Металлы и их обработка

Свойства материалов и полуфабрикатов
свойства
определение
физические
Отличительные стороны материалов, которые проявляются при взаимодействии их с окружающей средой.
механические
химические
технологические
Отличительные стороны материалов, которые проявляются в способности сопротивляться воздействию внешних механических усилий.
Способность материалов взаимодействовать с окружающей средой при различных температурах (окисляемость, растворимость, коррозионная стойкость и др.)
Способность материалов подвергаться обработке

Свойства материалов и полуфабрикатов
Термины «физический» и «механический»
происходят от греческих слов, означающих
соответственно
«природа» и «орудие, машина».
Термин «химический»
произошёл от древнелатинского слова «алхимия»
(наука о веществах и их превращениях).

Физические свойства

Физические свойства

Механические свойства

Механические свойства

Металлы и сплавы
материалы, обладающие высокой теплопроводностью, электрической проводимостью, блеском, ковкостью и другими характерными свойствами.
М е т а л л ы -
С п л а в ы -
Сложные вещества, являющиеся сочетанием какого-либо простого металла (основы сплава) с другими металлами или неметаллами.
Виды металлов и сплавов
Чёрные
(железо и его сплавы)
Цветные
(все остальные металлы и их сплавы)

Металлы и сплавы
Сплавы железа с углеродом и некоторыми другими элементами (марганцем, фосфором, серой и т.п.)
Железоуглеродистые сплавы -
Виды железоуглеродистых сплавов
Чугун
(свыше 2% углерода
Сталь
(до 2% углерода)
Чугун выплавляют из руды
в доменных печах, а сталь –
из чугуна в металлургических
печах разных конструкций.
Углерод в чугуне может
находиться в химическом
соединении с железом или
в свободном состоянии –
в виде частиц графита:
пластинок, зёрен, хлопьев
или шариков.

Чугун выплавляют из руды в доменных печах, а сталь – из чугуна в металлургических печах разных конструкций.
Металлы и сплавы
Углерод в чугуне может находиться в химическом соединении с железом или в свободном состоянии – в виде частиц графита: пластинок, зёрен, хлопьев или шариков.

!? Это интересно
Металлы и сплавы
В глубокой древности люди познакомились с железом, которое содержалось в метеоритах. Египтяне называли этот металл небесным, а греки и жители Северного Кавказа – звёздным. Метеоритное железо вначале ценилось гораздо выше золота. Железные украшения носили в то время самые знатные и богатые люди.

Чугуны
Белый чугун на изломе матово-белого цвета, очень твёрдый и хрупкий, плохо обрабатывается резанием и имеет низкие литейные свойства. Чаще всего используется на переделку в сталь, поэтому его также называют предельным, часть идёт на получение ковкого чугуна.
Белые
Серые
Ковкие
Высокопрочные
В и д ы ч у г у н о в

Чугуны
С е р ы й ч у г у н
Характеристика
Применение
На изломе – серый цвет.
Он мягче белого чугуна, хрупок, но хорошо обрабатывается резанием.
Имеет высокие литейные свойства и используется для получения отливок, поэтому его также называют литейным.

Чугуны
К о в к и й ч у г у н
Характеристика
Применение
Название «ковкий» условное, т.к. этот чугун практически не куется.
Получают его путём отжига из белого чугуна.
Он обладает повышенной прочностью, вязкостью, но невысокой пластичностью.

Чугуны
В ы с о к о п р о ч н ы й ч у г у н
Характеристика
Применение
Получают из серого чугуна введением в него в жидком состоянии специальных добавок.
Он прочнее серого чугуна и труднее обрабатывается.

С т а л и
Общая классификация сталей
По способу
производства
По качеству
По назначению
По химическому составу

С т а л и
Классификация сталей по способу производства
Мартеновская
Электросталь
Конвертерная (бессемеровская и томасовская)
Получают в конвертерах – стальных сосудах
грушевидной формы. Бессемеровский процесс разработал
в 1855-1856 гг. английский изобретатель Генри Бессемер,
томасовский – в 1978 г. английский металлург Сидни Томас
Получают в мартеновских
печах. Способ предложил
в 1864 г. французский
Металлург Пьер Мартен
Выплавляют в электропечах.
Это наиболее совершенный
способ получения стали.
Его предложил в 1802 г.
русский физик и
электротехник Петров

Сплавы железа с углеродом
(до 2%) в состав которых
Входят обычные примеси:
кремний, марганец,
сера, фосфор и др.
Углеродистые стали
С т а л и
Классификация сталей по назначению
Конструкционные
Инструментальные
Специальные с особыми свойствами
Классификация сталей по химическому составу
Сплавы, в состав которых,
кроме железа, углерода (до 2%)
и обычных примесей, входят
легирующие элементы (хром,
никель, вольфрам и др.)
Легированные стали

Конструкционные
С т а л и
Классификация углеродистых сталей
Инструментальные
Конструкционные стали обычного качества маркируются
буквами и цифрами, например: Ст3. Буквы Ст обозначают
«сталь», цифры указывают условный номер марки стали.
Конструкционные качественные стали маркируются цифрами,
указывающими содержание углерода в сотых долях процента.
Например «сталь45» - сталь, содержащая 0,45% углерода
Инструментальные качественные и высококачественные стали
маркируются буквами и цифрами, указывающими
содержание углерода в десятых долях процента.
Например, У7 и У7А. У – углеродистая сталь, 7 – 0,7% углерода,
А – высококачественная сталь.

С т а л и
Применение углеродистых сталей
Детали машин и металлические конструкции
Режущие и измерительные инструменты

С т а л и
Применение углеродистых сталей
Режущие и измерительные инструменты

С т а л и
Классификация легированных сталей
Конструкционные
Инструментальные
Специальные с
особыми свойствами
!? Это интересно
Начало производству легированной стали в
России положил русский металлург Аносов. Ему
удалось проникнуть в тайну кузнецов Древнего Востока – найти секрет изготовления булатной стали, узорчатого сплава с необычайно высокой твёрдостью и упругостью.
Термин «легирование» произошёл от немецкого слова,
означающего «сплавлять», а оно, в свою очередь, было
образовано от латинского, означающего
«связываю, соединяю».

С т а л и
Применение легированных сталей
Инструментальные
Специальные с
особыми свойствами
Ответственные
детали машин и
металлические
конструкции
Инструменты
с высокими
эксплуатационными
качествами
Конструкционные
Детали машин
с особыми
свойствами

Цветные металлы
Классификация цветных металлов
Легкие
(алюминий, магний,
титан и др.)
Редкие
(вольфрам, молибден,
селен и др.)
Тяжёлые
(свинец, медь, цинк и др.)
Благородные
(золото, платина,
серебро и др.)
Из цветных металлов в чистом виде и в виде сплавов широко
используются алюминий, медь, магний, свинец, цинк, титан и др.

Цветные металлы. Алюминий
Применение алюминия
В электротехничесекой
промышленности
Легкий металл серебристо-белого цвета с температурой плавления 6600С.
Обозначается символом Al.
Обладает высокой электро- и теплопроводностью,
коррозионной стойкостью.
Широко используется как в чистом виде, так и в виде сплавов, которые бывают: литейные – для получения литых заготовок и
деформируемые – обрабатываемые давлением (прокаткой, ковкой и т.д.). Наибольшее применение из литейных сплавов получил
силумин (сплав алюминия с кремнием),
а из деформируемых –
дюралюмин ( сплав алюминия с медью, магнием и марганцем)
В химической промышленности
Характеристика
В приборостроении
В самолетостроении

Металлы и сплавы
Термин «дюралюминий» (дюралюмин, дюраль) образован из названия немецкого города Дюрен, где впервые начали производить этот сплав, и слова «алюминий».
!? Это интересно

Цветные металлы. Медь
Применение меди
В электротехничесекой
промышленности
Розово-красный металл с температурой плавления 10830С .
Обладает высокой электро - и теплопроводностью, пластичностью и коррозионной стойкостью.
Около 30% меди идёт на получение различных сплавов, широко применяемых в технике.
Характеристика
В химическом машиностроении
и теплотехнике

Цветные металлы
Виды медных сплавов
Обладает всеми положительными свойствами меди (высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью, пластичностью и др.), более
высокой прочностью. Легко обрабатываются резанием, имеет хорошие литейные свойства, дешевле меди
Имеют хорошие литейные свойства,
высокую прочность и твёрдость, коррозионную стойкость и
хорошо обрабатывается резанием.

Применение бронзы
Цветные металлы.
Применение латуни
В машино- и судостроении
Ответственные детали машин
Проволока,
лист
Гайка
Втулка
Шестерня
Монета
Кран