Свойства металлов и сплавов основные – ткм, металлы и сплавы. Основные свойства металлов и большинство сплавов на металлической основе.

worldofscience.ru

ткм, металлы и сплавы. Основные свойства металлов и большинство сплавов на металлической основе.

Технология понятия отвечающая как? что-то сделано? Совокупность методов обработки изменения состояния свойст формы сырья материала и заготовки в процессен производства. Технология о способах воздействия на сырьё материалы в соответствии с орудием производства.

Конструкционный материалы различные материалы использующие для изготовления различных видов конструкции. Конструкции материалы объекты искуственного происхождения имеющие постоянство формы полученный с использованием определенных технологий.

Свойство металлов. Металлы из классов Конструк. Материал. Характерно определенный набор свойств: металлический блеск, пластичность, высокая теплопроводность, высокая электропроводность, металлический тип межатомных связей.

2. Сплавы на металлической основе. Основные понятия: сплав ,кристализация, кристалическая решётка. Виды сплавов.

Сплав вещество полученной из нескольких компонентов путём их смешивания и кристализации. Основная особенность, по определения их широкое применения как КМ. Изменяя содержания только одного вещества получаем гамму материалов с разными свойствами. Все металлы представляют собой кристалические вещества. Кристалическая решётка воображаемая пространственнаярешётка в узлах которой располагаются частицы образующие тв. Тело. К – коордиционное число. Указывает на число атомов расположенных на ближайшем расстоянии от любого атома решётки. Для ОЦК(объёмно центрированная кубическая решётка)= 88 . Для ГЦК(гране центрированная кубическая решётка) =0.74.

Основные виды кристалической решётки : примитивный, ОЦК, ГЦК(атомы располагаются на каждой из шести грани), гексогональная, плотно упакованная. В кристалических телах расстояние между атомами не одинаковое , что определяет разное свойство. Зависимость свойств от направления — анизотропия. Аллотропия (полиморфные превращения) – это способность некоторых металлов существовать в различных условия(давление температура). Пример зависимости от температуры анизотропного изменения:t>911C — ОЦК – Fea, 911<t<1392c-ГЦК-Feb,1392<t<1539C-ОЦК-Feg.

Дефекты кристалической решётки: несовершенствованные.

Точечные, малые(3 изм),линенйные(малые 2изм.), поверзхностнные(больше 1 изм., 2 изм.).

Точечные дефекты приводят к изменению свойств тела.

1. Вакансия –этоотсутствие атомов в узлах кристалической решётки.

2. Дислоцированные атом- это атом вышедший из узла решётки и заневший место между узлов.

3. Примеси.

Линейные дефекты: 1) дислокация – дефект кристалического строения предстваляющийсосбойлиннии вдоль и вблизи котоырх нарушена характерная для кристало правильное расположение атомных плоскостей . Дислокация и плотность – в значительной мере определяет жластичность и пластичсность и плотность материалов.

Переход из первого состоянии во втрое происходит , если новое состоянии является более устойчивее и обладает запасом энергию. Характерное изменение свободной энергии жидкого и твёрдого состояния с изменением температурыпоказана на рисунке.T_s— равновесное температуры кристалогидрата. Кристализация – процесс образования участков кристалической решётки вжилкой фазе и рост кристалов из образовавшихся центров. Кристализацияпроисходит когда система переходит к более устойчивому состоянии с миним. свободной энергии. Условия получения мелкозернистой структуры. Максимальное число центров кристализации и малая скорость ростов кристаллов. Виды сплавов: механические смеси Образовавшеяся когда компоненты не спобособные к взаимному растворению в твёрдом состоянии, не вступают в химическую реакции. С образованием соединения:хим. соединения образовавшейся между элементом, значительно отличающихся построением и свойством если сила взаимодействия больше между разнородными элементами чем однородными.

Твердые растворы; тв. фазы, в которых соотношение между компонентами может изменятся.

Класификация сплавов тв. растворов: 1) с неограниченной растворимостью .2) с ограниченой растворимостью компонентов .3) замещение4)_внедрение5)вычитание(нехватает атомов).

3)Свойство металлов и сплавов. Группы свойств. Основные требование предъявляемые к КМ. Физические и химические свойства.

Основные требование к Км. Физические свойства. 5 групп свойств: 1)физические,2) химические.3)механические.4)технологические.5)экплуатационны(служебные)

Требование к любому Км: 1) материал должен обладать комплексом требуемой прочности характеристик в требуемых условиях жкплсуатация.2)материал должен обладать формироваться в изделии а лучше несколькими свойствами.3) материал должен быть химический и коррозионно стойкий в заданной рабочей среде.4)материал должен иметь минимальную стоимость(экономический показатель).

Физические свойства.

1. Температура плавления(для стали 1535С).

2. Плотность(сталь 7800кг\м³ )

3. Коэфициент температурных расширений

4. Теплопроводность

5. Эдектропроводность.

Химические свойства. Характеризхиуют способность материалов к химическому взаимодействию с химическими веществами, в первую очередь с окружающей средой. Корозиционная стойкость это ещё эксплутационное свойство.

studfiles.net

ткм, металлы и сплавы. Основные свойства металлов и большинство сплавов на металлической основе.

Технология понятия отвечающая как? что-то сделано? Совокупность методов обработки изменения состояния свойст формы сырья материала и заготовки в процессен производства. Технология о способах воздействия на сырьё материалы в соответствии с орудием производства.

Конструкционный материалы различные материалы использующие для изготовления различных видов конструкции. Конструкции материалы объекты искуственного происхождения имеющие постоянство формы полученный с использованием определенных технологий.

Свойство металлов. Металлы из классов Конструк. Материал. Характерно определенный набор свойств: металлический блеск, пластичность, высокая теплопроводность, высокая электропроводность, металлический тип межатомных связей.

2. Сплавы на металлической основе. Основные понятия: сплав ,кристализация, кристалическая решётка. Виды сплавов.

Сплав вещество полученной из нескольких компонентов путём их смешивания и кристализации. Основная особенность, по определения их широкое применения как КМ. Изменяя содержания только одного вещества получаем гамму материалов с разными свойствами. Все металлы представляют собой кристалические вещества. Кристалическая решётка воображаемая пространственнаярешётка в узлах которой располагаются частицы образующие тв. Тело. К – коордиционное число. Указывает на число атомов расположенных на ближайшем расстоянии от любого атома решётки. Для ОЦК(объёмно центрированная кубическая решётка)= 88 . Для ГЦК(гране центрированная кубическая решётка) =0.74.

Основные виды кристалической решётки : примитивный, ОЦК, ГЦК(атомы располагаются на каждой из шести грани), гексогональная, плотно упакованная. В кристалических телах расстояние между атомами не одинаковое , что определяет разное свойство. Зависимость свойств от направления — анизотропия. Аллотропия (полиморфные превращения) – это способность некоторых металлов существовать в различных условия(давление температура). Пример зависимости от температуры анизотропного изменения:t>911C — ОЦК – Fea, 911<t<1392c-ГЦК-Feb,1392<t<1539C-ОЦК-Feg.

Дефекты кристалической решётки: несовершенствованные.

Точечные, малые(3 изм),линенйные(малые 2изм.), поверзхностнные(больше 1 изм., 2 изм.).

Точечные дефекты приводят к изменению свойств тела.

1. Вакансия –этоотсутствие атомов в узлах кристалической решётки.

2. Дислоцированные атом- это атом вышедший из узла решётки и заневший место между узлов.

3. Примеси.

Линейные дефекты: 1) дислокация – дефект кристалического строения предстваляющийсосбойлиннии вдоль и вблизи котоырх нарушена характерная для кристало правильное расположение атомных плоскостей . Дислокация и плотность – в значительной мере определяет жластичность и пластичсность и плотность материалов.

Переход из первого состоянии во втрое происходит , если новое состоянии является более устойчивее и обладает запасом энергию. Характерное изменение свободной энергии жидкого и твёрдого состояния с изменением температурыпоказана на рисунке.T_s— равновесное температуры кристалогидрата. Кристализация – процесс образования участков кристалической решётки вжилкой фазе и рост кристалов из образовавшихся центров. Кристализацияпроисходит когда система переходит к более устойчивому состоянии с миним. свободной энергии. Условия получения мелкозернистой структуры. Максимальное число центров кристализации и малая скорость ростов кристаллов. Виды сплавов: механические смеси Образовавшеяся когда компоненты не спобособные к взаимному растворению в твёрдом состоянии, не вступают в химическую реакции. С образованием соединения:хим. соединения образовавшейся между элементом, значительно отличающихся построением и свойством если сила взаимодействия больше между разнородными элементами чем однородными.

Твердые растворы; тв. фазы, в которых соотношение между компонентами может изменятся.

Класификация сплавов тв. растворов: 1) с неограниченной растворимостью .2) с ограниченой растворимостью компонентов .3) замещение4)_внедрение5)вычитание(нехватает атомов).

3)Свойство металлов и сплавов. Группы свойств. Основные требование предъявляемые к КМ. Физические и химические свойства.

Основные требование к Км. Физические свойства. 5 групп свойств: 1)физические,2) химические.3)механические.4)технологические.5)экплуатационны(служебные)

Требование к любому Км: 1) материал должен обладать комплексом требуемой прочности характеристик в требуемых условиях жкплсуатация.2)материал должен обладать формироваться в изделии а лучше несколькими свойствами.3) материал должен быть химический и коррозионно стойкий в заданной рабочей среде.4)материал должен иметь минимальную стоимость(экономический показатель).

Физические свойства.

1. Температура плавления(для стали 1535С).

2. Плотность(сталь 7800кг\м³ )

3. Коэфициент температурных расширений

4. Теплопроводность

5. Эдектропроводность.

Химические свойства. Характеризхиуют способность материалов к химическому взаимодействию с химическими веществами, в первую очередь с окружающей средой. Корозиционная стойкость это ещё эксплутационное свойство.

studfiles.net

Физические и химические свойства металлов

Различают технологические, физические, механические и химические свойства металлов. К физическим относят удельный вес, цвет, электропроводность. К характеристикам этой группы относятся также теплопроводность, плавкость и плотность металла.

К механическим характеристикам относят пластичность, упругость, твердость, прочность, вязкость.

Химические свойства металлов включают в себя коррозийную стойкость, растворимость и окисляемость.

Такие характеристики, как «жидкотекучесть», прокаливаемость, свариваемость, ковкость, являются технологическими.

Физические свойства

1. Цвет. Металлы не пропускают свет сквозь себя, то есть непрозрачны. В отраженном свете каждый элемент обладает своим собственным оттенком – цветом. Среди технических металлов окраску имеет только медь и сплавы с ней. Для остальных элементов характерным является оттенок от серебристо-белого до серо-стального.
2. Плавкость. Эта характеристика указывает на способность элемента под воздействием температуры переходить в жидкое состояние из твердого. Плавкость считается важнейшим свойством металлов. В процессе нагревания все металлы из твердого состояния переходят в жидкое. При охлаждении же расплавленного вещества происходит обратный переход – из жидкого в твердое состояние.
3. Электропроводность. Данная характеристика свидетельствует о способности переноса свободными электронами электричества. Электропроводность металлических тел в тысячи раз больше, чем неметаллических. При увеличении температуры показатель проводимости электричества снижается, а при уменьшении температуры, соответственно, повышается. Необходимо отметить, что электропроводность сплавов будет всегда ниже, нежели какого-либо металла, составляющего сплав.
4. Магнитные свойства. К явно магнитным (ферромагнитным) элементам относят только кобальт, никель, железо, а также ряд их сплавов. Однако в процессе нагревания до определенной температуры указанные вещества теряют магнитность. Отдельные сплавы железа при комнатной температуре не относятся к ферромагнитным.
5. Теплопроводность. Эта характеристика указывает на способность перехода тепла к менее нагретому от более нагретого тела без видимого перемещения составляющих его частиц. Высокий уровень теплопроводности позволяет равномерно и быстро нагревать и охлаждать металлы. Среди технических элементов наибольшим показателем обладает медь.

Металлы в химии занимают отдельное место. Наличие соответствующих характеристик позволяет применять то или иное вещество в определенной области.

Химические свойства металлов

1. Коррозийная стойкость. Коррозией называют разрушение вещества в результате электрохимического или химического взаимоотношения с окружающей средой. Самым распространенным примером считается ржавление железа. Коррозийная стойкость относится к важнейшим природным характеристикам ряда металлов. В связи с этим такие вещества, как серебро, золото, платина получили название благородных. Обладает высокой коррозийной сопротивляемостью никель и прочие цветные металлы. Черные металлы подвержены разрушению быстрее и сильнее, нежели цветные.
2. Окисляемость. Эта характеристика указывает на способность элемента вступать в реакцию с О2 под влиянием окислителей.
3. Растворимость. Металлы, обладающие в жидком состоянии неограниченной растворимостью, при затвердении могут формировать твердые растворы. В этих растворах атомы от одного компонента встраиваются в кристаллическую решетку другого составляющего только в определенных пределах.

Необходимо отметить, что физические и химические свойства металлов являются одними из основных характеристик этих элементов.

fb.ru

Общая характеристика металлов и сплавов

Количество просмотров публикации Общая характеристика металлов и сплавов — 705

Металлы — это вещества, которые обладают в обычных условиях со­вокупностью характерных (металлических) свойств, таких как металличе­ский блеск, прочность, пластичность, ковкость высокие электро- и тепло­проводность. В отличие от неметаллов электрическая проводимость ме­таллов возрастает при снижении температуры. К металлам обычно отно­сят как простые вещества (собственно металлы), так и сплавы, которые также проявляют металлические свойства.

Для использования металлов в качестве конструкционных материалов важнейшее значение имеет сочетание механических свойств: пластично­сти и вязкости со значительной прочностью, твёрдостью и упругостью.

Используемые в технике и строительстве металлы подразделяют на чёрные и цветные. К чёрным металлам относят желœезо (Fe) и сплавы на его основе: сталь, чугун и ферросплавы. Сталь и чугун — это сплавы желœе­за с углеродом. Чугуном называют сплав, содержащий более 2,14% угле­рода, сталью — меньше 2,14% углерода. Ферросплавы (специальные чугу-ны) имеют в своем составе повышенное содержание элементов: ферроси­лиций содержит 9 — 13% кремния (Si), ферромарганец 10 — 25% марганца (Мn) и т.д. На долю чёрных приходится около 94% получаемых в мире металлов.

Все остальные металлы и сплавы на их базе относят к цветным ме­таллам. Из цветных металлов наибольшее значение в промышленности имеют алюминий (А1), медь (Сu), цинк (Zn), олово (Sn), титан (Ti), хром (Сг), никель (Ni), марганец (Мn). Так как стоимость цветных металлов достаточно высока, то в тех случаях, когда это возможно, вместо них ста­раются использовать чёрные металлы или неметаллические материалы.

В промышленности и строительстве металлы в виде чистых веществ практически не используют. Обычно применяют металлические сплавы, которых к настоящему времени существует тысячи видов. Это объясняет­ся тем, что многие свойства сплавов (твёрдость, прочность, коррозионная стойкость и т.п.) превышают аналогичные свойства составляющих их чис­тых металлов.

Металлические сплавы — это однородные системы, состоящие из не­скольких металлов (иногда и неметаллов) с характерными металлически­ми свойствами. Изменяя состав сплавов (соотношение и вид образующих их компонентов), можно в значительной степени изменять их свойства и таким образом создавать специальные сплавы с совокупностью необходимых свойств. Металлы (или неметаллы), вводимые в составсплава дляулучшения его свойств, называют легирующими, апроцесс изменения свойств сплава -легированием. I

Сплавы состоят из множества мелких по-разному ориентированных друг относительно друга кристаллов, называемых кристаллитами или зёрнами.

Различают следующие виды сплавов:

1 Твёрдый сплав представляет собой механическую смесь кристаллитов, каждый из которых содержит только один из металлов. Такие сплавы образу­ются при больших различиях свойств металлов, входящих в сплав (рис.7).

2 При сходстве свойств металлов, входящих в состав сплава, образу­ются твёрдые растворы металлов друг в друге. При этом атомы одного металла либо внедряются во внутреннее пространство кристаллической решетки другого металла, либо замещают его атомы в кристаллической решётке, образуя соответственно твёрдые растворы внедрения и твёрдые растворы замещения (рис.8).

Рисунок 7 — Микроструктура а) твёрдые растворы замещения

твёрдого сплава, представляющего б) твёрдые растворы внедрения

собой механическую смесь двух Рисунок 8 — Твёрдые растворы

металлов

Различают сплавы с неограниченной взаимной растворимостью ме­таллов в твёрдом состоянии и с ограниченной растворимостью. В послед­нем случае структура сплава не является однородной.

3 Твёрдые сплавы могут представлять собой химические соединœения металлов друг с другом, которые называют интерметаллическими соеди­нениями.

Фазой называют однородную по химическому составу и свойствам часть системы, отделœенную от остальных частей (фаз) поверхностью раз­дела. На поверхности раздела свойства системы резко изменяются.

Правило фаз связывает число фаз, находящихся в равновесной сис­теме, с числом компонентов системы, числом её степеней свободы и чис­лом внешних параметров, определяющих состояние системы.

Соотношение: С= К — Ф + 2 называют правилом фаз Гиббса, где

С — число степеней свободы, или вариантность системы. Величина С показывает число параметров состояния системы (температура, давле­ние, концентрации веществ), при изменении которых независимо друг от друга число фаз не меняется.

К — число компонентов системы. Это наименьшее число исходных веществ, достаточное для образования всœех фаз данной системы.

Ф — число фаз в системе при данных условиях.

Правило Гиббса формулируется следующим образом: Число степе­ней свободы равновесной термодинамической системы, на которую из внешних факторов влияют только температура и давление, равно числу компонентов системы минус число фаз плюс два.

Металлы являются нелœетучими, в связи с этим состав сплава не зависит от давления. В связи с этим для сплавов используется уравнение в упрощен­ной форме: С = К — Ф + 1.

При равномерном охлаждении системы, в которой не происходит ни­каких фазовых превращений, изменение её температуры также происхо­дит равномерно. В этом случае графиком зависимости температуры от времени, является плавная кривая линия, называемая кривой охлаждения.

Фазовые превращения в сплавах, к примеру кристаллизация или пере­ход металла в твёрдом состоянии из одной кристаллической модификации в другую, всœегда сопровождаются некоторыми тепловыми эффектами. Выделяющаяся при фазовых превращениях теплота компенсирует потерю теплоты при охлаждении, и температура сплава остается постоянной до тех пор, пока не закончится превращение. В этом случае на кривой охлаж­дения сплава появляется выраженный горизонтальный участок.

По кривым охлаждения строятся диаграммы состояния, которые да­ют наглядное представление о фазовом составе системы при различных температурах. Знание диаграмм состояния позволяет выбирать оптималь­ные температуры для термической обработки сплава и его использования.

referatwork.ru

ткм, металлы и сплавы. Основные свойства металлов и большинство сплавов на металлической основе.

Технология понятия отвечающая как? что-то сделано? Совокупность методов обработки изменения состояния свойст формы сырья материала и заготовки в процессен производства. Технология о способах воздействия на сырьё материалы в соответствии с орудием производства.

Конструкционный материалы различные материалы использующие для изготовления различных видов конструкции. Конструкции материалы объекты искуственного происхождения имеющие постоянство формы полученный с использованием определенных технологий.

Свойство металлов. Металлы из классов Конструк. Материал. Характерно определенный набор свойств: металлический блеск, пластичность, высокая теплопроводность, высокая электро проводность, металлический тип межатомных связей.

2. Сплавы на металлической основе. Основные понятия: сплав , кристализация, кристалическая решётка. Виды сплавов.

Сплав вещество полученной из нескольких компонентов путём их смешивания и кристализации. Основная особенность, по определения их широкое применения как КМ. Изменяя содержания только одного вещества получаем гамму материалов с разными свойствами. Все металлы представляют собой кристалические вещества. Кристалическая решётка воображаемая пространственная решётка в узлах которой располагаются частицы образующие тв. Тело. К – коордиционное число. Указывает на число атомов расположенных на ближайшем расстоянии от любого атома решётки. Для ОЦК(объёмно центрированная кубическая решётка)= 88 . Для ГЦК(гране центрированная кубическая решётка) =0.74.

Основные виды кристалической решётки : примитивный, ОЦК, ГЦК(атомы располагаются на каждой из шести грани), гексогональная, плотно упакованная. В кристалических телах расстояние между атомами не одинаковое , что определяет разное свойство. Зависимость свойств от направления — анизотропия. Аллотропия (полиморфные превращения) – это способность некоторых металлов существовать в различных условия(давление температура). Пример зависимости от температуры анизотропного изменения: t>911C- ОЦК –Fea, 911<t<1392c-ГЦК-Feb,1392<t<1539C-ОЦК-Feg.

Дефекты кристалической решётки: несовершенствованные.

Точечные, малые(3 изм),линенйные(малые 2изм.), поверзхностнные(больше 1 изм., 2 изм.).

Точечные дефекты приводят к изменению свойств тела.

1. Вакансия –это отсутствие атомов в узлах кристалической решётки.

2. Дислоцированные атом- это атом вышедший из узла решётки и заневший место между узлов.

3. Примеси.

Линейные дефекты: 1) дислокация – дефект кристалического строения предстваляющий сосбой линнии вдоль и вблизи котоырх нарушена характерная для кристало правильное расположение атомных плоскостей . Дислокация и плотность – в значительной мере определяет жластичность и пластичсность и плотность материалов.

Переход из первого состоянии во втрое происходит , если новое состоянии является более устойчивее и обладает запасом энергию. Характерное изменение свободной энергии жидкого и твёрдого состояния с изменением температуры показана на рисунке.T_s— равновесное температуры кристалогидрата. Кристализация – процесс образования участков кристалической решётки в жилкой фазе и рост кристалов из образовавшихся центров. Кристализация происходит когда система переходит к более устойчивому состоянии с миним. свободной энергии. Условия получения мелкозернистой структуры. Максимальное число центров кристализации и малая скорость ростов кристаллов. Виды сплавов: механические смеси Образовавшеяся когда компоненты не спобособные к взаимному растворению в твёрдом состоянии, не вступают в химическую реакции. С образованием соединения: хим. соединения образовавшейся между элементом, значительно отличающихся построением и свойством если сила взаимодействия больше между разнородными элементами чем однородными.

Твердые растворы; тв. фазы, в которых соотношение между компонентами может изменятся.

Класификация сплавов тв. растворов: 1) с неограниченной растворимостью .2) с ограниченой растворимостью компонентов .3) замещение4)_внедрение5)вычитание(нехватает атомов).

3) Свойство металлов и сплавов. Группы свойств. Основные требование предъявляемые к КМ. Физические и химические свойства.

Основные требование к Км. Физические свойства. 5 групп свойств: 1)физические,2) химические.3)механические.4)технологические.5)экплуатационны(служебные)

Требование к любому Км: 1) материал должен обладать комплексом требуемой прочности характеристик в требуемых условиях жкплсуатация.2)материал должен обладать формироваться в изделии а лучше несколькими свойствами.3) материал должен быть химический и коррозионно стойкий в заданной рабочей среде.4)материал должен иметь минимальную стоимость(экономический показатель).

Физические свойства.

1. Температура плавления(для стали 1535С).

2. Плотность(сталь 7800кг\м³ )

3. Коэфициент температурных расширений

4. Теплопроводность

5. Эдектропроводность.

Химические свойства. Характеризхиуют способность материалов к химическому взаимодействию с химическими веществами, в первую очередь с окружающей средой. Корозиционная стойкость это ещё эксплутационное свойство.

studfiles.net

Глава 4 Металлы и сплавы. Основные свойства и понятия. Сварка

Сварщик работает с металлами и их сплавами. Для понимания процессов, происходящих при сварке, необходимо владеть основными понятиями, знать основные свойства металлов и сплавов.

Что такое металлы? Более 200 лет назад великий русский ученый М. В. Ломоносов (1711–1765) в своем знаменитом труде «Первые основания металлургии или рудных дел», написанном в 1763 году, дал металлам такое определение: «металлы суть ковкие светлые тела». Для того времени краткая формулировка была достаточно верной и точной. Ломоносов назвал шесть основных металлов: золото, серебро, медь, железо, свинец и олово.

Позже Мейер (1897) в своем энциклопедическом словаре дал уже расширенное определение металлам: «элементы, которые являются хорошими проводниками тепла и электричества, обладают характерным сильным блеском, непрозрачны (в не слишком тонком слое) и образуют с кислородом соединения преимущественно основного типа».

С развитием науки происходили открытия все новых элементов. Открытые элементы необходимо было классифицировать какими-то другими определениями.

К чему причислять новые элементы?

Выход из тупика нашел знаменитый русский ученый Д. И. Менделеев (1834–1907). Его таблица и периодическая система элементов получили всемирное признание. Одновременно с Д. И. Менделеевым и независимо от него подобную систему разработал немецкий химик Лотар Мейер (1830–1895). Права на открытия принадлежат обоим ученым. Однако Менделеев предсказал по своей таблице свойства еще не открытых элементов и определил их свойства теоретически. Это были элементы галлий и германий. В то время было известно 63 элемента, из них около 50 – металлы.

Дальнейшие исследования свойств металлов с помощью оптического микроскопа (увеличение до 1500 раз), а затем при помощи электронного микроскопа (увеличение 20–100 000 крат) позволили заглянуть внутрь металла.

Русский ученый П. П. Аносов в 1831 году впервые в мировой практике применил оптический микроскоп для исследования микроструктуры металлов, став основоположником изучения металлов методом микро– и макроанализа. Кроме того, он первым в мировой практике обратил внимание, что свойства стали зависят не только от ее химического состава, но и от структуры.

Исследование при помощи оптики показало строение металлов как кристаллических веществ. Электронная металлография позволила наблюдать дефекты в кристаллах в виде различных дислокаций-смещений, перестановок.

Итак, что нам сегодня известно о металлах?

Металлы обладают различными свойствами. Общими свойствами металлов является характер зависимости электропроводности от температуры. Свойства металлов объясняются их строением: распределением и характером движения электронов в атомах; расположением атомов, ионов и молекул в пространстве; размерами, формой и характером кристаллических образований.

Электронное строение металлов определяется периодической системой Д. И. Менделеева. В полном соответствии со сходством в электронном строении элементы одной группы имеют и сходные свойства.

К таким периодически изменяющимся свойствам металлов относятся: твердость, абсолютная температура плавления, средний коэффициент теплового расширения, атомный объем и др.

В природе металлы, за исключением золота, серебра, платины и меди, существуют в составе химических соединений – окислов, сульфатов и прочих, образующих руды. Из руды различными металлургическими способами извлекают металлы: дроблением руды, обогащением и сепарацией и далее выплавкой соответственно чугуна или слитков цветных металлов. Чугун используется собственно и как чугун, как материал для выплавки сталей.

Стальные слитки и слитки цветных металлов в дальнейшем перерабатываются для сортового проката в виде рельсов, балок, прутков, полос, листов, уголков, швеллеров, проволоки и т. п. Соответственно, выпуском чугуна и сталей занимается черная металлургия, а производством цветных металлов – цветная металлургия.

Технически чистые металлы характеризуются низкой прочностью и высокой пластичностью, поэтому в технике применяют различные металлические сплавы. Сплав – вещество, полученное сплавлением двух или более элементов.

Элементами сплавов могут быть металлы и неметаллы. Эти элементы называются компонентами сплава. В сплавах, кроме основных элементов, могут содержаться примеси. Примеси могут быть полезными, если они улучшают свойства сплава, или вредными, если они ухудшают свойства сплава. Примеси можно выделить как специальные, которые ввели в сплав для придания ему требуемых свойств, так и случайные, попавшие в сплав случайно при его приготовлении.

Сплавы делятся по следующим признакам:

• черные сплавы на основе железа – это стали и чугуны;

• легкие цветные сплавы с малой плотностью на основе алюминия, магния, титана, бериллия;

• тяжелые цветные сплавы с высокой плотностью на основе меди, свинца, олова и др.;

• легкоплавкие цветные сплавы на основе цинка, кадмия, олова, и др.;

• тугоплавкие цветные сплавы на основе молибдена, ниобия, циркония, вольфрама, ванадия и пр.

Следующая глава >

info.wikireading.ru