Ταξινόμηση κραμάτων αλουμινίου. Ταυτόχρονα με τη μείωση του σιδήρου, το πυρίτιο, ο φώσφορος, το μαγγάνιο και άλλες προσμίξεις μειώνονται.

Ταξινόμηση ιδιοτήτων μετάλλων και κραμάτων

Οι ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων χωρίζονται σε 4 κύριες ομάδες:

1. φυσικός,
2. χημική ουσία,
3. μηχανικός,
4. τεχνολογικός.

Φυσικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων.

Οι φυσικές ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων περιλαμβάνουν το χρώμα, την πυκνότητα (ειδικό βάρος), την τήξη, τη θερμική διαστολή, τη θερμική αγωγιμότητα, τη θερμοχωρητικότητα, την ηλεκτρική αγωγιμότητα και την ικανότητά τους να μαγνητίζονται. Αυτές οι ιδιότητες ονομάζονται φυσικές επειδή απαντώνται σε φαινόμενα που δεν συνοδεύονται από αλλαγή στη χημική σύνθεση της ουσίας, δηλαδή, τα μέταλλα και τα κράματα παραμένουν αμετάβλητα στη σύσταση όταν θερμαίνονται, όταν περνάνε ρεύμα και θερμότητα, καθώς και όταν μαγνητίζονται και λιώνουν. Πολλές από αυτές τις φυσικές ιδιότητες έχουν καθιερώσει μονάδες μέτρησης βάσει των οποίων κρίνονται οι ιδιότητες του μετάλλου.

Χρώμα.

Τα μέταλλα και τα κράματα δεν είναι διαφανή. Ακόμη και τα λεπτά στρώματα μετάλλων και κραμάτων δεν είναι ικανά να μεταδώσουν ακτίνες, αλλά έχουν μια εξωτερική λάμψη στο ανακλώμενο φως και κάθε ένα από τα μέταλλα και τα κράματα έχει τη δική του ειδική απόχρωση λαμπρότητας ή, όπως λένε, χρώμα. Για παράδειγμα, ο χαλκός είναι κόκκινο του τριαντάφυλλου, ο ψευδάργυρος είναι γκρι, ο κασσίτερος είναι λευκός και ούτω καθεξής.

Ειδικό βάρος είναι το βάρος 1 cm 3μέταλλο, κράμα ή οποιαδήποτε άλλη ουσία σε γραμμάρια. Για παράδειγμα, το ειδικό βάρος του καθαρού σιδήρου είναι 7,88 g/cm3 .

Τήξη- την ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να περνούν από στερεά σε υγρή κατάσταση, που χαρακτηρίζεται από σημείο τήξης. Τα μέταλλα με υψηλό σημείο τήξης ονομάζονται πυρίμαχα (βολφράμιο, πλατίνα, χρώμιο κ.λπ.). Τα μέταλλα με χαμηλό σημείο τήξης ονομάζονται εύτηκτα (κασσίτερος, μόλυβδος κ.λπ.).

θερμική διαστολή - την ιδιότητα των μετάλλων και των κραμάτων να αυξάνονται σε όγκο όταν θερμαίνονται, που χαρακτηρίζεται από τους συντελεστές γραμμικής και ογκομετρικής διαστολής. Συντελεστής γραμμικής διαστολής - ο λόγος της αύξησης του μήκους ενός μεταλλικού δείγματος όταν θερμαίνεται σε 1°στο αρχικό μήκος δείγματος. Συντελεστής ογκομετρικής διαστολής - ο λόγος της αύξησης του όγκου του μετάλλου όταν θερμαίνεται σε 1°στον αρχικό τόμο. Ο ογκομετρικός συντελεστής λαμβάνεται ίσος με το τριπλάσιο του συντελεστή γραμμικής διαστολής. Διαφορετικά μέταλλα έχουν διαφορετικούς συντελεστές γραμμικής διαστολής. Για παράδειγμα, ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του χάλυβα είναι ίσος με 0,000012 , χαλκός - 0,000017 , αλουμίνιο- 0,000023 . Γνωρίζοντας τον συντελεστή γραμμικής διαστολής του μετάλλου, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η τιμή επιμήκυνσής του:

1. καθορίστε πόσο θα επιμηκύνει ο χαλύβδινος αγωγός 5000 μόταν θερμαίνεται σε 20°C :

5000 0,000012 20 = 1,2 m

1. καθορίστε πόσο καιρό θα επιμηκυνθεί ο χάλκινος αγωγός 5000 μόταν θερμαίνεται σε 20°C :

5000 0,000017 20= 1,7 μ

1. καθορίστε πόσο καιρό θα επιμηκυνθεί ο αγωγός αλουμινίου 5000 μόταν θερμαίνεται σε 20°C :

5000 0,000023 20=2,3 μ

(Και στις τρεις περιπτώσεις δεν λήφθηκε υπόψη ο συντελεστής τριβής λόγω αυτο-βάρους.) Με βάση τους παραπάνω υπολογισμούς, τα μη σιδηρούχα μέταλλα διαστέλλονται περισσότερο όταν θερμαίνονται από τον χάλυβα, κάτι που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στη διαδικασία συγκόλλησης.

Θερμική αγωγιμότητα - την ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να μεταφέρουν τη θερμότητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα, τόσο πιο γρήγορα διαχέεται η θερμότητα μέσω του μετάλλου ή του κράματος όταν θερμαίνεται. Όταν ψύχονται, τα μέταλλα και τα κράματα με υψηλή θερμική αγωγιμότητα απελευθερώνουν τη θερμότητα πιο γρήγορα. Θερμική αγωγιμότητα του κόκκινου χαλκού σε 6 φορέςυψηλότερη από τη θερμική αγωγιμότητα του σιδήρου. Κατά τη συγκόλληση μετάλλων και κραμάτων με υψηλή θερμική αγωγιμότητα, απαιτείται προκαταρκτική και μερικές φορές ταυτόχρονη θέρμανση.

Θερμοχωρητικότητα είναι η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας μονάδας βάρους 1°. Ειδική θερμοχωρητικότητα - η ποσότητα θερμότητας που εισέρχεται kcal(χιλοθερμίδες) που απαιτούνται για τη θέρμανση 1 κιλόουσίες σε 1°. Η πλατίνα και ο μόλυβδος έχουν χαμηλή ειδική θερμοχωρητικότητα. Η ειδική θερμοχωρητικότητα του χάλυβα και του χυτοσιδήρου είναι περίπου 4 φορέςυψηλότερη από την ειδική θερμοχωρητικότητα του μολύβδου.

Ηλεκτρική αγωγιμότητα - την ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Ο χαλκός, το αλουμίνιο και τα κράματά τους έχουν καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Μαγνητικές ιδιότητες - την ικανότητα των μετάλλων να μαγνητίζονται, η οποία εκδηλώνεται στο γεγονός ότι ένα μαγνητισμένο μέταλλο έλκει μέταλλα με μαγνητικές ιδιότητες.

Χημικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων.

Οι χημικές ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων νοούνται ως η ικανότητά τους να εισέρχονται σε ενώσεις με διάφορες ουσίες, κυρίως με οξυγόνο. Οι χημικές ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων περιλαμβάνουν:

1. αντοχή στη διάβρωση στον αέρα,
2. αντοχή σε οξύ,
3. αντοχή στα αλκάλια,
4. θερμική αντίσταση.

Αντίσταση μετάλλων και κραμάτων στον αέρα ονομάζεται η ικανότητα του τελευταίου να αντέχει την καταστροφική δράση του οξυγόνου στον αέρα.

αντοχή σε οξύ ονομάζεται η ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να αντιστέκονται στην καταστροφική δράση των οξέων. Για παράδειγμα, το υδροχλωρικό οξύ καταστρέφει το αλουμίνιο και τον ψευδάργυρο, αλλά ο μόλυβδος όχι. Το θειικό οξύ καταστρέφει τον ψευδάργυρο και τον σίδηρο, αλλά δεν έχει σχεδόν καμία επίδραση στον μόλυβδο, το αλουμίνιο και τον χαλκό.

αντοχή στα αλκάλια μέταλλα και κράματα ονομάζεται η ικανότητα να αντέχει την καταστροφική δράση των αλκαλίων. Τα αλκάλια είναι ιδιαίτερα δυνατά καταστρέφουν το αλουμίνιο, τον κασσίτερο και τον μόλυβδο.

θερμική αντίσταση ονομάζεται η ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να αντιστέκονται στην καταστροφή από το οξυγόνο όταν θερμαίνονται. Για να αυξηθεί η αντοχή στη θερμότητα, εισάγονται στο μέταλλο ειδικές ακαθαρσίες, όπως χρώμιο, βανάδιο, βολφράμιο κ.λπ.

Γήρανση μετάλλων - αλλαγή στις ιδιότητες των μετάλλων με την πάροδο του χρόνου λόγω εσωτερικών διεργασιών, που συνήθως προχωρούν αργά σε θερμοκρασία δωματίου και εντονότερα σε υψηλές θερμοκρασίες. Η γήρανση του χάλυβα οφείλεται στην απελευθέρωση καρβιδίων και νιτριδίων κατά μήκος των ορίων των κόκκων, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της αντοχής και μείωση της ολκιμότητας του χάλυβα. Τα στοιχεία που μειώνουν την τάση γήρανσης του χάλυβα είναι το αλουμίνιο και το πυρίτιο και αυτά που προάγουν τη γήρανση είναι το άζωτο και ο άνθρακας.

Μηχανικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων.

Ρύζι. ένας

Οι κύριες μηχανικές ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων είναι

1. δύναμη,
2. σκληρότητα,
3. ελαστικότητα,
4. πλαστική ύλη,
5. αντοχή κρούσης,
6. ανατριχιάζω,
7. κούραση.

δύναμηονομάζεται η αντίσταση ενός μετάλλου ή κράματος σε παραμόρφωση και καταστροφή υπό την επίδραση μηχανικών φορτίων. Τα φορτία μπορεί να είναι συμπιεστικά, εφελκυστικά, συστρεφόμενα, διάτμησης και κάμψης ( ρύζι. ένας ).

σκληρότηταονομάζεται η ικανότητα ενός μετάλλου ή κράματος να αντιστέκεται στη διείσδυση ενός άλλου πιο στερεού σώματος μέσα σε αυτό.

Ρύζι. 2

Στην τεχνολογία, οι ακόλουθες μέθοδοι για τη δοκιμή της σκληρότητας των μετάλλων και των κραμάτων έχουν λάβει τη μεγαλύτερη χρήση:

1. 2,5 ; 5 και 10 χλστ- δοκιμή σκληρότητας σύμφωνα με Brinell (ρύζι. 2, α );
2. εσοχή στο υλικό μιας χαλύβδινης μπάλας με διάμετρο 1.588 χλστή κώνος διαμαντιού - δοκιμή σκληρότητας σύμφωνα με Ρόκγουελ (ρύζι. 2β )
3. εσοχή στο υλικό μιας κανονικής τετραεδρικής πυραμίδας διαμαντιών - δοκιμή σύμφωνα με Vickers (ρύζι. 2, σε ).

Ρύζι. 3

ελαστικότηταονομάζεται η ικανότητα ενός μετάλλου ή κράματος να αλλάζει το αρχικό του σχήμα υπό την επίδραση ενός εξωτερικού φορτίου και να το αποκαθιστά μετά τον τερματισμό του φορτίου ( ρύζι. 3 ).

Πλαστικότητα ονομάζεται η ικανότητα ενός μετάλλου ή κράματος, χωρίς να καταρρέει, να αλλάζει σχήμα υπό την επίδραση ενός φορτίου και να διατηρεί αυτό το σχήμα μετά την αφαίρεσή του. Η πλαστικότητα χαρακτηρίζεται από σχετική επιμήκυνση και σχετική συστολή.

όπου Δ l \u003d l 1 -l 0 - απόλυτη επιμήκυνση του δείγματος στο σπάσιμο.

δ - σχετική επέκταση.

l 1 - το μήκος του δείγματος τη στιγμή της ρήξης·

l 0 - το αρχικό μήκος του δείγματος·

όπου Ψ -σχετική στένωση στο διάλειμμα.

F0- αρχική επιφάνεια διατομής του δείγματος.

φά- περιοχή δείγματος μετά τη ρήξη

Εικ. 4

αντοχή κρούσης ονομάζεται η ικανότητα ενός μετάλλου ή ενός κράματος να αντιστέκεται στη δράση των κρουστικών φορτίων. Οι δοκιμές πραγματοποιούνται σε πυρκαγιά εκκρεμούς ( ρύζι. τέσσερα). Πριν δοκιμάσετε το εκκρεμές 1 πάρτε στη γωνία ανύψωσης α , σε αυτή τη θέση στερεώνεται με μάνδαλο. Βέλος 2 , στερεωμένο στον άξονα περιστροφής του εκκρεμούς, ανασύρεται μέχρι το στοπ 3 , που βρίσκεται στη μηδενική διαίρεση της κλίμακας 4 . Το εκκρεμές, που απελευθερώθηκε από το μάνδαλο, πέφτει, καταστρέφοντας το δείγμα 5 και, (συνεχίζοντας να κινείται και μετά αδράνεια, ανεβαίνει στην άλλη πλευρά του κρεβατιού, σε μια ορισμένη γωνία β . Όταν το εκκρεμές κινείται προς τα πίσω, το βέλος 2 αποκλίνει από τη μηδενική διαίρεση και, με το εκκρεμές σε κάθετη θέση, δείχνει την τιμή β - τη μεγαλύτερη γωνία ανύψωσης του εκκρεμούς μετά την καταστροφή του δείγματος. Διαφορά γωνίας α-β χαρακτηρίζει το έργο του κατάγματος δείγματος.

Για να προσδιορίσετε την αντοχή κρούσης, υπολογίστε πρώτα το έργο ΑΛΛΑ, που ξοδεύεται από το βάρος του εκκρεμούς για την καταστροφή του δείγματος

A \u003d P (H - h) kgf m

όπου H - το ύψος του εκκρεμούς πριν χτυπήσει Μ

η - το ύψος του εκκρεμούς μετά την πρόσκρουση μέσα Μ

R - δύναμη κρούσης.

Στη συνέχεια προσδιορίζεται η αντοχή κρούσης

Οπου a n - αντοχή κρούσης σε kgf m / cm 2

φά - επιφάνεια διατομής του δείγματος σε cm 2 .

Ανατριχιάζω ονομάζεται η ιδιότητα ενός μετάλλου ή κράματος να παραμορφώνεται αργά και συνεχώς πλαστικά υπό σταθερό φορτίο (ειδικά σε υψηλές θερμοκρασίες).

Κούρασηονομάζεται η σταδιακή καταστροφή ενός μετάλλου ή ενός κράματος με μεγάλο αριθμό επαναλαμβανόμενων μεταβλητών φορτίων και η ικανότητα να αντέχει αυτά τα φορτία ονομάζεται αντοχή.

Δοκιμή εφελκυσμού δειγμάτων μετάλλων και κραμάτων πραγματοποιείται σε χαμηλές, κανονικές και υψηλές θερμοκρασίες. Οι δοκιμές σε χαμηλές θερμοκρασίες πραγματοποιούνται σύμφωνα με GOST 11150-65 0 -100°C και στο σημείο βρασμού του τεχνικού υγρού αζώτου. Οι δοκιμές σε κανονικές θερμοκρασίες πραγματοποιούνται σύμφωνα με G OST 1497-61 σε θερμοκρασία 20±10°C .

Οι δοκιμές σε υψηλές θερμοκρασίες πραγματοποιούνται σύμφωνα με GOST 9651-61 σε θερμοκρασίες έως 1200°C .

Κατά τη δοκιμή δειγμάτων για τάση, προσδιορίζεται η τελική αντοχή - σ σε , δύναμη διαρροής (φυσική) - σ τ , ισχύς υπό όρους διαρροής (τεχνική) - σ ο,2 , αληθινή αντοχή στο σχίσιμο - S να και επιμήκυνση - δ .

Ρύζι. 5

Για να αφομοιώσετε τις παραπάνω τιμές, εξετάστε το διάγραμμα που παρουσιάζεται στο Σχ. ρύζι. 5. κάθετος άξονας 0-Rυπολογίστε το εφαρμοζόμενο φορτίο Rσε κιλά (όσο υψηλότερο είναι το σημείο κατά μήκος του άξονα, τόσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο) και στον οριζόντιο άξονα, η απόλυτη επιμήκυνση είναι Δ μεγάλο .

Εξετάστε τμήματα του διαγράμματος:

1. αρχικό ευθύ τμήμα 0-R pc, το οποίο διατηρεί την αναλογία μεταξύ της επιμήκυνσης του υλικού και του φορτίου ( R pc- φορτίο στο όριο της αναλογικότητας)
2. σημείο συστροφής R'tονομάζεται το φορτίο στο ανώτερο σημείο διαρροής
3. οικόπεδο R' t - R t, παράλληλα με τον οριζόντιο άξονα 0-Δ μεγάλο (περιοχή απόδοσης), εντός της οποίας λαμβάνει χώρα επιμήκυνση του δείγματος με σταθερό φορτίο R t, το οποίο ονομάζεται φορτίο στην αντοχή διαρροής
4. τελεία R in, υποδεικνύοντας τη μεγαλύτερη εφελκυστική δύναμη - φορτίο σε αντοχή εφελκυσμού
5. τελεία R ναείναι η δύναμη τη στιγμή της καταστροφής του δείγματος.

Αντοχή σε εφελκυσμό σε τάση (προσωρινή αντίσταση) σ σε- τάση που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο φορτίο που προηγήθηκε της καταστροφής του δείγματος:

όπου F0- την περιοχή διατομής του δείγματος πριν από τη δοκιμή mm 2

Π σε- η μεγαλύτερη δύναμη εφελκυσμού σε kgf .

Αντοχή διαρροής (φυσικός) σ τ- η μικρότερη τάση στην οποία συμβαίνει η παραμόρφωση του δείγματος δοκιμής χωρίς αύξηση του φορτίου (το φορτίο δεν αυξάνεται, αλλά το δείγμα επιμηκύνεται),

Αντοχή διαρροής υπό όρους (τεχνική) σ ο,2- τάση στην οποία φθάνει η υπολειπόμενη παραμόρφωση του δείγματος 0,2% :

αναλογικό όριο σ pts- υπό όρους τάση, στην οποία η απόκλιση από τη γραμμική σχέση μεταξύ τάσεων και παραμορφώσεων φθάνει σε ορισμένο βαθμό, που καθορίζεται από τις τεχνικές συνθήκες:

Αληθινή αντίσταση στο σχίσιμο S να- τάση στον λαιμό ενός τεντωμένου δείγματος, που ορίζεται ως ο λόγος της δύναμης εφελκυσμού που ασκείται στο δείγμα αμέσως πριν αυτό σπάσει, προς την περιοχή διατομής του σχήματος στον λαιμό ( φά ):

Τεχνολογικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων.

Οι τεχνολογικές ιδιότητες των μετάλλων και των κραμάτων περιλαμβάνουν:

• μηχανική ικανότητα,
• εύπλαστο,
• ρευστότητα,
• συρρίκνωση,
• συγκολλησιμότητα,
• σκληρυνσιμότητα κ.λπ. .

μηχανική ικανότητα ονομάζεται η ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να κατεργάζονται με κοπτικό εργαλείο.

Ελατότηςονομάζεται η ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να παίρνουν το απαραίτητο σχήμα υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, τόσο σε ψυχρή όσο και σε θερμή κατάσταση.

ρευστότητα ονομάζεται η ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να γεμίζουν καλούπια. Ο φωσφορώδης χυτοσίδηρος έχει υψηλή ρευστότητα.

συρρίκνωσηονομάζεται η ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να μειώνουν τον όγκο τους κατά την ψύξη κατά τη στερεοποίηση από υγρή κατάσταση, την ψύξη, τη σύντηξη συμπιεσμένων σκονών ή την ξήρανση.

Στα μη σιδηρούχα μέταλλα περιλαμβάνονται όλα τα μέταλλα, εκτός από το σίδηρο και τα κράματα που βασίζονται σε αυτό - χάλυβες και χυτοσίδηροι, που ονομάζονται σιδηρούχα. Τα κράματα με βάση μη σιδηρούχα μέταλλα χρησιμοποιούνται κυρίως ως δομικά υλικά με ειδικές ιδιότητες: ανθεκτικά στη διάβρωση, ρουλεμάν (με χαμηλό συντελεστή τριβής), ανθεκτικά στη θερμότητα και στη θερμότητα κ.λπ.

Δεν υπάρχει ενιαίο σύστημα σήμανσης μη σιδηρούχων μετάλλων και κραμάτων που να βασίζονται σε αυτά. Σε όλες τις περιπτώσεις υιοθετείται αλφαριθμητικό σύστημα. Τα γράμματα δείχνουν ότι τα κράματα ανήκουν σε μια συγκεκριμένη ομάδα και οι αριθμοί σε διαφορετικές ομάδες υλικών έχουν διαφορετική σημασία. Στη μία περίπτωση υποδεικνύουν τον βαθμό καθαρότητας του μετάλλου (για τα καθαρά μέταλλα), στην άλλη τον αριθμό των στοιχείων κράματος και στην τρίτη τον αριθμό του κράματος, που σύμφωνα με την κατάσταση. το πρότυπο πρέπει να συμμορφώνεται με μια συγκεκριμένη σύνθεση ή ιδιότητες.
Ο χαλκός και τα κράματά του
Ο τεχνικός χαλκός σημειώνεται με το γράμμα M, μετά το οποίο υπάρχουν αριθμοί που σχετίζονται με την ποσότητα των ακαθαρσιών (δείχνετε τον βαθμό καθαρότητας του υλικού). Ο χαλκός ποιότητας M3 περιέχει περισσότερες ακαθαρσίες από το M000. Τα γράμματα στο τέλος της μάρκας σημαίνουν: k - καθοδικό, b - χωρίς οξυγόνο, p - αποοξειδωμένο. Η υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του χαλκού καθορίζει την κυρίαρχη χρήση του στην ηλεκτρική μηχανική ως υλικό αγωγού. Ο χαλκός είναι καλά παραμορφωμένος, καλά συγκολλημένος και συγκολλημένος. Το μειονέκτημά του είναι η κακή μηχανική επεξεργασία.
Τα κύρια κράματα με βάση τον χαλκό είναι ο ορείχαλκος και ο μπρούτζος. Στα κράματα με βάση τον χαλκό υιοθετείται ένα αλφαριθμητικό σύστημα που χαρακτηρίζει τη χημική σύσταση του κράματος. Τα στοιχεία κράματος προσδιορίζονται με το ρωσικό γράμμα που αντιστοιχεί στο αρχικό γράμμα του ονόματος του στοιχείου. Επιπλέον, συχνά αυτά τα γράμματα δεν συμπίπτουν με τον χαρακτηρισμό των ίδιων στοιχείων κράματος κατά τη σήμανση χάλυβα. Αλουμίνιο - Α; Πυρίτιο - K; Μαγγάνιο - Mts; Χαλκός - M; Νικέλιο - Η; Τιτάνιο -T; Φώσφορος - F; Chrome -X; Βηρύλλιο - Β; Σίδερο - F; Μαγνήσιο - Mg; Tin - O; Μόλυβδος - C; Ψευδάργυρος - C.
Η διαδικασία για τη σήμανση χυτού και σφυρήλατος ορείχαλκου είναι διαφορετική.
Ο ορείχαλκος είναι ένα κράμα χαλκού και ψευδαργύρου (Zn από 5 έως 45%). Ο ορείχαλκος με περιεκτικότητα 5 έως 20% ψευδάργυρο ονομάζεται κόκκινος (tompac), με περιεκτικότητα 20-36% Zn - κίτρινο. Στην πράξη σπάνια χρησιμοποιούνται ορείχαλκες, στους οποίους η συγκέντρωση ψευδαργύρου ξεπερνά το 45%. Συνήθως ο ορείχαλκος χωρίζεται σε:
- ορείχαλκος δύο συστατικών ή απλός, που αποτελείται μόνο από χαλκό, ψευδάργυρο και, σε μικρές ποσότητες, ακαθαρσίες.
- ορείχαλκος πολλαπλών συστατικών ή ειδικό - εκτός από χαλκό και ψευδάργυρο, υπάρχουν πρόσθετα στοιχεία κράματος.
Ο παραμορφώσιμος ορείχαλκος επισημαίνεται σύμφωνα με το GOST 15527-70.
Η μάρκα του απλού ορείχαλκου αποτελείται από το γράμμα "L", που υποδεικνύει τον τύπο του κράματος - ορείχαλκου, και έναν διψήφιο αριθμό που χαρακτηρίζει τη μέση περιεκτικότητα σε χαλκό. Για παράδειγμα, ο βαθμός L80 είναι ορείχαλκος που περιέχει 80% Cu και 20% Zn. Όλοι οι ορείχαλκοι δύο συστατικών λειτουργούν καλά με πίεση. Παρέχονται με τη μορφή σωλήνων και σωλήνων διαφόρων σχημάτων τμημάτων, φύλλων, λωρίδων, ταινιών, συρμάτων και ράβδων διαφόρων προφίλ. Τα προϊόντα ορείχαλκου με υψηλή εσωτερική καταπόνηση (για παράδειγμα, σκληρά κατεργασμένα) είναι επιρρεπή σε ρωγμές. Κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση στον αέρα, σχηματίζονται διαμήκεις και εγκάρσιες ρωγμές πάνω τους. Για να αποφευχθεί αυτό, πριν από τη μακροχρόνια αποθήκευση, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε την εσωτερική πίεση με ανόπτηση σε χαμηλή θερμοκρασία στους 200-300 C.
Στους ορείχαλκους πολλαπλών συστατικών, μετά το γράμμα L, γράφεται ένας αριθμός γραμμάτων που υποδεικνύουν ποια στοιχεία κράματος, εκτός από τον ψευδάργυρο, περιλαμβάνονται σε αυτόν τον ορείχαλκο. Στη συνέχεια, οι αριθμοί ακολουθούν μέσω παύλων, ο πρώτος από τους οποίους χαρακτηρίζει τη μέση περιεκτικότητα σε χαλκό σε ποσοστό και οι επόμενοι χαρακτηρίζουν καθένα από τα στοιχεία κράματος με την ίδια σειρά όπως στο γράμμα της μάρκας. Η σειρά των γραμμάτων και των αριθμών καθορίζεται σύμφωνα με το περιεχόμενο του αντίστοιχου στοιχείου: πρώτα έρχεται το στοιχείο, που είναι περισσότερο, και μετά φθίνουσα. Η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο καθορίζεται από τη διαφορά από το 100%.
Ο ορείχαλκος χρησιμοποιείται κυρίως ως παραμορφώσιμο ανθεκτικό στη διάβρωση υλικό. Από αυτά κατασκευάζονται φύλλα, σωλήνες, ράβδοι, λωρίδες και ορισμένα μέρη: παξιμάδια, βίδες, δακτύλιοι κ.λπ.
Ο χυτός ορείχαλκος επισημαίνεται σύμφωνα με το GOST 1711-30. Στην αρχή της μάρκας γράφουν επίσης το γράμμα L (ορείχαλκος), μετά το γράμμα C, που σημαίνει ψευδάργυρος, και έναν αριθμό που δείχνει το περιεχόμενό του ως ποσοστό. Στον κράμα ορείχαλκου, γράφονται επιπλέον γράμματα που αντιστοιχούν στα εισαγόμενα στοιχεία κράματος και οι αριθμοί που ακολουθούν δείχνουν το ποσοστό αυτών των στοιχείων. Το υπόλοιπο, που λείπει έως και 100%, αντιστοιχεί στην περιεκτικότητα σε χαλκό. Ο χυτός ορείχαλκος χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων και ανταλλακτικών για τη ναυπηγική, δακτυλίους, επενδύσεις και ρουλεμάν.
Μπρούτζοι (κράματα χαλκού με διάφορα στοιχεία, όπου ο ψευδάργυρος δεν είναι ο κύριος). Αυτοί, όπως ο ορείχαλκος, χωρίζονται σε χυτήριο και σφυρήλατο. Η σήμανση όλων των μπρούτζων ξεκινά με τα γράμματα Br, που σημαίνει χάλκινο για συντομία.
Στους μπρούτζους χυτηρίου, μετά το Br, γράφονται γράμματα ακολουθούμενα από αριθμούς, που συμβολικά δηλώνουν τα στοιχεία που εισάγονται στο κράμα (σύμφωνα με τον Πίνακα 1) και οι ακόλουθοι αριθμοί υποδεικνύουν το ποσοστό αυτών των στοιχείων. Το υπόλοιπο (έως 100%) είναι χαλκός. Μερικές φορές, σε ορισμένες μάρκες χάλκινων χυτηρίων, το γράμμα "L" αναγράφεται στο τέλος, που σημαίνει χυτήριο.
Οι περισσότεροι μπρούντζοι έχουν καλές ιδιότητες χύτευσης. Χρησιμοποιούνται για χύτευση διαφόρων σχημάτων. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται ως ανθεκτικό στη διάβρωση και αντιτριβικό υλικό: εξαρτήματα, ζάντες, δακτύλιοι, γρανάζια, έδρες βαλβίδων, τροχοί σκουληκιών κ.λπ. Όλα τα κράματα με βάση τον χαλκό έχουν υψηλή αντοχή στο κρύο.
Αλουμίνιο και κράματα που βασίζονται σε αυτό
Το αλουμίνιο παράγεται με τη μορφή πλινθωμάτων, πλινθωμάτων, συρμάτινων ράβδων κ.λπ. (πρωτογενές αλουμίνιο) σύμφωνα με το GOST 11069-74 και με τη μορφή παραμορφώσιμου ημικατεργασμένου προϊόντος (φύλλα, προφίλ, ράβδοι κ.λπ.) σύμφωνα με το GOST 4784-74. Σύμφωνα με τον βαθμό μόλυνσης, και τα δύο αλουμίνια χωρίζονται σε αλουμίνιο ειδικής καθαρότητας, υψηλής καθαρότητας και τεχνικής καθαρότητας. Το πρωτογενές αλουμίνιο σύμφωνα με το GOST 11069-74 επισημαίνεται με το γράμμα Α και έναν αριθμό με τον οποίο μπορεί να προσδιοριστεί η περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες στο αλουμίνιο. Το αλουμίνιο είναι καλά παραμορφωμένο, αλλά κακώς επεξεργασμένο με κοπή. Μπορεί να τυλιχτεί σε αλουμινόχαρτο.

Τα κράματα με βάση το αλουμίνιο χωρίζονται σε χυτά και σφυρήλατα.
Τα κράματα χύτευσης με βάση το αλουμίνιο επισημαίνονται σύμφωνα με το GOST 1583-93. Η μάρκα αντικατοπτρίζει την κύρια σύνθεση του κράματος. Οι περισσότερες ποιότητες κραμάτων χυτηρίου ξεκινούν με το γράμμα Α, που σημαίνει κράμα αλουμινίου. Στη συνέχεια γράφονται γράμματα και αριθμοί που αντικατοπτρίζουν τη σύνθεση του κράματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα κράματα αλουμινίου επισημαίνονται με τα γράμματα AL (που σημαίνει χυτό κράμα αλουμινίου) και έναν αριθμό που υποδεικνύει τον αριθμό του κράματος. Το γράμμα Β στην αρχή του βαθμού υποδηλώνει ότι το κράμα είναι υψηλής αντοχής.
Η χρήση αλουμινίου και κραμάτων που βασίζονται σε αυτό είναι πολύ διαφορετική. Το τεχνικό αλουμίνιο χρησιμοποιείται κυρίως στην ηλεκτρική μηχανική ως αγωγός ηλεκτρικού ρεύματος, ως υποκατάστατο του χαλκού. Τα κράματα χύτευσης με βάση το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία ψύξης και τροφίμων για την κατασκευή εξαρτημάτων πολύπλοκου σχήματος (με διάφορες μεθόδους χύτευσης) που απαιτούν αυξημένη αντοχή στη διάβρωση σε συνδυασμό με χαμηλή πυκνότητα, για παράδειγμα, ορισμένα έμβολα συμπιεστή, μοχλούς και άλλα μέρη .
Τα σφυρήλατα κράματα με βάση το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στην τεχνολογία τροφίμων και ψύξης για την κατασκευή διαφόρων εξαρτημάτων με επεξεργασία πίεσης, τα οποία έχουν επίσης αυξημένες απαιτήσεις για αντοχή στη διάβρωση και πυκνότητα: διάφορα δοχεία, πριτσίνια κ.λπ. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα όλων των κραμάτων με βάση το αλουμίνιο είναι η υψηλή αντοχή τους στο κρύο.
Τιτάνιο και κράματα που βασίζονται σε αυτό
Το τιτάνιο και τα κράματα που βασίζονται σε αυτό επισημαίνονται σύμφωνα με το GOST 19807-74 σύμφωνα με το αλφαριθμητικό σύστημα. Ωστόσο, δεν υπάρχει σχέδιο στην επισήμανση. Το μόνο χαρακτηριστικό είναι η παρουσία του γράμματος Τ σε όλες τις μάρκες, που υποδηλώνει ότι ανήκει στο τιτάνιο. Οι αριθμοί στην κατηγορία υποδεικνύουν τον υπό όρους αριθμό του κράματος.
Το τεχνικό τιτάνιο φέρει την ένδειξη: VT1-00; VT1-0. Όλες οι άλλες ποιότητες αναφέρονται σε κράματα με βάση το τιτάνιο (VT16, AT4, OT4, PT21, κ.λπ.). Το κύριο πλεονέκτημα του τιτανίου και των κραμάτων του είναι ο καλός συνδυασμός ιδιοτήτων: σχετικά χαμηλή πυκνότητα, υψηλή μηχανική αντοχή και πολύ υψηλή αντοχή στη διάβρωση (σε πολλά επιθετικά περιβάλλοντα). Το κύριο μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος και η σπανιότητα. Αυτές οι ελλείψεις εμποδίζουν τη χρήση τους στη μηχανική τροφίμων και ψύξης.

Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται στους πυραύλους, την αεροπορία, τη χημική μηχανική, τη ναυπηγική και τη μηχανική μεταφορών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υψηλές θερμοκρασίες έως 500-550 βαθμούς. Τα προϊόντα από κράματα τιτανίου παράγονται με επεξεργασία πίεσης, αλλά μπορούν επίσης να κατασκευαστούν με χύτευση. Η σύνθεση των χυτών κραμάτων αντιστοιχεί συνήθως στη σύνθεση των σφυρήλατος κραμάτων. Στο τέλος της μάρκας χυτού κράματος βρίσκεται το γράμμα L.
Μαγνήσιο και κράματα με βάση αυτό
Λόγω των μη ικανοποιητικών ιδιοτήτων του, το τεχνικό μαγνήσιο δεν χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό. Κράματα με βάση το μαγνήσιο σύμφωνα με το κράτος. Το πρότυπο χωρίζεται σε χυτήριο και παραμορφώσιμο.
Τα χυτά κράματα μαγνησίου σύμφωνα με το GOST 2856-79 επισημαίνονται με τα γράμματα ML και έναν αριθμό που υποδηλώνει τον υπό όρους αριθμό του κράματος. Μερικές φορές τα πεζά γράμματα γράφονται μετά τον αριθμό: pch - υψηλή καθαρότητα. είναι γενικού σκοπού. Τα σφυρήλατα κράματα μαγνησίου επισημαίνονται σύμφωνα με το GOST 14957-76 με τα γράμματα MA και έναν αριθμό που υποδεικνύει τον υπό όρους αριθμό του κράματος. Μερικές φορές μετά τον αριθμό μπορεί να υπάρχουν πεζά γράμματα pch, που σημαίνει υψηλή καθαρότητα.

Τα κράματα με βάση το μαγνήσιο, όπως και τα κράματα με βάση το αλουμίνιο, έχουν έναν καλό συνδυασμό ιδιοτήτων: χαμηλή πυκνότητα, αυξημένη αντοχή στη διάβρωση, σχετικά υψηλή αντοχή (ειδικά ειδική) με καλές τεχνολογικές ιδιότητες. Ως εκ τούτου, τόσο τα απλά όσο και τα πολύπλοκα μέρη κατασκευάζονται από κράματα μαγνησίου, τα οποία απαιτούν αυξημένη αντοχή στη διάβρωση: λαιμοί, δεξαμενές βενζίνης, εξαρτήματα, περιβλήματα αντλιών, τύμπανα τροχών φρένων, δοκοί, τιμόνια και πολλά άλλα προϊόντα.
Κασσίτερος, μόλυβδος και κράματα με βάση αυτά
Ο μόλυβδος στην καθαρή του μορφή πρακτικά δεν χρησιμοποιείται στη μηχανική τροφίμων και ψύξης. Ο κασσίτερος χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τροφίμων ως επικάλυψη για τη συσκευασία τροφίμων (για παράδειγμα, επικασσιτέρωση κονσερβών). Ο κασσίτερος επισημαίνεται σύμφωνα με το GOST 860-75. Υπάρχουν βαθμοί O1pch. Ο1; O2; O3; Ο4. Το γράμμα O σημαίνει κασσίτερος και οι αριθμοί - ένας αριθμός υπό όρους. Καθώς ο αριθμός αυξάνεται, η ποσότητα των προσμίξεων αυξάνεται. Τα γράμματα pch στο τέλος της μάρκας σημαίνουν - υψηλή καθαρότητα. Στη βιομηχανία τροφίμων, ο κασσίτερος χρησιμοποιείται συχνότερα για την κονσερβοποίηση φύλλων κονσερβοποίησης των ποιοτήτων O1 και O2.
Τα κράματα με βάση τον κασσίτερο και τον μόλυβδο, ανάλογα με το σκοπό, χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες: babbits και κολλήσεις.
Τα Babbits είναι πολύπλοκα κράματα με βάση τον κασσίτερο και τον μόλυβδο, τα οποία περιέχουν επιπλέον αντιμόνιο, χαλκό και άλλα πρόσθετα. Σημειώνονται σύμφωνα με το GOST 1320-74 με το γράμμα B, που σημαίνει babbit, και έναν αριθμό που δείχνει την περιεκτικότητα σε κασσίτερο ως ποσοστό. Μερικές φορές, εκτός από το γράμμα Β, μπορεί να υπάρχει ένα άλλο γράμμα που υποδεικνύει ειδικά πρόσθετα. Για παράδειγμα, το γράμμα H υποδηλώνει την προσθήκη νικελίου (nickel babbit), το γράμμα C υποδηλώνει μολύβδινο babbit κ.λπ. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι είναι αδύνατο να προσδιοριστεί η πλήρης χημική του σύνθεση από τη μάρκα του babbit. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η περιεκτικότητα σε κασσίτερο δεν αναφέρεται καν, για παράδειγμα, στον βαθμό BN, αν και περιέχει περίπου 10% εδώ. Υπάρχουν επίσης babbits χωρίς κασσίτερο (για παράδειγμα, μόλυβδος-ασβέστιο), τα οποία φέρουν σήμανση σύμφωνα με το GOST 1209-78 και δεν μελετώνται σε αυτήν την εργασία.

Τα Babbits είναι το καλύτερο αντιτριβικό υλικό και χρησιμοποιούνται κυρίως σε απλά ρουλεμάν.
Οι κολλήσεις σύμφωνα με το GOST 19248-73 χωρίζονται σε ομάδες σύμφωνα με πολλά κριτήρια: σύμφωνα με τη μέθοδο τήξης, σύμφωνα με τη θερμοκρασία τήξης, σύμφωνα με το κύριο συστατικό κ.λπ. Σύμφωνα με τη θερμοκρασία τήξης, χωρίζονται σε 5 ομάδες :

1. Ιδιαίτερα εύτηκτο (σημείο τήξης ttt ≤ 145 °C).

2. Χαμηλή τήξη (σημείο τήξης tmelt > 145 °С ≤ 450 °С);

3. Μέση τήξη (σημείο τήξης tmelt > 450 °С ≤ 1100 °С);

4. Υψηλή τήξη (σημείο τήξης tmelt > 1100 °С ≤ 1850 °С);

5. Πυρίμαχο (σημείο τήξης tmelt > 1850 °C).

Οι δύο πρώτες ομάδες χρησιμοποιούνται για συγκόλληση χαμηλής θερμοκρασίας (μαλακή), οι υπόλοιπες - για συγκόλληση σε υψηλή θερμοκρασία (σκληρή). Σύμφωνα με το κύριο συστατικό, οι συγκολλήσεις χωρίζονται σε: γάλλιο, βισμούθιο, κασσίτερος-μόλυβδος, κασσίτερος, κάδμιο, μόλυβδος, ψευδάργυρος, αλουμίνιο, γερμάνιο, μαγνήσιο, ασήμι, χαλκός-ψευδάργυρος, χαλκός, κοβάλτιο, νικέλιο, μαγγάνιο, χρυσός, παλλάδιο , πλατίνα, τιτάνιο, σίδηρος, ζιρκόνιο, νιόβιο, μολυβδαίνιο, βανάδιο.

Στη σύγχρονη βιομηχανία, χρησιμοποιείται τεράστια ποσότητα υλικών. Πλαστικό και σύνθετα υλικά, γραφίτης και άλλες ουσίες... Όμως το μέταλλο παραμένει πάντα επίκαιρο. Από αυτό κατασκευάζονται γιγαντιαίες κτιριακές κατασκευές, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας ποικιλίας μηχανημάτων και άλλου εξοπλισμού.

Ως εκ τούτου, η ταξινόμηση του μετάλλου παίζει σημαντικό ρόλο στη βιομηχανία και την επιστήμη, επειδή, γνωρίζοντάς το, μπορείτε να επιλέξετε τον πιο κατάλληλο τύπο υλικού για έναν συγκεκριμένο σκοπό. Αυτό το άρθρο είναι αφιερωμένο σε αυτό το θέμα.

Γενικός ορισμός

Τα μέταλλα ονομάζονται απλές ουσίες, οι οποίες υπό κανονικές συνθήκες χαρακτηρίζονται από την παρουσία πολλών διακριτικών χαρακτηριστικών: υψηλή θερμική αγωγιμότητα και αγωγιμότητα ηλεκτρικού ρεύματος, καθώς και ελατότητα. Πλαστική ύλη. Στη στερεά κατάσταση, χαρακτηρίζονται από κρυσταλλική δομή σε ατομικό επίπεδο, και ως εκ τούτου έχουν χαρακτηριστικά υψηλής αντοχής. Υπάρχουν όμως και κράματα που είναι παράγωγά τους. Τι είναι?

Τα λεγόμενα υλικά που λαμβάνονται από δύο ή περισσότερες ουσίες με θέρμανση πάνω από το σημείο τήξης. Σημειώστε ότι υπάρχουν μεταλλικά και μη μεταλλικά κράματα. Στην πρώτη περίπτωση, τουλάχιστον το 50% του μετάλλου πρέπει να υπάρχει στη σύνθεση.

Ωστόσο, δεν θα αποσπαθούμε από το θέμα του άρθρου. Λοιπόν, ποια είναι η ταξινόμηση του μετάλλου; Γενικά, η διαίρεση είναι αρκετά απλή:

1. Μαύρα μέταλλα.
2. Μη σιδηρούχα μέταλλα.

Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει τον σίδηρο και τα κράματα που βασίζονται σε αυτόν. Όλα τα άλλα μέταλλα είναι μη σιδηρούχα, ωστόσο, όπως και οι ενώσεις τους. Είναι απαραίτητο να εξετάσουμε κάθε κατηγορία με περισσότερες λεπτομέρειες: παρά την εξαιρετικά βαρετή γενική ταξινόμηση, στην πραγματικότητα, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα. Και αν θυμάστε ότι υπάρχουν ακόμα πολύτιμα μέταλλα ... Και είναι επίσης διαφορετικά. Ωστόσο, η ταξινόμηση των πολύτιμων μετάλλων είναι ακόμη πιο απλή. Υπάρχουν οκτώ από αυτά συνολικά: χρυσός και ασήμι, πλατίνα, παλλάδιο, ρουθήνιο, όσμιο, καθώς και ρόδιο και ιρίδιο. Τα πιο πολύτιμα είναι τα πλατινοειδή.

Στην πραγματικότητα, η ταξινόμηση είναι ακόμα πιο βαρετή. Ονομάζεται (στα κοσμήματα) όλα τα ίδια ασήμι, χρυσός και πλατίνα. Ωστόσο, αρκετά για τα «υψηλά θέματα». Ήρθε η ώρα να μιλήσουμε για πιο κοινά και δημοφιλή υλικά.

Θα ξεκινήσουμε με μια επισκόπηση διαφορετικών ποιοτήτων χάλυβα, που είναι ακριβώς το ίδιο παράγωγο του πιο δημοφιλούς σιδηρούχου μετάλλου - σιδήρου.

Τι είναι ο χάλυβας;

Σίδηρος και ορισμένα πρόσθετα, που δεν περιέχει περισσότερο από 2,14% ατομικό άνθρακα. Η ταξινόμηση αυτών των υλικών είναι εξαιρετικά εκτεταμένη και λαμβάνει υπόψη: τη χημική σύνθεση και τις μεθόδους παραγωγής, την παρουσία ή απουσία επιβλαβών ακαθαρσιών, καθώς και τη δομή. Ωστόσο, το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η χημική σύνθεση, καθώς επηρεάζει την ποιότητα και την ονομασία του χάλυβα.

Ποικιλίες άνθρακα

Δεν υπάρχουν καθόλου πρόσθετα κράματος σε αυτά τα υλικά, αλλά ταυτόχρονα, η τεχνολογία κατασκευής τους επιτρέπει μια ορισμένη ποσότητα άλλων ακαθαρσιών (συνήθως μαγγάνιο). Δεδομένου ότι η περιεκτικότητα σε αυτές τις ουσίες κυμαίνεται μεταξύ 0,8-1%, δεν έχουν καμία επίδραση στην αντοχή, τις μηχανικές και χημικές ιδιότητες του χάλυβα. Αυτή η κατηγορία χρησιμοποιείται στην κατασκευή και παραγωγή διαφόρων εργαλείων. Φυσικά, η ταξινόμηση του μετάλλου απέχει πολύ από το να έχει τελειώσει.

Δομικοί ανθρακούχοι χάλυβες

Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διαφόρων κατασκευών για βιομηχανικούς, στρατιωτικούς ή οικιακούς σκοπούς, αλλά συχνά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή εργαλείων και μηχανισμών. Σε αυτή την περίπτωση, η περιεκτικότητα σε άνθρακα δεν πρέπει σε καμία περίπτωση να υπερβαίνει το 0,5-0,6%. Πρέπει να έχουν εξαιρετικά υψηλή αντοχή, η οποία καθορίζεται από μια ολόκληρη ομάδα δοκιμών πιστοποιημένων από διεθνείς φορείς (σΒ, σ0.2, δ, ψ, KCU, HB, HRC). Υπάρχουν δύο τύποι:

• Συνήθης.
• Ποιότητα.

Όπως μπορείτε να μαντέψετε, τα πρώτα πηγαίνουν στην κατασκευή διαφόρων μηχανικών κατασκευών. Η υψηλή ποιότητα χρησιμοποιείται αποκλειστικά για την παραγωγή αξιόπιστων εργαλείων που χρησιμοποιούνται στη μηχανολογία και άλλα και στην παραγωγή.

Όσον αφορά τα υλικά αυτά, επιτρέπεται η διάβρωση μετάλλων στην επιφάνειά τους. Η ταξινόμηση των χάλυβων άλλων τύπων προβλέπει πολύ πιο αυστηρές απαιτήσεις για αυτούς.

Ανθρακούχο χάλυβα εργαλείων

Ο τομέας τους είναι η μηχανική ακριβείας, η κατασκευή εργαλείων για τον επιστημονικό και ιατρικό τομέα, καθώς και άλλους βιομηχανικούς τομείς που απαιτούν αυξημένη αντοχή και ακρίβεια. Σε αυτά, η περιεκτικότητα σε άνθρακα μπορεί να κυμαίνεται από 0,7 έως 1,5%. Ένα τέτοιο υλικό πρέπει να έχει πολύ υψηλή αντοχή, να είναι ανθεκτικό σε παράγοντες φθοράς και εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες.

Κραματοποιημένοι χάλυβες

Αυτό είναι το όνομα των υλικών που, εκτός από τις φυσικές ακαθαρσίες, περιέχουν σημαντική ποσότητα πρόσθετων κραμάτων που έχουν προστεθεί τεχνητά. Αυτά περιλαμβάνουν χρώμιο, νικέλιο, μολυβδαίνιο. Επιπλέον, οι κραματοποιημένοι χάλυβες μπορούν επίσης να περιέχουν μαγγάνιο και πυρίτιο, η περιεκτικότητα των οποίων τις περισσότερες φορές δεν υπερβαίνει το 0,8-1,2%.

Στην περίπτωση αυτή, η ταξινόμηση των μετάλλων συνεπάγεται τη διαίρεση τους σε δύο τύπους:

• Χάλυβες με χαμηλή περιεκτικότητα σε πρόσθετα. Συνολικά δεν ξεπερνούν το 2,5%.
• κράμα. Σε αυτά, τα πρόσθετα μπορεί να είναι από 2,5 έως 10%.
• Υλικά με υψηλή περιεκτικότητα σε πρόσθετα (πάνω από 10%).

Αυτοί οι τύποι υποδιαιρούνται επίσης σε υποείδη, όπως στην προηγούμενη περίπτωση.

Κραματοποιημένος δομικός χάλυβας

Όπως όλες οι άλλες ποικιλίες, χρησιμοποιούνται ενεργά στη μηχανολογία, την κατασκευή κτιρίων και άλλων κατασκευών, καθώς και στη βιομηχανία. Αν τα συγκρίνουμε με ποικιλίες άνθρακα, τότε τέτοια υλικά κερδίζουν από την άποψη της αναλογίας των χαρακτηριστικών αντοχής, της ολκιμότητας και της σκληρότητας. Επιπλέον, είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στις ακραίες χαμηλές θερμοκρασίες. Από αυτά κατασκευάζονται γέφυρες, αεροπλάνα, πύραυλοι, εργαλεία για τη βιομηχανία υψηλής ακρίβειας.

Κραματοποιημένοι χάλυβες εργαλείων

Κατ 'αρχήν, τα χαρακτηριστικά είναι πολύ παρόμοια με τον τύπο που συζητήθηκε παραπάνω. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τους ακόλουθους σκοπούς:

• Παραγωγή κοπτικών, καθώς και οργάνων και εργαλείων μέτρησης υψηλής ακρίβειας. Συγκεκριμένα, τα εργαλεία τόρνευσης για μέταλλο κατασκευάζονται από αυτό το υλικό, η ταξινόμηση του οποίου εξαρτάται άμεσα από τον χάλυβα: η μάρκα του είναι αναγκαστικά αποτυπωμένη στο προϊόν.
• Κατασκευάζουν επίσης γραμματόσημα για ψυχρή και θερμή έλαση.

ειδικός σκοπός

Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτά τα υλικά έχουν κάποια συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, υπάρχουν τύποι ανθεκτικοί στη θερμότητα και ανθεκτικοί στη θερμότητα, καθώς και γνωστοί ανοξείδωτοι χάλυβες. Αντίστοιχα, το πεδίο εφαρμογής τους περιλαμβάνει την παραγωγή μηχανών και εργαλείων που θα λειτουργούν σε ιδιαίτερα δύσκολες συνθήκες: τουρμπίνες για κινητήρες, φούρνους για τήξη μετάλλων κ.λπ.

Χάλυβες κατασκευών

Χάλυβας με μέτρια περιεκτικότητα σε άνθρακα. Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή της ευρύτερης γκάμας διαφόρων οικοδομικών υλικών. Συγκεκριμένα, από αυτά κατασκευάζονται προφίλ (σχήμα και φύλλο), σωλήνες, γωνίες κλπ. Είναι προφανές ότι κατά την επιλογή μιας συγκεκριμένης κατηγορίας μετάλλου δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στα χαρακτηριστικά αντοχής του χάλυβα.

Επιπλέον, πολύ πριν από την κατασκευή, όλα τα χαρακτηριστικά υπολογίζονται επανειλημμένα χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα, έτσι ώστε στις περισσότερες περιπτώσεις να μπορεί να κατασκευαστεί ένας ή άλλος τύπος μετάλλου έλασης σύμφωνα με τις ατομικές απαιτήσεις του πελάτη.

Χάλυβες ενίσχυσης

Όπως πιθανώς μαντέψατε, το πεδίο εφαρμογής τους είναι η ενίσχυση μπλοκ και τελικών κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα. Παράγονται με τη μορφή ράβδων ή σύρματος μεγάλης διαμέτρου. Το υλικό είναι είτε χάλυβας άνθρακα είτε χάλυβας χαμηλής κραματοποίησης. Υπάρχουν δύο τύποι:

• Θερμής έλασης.
• Θερμικά και μηχανικά σκληρυμένο.

Χάλυβες λέβητα

Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή λεβήτων και κυλίνδρων, καθώς και άλλων δοχείων και εξαρτημάτων που πρέπει να λειτουργούν υπό συνθήκες υψηλής πίεσης σε διάφορες συνθήκες θερμοκρασίας. Το πάχος των εξαρτημάτων σε αυτή την περίπτωση μπορεί να κυμαίνεται από 4 έως 160 mm.

Αυτόματοι χάλυβες

Τα λεγόμενα υλικά που προσφέρονται καλά για επεξεργασία με την κοπή τους. Έχουν επίσης υψηλή μηχανική ικανότητα. Όλα αυτά καθιστούν αυτόν τον χάλυβα ιδανικό υλικό για αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγής, οι οποίες γίνονται όλο και περισσότερες κάθε χρόνο.

Χάλυβες ρουλεμάν

Με τον τύπο τους, τα είδη αυτά ανήκουν σε δομικές ποικιλίες, αλλά η σύνθεσή τους τα κάνει να σχετίζονται με την ενόργανη. Διακρίνονται από χαρακτηριστικά υψηλής αντοχής και μεγάλη αντοχή στη φθορά (τριβή).

Εξετάσαμε τις κύριες ιδιότητες και την ταξινόμηση των μετάλλων αυτής της κατηγορίας. Επόμενος στη σειρά είναι ακόμα πιο συνηθισμένος και γνωστός ο χυτοσίδηρος.

Χυτοσίδηρος: ταξινόμηση και ιδιότητες

Αυτό είναι το όνομα του υλικού, το οποίο είναι ένα κράμα σιδήρου και άνθρακα (καθώς και ορισμένων άλλων πρόσθετων), και η περιεκτικότητα σε C κυμαίνεται από 2,14 έως 6,67%. Ο χυτοσίδηρος, όπως και ο χάλυβας, διακρίνεται από τη χημική του σύσταση, τις μεθόδους παραγωγής και την ποσότητα άνθρακα που περιέχει, καθώς και από τους τομείς εφαρμογής στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία. Εάν δεν υπάρχουν πρόσθετα στον χυτοσίδηρο, ονομάζεται μη κράμα. Διαφορετικά, ντοπαρισμένο.

Ταξινόμηση ανά σκοπό

1. Υπάρχουν περιοριστικά, τα οποία σχεδόν πάντα χρησιμοποιούνται για μεταγενέστερη επεξεργασία σε χάλυβα.
2. Ποικιλίες χυτηρίου που χρησιμοποιούνται για τη χύτευση προϊόντων διαφόρων διαμορφώσεων και πολυπλοκότητας.
3. Ειδικά, κατ' αναλογία με τα ατσάλια.

Ταξινόμηση ανά τύπο χημικών προσθέτων

• Λευκός χυτοσίδηρος. Χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι ο άνθρακας στη δομή του είναι σχεδόν πλήρως δεσμευμένος, όντας εκεί στη σύνθεση διαφόρων καρβιδίων. Διακρίνεται πολύ εύκολα: στο σπάσιμο είναι λευκό και γυαλιστερό, χαρακτηρίζεται από την υψηλότερη σκληρότητα, αλλά ταυτόχρονα είναι εξαιρετικά εύθραυστο, με μεγάλη δυσκολία μπορεί να κατεργαστεί.
• Μισό λευκασμένο. Στα ανώτερα στρώματα του χυτού δεν διακρίνεται από τον λευκό χυτοσίδηρο, ενώ ο πυρήνας του είναι γκρίζος, που περιέχει μεγάλη ποσότητα ελεύθερου γραφίτη στη δομή του. Σε γενικές γραμμές, συνδυάζει τα χαρακτηριστικά και των δύο τύπων. Είναι αρκετά ανθεκτικό, αλλά ταυτόχρονα είναι πολύ πιο εύκολο στην επεξεργασία και τα πράγματα είναι πολύ καλύτερα με την ευθραυστότητα.
• Γκρί. Περιέχει πολύ γραφίτη. Ανθεκτικό, αρκετά ανθεκτικό στη φθορά, καλά επεξεργασμένο.

Δεν είναι τυχαίο ότι εστιάζουμε στον γραφίτη. Το γεγονός είναι ότι η ταξινόμηση των μετάλλων και των κραμάτων σε μια συγκεκριμένη περίπτωση εξαρτάται από το περιεχόμενο και τη χωρική δομή του. Ανάλογα με αυτά τα χαρακτηριστικά διακρίνονται σε περλίτη, φερρίτη-περλιτική και φερριτική.

Ο ίδιος ο γραφίτης σε καθένα από αυτά μπορεί να υπάρχει σε τέσσερις διαφορετικές μορφές:

• Εάν αντιπροσωπεύεται από πλάκες και "πέταλα", τότε αναφέρεται στην ελασματική ποικιλία.
• Εάν το υλικό περιέχει εγκλείσματα που μοιάζουν με σκουλήκια στην εμφάνισή τους, τότε μιλάμε για γραφίτη.
• Αντίστοιχα, διάφορα επίπεδα, ανομοιόμορφα εγκλείσματα υποδεικνύουν ότι μπροστά σας είναι μια λεπιώδης ποικιλία.
• Σφαιρικά, ημισφαιρικά στοιχεία χαρακτηρίζουν το σφαιρικό σχήμα.

Αλλά ακόμα και σε αυτή την περίπτωση, η ταξινόμηση μετάλλων και κραμάτων είναι ακόμα ελλιπής! Γεγονός είναι ότι αυτές οι ακαθαρσίες, όσο παράξενο κι αν φαίνεται, επηρεάζουν άμεσα την αντοχή του υλικού. Έτσι, ανάλογα με το σχήμα και τη χωρική θέση των εγκλεισμάτων, οι χυτοσίδηροι χωρίζονται στις ακόλουθες κατηγορίες:

• Εάν το υλικό περιέχει εγκλείσματα ελασματοειδούς γραφίτη, τότε πρόκειται για συνηθισμένο γκρίζο χυτοσίδηρο (SC).
• Κατ' αναλογία με την ονομασία "πρόσθετα", η παρουσία σωματιδίων κολπίσκων χαρακτηρίζει το κυματοειδές υλικό (CVG).
• Τα λεπιοειδή εγκλείσματα περιέχουν όλκιμο σίδηρο (CH).
• Το σφαιρικό «πληρωτικό» χαρακτηρίζει τον χυτοσίδηρο υψηλής αντοχής (HF).

Η προσοχή σας παρουσιάστηκε με μια σύντομη ταξινόμηση και ιδιότητες των μετάλλων που ανήκουν στη «μαύρη» κατηγορία. Όπως μπορείτε να δείτε, παρά τη διαδεδομένη παρανόηση, είναι πολύ διαφορετικά, ποικίλλουν πολύ στη δομή και τις φυσικές τους ιδιότητες. Φαίνεται ότι ο χυτοσίδηρος είναι ένα συνηθισμένο και κοινό υλικό, αλλά ... Ακόμα και έχει πολλούς εντελώς διαφορετικούς τύπους, και μερικοί από αυτούς είναι τόσο διαφορετικοί μεταξύ τους όσο ο ίδιος ο χυτοσίδηρος και η λαμαρίνα!

Η σπατάλη μετατρέπεται σε εισόδημα!

Υπάρχει κάποια ταξινόμηση Άλλωστε, εκατομμύρια τόνοι μεγάλης ποικιλίας υλικών πηγαίνουν στη χωματερή κάθε χρόνο. Αποστέλλονται σωρεία για να λιώσουν χωρίς να περάσουν από διαλογή και διαλογή; Φυσικά όχι. Υπάρχουν εννέα κατηγορίες συνολικά:

• 3Α. Τυπικά απόβλητα σιδηρούχων μετάλλων, συμπεριλαμβανομένων των συνολικών, ιδιαίτερα μεγάλων τεμαχίων. Το βάρος κάθε θραύσματος δεν είναι μικρότερο από ένα κιλό. Κατά κανόνα, το πάχος των τεμαχίων δεν υπερβαίνει τα έξι χιλιοστά.
• 5Α. Σε αυτή την περίπτωση, το σκραπ είναι υπερμεγέθη. Το πάχος των τεμαχίων είναι περισσότερο από έξι χιλιοστά.
• 12Α. Αυτή η κατηγορία συνεπάγεται ένα μείγμα των δύο ποικιλιών που περιγράφονται παραπάνω.
• 17Α. Παλιοσίδερο, συνολικά. Το βάρος κάθε τεμαχίου δεν είναι μικρότερο από μισό κιλό, αλλά όχι περισσότερο από 20 κιλά.
• 19Α. Παρόμοια με την προηγούμενη κατηγορία, αλλά υπερμεγέθη απόβλητα. Επιπλέον, επιτρέπεται κάποια περιεκτικότητα σε φώσφορο στο υλικό.
• 20Α. Σκραπ από χυτοσίδηρο, η πιο υπερμεγέθη κατηγορία. Επιτρέπονται τεμάχια βάρους πέντε τόνων. Κατά κανόνα, αυτό περιλαμβάνει αποσυναρμολογημένο, παροπλισμένο βιομηχανικό και στρατιωτικό εξοπλισμό. Όπως μπορείτε να δείτε, η ταξινόμηση και οι ιδιότητες των μετάλλων σε αυτήν την κατηγορία είναι αρκετά παρόμοιες.
• 22Α. Και πάλι, υπερμεγέθη σκραπ από χυτοσίδηρο. Η διαφορά έγκειται στο γεγονός ότι στην περίπτωση αυτή, η κατηγορία των απορριμμάτων περιλαμβάνει μεταχειρισμένο και παροπλισμένο υδραυλικό εξοπλισμό.
• Μείγμα. Μικτό σκραπ. Σπουδαίος! Δεν επιτρέπονται τα ακόλουθα είδη περιεχομένου: και μεταλλικό σύρμα, καθώς και γαλβανισμένα μέρη.
• Γαλβανισμένο. Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτό περιλαμβάνει όλα τα σκραπ, τα οποία περιλαμβάνουν γαλβανισμένα θραύσματα.

Αυτή ήταν η ταξινόμηση των σιδηρούχων μετάλλων. Και τώρα θα συζητήσουμε τους έγχρωμους «συναδέλφους» τους, που παίζουν τεράστιο ρόλο σε όλη τη σύγχρονη βιομηχανία και παραγωγή.

Μη σιδηρούχα μέταλλα

Αυτό είναι το όνομα όλων των άλλων στοιχείων που έχουν μεταλλική ατομική δομή, αλλά δεν ανήκουν στον σίδηρο και τα παράγωγά του. Στην αγγλόφωνη βιβλιογραφία, μπορείτε να βρείτε τον όρο "μη σιδηρούχα μέταλλα", που είναι μια συνώνυμη έννοια. Ποια είναι η ταξινόμηση των μη σιδηρούχων μετάλλων;

Υπάρχουν οι ακόλουθες ομάδες, η διαίρεση των οποίων γίνεται για πολλούς λόγους ταυτόχρονα: ελαφριές και βαριές, ευγενείς, διάσπαρτες και πυρίμαχες, ραδιενεργές και σπάνιες γαίες ποικιλίες. Πολλά από τα μη σιδηρούχα μέταλλα ταξινομούνται γενικά ως σπάνια, καθώς ο συνολικός αριθμός τους στον πλανήτη μας είναι σχετικά μικρός.

Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή εξαρτημάτων και συσκευών που πρέπει να λειτουργούν σε επιθετικό περιβάλλον, τριβή ή, εάν είναι απαραίτητο (αισθητήρες, για παράδειγμα), να έχουν υψηλό βαθμό θερμικής αγωγιμότητας ή αγωγιμότητας ηλεκτρικού ρεύματος. Επιπλέον, έχουν ζήτηση στη στρατιωτική, διαστημική και αεροπορική βιομηχανία, όπου απαιτείται μέγιστη αντοχή με σχετικά μικρή μάζα.

Σημειώστε ότι η ταξινόμηση των βαρέων μετάλλων ξεχωρίζει. Ωστόσο, δεν υπάρχει ως τέτοιο, αλλά αυτή η ομάδα περιλαμβάνει χαλκό, νικέλιο, κοβάλτιο, καθώς και ψευδάργυρο, κάδμιο, υδράργυρο και μόλυβδο. Από αυτά, μόνο Cu και Zn χρησιμοποιούνται σε βιομηχανική κλίμακα, που θα αναφέρουμε παρακάτω.

Αλουμίνιο και κράματα που βασίζονται σε αυτό

Αλουμίνιο, «φτερωτό μέταλλο». Υπάρχουν τρεις τύποι του (ανάλογα με τον βαθμό χημικής καθαρότητας):

• Το υψηλότερο πρότυπο (ειδική καθαρότητα) (99,999%).
• Υψηλή καθαρότητα.
• Τεχνική δοκιμή.

Ο τελευταίος τύπος υπάρχει στην αγορά με τη μορφή φύλλων, διαφόρων προφίλ και συρμάτων με διαφορετικά τμήματα. Στο εμπόριο χαρακτηρίζεται ως AD0 και AD1. Λάβετε υπόψη ότι ακόμη και σε αλουμίνιο υψηλής ποιότητας, υπάρχουν συχνά εγκλείσματα Fe, Si, Gu, Mn, Zn.

Κράματα

Ποια είναι η ταξινόμηση των μη σιδηρούχων μετάλλων σε αυτή την περίπτωση; Κατ 'αρχήν, τίποτα περίπλοκο. Υπάρχει:

• Duralumin.
• Avialy.

Τα ντουραλουμίνια είναι κράματα στα οποία προστίθεται χαλκός και μαγνήσιο. Επιπλέον, υπάρχουν υλικά όπου ο χαλκός και το μαγνήσιο χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα. Τα πτηνά ονομάζονται επίσης κράματα, αλλά περιέχουν πολλά περισσότερα πρόσθετα. Τα κυριότερα είναι το μαγνήσιο και το πυρίτιο, καθώς και ο σίδηρος, ο χαλκός και ακόμη και το τιτάνιο.

Κατ 'αρχήν, αυτό το ζήτημα εξετάζεται λεπτομερέστερα από την επιστήμη των υλικών. Η ταξινόμηση των μετάλλων δεν τελειώνει με το αλουμίνιο και τους τύπους του.

Χαλκός

Μέχρι σήμερα διακρίνουν (περιεκτικότητα σε καθαρή ουσία 97,97%) και εξαιρετικά καθαρό, κενό (99,99%). Σε αντίθεση με άλλα μη σιδηρούχα μέταλλα, οι μηχανικές και χημικές ιδιότητες του χαλκού επηρεάζονται εξαιρετικά έντονα ακόμη και από τις μικρότερες ακαθαρσίες ορισμένων προσθέτων.

Κράματα

Χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες. Αυτά τα υλικά, παρεμπιπτόντως, είναι γνωστά στην ανθρωπότητα για περισσότερα από χίλια χρόνια:

• Ορείχαλκος. Αυτό είναι το όνομα του συνδυασμού χαλκού και ψευδαργύρου.
• Μπρούντζος. Κράμα χαλκού, που δεν είναι πλέον ψευδάργυρος, αλλά κασσίτερος. Υπάρχουν όμως και μπρούτζοι στους οποίους υπάρχουν έως και δέκα πρόσθετα.

Τιτάνιο

Αυτό το μέταλλο είναι σπάνιο και πολύ ακριβό. Διαφέρει σε χαμηλό βάρος, απίθανη αντοχή, χαμηλό ιξώδες. Σημειώστε ότι χωρίζεται σε διάφορους τύπους: VT1-00 (σε αυτό το υλικό, η ποσότητα ακαθαρσιών ≤ 0,10%), VT1-0 (η ποσότητα πρόσθετων ≤ 0,30%). Εάν η συνολική ποσότητα ξένων ακαθαρσιών είναι ≤ 0,093%, τότε το υλικό αυτό ονομάζεται ιωδιούχο τιτάνιο στην παραγωγή.

κράματα τιτανίου

Τα κράματα αυτού του υλικού χωρίζονται σε δύο τύπους: παραμορφώσιμα και γραμμικά. Επιπλέον, διακρίνονται τα ειδικά υποείδη τους: ανθεκτικά στη θερμότητα, αυξημένη πλαστικότητα. Υπάρχουν επίσης σκληρυμένες και μη ποικιλίες (ανάλογα με τη θερμική επεξεργασία).

Στην πραγματικότητα, έχουμε εξετάσει πλήρως την ταξινόμηση των μη σιδηρούχων μετάλλων και κραμάτων. Ελπίζουμε ότι το άρθρο ήταν χρήσιμο για εσάς.

Η έννοια του κράματος, η ταξινόμηση και οι ιδιότητές τους.

Στη μηχανική, όλα τα μεταλλικά υλικά ονομάζονται μέταλλα. Αυτά περιλαμβάνουν απλά μέταλλα και σύνθετα μέταλλα - κράματα.

Τα απλά μέταλλα αποτελούνται από ένα βασικό στοιχείο και μια μικρή ποσότητα ακαθαρσιών άλλων στοιχείων. Για παράδειγμα, ο εμπορικά καθαρός χαλκός περιέχει από 0,1 έως 1% ακαθαρσίες μολύβδου, βισμούθιου, αντιμονίου, σιδήρου και άλλων στοιχείων.

Κράματα- πρόκειται για σύνθετα μέταλλα, που αντιπροσωπεύουν ένα συνδυασμό απλού μετάλλου (βάση κράματος) με άλλα μέταλλα ή αμέταλλα. Για παράδειγμα, ο ορείχαλκος είναι ένα κράμα χαλκού και ψευδαργύρου. Εδώ η βάση του κράματος είναι ο χαλκός.

Ένα χημικό στοιχείο που είναι μέρος ενός μετάλλου ή ενός κράματος ονομάζεται συστατικό. Εκτός από το κύριο συστατικό που επικρατεί στο κράμα, υπάρχουν και κράματα που εισάγονται στη σύνθεση του κράματος για να αποκτηθούν οι απαιτούμενες ιδιότητες. Έτσι, για να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες και η αντοχή στη διάβρωση του ορείχαλκου, προστίθενται σε αυτό αλουμίνιο, πυρίτιο, σίδηρος, μαγγάνιο, κασσίτερος, μόλυβδος και άλλα κράματα.

Ανάλογα με τον αριθμό των συστατικών, τα κράματα χωρίζονται σε δύο συστατικών (διπλό), τριών συστατικών (τριπλό) κ.λπ. Εκτός από τα κύρια και τα κραματικά συστατικά, το κράμα περιέχει ακαθαρσίες άλλων στοιχείων.

Τα περισσότερα κράματα λαμβάνονται με σύντηξη συστατικών σε υγρή κατάσταση. Άλλοι τρόποι παρασκευής κραμάτων: πυροσυσσωμάτωση, ηλεκτρόλυση, εξάχνωση. Στην περίπτωση αυτή, οι ουσίες ονομάζονται ψευδοκράματα.

Η ικανότητα των μετάλλων να διαλύονται αμοιβαία δημιουργεί καλές συνθήκες για τη λήψη μεγάλου αριθμού κραμάτων με μεγάλη ποικιλία συνδυασμών χρήσιμων ιδιοτήτων που δεν έχουν τα απλά μέταλλα.

Τα κράματα είναι ανώτερα από τα απλά μέταλλα σε αντοχή, σκληρότητα, δυνατότητα επεξεργασίας κ.λπ. Γι' αυτό χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία πολύ ευρύτερα από τα απλά μέταλλα. Για παράδειγμα, ο σίδηρος είναι ένα μαλακό μέταλλο, που σχεδόν ποτέ δεν χρησιμοποιείται στην καθαρή του μορφή. Αλλά τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα στην τεχνολογία είναι τα κράματα σιδήρου-άνθρακα - χάλυβες και χυτοσίδηροι.

Στο παρόν στάδιο ανάπτυξης της τεχνολογίας, μαζί με την αύξηση του αριθμού των κραμάτων και την επιπλοκή της σύνθεσής τους, τα μέταλλα ειδικής καθαρότητας έχουν μεγάλη σημασία. Η περιεκτικότητα του κύριου συστατικού σε τέτοια μέταλλα κυμαίνεται από 99,999 έως 99,999999999%
κι αλλα. Μέταλλα υψηλής καθαρότητας χρειάζονται από την πυρηνική επιστήμη, την πυρηνική, την ηλεκτρονική και άλλους νέους κλάδους της τεχνολογίας.

Ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης των συστατικών, τα κράματα διακρίνονται:

1) μηχανικά μείγματα.

2) χημικές ενώσεις?

3) στερεά διαλύματα.

1) μηχανικό μείγμαδύο συστατικά σχηματίζονται όταν σε στερεή κατάσταση δεν διαλύονται μεταξύ τους και δεν έρχονται σε χημική αλληλεπίδραση. Τα κράματα - μηχανικά μείγματα (π.χ. μόλυβδος - αντιμόνιο, κασσίτερος - ψευδάργυρος) έχουν ετερογενή δομή και αντιπροσωπεύουν ένα μείγμα κρυστάλλων αυτών των συστατικών. Σε αυτή την περίπτωση, οι κρύσταλλοι κάθε συστατικού στο κράμα διατηρούν πλήρως τις ατομικές τους ιδιότητες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ιδιότητες τέτοιων κραμάτων (για παράδειγμα, ηλεκτρική αντίσταση, σκληρότητα κ.λπ.) ορίζονται ως ο αριθμητικός μέσος όρος του μεγέθους των ιδιοτήτων και των δύο συστατικών.

2) Στερεά διαλύματαχαρακτηρίζονται από το σχηματισμό ενός κοινού χωρικού κρυσταλλικού πλέγματος από τα άτομα του βασικού μετάλλου-διαλύτη και τα άτομα του διαλυτού στοιχείου.
Η δομή τέτοιων κραμάτων αποτελείται από ομοιογενείς κρυσταλλικούς κόκκους, όπως ένα καθαρό μέταλλο. Υπάρχουν στερεά διαλύματα υποκατάστασης και ενδιάμεσα στερεά διαλύματα.

Τέτοια κράματα περιλαμβάνουν ορείχαλκο, χαλκό-νικέλιο, σίδηρο-χρώμιο κ.λπ.

Κράματα - τα στερεά διαλύματα είναι τα πιο συνηθισμένα. Οι ιδιότητές τους διαφέρουν από αυτές των συστατικών τους. Για παράδειγμα, η σκληρότητα και η ηλεκτρική αντίσταση των στερεών διαλυμάτων είναι πολύ υψηλότερες από αυτές των καθαρών συστατικών. Λόγω της υψηλής ολκιμότητας τους, προσφέρονται καλά για σφυρηλάτηση και άλλους τύπους επεξεργασίας πίεσης. Οι ιδιότητες χύτευσης και η ικανότητα κατεργασίας των στερεών διαλυμάτων είναι χαμηλές.

3) Χημικές ενώσεις, όπως και τα στερεά διαλύματα, είναι ομοιογενή κράματα. Όταν στερεοποιούνται, σχηματίζεται ένα εντελώς νέο κρυσταλλικό πλέγμα, το οποίο είναι διαφορετικό από τα πλέγματα των συστατικών που αποτελούν το κράμα. Επομένως, οι ιδιότητες μιας χημικής ένωσης είναι ανεξάρτητες και δεν εξαρτώνται από τις ιδιότητες των συστατικών. Οι χημικές ενώσεις σχηματίζονται σε αυστηρά καθορισμένη ποσοτική αναλογία των κραματοποιημένων συστατικών. Η σύνθεση του κράματος μιας χημικής ένωσης εκφράζεται με έναν χημικό τύπο. Αυτά τα κράματα έχουν συνήθως υψηλή ηλεκτρική αντίσταση, υψηλή σκληρότητα και χαμηλή ολκιμότητα. Άρα, η χημική ένωση του σιδήρου με τον άνθρακα - τσιμεντίτη (Fe 3 C) είναι 10 φορές πιο σκληρή από τον καθαρό σίδηρο.

Τα μέταλλα χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο εδώ και χιλιάδες χρόνια. Με τα ονόματα των μετάλλων, ονομάζονται οι καθοριστικές εποχές της ανάπτυξης της ανθρωπότητας: η Εποχή του Χαλκού, η Εποχή του Σιδήρου, η Εποχή του Χυτοσιδήρου κ.λπ. Κανένα μεταλλικό προϊόν γύρω μας δεν είναι 100% σίδηρος, χαλκός, χρυσός ή οποιοδήποτε άλλο μέταλλο. Σε οποιαδήποτε υπάρχουν πρόσθετα που εισάγονται σκόπιμα από ένα άτομο και επιβλαβείς ακαθαρσίες που έχουν πέσει ενάντια στη θέληση ενός ατόμου.

Απόλυτα καθαρό μέταλλο μπορεί να ληφθεί μόνο σε διαστημικό εργαστήριο. Όλα τα άλλα μέταλλα στην πραγματική ζωή είναι κράματα - στερεές ενώσεις δύο ή περισσότερων μετάλλων (και μη μετάλλων), που λαμβάνονται σκόπιμα στη διαδικασία της μεταλλουργικής παραγωγής.

Ταξινόμηση

Οι μεταλλουργοί ταξινομούν τα κράματα μετάλλων σύμφωνα με διάφορα κριτήρια:

Τα μέταλλα και τα κράματα που βασίζονται σε αυτά έχουν διαφορετικά φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά.

Το μέταλλο με το μεγαλύτερο κλάσμα μάζας ονομάζεται βάση.

Ιδιότητες κράματος

Οι ιδιότητες που διαθέτουν τα κράματα μετάλλων χωρίζονται σε:

Για να ποσοτικοποιηθούν αυτές οι ιδιότητες, εισάγονται ειδικά φυσικά μεγέθη και σταθερές, όπως το όριο ελαστικότητας, ο συντελεστής Hooke, ο συντελεστής ιξώδους και άλλα.

Κύριοι τύποι κραμάτων

Οι πιο πολυάριθμοι τύποι κραμάτων μετάλλων κατασκευάζονται με βάση σίδηρο. Πρόκειται για χάλυβες, χυτοσίδηρο και φερρίτες.

Ο χάλυβας είναι μια ουσία με βάση το σίδηρο που δεν περιέχει περισσότερο από 2,4% άνθρακα, που χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων και περιβλημάτων για βιομηχανικές εγκαταστάσεις και οικιακές συσκευές, υδάτινες, χερσαίες και αεροπορικές μεταφορές, εργαλεία και εξαρτήματα. Οι χάλυβες έχουν ένα ευρύ φάσμα ιδιοτήτων. Τα κοινά είναι η δύναμη και η ανθεκτικότητα. Τα επιμέρους χαρακτηριστικά των επιμέρους ποιοτήτων χάλυβα καθορίζονται από τη σύνθεση των πρόσθετων κραμάτων που εισάγονται κατά την τήξη. Το ήμισυ του περιοδικού πίνακα χρησιμοποιείται ως πρόσθετα, τόσο μέταλλα όσο και μη μέταλλα. Τα πιο κοινά από αυτά είναι το χρώμιο, το βανάδιο, το νικέλιο, το βόριο, το μαγγάνιο, ο φώσφορος.

Εάν η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι μεγαλύτερη από 2,4%, μια τέτοια ουσία ονομάζεται χυτοσίδηρος. Ο χυτοσίδηρος είναι πιο εύθραυστος από τον χάλυβα. Χρησιμοποιούνται όπου είναι απαραίτητο να αντέχουν μεγάλα στατικά φορτία με μικρά δυναμικά. Ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται στην κατασκευή κουφωμάτων για μεγάλες εργαλειομηχανές και τεχνολογικό εξοπλισμό, βάσεις για τραπέζια εργασίας, στη χύτευση περιφράξεων, σχαρών και ειδών διακόσμησης. Τον 19ο και τις αρχές του 20ου αιώνα, ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε κτιριακές κατασκευές. Οι γέφυρες από χυτοσίδηρο έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα στην Αγγλία.

Οι ουσίες με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, με έντονες μαγνητικές ιδιότητες, ονομάζονται φερρίτες. Χρησιμοποιούνται στην κατασκευή μετασχηματιστών και επαγωγέων.

Τα κράματα μετάλλων με βάση τον χαλκό που περιέχουν από 5 έως 45% ψευδάργυρο ονομάζονται ορείχαλκος. Ο ορείχαλκος δεν είναι πολύ ευαίσθητος στη διάβρωση και χρησιμοποιείται ευρέως ως δομικό υλικό στη μηχανολογία.

Αν προσθέσετε κασσίτερο στον χαλκό αντί για ψευδάργυρο, παίρνετε μπρούτζο. Αυτό είναι ίσως το πρώτο κράμα που αποκτήθηκε συνειδητά από τους προγόνους μας πριν από αρκετές χιλιετίες. Ο μπρούτζος είναι πολύ ισχυρότερος τόσο από τον κασσίτερο όσο και από τον χαλκό και είναι κατώτερος σε αντοχή μόνο από τον καλά σφυρηλατημένο χάλυβα.

Οι ουσίες με βάση τον μόλυβδο χρησιμοποιούνται ευρέως για τη συγκόλληση καλωδίων και σωλήνων, καθώς και σε ηλεκτροχημικά προϊόντα, κυρίως μπαταρίες και συσσωρευτές.

Τα υλικά δύο συστατικών με βάση το αλουμίνιο, στα οποία εισάγεται πυρίτιο, μαγνήσιο ή χαλκός, χαρακτηρίζονται από χαμηλό ειδικό βάρος και υψηλή μηχανική ικανότητα. Χρησιμοποιούνται στην κατασκευή μηχανών, την αεροδιαστημική βιομηχανία και την παραγωγή ηλεκτρικών εξαρτημάτων και οικιακών συσκευών.

κράματα ψευδαργύρου

Τα κράματα με βάση τον ψευδάργυρο διαθέτουν χαμηλά σημεία τήξης, αντοχή στη διάβρωση και εξαιρετική ικανότητα επεξεργασίας. Χρησιμοποιούνται στη μηχανολογία, στην παραγωγή ηλεκτρονικών υπολογιστών και οικιακών συσκευών και στις εκδόσεις. Οι καλές αντιτριβικές ιδιότητες επιτρέπουν τη χρήση κραμάτων ψευδαργύρου για κελύφη ρουλεμάν.

κράματα τιτανίου

Το τιτάνιο δεν είναι το πιο προσιτό μέταλλο, είναι δύσκολο να κατασκευαστεί και δύσκολο να επεξεργαστεί. Αυτές οι ελλείψεις εξαργυρώνονται από τις μοναδικές του ιδιότητες των κραμάτων τιτανίου: υψηλή αντοχή, χαμηλό ειδικό βάρος, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και επιθετικά περιβάλλοντα. Αυτά τα υλικά είναι δύσκολο να επεξεργαστούν, αλλά οι ιδιότητές τους μπορούν να βελτιωθούν με θερμική επεξεργασία.

Το κράμα με αλουμίνιο και μικρές ποσότητες άλλων μετάλλων βελτιώνει την αντοχή και την αντίσταση στη θερμότητα. Για να βελτιωθεί η αντοχή στη φθορά, προστίθεται άζωτο στο υλικό ή τσιμεντώνεται.

Τα κράματα μετάλλων με βάση το τιτάνιο χρησιμοποιούνται στους ακόλουθους τομείς:

1. 1. • αεροδιαστημική?
      • χημική ουσία;
      • ατομικός;
      • κρυογονικο?
      • ναυπηγική;
      • προσθετικά.

Κράματα αλουμινίου

Αν το πρώτο μισό του 20ου αιώνα ήταν ο αιώνας του χάλυβα, τότε το δεύτερο μισό ονομάστηκε δικαίως ο αιώνας του αλουμινίου.

Είναι δύσκολο να ονομάσουμε έναν κλάδο της ανθρώπινης δραστηριότητας στον οποίο δεν θα υπήρχαν προϊόντα ή μέρη κατασκευασμένα από αυτό το ελαφρύ μέταλλο.

Τα κράματα αλουμινίου χωρίζονται σε:

1. 1. • Χυτήριο (με πυρίτιο). Χρησιμοποιούνται για την απόκτηση συνηθισμένων χυτών.
      • Για χύτευση με έγχυση (με μαγγάνιο).
      • Αυξημένη αντοχή, έχοντας δυνατότητα αυτοσκληρύνσεως (με χαλκό).

Τα κύρια πλεονεκτήματα των ενώσεων αλουμινίου:

1. 1. • Διαθεσιμότητα.
      • Μικρό ειδικό βάρος.
      • Αντοχή.
      • Αντοχή στο κρύο.
      • Καλή μηχανική ικανότητα.
      • Ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Το κύριο μειονέκτημα των υλικών κραμάτων είναι η χαμηλή αντοχή στη θερμότητα. Όταν φτάσει στους 175°C, παρατηρείται απότομη επιδείνωση των μηχανικών ιδιοτήτων.

Ένας άλλος τομέας εφαρμογής είναι η παραγωγή όπλων. Οι ουσίες με βάση το αλουμίνιο δεν σπινθήρες όταν υποβάλλονται σε ισχυρές τριβές και κρούσεις. Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ελαφριάς θωράκισης για τροχοφόρο και ιπτάμενο στρατιωτικό εξοπλισμό.

Τα υλικά από κράμα αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρική μηχανική και την ηλεκτρονική. Η υψηλή αγωγιμότητα και η πολύ χαμηλή μαγνήτιση τα καθιστούν ιδανικά για την παραγωγή περιβλημάτων για διάφορες συσκευές ραδιοφώνου και επικοινωνίας, υπολογιστές και smartphone.

Η παρουσία έστω και μικρού κλάσματος σιδήρου αυξάνει σημαντικά την αντοχή του υλικού, αλλά και μειώνει την αντοχή στη διάβρωση και την ολκιμότητα του. Βρίσκεται συμβιβασμός για την περιεκτικότητα σε σίδηρο ανάλογα με τις απαιτήσεις για το υλικό. Η αρνητική επίδραση του σιδήρου αντισταθμίζεται με την προσθήκη μετάλλων όπως το κοβάλτιο, το μαγγάνιο ή το χρώμιο στην απολίνωση.

Τα υλικά με βάση το μαγνήσιο ανταγωνίζονται τα κράματα αλουμινίου, αλλά λόγω της υψηλότερης τιμής τους χρησιμοποιούνται μόνο στα πιο κρίσιμα προϊόντα.

κράματα χαλκού

Συνήθως, ως κράματα χαλκού νοούνται διάφορες ποιότητες ορείχαλκου. Με περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο 5-45%, ο ορείχαλκος θεωρείται κόκκινος (tompac), και με περιεκτικότητα 20-35% - κίτρινος.

Λόγω της εξαιρετικής μηχανικής του ικανότητας με κοπή, χύτευση και σφράγιση, ο ορείχαλκος είναι ένα ιδανικό υλικό για την κατασκευή μικρών εξαρτημάτων που απαιτούν υψηλή ακρίβεια. Τα γρανάζια πολλών διάσημων ελβετικών χρονομέτρων είναι κατασκευασμένα από ορείχαλκο.

Ορείχαλκος - ένα μείγμα χαλκού και ψευδαργύρου

Ένα ελάχιστα γνωστό κράμα χαλκού και πυριτίου ονομάζεται πυρίτιο μπρούτζο. Είναι πολύ ανθεκτικό. Σύμφωνα με ορισμένες πηγές, οι θρυλικοί Σπαρτιάτες σφυρηλάτησαν τα ξίφη τους από μπρούτζο πυριτίου. Αν προσθέσουμε φώσφορο αντί για πυρίτιο, παίρνουμε ένα εξαιρετικό υλικό για την παραγωγή μεμβρανών και φυλλοβόλων ελατηρίων.

Καρβίδιο

Πρόκειται για υλικά με βάση το σίδηρο ανθεκτικά στη φθορά και υψηλής σκληρότητας, τα οποία διατηρούν επίσης τις ιδιότητές τους σε υψηλές θερμοκρασίες έως 1100 ° C.

Ως κύριο πρόσθετο χρησιμοποιούνται καρβίδια χρωμίου, τιτανίου, βολφραμίου, βοηθητικά είναι το νικέλιο, το κοβάλτιο, το ρουβίδιο, το ρουθήνιο ή το μολυβδαίνιο.

Οι κύριοι τομείς εφαρμογής είναι:

1. 1. • Εργαλεία κοπής (φρέζες, τρυπάνια, βρύσες, μήτρες, κόφτες κ.λπ.).
      • Εργαλεία και εξοπλισμός μέτρησης (χάρακες, τετράγωνα, δαγκάνες επιφάνειες εργασίας ειδικής ομαλότητας και σταθερότητας).
      • Γραμματόσημα, μήτρες και γροθιές.
      • Ρολά ελασματουργείων και μηχανών χαρτιού.
      • Εξοπλισμός εξόρυξης (θραυστήρες, κόφτες, κάδοι εκσκαφέων).
      • Λεπτομέρειες και συστατικά πυρηνικών και χημικών αντιδραστήρων.
      • Ανταλλακτικά οχημάτων με μεγάλο φορτίο, βιομηχανικός εξοπλισμός και μοναδικές κτιριακές κατασκευές, όπως, για παράδειγμα, ο πύργος Burj-Dubai.

Υπάρχουν και άλλοι τομείς εφαρμογής υλικών καρβιδίου.