Как используются знания о свойствах металлов?

Раздел(ы): МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ И МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЯ; Опубликована: 10 декабря 2012

С тех пор как человечество познакомилось с металлом, достойной альтернативы ему так и не появилось. В дополнение к семерке первых металлов со временем были открыты и остальные, и сегодня встретить изделия из этого вещества или сплава можно в любой отрасли.

Физические свойства металлов

  • Температура плавления делит металлы на легкоплавкие (цинк, свинец, олово – плавятся при температуре менее 600 С), среднеплавкие (магний, железо, алюминий, температура плавления – 600-1600 С) и тугоплавкие (титан, хром, вольфрам и другие – плавятся при температуре выше 1600 С).
  • Тепло- и электропроводность учитывается при изготовлении металлической кухонной посуды, при сварке, пайке и другой обработке металлопроката, которую производит компания «МЕТАГОР».
  • Плотность и удельный вес: металлы делятся на легкие (магний, алюминий, титан плотностью до 5 г/см3), тяжелые (железо, медь, олово, цинк и др. – плотностью 5-10 г/см3) и очень тяжелые (вольфрам, свинец, молибден – плотность выше 10 г/см3). К примеру, более легкий алюминий применяется в авиастроении и предпочтителен в монтаже крупных конструкций.
  • Тепловое расширение – способность металла увеличиваться в объеме при нагревании. Учитывается при изготовлении посуды и инструментов, при проведении эмальерных работ. Высоким коэффициентом теплового расширения обладают свинец, цинк и олово, более низким – медь и железо.
  • Удельная теплоемкость – энергия, при которой температура металла повышается на 1 градус.
  • Отражательная способность – способность отражать световые волны конкретной длины, благодаря чему металл приобретает определенный цвет.
  • Цвет. Черные металлы, например железо, отличаются темно-серым цветом, высокой плотностью, высокой температурой плавления и относительно высокой твердостью. Цветные металлы, например медь, имеют красную, желтую или белую окраску, пластичны, недостаточно твердые и плавятся при невысокой температуре.
  • Магнитными свойствами обладают железо, кобальт и никель, а также некоторые их сплавы.

Механические свойства металлов

Чтобы правильно подобрать металл для конкретных целей, важно знать его свойства, ведь каждый из почти 60 известных сегодня металлов обладает собственными физическими, химическими и механическими характеристиками. Всем известна твердость стали или пластичность алюминия. Свойства любого металла тщательно взвешиваются, прежде чем использовать вещество для определенных целей.

В число основных механических свойств металлов входят прочность, пластичность, упругость, твердость и вязкость. Неслучайно проволоку из алюминия разорвать гораздо легче, чем из меди или стали. Прочность на растяжение, изгиб, сжатие и кручение имеет значение в разных сферах, к примеру, высокой прочностью на растяжение должны обладать тросы подъемных устройств, струны, провода линий электропередач.

Упругость важна в изготовлении пружин и пружинящих контактов, амортизаторов, булавок и застежек. Металл, который используется для чеканки, выколотки или инкрустации, напротив, должен обладать не упругостью, а пластичностью. Это свойство является основополагающим в художественной обработке металла. И, наконец, в изготовлении инструментов особенно важна твердость, которую позволяет увеличить дополнительная химико-термическая обработка.

Химические и технологические свойства

Основным химическим свойством металлов является стойкость к коррозии, присущая цветным металлам. Это свойство особенно важно для работы в окислительных средах. Чтобы увеличить коррозийную стойкость металл поддают специальной обработке. Яркий пример – круг нержавеющий и другие изделия нержавеющего металлопроката.

С практической точки зрения, самое большое значение имеют технологические свойства металлов, которые определяют его пригодность для изготовления той или иной детали. Металл обладает способностью в разной степени изменять форму под воздействием режущего инструмента (речь идет об обрабатываемости резанием). Если под влиянием давления – прокатки, прессования, штамповки – металл не разрушается, говорят о его высокой ковкости.

Разные металлы отличаются разной свариваемостью – образуют соединения разной прочности при нагреве. Высокой свариваемостью, в отличие от чугуна, медных и алюминиевых сплавов, обладает сталь с невысоким содержанием углерода. И, наконец, жидкотекучесть определяет пригодность металла для производства отливок. Металлы обладают и другими свойствами, каждое из которых важно для определенной сферы производства, например звукопроводностью, которую обязательно учитывают при изготовлении музыкальных инструментов.