лантаноїди);

- радіоактивні (уран, радій, плутоній, полоній тощо).

Сплави, як і метали, поділяють на чорні (на основі заліза) та кольорові (всі інші).

Класифікація сплавів за властивостями:

- важкі (на основі свинцю, олова тощо);

- легкі (на основі берилію, алюмінію тощо);

- легкоплавкі (наоснові натрію, калію тощо);

- важкоплавкі (на основі ванадію, хрому, молібдену, вольфраму);

- жаростійкі, що витримують нагрівання до високих температур

- жароміцні, теж з навантаженням;

- магнітні (мають магнітні властивості);

- немагнітні;

- аморфні.

Поки що аморфні (некристалічні) метали і сплави виробляють у вигляді фольги, тонких стрічок та дроту з товщиною аморфного шару, що не перевищує десятків мікрометрів.

Основними властивостями металів і сплавів, що визначають їх застосування та якість, є фізичні, хімічні, механічні і технологічні.

Основні фізичні властивості сплавів:щільність (маса одиниці об’єму);температура плавлення;теплопровідність;електропровідність;магнітні властивості;розширення при нагріванні, стискання при охолодженні.

Основні хімічні властивості:корозійна стійкість;розчинність;окислюваність.

Основні механічні властивості:міцність;твердість;в’язкість;пластичність.

Основні технологічні властивості: ливарні (температура плавлення, плинність розплаву, усадка, ліквація тощо);ковкість (визначається пластичністю і здатністю оброблятися тиском);зварюваність;здатність працювати за умов різних некритичних температур, тисків, радіації тощо).

24. Способи отримання металів і сплавів.

Пірометалургійний - виробництво з використанням теплової енергії полуменевих печей (отримання чавунів у доменних печах (домнах), сталі у мартенівських печах (мартенах);

Електрометалургійний - електротермічнеотримання сталей у дугових, індукційних та інших типах електричних печей та електрохімічне (електролізом) – алюмінію;

Гідрометалургійний - вилучення металів з руд за допомогою розчинників і електролізу (отримання міді, цинку);

Плазмовий - перетворення оксидів металів на високотемпературну плазму (іонізований газ) і магнітного вилучення з неї металу (отримання вольфраму, молібдену тощо);

Хіміко-металургійний - поєднує хімічні і металургійні процеси (отримання титану);

Космічна металургія - безтиглеве* плавлення металів і отримання надчистих і композиційних сплавів в умовах невагомості.

* Тигель — посудина з тугоплавких або вогнестійких матеріалів для плавлення чи нагріву різних матеріалів.