Основные свойства металлов и сплавов

ГБПОУ «Починковский сельскохозяйственный техникум»

1)Общие сведение о металлах

2) Виды металлов

3)Строение металлов

4)Химические свойства

5)Технологические свойства

6) Механические свойства

Мета́ллы (название происходит от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокая тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и др.

Бо́льшая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным металлам. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде, растениях, живых организмах (играя при этом важную роль).

Известно, что организм человека на 3 % состоит из металлов[источник не указан 181 день]. Больше всего в наших клетках кальция и натрия, сконцентрированного в лимфатических системах. Магний накапливается в мышцах и нервной системе, медь — в печени, железо — в крови .

• Черный металл представляет собой железо и все виды его сплавов (сталь, чугун, ферросплавы). Для большинства отраслей промышленности и строительства черные металлы занимают важнейшее место.
• Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, при этом, количество последнего в сплаве не превышает 2,14 процентов. Кроме этого, в чугун входят графитовые включения. В зависимости от того, в какой форме в сплаве находится углерод, выделяют серый и высокопрочной чугун. В сером чугуне находящийся в сплаве в свободном состоянии углерод имеет форму пластинчатого графита, в высокопрочном – в форме шаровидного графита. Высокопрочный чугун необходим для производства деталей, которые подвергаются очень сильным механическим нагрузкам. Кроме этого, выделяют и ковкий чугун, характеризующийся более высокими показателями механических свойств.
• Сплав железа, чугуна и углерода образует сталь. В зависимости от компонентов сплава, сталь подразделяется на несколько видов. Для производства металлорежущих инструментов применяется твердая сталь, для изготовления деталей, которым требуется наиболее высокая стойкость к коррозии, - нержавеющая сталь, в состав которой входят хром и никель. Основные достоинства стали состоят в том, что ей можно придать любую форму посредством прокатки, литья и других способов металлообработки.

• Все металлы относят к кристаллическим телам, поскольку они состоят из большого количества отдельных зерен, плотно прилегающих друг к другу и прочно связанных между собой силами сцепления.
• Образование кристаллов происходит во время остывания и затвердевания жидких металлов (кристаллизации). Этот процесс можно рассматривать так: при охлаждении жидкого металла начинается образование центров кристаллизации, в которых атомы металла располагаются в определенном порядке, образуя кристалл, имеющий форму куба, призмы, октаэдра и др
• Однако в процессе кристаллизации возникает много центров кристаллизации и полнограничных кристаллов не образуется или образуется незначительно, так как соседние кристаллы мешают друг другу развиваться правильно, поэтому кристаллизация происходит несвободно. В результате нарушения очертания кристаллов получают искаженную геометрию - их углы закругляются, сдавливаются и поэтому образовавшиеся зерна (кристаллиты) имеют неправильную форму.

• В химическом отношении все металлы характеризуются сравнительной легкостью отдачи валентных электронов и способностью образовывать положительно заряженные ионы. Следовательно, металлы в свободном состоянии являются восстановителями.
• Восстановительная способность различных металлов неодинакова и определяется положением в электрохимическом ряду напряжения металлов:
• Li K Rb Cs Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Ag Pt Au
• Металлы размещены в порядке убывания их восстановительных свойств и усиления окислительных свойств их ионов. Этот ряд характеризует химическую активность металлов только в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в водной среде.

• Под технологическими свойствами металлов и сплавов понимают способность металла подвергаться различным видам обработки.
• К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся: литейные, ковкость, или деформируемость, в горячем и холодном состоянии, свариваемость, прокаливаемость и об-рабатываемость резанием.

• Механические свойства характеризуют способность металлов и сплавов сопротивляться действию приложенных к ним нагрузок, а механические характеристики выражают эти свойства количественно. Основными свойствами металлических материалов являются; прочность, пластичность (или вязкость), твердость, ударная вязкость, износоустойчивость, ползучесть и др.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!