§24.Свойстваметаллов

Свойстваматериалаобычноописываютсявтомегоагрегатномсостоянии,прикоторомматериалиспользуетсявработе.Металлыобычноприменяютсявтвердомсосто-янии.

Физическиесвойстваметаллов.Металлыобладаютсле-дующимифизическими свойствами:цветом,пластич-ностью,теплопроводностью,плотностью,температуройплавления,твердостьюидр.

Пластичность—способностьматериалаизменятьсвоюформу,неразрушаясь,подвоздействиемнагрузкиисохранятьэтуформупослеснятиянагрузки.Этосвойст-вометаллаявляетсяоднимизосновныхприегохудо-жественнойобработке(чеканка,металлопластика,худо-жественноелитьеидр.).

Теплопроводность—свойствоматериалапроводитьтеплостойилиинойскоростью.Металлыобладаютхо-рошейтеплопроводностью,причемусплавовоназначи-тельнониже,чемучистыхметаллов.

Наиболееважнывпрактикехудожественногооформле-нияплотность,температураплавленияитвердость.

Плотность—этоколичествовеществаМ(кг)илиm(т)вединицеобъемаV( м3) . Уметалловонаизменяет-сявочень широкихпределах—от0,5до 22г/см3.Метал-лысплотностьюниже5г/см3 называютсялегкими(магний,алюминийититан).Остальныеметаллыобразу-ютгруппутяжелыхметаллов.

Температура плавления—температура,прикоторойвеществопринагреванииизтвердогосостоянияполностьюпереходитвжидкое.Приохлаждениирасплаввновьза-твердевает.

Диапазонизменениятемпературыплавленияметалловоченьширок—от— 3 9°Суртутидо3410°Сувольфрама.Однимизвидовхудожественнойобработкиметалловявля-етсяхудожественноелитье.Основныеметаллы, которыеис-пользуютсядля этого,—чугунибронза.

Твердость—способностьматериала оказыватьсопро-тивление проникновениювнегодругого, болеетвердоготела.Металлыразличаютсяпотвердости:онимогут бытьмягкимикак воск(щелочные)итвердыми,струдомпод-дающимисяобработкезакаленными инструментами(вольфрам,хром).

Химическиесвойстваметаллов.Основнымхимическимсвойствомметаллов,широкоиспользуемымвпрактикехудожественно-оформительскихработ,являетсяихспо-собностькокислительно-восстановительным реакциям,чтоиспользуетсядлядекоративнойотделкиметаллов.

Сущность химической отделкизаключаетсявследую-щем:поддействиемразличныххимических веществнаповерхностиметаллапроисходитреакциясобразованиемновыххимическихсоединений, которыепрочносоединя-ютсясосновнымметалломипридаютемутотилиинойцвет.Образующиесяэлементывбольшинствеслучаевяв-ляютсяокисламиилидругимихимическимиобразовани-ями.

Некоторыеполученныетаким путемпленкинуждаютсявпоследующемзакреплении,котороевыполняютспомо-щьюбесцветныхнитролаков.

Одной изразновидностейхимическихреакцийявляет-сяэлектрохимическая(илигальваническая)реакция.Сущностьее—покрытие поверхностиодногометалладру-гимспомощьюосажденияегоизводныхрастворовсолидействием электрическоготокаилибезнего.Этотспособособенно широкоприменяетсявхудожественнойпро-мышленности.

Покрытия, полученные гальваническимспособом, отли-чаютсявысокойдекоративностью,прочностьюиэкономи-чностью,таккактолщинапокрытиянепревышаетне-сколькихмикрон.

§25.Видыметаллов

Всеметаллыразделяютсянадвебольшиегруппы:черныеицветные.

Черныеметаллы—этосоединения элементажелезасуглеродомидругими добавками: марганцем,кремнием,серой,фосфоромит.п.

Взависимостиотсодержания углеродавсплавечер-ныеметаллыподразделяютсянасталь(до2 %углерода)ичугун(более2 %углерода).

Для оформительскихработизчерныхметалловчащевсегоиспользуютчугун,которыйврасплавленномсостоя-ниипозволяетполучитьлюбуюсложнуюформупутемееотливки.Дляэтогоиспользуютчугуны:серый(СЧ),бе-лый(БЧ)иковкий(КЧ).Серыйчугунхорошольется,но необладаетспособностьюпротивостоятьударнымуси-лиям,белыйчугун,получаемыйврезультатетермическойобработки,обладаеточеньвысокойпрочностью,аполучае-мый наегоосновековкийчугунможнообрабатыватькузнечнымиинструментами.Примаркированиичугунаста-вятцифры,которыеобозначаютпрочностьчугунаилисо-держаниевнемотдельныхэлементов,определяющихегосвойства.

Стальдляоформительскихработ используюткакконструкционныйматериалввидепровода,металличес-кихпрутьев(круглых,квадратных,шестигранных),изделийизразличногопроката(уголков,швеллеров,двутавров)илистовогоматериала(изготовлениекаркасов,несущихэлементовит.п.),атакжедляизготовленияинстру-ментов,используемыхдля этихработ.

Качествосталивомногомзависитотсодержаниявнейуглерода,технологиипроизводстваисодержаниядо-бавок.

УглеродистыесталиобозначаютсябуквамиСТициф-рами,указывающими содержаниеуглеродавдесятыхчас-тяхпроцента(например,СТЗ,СТ4ит.п.).Дляизготов-ленияинструментовиспользуютсяинструментальныеста-лиУ8,У12.ВысококачественныесталиобозначаютсяСталь50,Сталь70ит.п.Сталисдобавкамитугоплавкихметаллов(марганца,вольфрама,молибденаидр.)называ-ютсялегированными.

Маркусталииеекачествоопределяютпутем спектро-графическихисследованийипробаминатвердость.

Цветные металлы—этомедь,латунь,бронза,алюми-ний,цинкидр.Иххарактернаяособенность—способ-ностьобразовыватьнаповерхности окиснуюпленку,кото-раяпредотвращаетдальнейшуюкоррозиюметалла.

Медьвосновномвстречаетсяввидеразличныхсоеди-нений.Обозначаютее отМ00(чистая медьбезпримесей)

доМ4(до99%чистоймеди).Содержаниепримесейпри-даетсоединенияммедиразличныесвойства(упругость,текучестьидр.).

Изделияизмедиприобретаюткрасивыйвнешнийвидпутем механическойихимическойотделки.

Дляхудожественныхработ наилучшимматериаломявляетсякраснаямедь,котораяобладаетвысокойплас-тичностьюипозволяетвыполнятьееручнуюимеханичес-куюобработку.

Латуньпредставляетсобойсплавмедиицинкажелто-ватогоцвета.Обозначается латуньбуквойЛ сцифрой,котораяуказываетнапроцентноесодержаниевсплавеме-ди(остальноецинк).

Дляповышения прочности,антикоррозионныхсвойстввлатуньдобавляют железо,марганец,никель,свинецидр.

Латунь,такжекакимедь,относитсякматериалам,наиболеепригоднымдлячеканкидекоративныхизделий.Онаоченьлегкочеканится,допускаетглубокуювытяжку,хорошоотжигаетсяиразнообразноотделывается.

Бронзапредставляетсобойсплав медисоловом.Помимооловавсплав частовходятидругиеэлементы(кромецинка).БронзаобозначаетсяБрспоследующимперечислениемэлементов,входящихвеесостав.

Посравнениюслатуньюбронзапрочнее,болеекорро-зионно-стойкая.Бронзасдавнихвременсчитаетсянаибо-лееблагороднымскульптурнымматериалом.Изнееможноизготовлятьразличные декоративныеэлементыпутемруч-нойимеханическойобработки.

Алюминий—легкийималоокисляющийсяматериал,хорошоподдаетсяразличнымвидамхудожественнойобра-ботки. Однако,работаясалюминием,необходимо соблю-датьособуюосторожностьприотжиге,таккак онплавит-сяприотносительнонизкойтемпературе.

Алюминийиспользуютдлявыполнениябольшихмону-ментальныхпроизведений,применяядля этоголистыдо

3мм.

Иногдадля выполненияработ применяют алюминийснебольшимидобавками,образуяприэтомсплавысраз-личнымисвойствами.Впрактикеоформительскихработдля создания большихдекоративныхпанноиспользуютконструкционныйалюминий—дюралюминий, однако этотматериалоченьжесткийиобрабатыватьегодовольнотрудно.

Олово—тяжелыймягкийметаллсеребристогоцветас

температуройплавления 232°С.Вчистомвидеоловонеподверженокоррозии.Дляхудожественно-оформительс-кихработоловоприменяютвкачествеприпояприпаянии(припоисоставляютсявосновномсосвинцом).

Хранитьоловонеобходимоприположительныхтемпе-ратурах,таккакприотрицательных(- 1 3 °С)онопре-вращаетсявсерыйпорошок.Явлениеэтоноситназвание

«оловяннаячума».