Klasifikacija metala. Značajke metala i primjena

Nekoliko znanstvenih disciplina (znanost o materijalima i metalima, fizika, kemija) proučava svojstva i karakteristike metala. Postoji njihova općeprihvaćena klasifikacija. Međutim, svaka se disciplina u svom istraživanju oslanja na posebne specijalizirane parametre koji su u sferi njegovih interesa. S druge strane, sve znanosti koje proučavaju metale i legure pridržavaju se istog stajališta da postoje dvije glavne skupine: željezni i obojeni.

Znakovi metala

Razlikuju se sljedeća osnovna mehanička svojstva:

• Tvrdoća - određuje sposobnost jednog materijala da se suprotstavi prodoru druge, čvršće.
• Zamor je količina, kao i vrijeme cikličkih učinaka koje materijal može podnijeti bez promjene svoje cjelovitosti.
• Snaga. To je kako slijedi: ako priložite dinamički, statični ili naizmjenično opterećenje, to neće dovesti do promjene oblika, strukture i veličine, kršenja unutarnjeg i vanjskog integriteta metala.
• Plastičnost je sposobnost održavanja integriteta i rezultirajućeg oblika tijekom deformacije.
• Elastičnost je deformacija bez narušavanja integriteta pod utjecajem određenih sila, kao i nakon oslobađanja od opterećenja, mogućnost povratka u prvobitni oblik.
• Otpornost na pukotine - pod utjecajem vanjskih sila u materijalu, one se ne formiraju, a očuvan je vanjski integritet.
• Otpornost na trošenje - sposobnost održavanja vanjskog i unutarnjeg integriteta uz produljeno trenje.
• Viskoznost - očuvanje integriteta s povećanjem fizičkih učinaka.
• Otpornost na toplinu - otpornost na promjenu veličine, oblika i uništenja pri visokim temperaturama.

Klasifikacija metala

Metali uključuju materijale s kombinacijom mehaničkih, tehnoloških, operativnih, fizikalnih i kemijskih svojstava:

• mehanička potvrda sposobnosti da se odupre deformaciji i lomu;
• tehnološki dokaz sposobnosti za različite vrste obrade;
• operativno odražavaju prirodu promjene tijekom rada;
• kemijske interakcije s različitim tvarima;
• fizički pokazuju kako se materijal ponaša na različitim poljima - toplinska, elektromagnetska, gravitacijska.

Prema sustavu klasifikacije metala, svi postojeći materijali podijeljeni su u dvije volumne skupine: crnu i boju. Tehnološka i mehanička svojstva također su usko povezana. Na primjer, čvrstoća metala može biti rezultat pravilne obrade. U tu svrhu koristite tzv. Gašenje i "starenje".

Kemijska, fizikalna i mehanička svojstva su usko povezana, jer sastav materijala postavlja sve ostale parametre. Na primjer, vatrostalni metali su najtrajniji. Svojstva koja se manifestiraju u stanju odmora nazivaju se fizičkim, a pod utjecajem vanjskog - mehaničkim. Postoje i tablice za razvrstavanje metala po gustoći - glavna komponenta, tehnologija proizvodnje, točka taljenja i druge.

Željezni metali

Materijali koji pripadaju ovoj skupini imaju ista svojstva: impresivnu gustoću, visoku točku taljenja i tamno sivu boju. Prvoj velikoj skupini željeznih metala pripadaju sljedeće:

1. Željezo - kobalt, mangan, nikal, željezo. Koristi se kao baza ili aditiv za legure.
2. Vatrostalni - krom, volfram, molibden, titan. Svi oni imaju točku topljenja koja prelazi razinu na kojoj se željezo rastali. Koristi se kao baza ili aditiv za dobivanje legiranih čelika.
3. Uran - aktinidi i metali dobiveni sintezom. Velika je iskorištenost nuklearne energije.
4. Rijetka zemlja - neodimij, cerij, lantan. Svi metali imaju srodna kemijska svojstva, ali s potpuno različitim fizikalnim parametrima. Pronaći njihovu upotrebu kao aditiva za legure.
5. Alkalinska zemlja - kalcij, natrij, litij. U slobodnom obliku praktične primjene nemaju.

Obojeni metali

Druga najveća skupina ima nisku gustoću, dobru duktilnost, nisku točku taljenja, dominantne boje (bijela, žuta, crvena) i sastoji se od sljedećih metala:

• Pluća - magnezij, stroncij, cezij, kalcij. U prirodi, naći samo u jakim spojevima. Koristi se za proizvodnju lakih legura za različite namjene.
• Noble. Primjeri metala: platina, zlato, srebro. Vrlo su otporni na koroziju.
• Topljivi - kadmij, živa, kositar, cink. Oni imaju nisku točku taljenja, uključeni su u proizvodnju različitih legura.

Niska čvrstoća obojenih metala ne dopušta im da se koriste u čistom obliku, stoga se u industriji koriste kao legure.

Bakar i legure bakra

U svom čistom obliku ima ružičasto-crvenu boju, malu otpor mala gustoća, dobra toplinska vodljivost, odlična duktilnost, otporna je na koroziju. Široko se koristi kao vodič električne struje. Za tehničke potrebe koriste se dvije vrste legura bakra: mjed (bakar s cinkom) i bronca (bakar s aluminijem, kositrom, niklom i drugim metalima). Mesing se koristi za izradu ploča, traka, cijevi, žica, spojnica, čahura, ležajeva. Ravne i okrugle opruge, membrane, različiti okovi, pužni pari izrađeni su od bronce.

Aluminij i legure

Ovaj vrlo lak metal, srebrno bijele boje, ima visoku otpornost na koroziju. Ima dobru električnu vodljivost i plastičnost. Zbog svojih karakteristika našla je primjenu u prehrambenoj, lakoj i električnoj industriji, kao iu zrakoplovnoj izgradnji. Aluminijske legure se vrlo često koriste u strojarstvu za izradu kritičnih dijelova.

Magnezij, titan i njihove legure

Magnezij nije otporan na koroziju, ali nema lakšeg metala za tehničke potrebe. Uglavnom se dodaje legurama s drugim materijalima: cinkom, manganom, aluminijem, koji su lijepo izrezani i vrlo izdržljivi. Legure s magnezijem od lakog metala koriste se za izradu kutija za fotoaparate, raznih instrumenata i motora. Titan je našao svoju primjenu u raketnoj industriji, kao i inženjering za kemijsku industriju. Titanove legure imaju nisku gustoću, izvrsna mehanička svojstva i otpornost na koroziju. Dobro reagiraju na liječenje pritiskom.

Antifrikcijske legure

Takve se legure definiraju kako bi se povećao vijek trajanja površina koje doživljavaju trenje. Oni kombiniraju sljedeće karakteristike metala - dobru toplinsku vodljivost, nisku točku taljenja, mikroporoznost, slabu koeficijent trenja. Antifrikcijske legure uključuju osnovu olova, aluminija, bakra ili kositra. Najkorisnije su:

• Metal. Izrađuje se na bazi olova i kositra. Koristi se u proizvodnji košuljica za ležajeve koji rade pri velikim brzinama i udarnim opterećenjima;
• aluminijske legure;
• bronce;
• metal-keramički materijali;
• lijevano željezo

Meki metali

Prema klasifikacijskom sustavu metali zlato, bakar, srebro, aluminij, ali među najmekšima ispuštaju cezij, natrij, kalij, rubidij i druge. Zlato je u prirodi vrlo raspršeno. Nalazi se u morskoj vodi, ljudskom tijelu, a može se naći iu gotovo svakom fragmentu granita. U svom čistom obliku, zlato ima žutu nijansu crvene boje, jer je metal mekan - može ga se ogrebati čak i noktom. Pod utjecajem okoliša, zlato se brzo raspada. Ovaj metal je neophodan za električne kontakte. Unatoč činjenici da je srebro dvadeset puta više od zlata, također je rijetko. Koristi se za proizvodnju posuđa, nakita. Natrij lakih metala je također raširen, u potražnji u gotovo svakoj industriji, uključujući kemijsku industriju, za proizvodnju gnojiva i antiseptika.

Metal je živa, iako je u tekućem stanju, stoga se smatra jednim od najmekših na svijetu. Ovaj se materijal koristi u obrambenoj i kemijskoj industriji, poljoprivredi i elektrotehnici.

Čvrsti metali

U prirodi gotovo da i nema najkvalitetnijih metala, pa ih je vrlo teško dobiti. U većini slučajeva, oni se nalaze u palim meteoritima. Krom spada u vatrostalne metale i najteži je od najčišćih na našem planetu, osim toga, lako se može obraditi. Volfram je kemijski element. Smatra se najtežim u usporedbi s drugim metalima. Ima izuzetno visoku točku taljenja. Unatoč tvrdoći, moguće je izraditi sve potrebne detalje. Zbog svoje termičke stabilnosti i fleksibilnosti najprikladniji je materijal za taljenje malih elemenata koji se koriste u rasvjetnim tijelima. Volfram vatrostalnog metala je glavna supstanca teških legura.

Metali u energetici

Metali koji sadrže slobodne elektrone i pozitivne ione smatraju se dobrim vodičima. To je prilično tražen materijal, karakteriziran plastičnošću, visokom električnom vodljivošću i sposobnošću da lako daruje elektrone. Izrađene su od energetskih, radiofrekventnih i posebnih žica, dijelova za električne instalacije, strojeva, za kućanske aparate. Lideri u korištenju metala za proizvodnju kabelskih proizvoda su:

• olovo - za veću otpornost na koroziju;
• bakar - za visoku električnu vodljivost, lakoću obrade, otpornost na koroziju i dovoljnu mehaničku čvrstoću;
• aluminij - za malu težinu, otpornost na vibracije, čvrstoću i točku taljenja.

Kategorije sekundarnih metala

Za otpad od obojenih metala nameću se određeni zahtjevi. Za slanje legura u peći za taljenje čelika bit će potrebne određene obrade. Prije podnošenja zahtjeva za prijevoz otpada, morate se upoznati s GOST željeznim metalima kako biste odredili njegovu vrijednost. Crni otpad se razvrstava u čelik i lijevano željezo. Ako sastav sadrži dopante, klasificira se kao "B". U kategoriji "A" uključen je ugljik: čelik, lijevano željezo, prisad.

Metalurzi i kotačići zbog ograničene baze primarnih resursa pokazuju aktivno zanimanje za sekundarne sirovine. Korištenje željeznog otpada umjesto metalne rude je resurs, kao i rješenje za uštedu energije. Sekundarni metal se koristi kao pretvarač topljenja hladnjaka.

Raspon uporabe metala je nevjerojatno širok. Crna i boja se neograničeno koriste u građevinskoj i strojnoj industriji. Ne raditi bez obojenih metala iu energetici. Rijetki i dragocjeni idu u proizvodnju nakita. Obojeni obojeni i željezni metali koriste se u umjetnosti i medicini. Bez njih je nemoguće zamisliti ljudski život, od kućnog pribora do jedinstvenih uređaja i uređaja.