Металлы и способы их обработки

Таблица. Виды металлов

Подготовить письменную информацию о меди и её применении.

Выполненную работу в тетради необходимо сфотографировать и выслать на проверку на электронный адрес: len.mordakina@yandex.ru

(Сдать до 15.11.2021)

Металлы и способы их обработки

Металлы являются конструкционными материалами, обладающими рядом уникальных свойств, благодаря которым они прочно вошли в нашу жизнь. Металлы используются для изготовления орудий производства и предметов потребления. Свойства различных металлов не одинаковые, поэтому из одних металлов делают детали машин и механизмы (сталь, чугун), другие используют для производства самолётов, посуды (алюминий), из третьих создают ювелирные украшения (золото, серебро) (рис. 5.1).

Для производства труб, электрических проводов, медных музыкальных инструментов (рис. 5.2.), создания художественных изделий в технике чеканки незаменимым материалом является медь.

Сфера применения металлов и сплавов определяется их свойствами. Производить изделия из чистых металлов сложно, поэтому их применяют редко. Обычно при изготовлении изделий используют полученные на их основе сплавы. В настоящее время уровень развития науки и техники позволяет создавать сплавы с заданными свойствами, которые определяются планируемыми областями применения сплавов.

В современной промышленности используют свыше 10 тыс. различных металлов и их сплавов. Многие виды металлов и сплавов можно определить по внешним признакам: цвету и блеску. Большинство металлов имеет серовато-серебристый цвет. Исключение составляют золото (жёлтый цвет), медь и медные сплавы (оранжево-красный цвет). В таблице 5.1 приведены цвета металлов и сплавов, которые часто используются в промышленности и быту.

Часто изделие, выполненное из одного металла, покрывают тонким слоем другого. Например, стальные листы, применяемые для изготовления крыш, покрывают слоем цинка. Сталь обеспечивает высокую прочность и твёрдость листа, а цинк позволяет защитить лист от агрессивного воздействия окружающей среды (рис. 5.3).

Чёрные и цветные металлы. Все металлы и сплавы можно разделить на две группы: чёрные и цветные. К чёрным металлам относят железо, сталь, чугун. К цветным — все остальные металлы и сплавы: медь, латунь, бронзу, алюминий, золото, серебро и т. д.

Одним из важнейших металлов, применяемых в современной технике, является железо. Чистое железо обладает невысокой прочностью, поэтому оно используется очень редко. Широкое применение имеют сплавы железа с угле- родом — чугун и сталь. Сплавы, содержащие более 2% углерода, относятся к чугунам. Чугун используют для изготовления оснований (станин) станков, производства деталей архитектурных сооружений и оград, скульптур. Сплав, содержащий менее 2% углерода, называют сталью. Стали по назначению делятся на две основные группы: инструментальные и конструкционные.

Инструментальная сталь является основным материалом для изготовления различных инструментов (свёрл, зубил, напильников). Содержание в ней углерода составляет от 0,6 до 1,4%. Такой состав обеспечивает прочность и твёрдость инструмента, необходимые для обработки различных материалов.

Конструкционной называют сталь, в которой содержится от 0,2 до 0,6% углерода. Она используется для изготовления деталей машин, строительных конструкций, художественных кованых изделий. Такая сталь обладает высокими технологическими свойствами: хорошо обрабатывается режущими инструментами, сваривается, способна изменять свою форму не разрушаясь.

Важное место среди цветных металлов занимают медь и её сплавы — латунь и бронза. Медь обладает высокой электропроводностью, коррозийной стойкостью, пластичностью. Она легко обрабатывается давлением. Выдавливанием из медного листа можно получить сложные рельефы.

В то же время обрабатывать медь режущими инструментами затруднительно, так как она плохо сверлится, точится, обрабатывается напильниками.

Одним из распространённых сплавов на основе меди является латунь,которая представляет собой сплав меди с цинком. Латунь хорошо обрабатывается режущими инструментами. Она обладает большей, чем медь, прочностью и твёрдостью, но уступает ей в пластичности.

Ещё одним сплавом меди является бронза, которая известна человечеству очень давно. Так, целая эпоха в истории человечества носит название «бронзовый век». Самыми распространёнными являются оловянные бронзы — сплавы меди и олова. Бронза способна противостоять износу при трении, что важно для деталей механизмов. Медные сплавы обладают высокими литейными качествами, поэтому они являются хорошим материалом для отливки памятников и скульптур.

Самым распространённым металлом в природе является алюминий. Его прочность сравнительно невелика, но в результате добавления в него различных компонентов — кремния, магния, меди, цинка — прочность получаемого таким образом материала значительно повышается. Алюминий обладает превосходными физико-химическими свойствами: малым весом; высокой плотностью; способностью хорошо проводить электричество и тепло; устойчивостью к коррозии и воздействию агрессивных веществ; высокой пластичностью.

Если сравнить одинаковые по объёму алюминиевую и стальную заготовки, то окажется, что алюминиевая заготовка значительно легче стальной. При этом по прочности алюминиевые сплавы не уступают стали. Эти свойства определяют широкое применение алюминия в самолётостроении.