Металогосподарські товари

1.Характеристика вихідної сировини як чинника споживних властивостей та якості метало господарських товарів.

Група металогосподарських товарів включає вироби, що застосовуються в домашньому господарстві для різних цілей і які виготовляються із чорних і кольорових металів та їх сплавів.

[Україна має достатньо розвинуту металургійну та машинобу­дівну базу, завдяки чому виробляє велику кількість металогосподар­ських товарів. В Україні виробляється більше сталі та чавуну, ніж у таких країнах Європи, як Велика Британія, Франція, Італія. Вироб­ництво продукції чорної металургії за останні п'ять років поступово збільшується. Так, у 2001 р. було виготовлено сталі 33,5 млн т, а чавуну — 27,7 млн т. Основними районами, де зосереджене вироб­ництво металогосподарських товарів, є Дніпропетровська, Донецька, Запорізька області. Необхідно зазначити, що сьогодні в Україні немає жодного регіону, де не було б підприємств, які виготовляють металогосподарські товари. Основними підприємствами з виробництва металогосподарських товарів є Новомосковський трубний завод (м. Новомосковськ), Запорізький сталепрокатний завод (м. Запоріжжя), Керченський металургійний комбінат (м. Керч). Заводи по виробництву металогосподарських виробів є в Києві, Вільнянську, Харкові, Донецьку та ін.

Особливістю формування ринку металогосподарських товарів України є наявність й імпортних товарів. Це, наприклад, металевий посуд таких відомих торгових марок, як ТеfаІ, Веgroff, ІmperіаІ (Тuttі), Zерtеr, Roslе. Це високоякісна продукція, яка становить конкуренцію вітчизняній. Однак є багато металогосподарських товарів, в основному із Туреччини, Китаю, Кореї, виробники яких використовують ім'я вищенаведених торгових марок і завозять в нашу державу дешеві підробки.]

Призначення виробу та раціональність його конструкції мають вирішальний вплив на вибір матеріалу при виготовленні металогосподарських товарів. В свою чергу властивості металів і сплавів та технологічні процеси, що використовуються, формують споживні властивості готових виробів. Знання властивостей металів і сплавів, крім того, необхідні для правильної організації транспортування, зберігання і експлуатації товарів.

Основними матеріалами, що використовуються у виробництві металогосподарських товарів, є чорні і кольорові метали та їх сплави. Ці матеріали дозволяють отримати шляхом цілеспрямованої модифікації їхнього хімічного складу і внутрішньої будови (структури) практично необмежену різноманітність властивостей виробів, необхідних для застосування в усіх галузях народного господарства.

В нинішній час із відомих 108 хімічних елементів 84 є металами. Останні дуже розповсюджені в природі і зустрічаються у вигляді різноманітних сполучень повсюди: в надрах землі, водах рік, озер, морів, океанів, у складі тіл тварин, рослин і навіть в атмосфері.

За своїми властивостям метали різко відрізняються від неме­талів. Такі характерні властивості металів як здатність до плас­тичної деформації, висока тепло- і електропровідність, позитивний температурний коефіцієнт електроопору і термоелектронна емісія (здатність випускати електрони при нагріванні) зумовлені особливостями їхньої внутрішньої будови. Атоми металів на зовнішніх орбітах мають невелике число електронів, які слабко зв'язані з ядром і знаходяться у відносно вільному стані. Наявність цих легкорухливих колективізованих електронів провідності і визначає хімічні та фізичні властивості металевих матеріалів.

Число вільних електронів у різних металах неоднакове і залежить від умов, в яких даний метал знаходиться (температура, тиск та ін.). Цим пояснюється різниця у властивостях різних металів, а також у властивостях одного металу при зміні умов, в яких він знаходиться.

Метали класифікують за зовнішнім виглядом, призначенням, температурою плавлення густиною, поширенням в земній корі та іншими ознаками.

Найширше розповсюджена класифікація, за якою метали і їхні сплави ділять на дві великі групи: чорні метали (залізо) і сплави та кольорові метали і їхні сплави. Крім того, метали зі схожими властивостями розділяють на групи згідно з Періодичною системою елементів Д. І. Менделєєва.

2. Чорні метали мають темно-сірий колір, велику густину, високу температуру плавлення, відносно високу твердість і в багатьох випад­ках володіють поліморфізмом. До них належать залізо, кобальт, нікель і марганець. Виділення цих металів і їхніх сплавів в самостійну Трупу зумовлене тим, що вони широко використовуються в багатьох галузях народного господарства і при виготовленні виробів побуто­вого призначення. На основі заліза виготовляється не менше 93% всіх конструкційних та інструментальних матеріалів.

3.Кольорові метали найчастіше мають характерний колір (черво-_ний, жовтий, білий) і за схожими властивостями поділяються "на легкі, густина яких не перевищує 5000 кг/м³ (магній, алюміній, титан, берилій), і важкі — з густиною понад 5000 кг/м³ (мідь, олово, свинець, цинк, вольфрам, срібло, золото, платина). В залежності від температури плавлення метали класифікуються на тугоплавкі і легкоплавкі.

4.До тугоплавких належать метали, температура плавлення яких перевищує температуру плавлення заліза (1539°С): вольфрам (3416°С), тантал (2950°С), молібден (2622°С), титан (1725°С) та ін. До легкоплавких металів належать олово (232°С), свинець (327°С), цинк (419°С), магній (650°С), алюміній (659°С) та ін.

За хімічною активністю метали поділяють на благородні і неблагородні. До благородних металів характерна висока хімічна стійкість; до них належать срібло, золото і платина, що найчастіше зустрічаються в самородному вигляді. Неблагородні метали легко вступають у взаємодію з навколишнім середовищем; до них належать залізо, алюміній, мідь і цинк, які в природі знаходяться у вигляді руд, тобто природних хімічних сполук.

Всі метали і металеві сплави в твердому стані є кристалічними тілами, в яких атоми (іони) розміщені в просторі в суворому порядку, що періодично повторюється, утворюючи кристалічну гратку з мінімальною енергією взаємодії атомів. Кристалічна гратка являє собою уявну просторову сітку, у вузлах якої знаходяться атоми (іони), що утворюють метал (тверде кристалічне тіло). Найменший 9б'єм кристалу, що дає уяву про атомну структуру металу в усьому обсязі, називають елементарним кристалічним осередком.

Для більшості металів характерні три типи високосиметричних граток з щільною упаковкою атомів: кубічна об'ємно центрована, кубічна гранецентрована і гексагональна.

В кубічній об'ємно центрованій гратці (о.ц.г.) елементарний осередок утворюють дев'ять атомів, розташованих у вузлах ґратки і в центрі куба. Такий тип ґратки мають -залізо, хром, вольфрам, молібден, ванадій, натрій, літій, калій, ніобій,

тантал та ін.

В кубічній гранецентрованій гратці (г.ц.г.) елементарний осередок утворюють чотирнадцять атомів, розташованих у вузлах ґратки куба і в центрі кожної грані. Таку гратку мають у-залізо, алюміній, мідь, нікель, свинець, кальцій, срібло, золото, платина та ін.

В гексагональній гратці з щільною упаковкою атомів (г.щ.у.) в елементарному осередку є сімнадцять атомів, розташованих у верхівках шестигранної призми, в центрах верхньої і нижньої основи і всередині призми в площині, перпендикулярній граням. Таку гратку мають цинк, магній, титан до 882С (а-титан), телур, берилій та Ін.

Розміри кристалічної ґратки характеризуються величиною періодів, під якими розуміють відстань між найближчими паралельними атомними площинами, що утворюють елементарний осередок. Кубічну систему визначає один параметр:  - довжина ребра куба. Гексагональна гратка характеризується двома параметрами а і с або відношенням а/с, яке для щільно упакованої гексагональної ґратки становить постійну величину 1,633. Період ґратки вимірюється є ангстремах (1 А = 10-8 см) або кілоіксах (1кХ=1,00202 10-8 см). Період ґратки металів знаходиться в межах 1-7 А.

Важливою характеристикою структури металів є координаційне число, під яким розуміють число атомів, що знаходяться на рівній і найменшій відстані від даного атома. Чим вище координаційне число, тим більша щільність упаковки атомів, тобто відношення об'єму, який займають атоми, до всього обсягу ґратки.

Внаслідок правильного розташування атомів у кристалічній гратці щільність атомів у різноманітних площинах і напрямках різна, тому і багато властивостей кристалів (механічні, хімічні, магнітні тощо) в різних напрямках неоднакові. Відмінність властивостей кристалітів в залежності від напрямку випробування отримала назву анізотропії. Технічні метали складаються з великої кількості одно-типно побудованих кристалітів, але статистично невпорядковано орієнтованих один по відношенню до іншого, тому властивості в усіх напрямках більш-менш однакові. Такі полікристалічні метали є ізотропними.