Луганський Національний Аграрний Університет
Кафедра Матеріалознавства
Тема: МЕТАЛИ І МЕТАЛЕВІ ВИРОБИ
Виконав:
студент 633 гр. p> Комаров Роман
Перевірив:
Божевільний Погостнов
Луганськ 2008
Лекція 6. МЕТАЛИ І МЕТАЛЕВІ ВИРОБИ
6.1 Загальні відомості про метали і сплавах
Метали - Кристалічні речовини, що характеризуються високими електро-і теплопровідністю, ковкістю, здатністю добре відображати електромагнітні хвилі і іншими специфічними властивостями. Властивості металів обумовлені їх будовою. p> У техніці зазвичай застосовують не чисті метали, а сплави. p> Сплави - Це системи, що складаються з декількох металів або металів і неметалів. У будівництві застосовують сплави заліза з вуглецем (сталь, чавун), міді та олова (Бронза) і міді та цинку (латунь) та ін
Застосовувані у будівництві метали ділять на дві групи: чорні і кольорові. До чорних металам відносяться залізо і сплави на його основі (чавун і сталь). Сталь - сплав заліза з вуглецем (до 2,14%) і іншими елементами. За хімічним складом розрізняють, стали вуглецеві і леговані, а за призначенням - конструкційні, інструментальні та спеціальні. Чавун - сплав заліза з вуглецем (більше 2,14%), деякою кількістю марганцю (до 2%), кремнію (до 5%), а іноді й інших елементів. Залежно від будови і складу чавун буває білий, сірий і ковкий.
Таблиця 6.1. Фізико-механічні властивості металів та їх сплавів. table>
Метал
Межа міцності при розтягуванні, МПа
Щільність, кг/м 3
Чавун
Вуглецева сталь
Легована сталь
Алюмінієві сплави
Титанові сплави
100 ... 600
200 ... 600
500 ... 1600
100 ... 300
до 1500
7850
7850
7850
2500 ... 3000
4500 ... 5000
До кольоровим металам відносяться всі метали і сплави на основі алюмінію, міді, цинку, титану. Метали дуже технологічні: по-перше, вироби з них можна отримувати різними індустріальними методами (прокатом, волочінням, штампуванням і т. п.), по-друге, металеві вироби та конструкції легко з'єднуються один з одним за допомогою болтів, заклепок і зварювання.
Висока теплопровідність металів вимагає пристрою теплової ізоляції металоконструкцій будівель. Металеві конструкції будівель необхідно спеціально захищати від дії вогню, тому що вони втрачають стійкість і деформуються. Великий збиток економіці завдає корозія металів. Метали широко застосовують в інших галузях промисловості, тому їх використання в будівництві має бути обгрунтовано економічно.
В
6.2 Будова і властивості залізовуглецевих сплавів
Метали, як і інші речовини, можуть існувати в різних кристалічних формах. Поліморфні перетворення в металах відбуваються при зміні температури. Так, при температурі понад 723 В° С залізо переходить з О±-модифікації в Оі-модифікацію, при цьому змінюються фізико-механічні властивості металу. При різкому охолодженні металу високотемпературні модифікації можуть переходити в низькотемпературні. На цьому, наприклад, заснована термообробка металів (Гарт, відпустка, нормалізація). p> Хімічне з'єднання заліза з вуглецем, Fe 3 C - Карбід заліза, в якому міститься 6,67% вуглецю, називають цементитом. Цементит крихкий і має високу твердість. Чим більше цементиту в сплаві, тим він більш твердий і крихкий. p> У сталях і чавунах ферит, аустеніт і цементит існують у вигляді механічних сумішей. Іншими словами, сталь і чавун - полікристалічні матеріали, властивості яких залежать як від хімічного складу (кількості заліза, вуглецю і інших домішок), так і від структури (типу і розміру кристалів). Наприклад, при нагріванні до температури вище 723 про З тверда і міцна вуглецева сталь, що складається з суміші фериту і цементиту, стає м'якою і міцність її падає, так як суміш фериту і цементиту переходить в аустеніт - розчин вуглецю в Оі-залозі. На цьому заснована гаряча обробка (прокат, кування) вуглецевих сталей. Цим же пояснюється різке падіння міцності сталевих конструкцій при нагріванні під час пожежі.
6.3 Технологія виготовлення чавуну і сталі
Основний спосіб виробництва чорних металів - отримання чавуну і подальша його переробка в сталь. Для одержання сталі, використовують металобрухт і залізну руду. Чавун одержують у доменних печах високотемпературної (до 1900 Лљ С) обробкою суміші залізної руди, твердого палива (коксу) і флюсу. Флюс (зазвичай вапняк СаСО 3 ) необхідний для перекладу поро...
