Классификация металлов

Классификация металлов

По объему использования  металлы разделяют на технические и редкие

К техническим  относятся: Fe, Cu, Al, Zn, Ti, Pb, Sn, Mg.

Все остальные  относятся к редким.

Само Fe используется редко, в основном в виде стали и чугунов – железоуглеродистых сплавов

Они образуют гр. черн. металлов

Все остальные  представители групп цветных  металлов

Черн. – 85% всех производ. металлов

Цвет. – 15% 

По физико-химическим свойствам 6 групп:

1. Магнитные – Fe, Co, Ni. Обладают ферромагнитными свойствами. Железоуглеродистые стали и чугуны являются конструкционными материалами, а сплавы на основе Fe, Co, Ni- магнитными материалами (ферромагнетики).
2. Тугоплавкие – ме у которых t плавления выше t плавления Fe (1539^о С) – W, Mo, Cr, Ti, Pt…

Применяют их как самостоятельно, так и в  виде добавок в стали, работ при высоких t.

3. Легкоплавкие (t_пл < 500 ^о С) – Zn, Pb, Sn, Vi, Ca.

Используются как проводниковые материалы, либо антиэрозионные покрытия.

4. Легкие ме имеют плотность не > 2,75 мг/м₃ Be, Al, Mg

Эти ме применяются для производства сплавов, используемых в конструкциях с ограничениями в массе.

5. Благородные. В электротехнике исп Au, Ag, Pt, Pl и осмий, рутений, иридий.

Эти ме и сплавы обладают высокой химической стойкостью в том числе при выс t, исп в производстве контактов, выводов интегральных схем, термопар и термометров.

6. Редкоземельные – лантаноиды, исп их в качестве присадки в сплавах.

Механические  свойства металлов 

Ме присущи высокая пластичность, тепло- и электропроводность. Для ме и сплавов, особенно конструкционных имеет важное значение, такие механические св-ва как прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость и др.

Под действием  внешней нагрузки в твердом теле возникает напряжение и деформация. 

Напряжение σ (кгс/мм³) = P/F_о – это нагрузка или сила…. 

В зависимости  от способа приложения нагрузки методы испытания механических св-в делятся на: статистические, динамические и вибрационные.

Деформация –  это изменение формы и размеров твердого тела под действием внешних  сил или в результате физических процессов, возникших в нем при фазовых превращениях. Она может быть упругой – исчезает после снятия нагрузки; пластичной – сохраняется после снятия нагрузки.

Прочность –  способность ме оказывать сопротивление деформации или разрушению статистическими, динамическими или вибрационными нагрузками.

Прочность ме при статистич. нагрузках испытывается на растяжение, сжатие, изгиб и кручение.

Прочность при  растяжении оценивается следующими характеристиками:

• предел прочности на разрыв σ_b=P_b/F_o это напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке P, предшеств. разрушению образца
• предел текучести σ_τ – это напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки (кгс/мм³ или МПа).

Пластичность  – это св-во ме деформироваться без разрушения под действием внешних сил и сохран.измен. форму после снятия этих сил.

Характеристикой является относительное удлинение  перед разрывом: 

                                       σ = * 100 

l_k, l_o – длина образца до и после изменения формы 

Упругость –  это св-во ме восстанавливать свою прежнюю форму после снятия внешних сил, вызывающих деформацию.

Твердость –  способ ме оказывать сопротивление проникновению в них более твердого тела, испытания проводят по Бринеллю и Роквеллу.

Прим. : в испыт. Образец с определенной силой вдавливается закаленный стальной шарик с D=10,5 (2,5) мм

Число твердости  по Бринеллю НВ=P/F=2Р / πD ( D - ⁾

d – диаметр отпечатка, который остался после нагрузки. Чем меньше d, тем больше твердость. Диаметр отпечатка измеряется с помощью спец. Шкалы на приборе. D и P нагрузку выбирают в зависимости от материала и толщины образца. 

По Роквеллу: в испыт. образец вдавливается спец. алмазный конус, угол вершины которого равен 120^о или закаленный стальной шарик D = 1,588 мм. измер. глубину вдавливания. Вдавливание двумя последовательными нагрузками предварит. 10 кгс и основной 90 кгс (для стального шарика).

140 кгс – алмазный  конус 

После приложения дополнительной нагрузки измер. глубину вдавливания h_о, а после основной – h

За единицу  твердости принят величина: t =    соответствует  осевому перемещению конуса или шарика на 0,002 мм.

Хрупкость –  связана с работой в условиях низких t и называется хладноломкостью. 

Для определения  t перехода ме от вязкого к хрупкому называется  t хрупкости или порогом хладноломкости, строят графики зависимости α_н – t  

Далее график)