Реферат: выплавка стали

Введение

Сталь (от нем. Stahl ) — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (и другими элементами), характеризующийся эвтектоидным превращением. Содержание углерода в стали не более 2,14 %, но не менее 0,022 %. Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.

Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45 % железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь).

В древнерусских письменных источниках сталь именовалась специальными терминами: «Оцел», «Харолуг» и «Уклад». В некоторых славянских языках и сегодня сталь называется «Оцел», например в чешском.

Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства.

Стали с высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино- и приборостроении. В машиностроении их используют для изготовления рессор, амортизаторов, силовых пружин различного назначения, в приборостроении — для многочисленных упругих элементов: мембран, пружин, пластин реле, сильфонов, растяжек, подвесок.

Пружины, рессоры машин и упругие элементы приборов характеризуются многообразием форм, размеров, различными условиями работы. Особенность их работы состоит в том, что при больших статических, циклических или ударных нагрузках в них не допускается остаточная деформация. В связи с этим все пружинные сплавы кроме механических свойств, характерных для всех конструкционных материалов (прочности, пластичности, вязкости, выносливости), должны обладать высоким сопротивлением малым пластическим деформациям. В условиях кратковременного статического нагружения сопротивление малым пластическим деформациям характеризуется пределом упругости, при длительном статическом или циклическом нагружении — релаксационной стойкостью.

Введение

В
наше время, несомненно, металлы занимают
неотъемлемую часть в жизни каждого
человека. Не все люди задумываются об
этом, но каждый день мы встречаемся с
данным материалом.

Металл,
как материал, пригоден для многих
изделий, часто обеспечивая им большую
прочность и долговечность. В зависимости
от способа эксплуатации и областей
применения, от данного материала
требуются различные свойства.

Металл
используется широко не только в
металлургии, но и в машиностроении,
строительстве, электротехнике и даже
в медицине.

Цель
работы: рассмотреть область применения
металлов; ознакомиться с общими свойствами
металлов; изучить технологические
свойства металлов.

Структура металлов

Кристаллическая структура сплавов

Вакансия в кристаллической решётке

Образование дендритов

См. также: Металловедение

Ни один металл невозможно приготовить в абсолютно чистом состоянии. Технически «чистые» металлы могут содержать до нескольких процентов примесей, и если эти примеси являются элементами с низким атомным весом (например, углерод, азот или кислород), то в пересчёте на атомные проценты содержание этих примесей может быть очень большим. Первые небольшие количества примесей в металле обычно входят в кристалл в виде твёрдого раствора. Можно выделить два главных типа твёрдых растворов:

• первый, когда атомы примеси намного меньше атомов металла-растворителя, растворённые атомы располагаются в решётке растворителя по междоузлиям, или «пустотам». Образование таких твёрдых растворов — твёрдых растворов внедрения — почти всегда сопровождается расширением решётки растворителя, и в окрестности каждого растворённого атома имеется локальное искажение решётки;
• второй, когда атомы примеси и растворителя имеют приблизительно одинаковые размеры, образуется твёрдый раствор замещения, в котором атомы растворённого элемента замещают атомы растворителя, так что атомы обоих сортов занимают места в узлах общей решётки. В таких случаях тоже вокруг каждого растворённого атома имеется искажённая область, а будет ли при этом решётка расширяться или сжиматься, зависит от относительных размеров атомов растворителя и растворённого вещества.

Для большей части металлов наиболее важными элементами, образующими твёрдые растворы внедрения, являются водород, бор, углерод, азот и кислород. Присутствие дислокаций всегда приводит к появлению аномально больших или малых межатомных расстояний. В присутствии примесей каждая дислокация окружена «атмосферой» примесных атомов. Примесные атмосферы «закрепляют» дислокации, потому что в результате перемещения дислокаций будет образовываться новая конфигурация с повышенной энергией. Границы между кристаллами также являются областями с аномальными межатомными расстояниями и, следовательно, тоже растворяют примесные атомы легче, чем неискажённые области кристаллов.

При увеличении содержания примесей растворённые атомы входят и в основную массу кристалла, однако всё ещё имеется избыток примеси по границам зёрен и вокруг дислокаций. Когда содержание примеси превышает предел растворимости, появляется новая фаза, которая может представлять собой или растворённое вещество, или промежуточную фазу, или соединение. В таких случаях границы между фазами могут быть двух родов. В общем случае кристаллическая структура частичек примеси слишком отлична от структуры металла-растворителя, поэтому решётки двух фаз не могут переходить одна в другую, образуя непрерывную структуру. В таких случаях на границах раздела фаз образуются слои с нерегулярной (искажённой) структурой. С образованием границ связано появление свободной поверхностной энергии, однако энергия деформации решётки растворителя относительно невелика. В таких случаях говорят, что эти частицы выделяются некогерентно.

B ряде случаев межатомные расстояния и кристаллическая структура металла-растворителя и частичек примеси таковы, что некоторые плоскости могут соединяться между собой, образуя непрерывную структуру. Тогда говорят, что частицы второй фазы выделяются когерентно и, поскольку сопряжение решёток никогда не бывает абсолютно точным, вокруг границы образуется сильно напряжённая область. В тех случаях, когда энергия деформации слишком велика для этого, соседние кристаллы могут контактировать таким образом, что при этом в пограничных слоях возникают области упругой деформации, а на самой границе раздела — дислокации. В таких случаях говорят, что частицы выделяются полукогерентно.

При повышении температуры вследствие увеличения амплитуды колебаний атомов может образоваться дефект кристаллической решётки, который называют вакансия или «дырка». Диффузия вакансий является одним из механизмов образования дислокаций.

Как правило, кристаллизация металла происходит путём переохлаждения с образованием дендритной структуры. По мере разрастания дендритные кристаллы соприкасаются, при этом образуются различные дефекты структуры. В большинстве случаев металл затвердевает так, что первая порция кристаллов содержит меньше примесей, чем последующие. Поэтому, как правило, примеси концентрируются на границах зёрен, образуя стабильные структуры.

Вариант №2

Сплавы

1) Причины использования2) Классификации3) Компоненты и лигатуры4) Применение

Человек революционный шаг сделал, когда понял, что смесь меди и олова гораздо твёрже, чем любой из этих металлов в чистом виде. Считается, что это произошло не менее восьми тысяч лет назад.

В современном мире используются десятки тысяч сплавов, и продолжается разработка новых. Используют несколько критериев для классификации сплавов.

Прежде всего, выделяют две большие группы: чёрные металлы (т.е. сплавы на основе железа) и цветные металлы (на основе других элементов).

В зависимости от того, где будет использован данный металл, его относят к сплавам общего назначения или к специальным. Далее, различают двойные и сложные (тройные, четверные и т.д.) сплавы по числу элементов, входящих в его состав.

Выделяют легированные сплавы. В них вносят специальные примеси для получения нужных свойств. С точки зрения производственного процесса сплавы бывают литейные, порошковые (спекаемые) и деформируемые.

Степень связанности элементов в сплаве может быть разной, поэтому различают механическую смесь (каждый элемент образует отдельный кристалл), твёрдый раствор (разные элементы встраивается в общую кристаллическую решётку) и соединение (атомы образуют химическую связь).

Для придания железу большей твёрдости вносят углерод, но одновременно металл становится более хрупким. Сталь содержит 0.3-2.14% углерода. Малоуглеродистая сталь используется как конструкционный материал, более твёрдые сорта идут на изготовление инструментов. Легированная сталь применяется в машиностроении и изготовлении инструментов с большой скоростью резания. Легируют сталь введением хрома, марганца, титана, ванадия и др. Таким способом добиваются увеличения прочности без потери твёрдости.

Чугун содержит от 2 до 4% углерода. Из него литьём изготавливают изделия, обладающие хорошей стойкостью к истиранию, прочностью, жёсткостью.

Кадмий замедляет износ медных сплавов. В медных сплавах цинк увеличивает пластичность и устойчивость к коррозии. Титан намного увеличивает температурный предел эксплуатации. Никель и, в меньшей степени, хром увеличивают прочность феррита, не влияя на пластичность.

9 класс по химии

Классификация

Стали делятся на конструкционные и инструментальные. Разновидностью инструментальной является быстрорежущая сталь.

По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные ; в том числе по содержанию углерода — на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С) и высокоуглеродистые (0,6—0,85 % С); легированные стали по содержанию легирующих элементов делятся на низколегированные — до 4 % легирующих элементов, среднелегированные — до 11 % легирующих элементов и высоколегированные — свыше 11 % легирующих элементов.

Стали, в зависимости от способа их получения, содержат разное количество неметаллических включений. Содержание примесей лежит в основе классификации сталей по качеству: обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные.

По структуре сталь различается на аустенитную, ферритную, мартенситную, бейнитную или перлитную. Если в структуре преобладают две и более фаз, то сталь разделяют на двухфазную и многофазную.

1. Характеристика

Жаростойкость (окалиностойкость) стали характеризуется сопротивлением окислению при высоких температурах. Для повышения окалиностойкости сталь легируют элементами, которые изменяют состав и строение окалины. В результате введения в сталь необходимого количества хрома (Cr) или кремния (Si), обладающих бо́льшим родством с кислородом (O), чем железо (Fe), в процессе окисления на поверхности образуются плотные оксиды на основе хрома или кремния. Образовывающаяся тонкая плёнка из этих оксидов затрудняет процесс дальнейшего окисления. Чтобы обеспечить окалиностойкость до температуры 1100 °C в стали должно быть не менее 28% хрома (например сталь 15Х28). Наилучшие результаты получаются при одновременном легировании стали хромом и кремнием.

Разновидности некоторых сталей

1 Классификация металлов

Металлы
– группа элементов,
в виде простых
веществ,
обладающих характерными металлическими
свойствами, такими как высокие тепло-
и электропроводность,
положительный температурный
коэффициент сопротивления,
высокая пластичность и
металлический блеск.

Все
металлы делятся на две большие группы:
черные и цветные.

Черные
металлы – сплав железа с углеродом. Для
придания черным металлам специфических
свойств к ним добавляют легирующие
вещества, то есть вещества, изменяющие
физические и химические свойства
основного материала.

Черные
металлы в зависимости от содержания
углерода подразделяют на:

1.
Чугун – сплав железа с 2 — 4,3 % углерода
(в специальных чугунах – ферросплавах
количество углерода может достигать 5
% и более %). В зависимости от формы, в
которой углерод находится в чугуне,
различают чугуны:

1.1
Серый чугун (литейный), в серых чугунах
углерод находится в свободном состоянии
в виде графита;

1.2
Белый чугун, углерод находится в
связанном состоянии.

2.
Сталь – сплав железа с углеродом до 2
%. (Сталь в отличие от чугуна пластична,
упруга и обладает высокими технологическими
свойствами – способностью обрабатываться).
В зависимости от назначения различают:

2.1
Конструкционные стали, содержащие
углерода 0,02 — 0,85 %; (Конструкционные
стали, применяемые для строительных
конструкций и арматуры железобетона,
а также в машиностроении, обладают
хорошей пластичностью, низкой хрупкостью).

2.2
Инструментальные, имеющие 0,65-1,40 %
углерода. (Повышение углерода в
инструментальных сталях придает им
высокую твердость).

Цветные
металлы — все остальные металлы и сплавы
на их основе.
В
зависимости от плотности,
металлы делят на лёгкие (плотность
0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые
(5 ÷ 22,5 г/см³).

Популярные темы сообщений

• Экологические проблемы использования тепловых машин

  Превращать энергию тепла в механическую энергию приспособились еще двести лет назад. Чтобы создавать механическую энергию, всегда есть потребность в большом количестве топлива. К тому топливо сгорает в камере сгорания и образуется

• Живые клетки

  Все мы живые существа, будь то человек, насекомое, растение, и все мы, состоим из многочисленных «кирпичиков» под названием клетка. Наше тело состоит из миллиардов мелких частиц, где каждая клетка это маленький, активно функционирующий живой

• Мышь

  Миши — большое семейство из класса млекопитающих, представители группы грызунов. В процессе эволюции тело мыши приспособились к её непосредственному образу жизни. Передние лапки очень хорошо развиты к рытью нор,

Производство стали

4.1. Производство стали в мире

Мировым лидером в производстве стали является Китай, доля которого по итогам I полугодия 2009 года составила 48 %.

По данным Международного института чугуна и стали (IISI ) производство стали в 2007 году в мире составило:

4.2. 2008 год

В 2008 году в мире было произведено 1 млрд 329,7 млн т. стали, что на 1,2 % меньше, чем в 2007 г. Это стало первым сокращением годового объема производства за последние 11 лет.

4.3. 2009 год

По итогам первых шести месяцев 2009 г. производство стали в 66 странах мира, доля которых в мировой сталелитейной отрасли составляет не менее 98 %, сократилось по сравнению с аналогичным периодом предыдущего года на 21,3 % — с 698,2 млн т до 549,3 млн т (статистика World Steel Association).

Китай увеличил производство стали относительно аналогичного периода 2008 года на 1,2 % — до 266,6 млн т. в Индии производство стали возросло на 1,3 % — до 27,6 млн т.

В США производство стали упало на 51,5 %, в Японии — на 40,7 %, в Южной Корее — на 17,3 %, в Германии — на 43,5 %, в Италии — на 42,8 %, во Франции — на 41,5 %, в Великобритании — на 41,8 %, в Бразилии — на 39,5 %, в России — на 30,2 %, на Украине — на 38,8 %.

В июне 2009 г. производство стали в мире составило 99,8 млн т., что на 4,1 % больше, чем в мае 2009 г.

4.4. Рейтинг ведущих мировых производителей стали

По данным Metal Bulletin’s Top Steelmakers of 2007 производство стали по компаниям производителям составило (в млн тонн):

Сообщение 2

На данный момент человечеству известно огромное количество металлов, большинство из которых обладают теми или иными свойствами, благодаря которым их можно разделять на группы, подгруппы, и различного рода множества. Многие из этих металлов достаточно редкие, которые встречаются в единичных экземплярах очень редко, а другие же напротив настолько распространённые, что их иногда даже не используют. Так или  иначе, любой металл, редкий он или нет, достоин внимания и тщательного изучения, так как возможно, что многие свойства этих металлов и по сей день остаются не раскрытыми.

Свойства металлов подразделяют на химические и физические, которые кардинально отличаются друг от друга.

Обычно физические свойства для большинства металлов схожи. Любой металл, в стандартном представлении любого человека, является блестящим, твёрдым, тяжелым, или не очень, и крепким материалом. Также металлы хорошо проводят тепло и электрический ток, что позволяет делать из них весьма неплохие проводники электричества, однако с повышением температуры металла, электропроводимость его снижается, почему и ценятся металлы с высокой жаропрочностью.

Весьма важным металлическим физическим свойством металла является его лёгкая деформируемость, что позволяет человеческой мысли делать с данным веществом всё, на что она способна. Металл можно ковать, расплющивать, обрезать, плавить в другую форму, и ещё множество интересных вещей.

Химические свойства металлов.

Основополагающим химическим свойством металлов является их лёгкая способность атом с лёгкостью отдавать свои валентные электроны и трансформироваться в положительно заряженные ионы. Обычно металлы никогда не забирают электроны, так как их ионы всегда заряжены положительно.

Легко расставаясь со своими электронами, металлы по праву можно назвать отличными восстановителями, согласно законам химии.

Однако даже несмотря на всё вышеописанное способность к отдаче проявляется далеко не в равной степени. Если один металл может с лёгкостью отдать свои электроны, то другой же напротив расстаётся с ними весьма неохотно, что создает закономерность в их восстановительных функциях.

Исходя из всего вышеописанного, можно сделать вывод, что металлы обладают целым рядом удивительных свойств, как физических, так и химических, что делает их изучение ещё весьма увлекательным и интересным.

Получение стали. Металловедение

Сталь – это самый распространенный сплав на планете. Получают ее промышленным способом из чугуна, из которого под влиянием высоких температур выжигают избыток углерода и другие примеси. Стали в основном получают двумя способами: плавление в мартеновских печах и плавление электропечах. Материал, изготовленный в электропечи, называется электросталь. Она получается более чистой по составу. Кроме того, существует множество специальных процессов для получения сплавов с особыми свойствами, например электродуговая плавка в вакууме или электронно-лучевая плавка.

Более подробно о сталях и других сплавах можно узнать при изучении такой науки, как металловедение. Она считается одним из разделов физики и охватывает не только сведения о марках стали и их составе, но и содержит сведения о структуре и свойстве материалов на атомарном и структурном уровне.

Студенты профильных ВУЗов проходят специальный курс «Промышленные стали», где подробно разбирают сплавы специального назначения: строительные, улучшаемые, цементируемые, для режущих и измерительных инструментов, магнитные, рессорно-пружинные, жаростойкие, стали для конструкций в холодном климате и т. д.

Сообщение 2

В химии все вещества делятся на 2 вида: они либо металлы, либо неметаллы. У каждой группы свои свойства и строение

Металлов гораздо больше, чем неметаллов, и их функции имеют такую же важность. Так что же представляют собой металлы, какие свойства имеют и какую роль на нашей планете играют?

Краткие сведения о металлах.

Металлы – это химические элементы, обладающие определенными металлическими свойствами. Металлы находятся практически везде. От зданий, машин и мебели до шахт – металлы вокруг нас. Разве что в Антарктиде данных веществ не имеется, и то, может это под вопросом.

Металлы тоже делятся на группы. Например, существуют щелочные и щелочно-земельные металлы. Принято считать, что в периодической таблице Менделеева металлы размещены согласно диагонали, начинающаяся бором и заканчивающаяся астатом. На внешнем уровне от 1 до 3 электронов. У металлов сравнительно большой радиус атома.

Свойства металлов

Опять же, надо обратиться к таблице элементов. Зачем? А чтобы кое – что уточнить. В химии есть правило: металлические свойства уменьшаются по периоду (слева направо) и увеличиваются по группе (сверху вниз). А теперь к физическим свойствам. Их на самом деле много, но перечислить надо все.

Металлы – твердые вещества, если в нормальном состоянии, но ртуть – исключение, так как она жидкой формы. Отлично проводят электричество и тепло, а также блестят. Обладают пластичностью, а золото – лучший в этом плане. Все металлы звенят. Цвет, как правило, либо серебристо – серый, либо серебристо – белый. Однако, то же золото ярко – желтого оттенка. Имеют разную плотность, твердость (самый твердый – хром) и температуру плавления (самый тугоплавкий – вольфрам).

Кроме физических свойств есть же еще и химические. И вторых в разы больше, все точно не назвать. Но привести несколько примеров возможно. Из простых веществ металлы реагируют с водородом, кислородом, серой и галогенами. Теперь пара реакций со сложными веществами:

Металл реагирует с кислотой, если получится соль и металл находится в таблице электроотрицательности до водорода. Результатом будет соль и выделяющийся водород. У реакции 2 исключения – серная и азотная кислоты.

Активный металл вытеснит неактивный. Вот наглядное пособие: Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu. От лития до алюминия металлы брать нельзя, так как они – самые активные.

Доклад Металлы сообщение

История человечества получила огромный толчок вперед, с тех времен, когда люди научились получать металлы.  В связи с этим нам сегодня известны этапы развития промышленности и науки, новые эры человечества. Данные материалы и сегодня используются во всех отраслях жизнедеятельности человека.

Металлы имеют множество свойств, которые также люди постигали на протяжении истории. Основные свойства это прочность и пластичность, также ковкость. Металлы могут пропускать через себя тепло  и электричество. Электропроводность зависит от температуры. Основа металлов это состав атомов и кристаллическая решетка. Металлы устроены так, что электроны могут осуществлять движение по всему металлу. Далее люди выяснили, что металлы также могут сплавляться друг с другом. В таком случае образуется сплав, основой которого являются несколько металлов.

Металлы можно разделить на два типа, которыми является черные металлы и цветные металлы. Сплавы из этих металлов можно  получать благодаря тому, что каждый из этих типов имеет множество разнообразных и уникальных свойств. Также существуют металлиды и интерметаллиды. К черным металлам относятся сталь, чугун, а также другие элементы, имеющие в основе своего строения железо. 

Цветные металлы включат в себя золото, платину, серебро. Также более редкие виды как титан и вольфрам. Более тяжелые как свинец, цинк и ртуть, а также легкие, как магний и алюминий.

В промышленности и других отраслях могут использовать многие из выше перечисленных металлов. А другие используют меньше или вообще нашли замену, ведь металл может быть очень редким или доступным в мизерном количестве. В изготовлении металлопроката в основном используют черный сплав, который пока является доступным и имеет довольно хорошие показатели при его эксплуатации. Из цветных металлов самый распространенный металл, который используется в промышленности это алюминий. Данные детали из алюминия используются во многих отраслях.

Сплавы и металлы, отличимые друг от друга. Это заметно по внешним признакам, но и не только. Также их можно различить по физическим свойствам.  К железным сплавам относят такие отличимые черты, как проводимость электричества и тепла, а также плавление при очень высокой температуре и намагничивание. Как уже сказано выше, электропроводность зависит от температуры, когда она падает, то одни из видов металлов могут получить электропроводность гораздо выше, чем при высокой температуре. Также разные металлы по-своему реагируют на окружающую их среду. То есть ржавчина по-разному может проявляться на разных видах металлов.

Что касается металлов относящихся к цветным, то их можно различать по прочности, твердости и пластичности. Электро и теплопроводность, а также плотность являются составляющими, которые помогают различить металлы по физическим характеристикам. Широкое распространение имеют алюминий, титан, бронза и латунь. Все эти металлы используются в производстве различных деталей и составляющих используемых в различных отраслях промышленности.

Если брать, в общем, то все металлы разделяют по их области применения и назначению. Существуют специально разработанные стандарты, которые называются ГОСТ.  Перед тем как выбрать тот или иной металл, следует тщательно разобраться в стандартах, чтоб понимать правильность выбора.

4, 7, 9 класс, кратко по химии

Популярные темы сообщений

• Правильная осанка

  Правильная осанка у человека, означает, то, что он полностью здоров и не имеет проблем со спинной. Возможными причинами нарушения ее, могут быть вызваны переутомления позвоночника, а также из-за длительного и неправильного положения

• Графика (что такое графика)

  Графика, в переводе с греческого языка, обозначает рисовать, царапать. Графика — вид изобразительного искусства, в котором изображение предмета выполняется в виде рисунка, на плоскости. Основные выразительным средством являются штрихи,

• Социализация личности

  Социализация, как термин, не имеет какого-либо конкретного и четкого определения в психологии. Все привыкли к общепринятому определению данного термина, как процесс некого формирования или становления личности,

3. Классификация

Жаростойкие стали подразделяются на несколько групп:

хромистые стали ферритного класса;

хромокремнистые стали мартенситного класса;

хромоникелевые стали аустенитно-ферритного класса;

хромоникелевые аустенитные стали.

3.1. Хромистые стали ферритного класса

Пример: 15Х25Т, 15Х28.

Могут применяться для изготовления сварных конструкций, не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже минус 20 °C; для изготовления труб для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах; аппаратуры, деталей, чехлов термопар, электродов искровых зажигательных свечей, труб пиролизных установок, теплообменников; для спаев со стеклом. Жаростойкость — до 1100 °C.

3.2. Хромокремнистые стали мартенситного класса

Пример: 40Х10С2М.

Применяются для изготовления клапанов авиационных двигателей, автомобильных и тракторных дизельных двигателей, крепёжные детали двигателей.

3.3. Хромоникелевые стали аустенитно-ферритного класса

Пример: 20Х23Н13.

Применяются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах в слабонагруженном состоянии. Жаростойкость до 900-1000 °C.

3.4. Хромоникелевые аустенитные стали

Пример: 10Х23Н18, 20Х25Н20С2.

Применяются для изготовления листовых деталей, труб, арматуры (при пониженных нагрузках), а также деталей печей, работающих при температурах до 1000-1100 °C в воздушной и углеводородной атмосферах.

Доклад №2

Различные металлы нашли широкое применение во всех отраслях жизни человека. И большую область среди них занимает искусство, которое подразделяется на несколько разных направлений.

Архитектура

В архитектуре, в основном, используются черные металлы — железо и его сплавы. Сталь и чугун используют для изготовления несущих конструкции зданий, арматурную сталь и стальную проволоку – в производстве бетона. Из кованого металла изготавливают лестницы, решетки, перила, фонтаны, фонарные столбы. Более легкие сплавы на основе алюминия применяют при изготовлении оконных переплетов, листовой алюминий, устойчивый к коррозии – при облицовке зданий в стиле хай-тек.

Скульптура

Различные скульптуры, памятники и статуэтки отливают, в основном, из бронзы, латуни и меди. Окисление поверхности металла только увеличивает стоимость данных предметов.

Живопись

В состав многих масляных красок входят металлы, и, поэтому, называются они соответственно: свинцовые, цинковые и титановые белила. Железная лазурь. Кобальт зеленый, красный и фиолетовый. Оксид железа входит в состав красно – желтой краски.

Музыка

Для производства духовых музыкальных инструментов используют латунь, медь и цветной сплав, реже – серебро и золото. Медь, идущая на корпус духовых инструментов, называется томпаковой. Иногда саксофоны покрывают тонким слоем серебра или золотят. При производстве деревянных инструментов также используется металл, но он играет здесь второстепенную роль. При производстве металлических струн иногда в металл добавляют серебро.

Литература

При печати любой литературы в типографскую краску добавляют свинец. Это – и художественная литература, и ноты, и программки в театре.

Кино и фотография

Бромистое серебро входит в состав светочувствительной фотоэмульсии, которая покрывает фото — и кино — пленку. При проявлении на месте крохотных кристаллов серебра появляется различный цвет. Соединения золота используют в фотографии.

Декоративно — прикладное искусство

Ювелирное дело

В ювелирном деле используют золото, серебро и платину – мягкие и прочные металлы. Их количество в сплавах обозначается пробой. Золото и серебро добываются в чистом виде, а платина — в сочетании с железом, палладием и иридием. Из драгоценных металлов выполнены части ордена В. И. Ленина и ордена Победы.

Вышивка золотом или серебром

Используется для украшения костюмов монарших особ и священнослужителей, для производства церковного убранства.

Производство предметов интерьера и посуды из драгоценных металлов

Используется в повседневном обиходе (серебряные ложки), для украшения интерьера (бронзовые лампы, подсвечники, статуэтки, шкатулки для украшений), в качестве посуды и утвари в определенных ситуациях (серебряный чайный сервиз, церковный потир и кадило).

Производство сплава

Процесс изготовления сплава сводится к переработке чугуна, при которой отжигаются лишние примеси и вводятся легирующие элементы. Используются при этом несколько методов.

• Мартеновский – расплавленный или твердый чугун с рудой плавят в мартеновской печи при 2000 С, чтобы отжечь лишний углерод. Добавки вводят в конце плавки. Сталь разливают в ковши и переправляют в прокатный цех.
• Кислородно-конвертерный – более производительный. Сквозь чугун в печи продувают воздух или смесь воздуха с кислородом, добиваясь более быстрого и полного отжига.
• Электроплавильный – плавка осуществляется в закрытой печи при 2200 С, что исключает попадание в сплав газов. Дорогостоящий метод, которым получают лишь высококачественные составы.
• Прямой метод – в шахтной печи окатыши, получаемые из железной руды продувают продуктами сгорания природного газа – смесью кислорода, угарного газа, аммиака, при температуре в 1000 С.

На этом процесс изготовления стали не заканчивается. В тех случаях, когда необходимо получить максимально прочный материал, прибегают к дополнительной обработке.

Термический метод

К термическим способам относится:

• отжиг – нагрев и медленное охлаждение разных видов и с разной скоростью;
• закалка – нагрев выше критической температуры, что вызывает перекристаллизацию сплава, и быстрее охлаждение;
• отпуск – процедура, осуществляет вслед за закалкой с целью уменьшить напряжение металла;
• нормализация – тот же отжиг, но проводимый не в печи, а на воздухе.

Термомеханический способ

Термомеханические методы сочетают механическое и термическое воздействие:

• высокотемпературная ТМО – закалка – наклеп, упрочнение, производится сразу же после нагрева, пока сплав сохраняет аустенитную структуру. Изменение вследствие пластической деформации при прокатке или штамповке сохраняется на 70% и после охлаждения и сталь оказывается более прочной;
• при низкотемпературной ТМО – холоднокатаная сталь. Сплав нагревают для аустенитного состояния, охлаждают ниже точек рекристаллизации, чтобы добиться появления мартенситной фазы – в пределах 400– 600 С. Затем производится закалка – наклеп, прокатка. При охлаждении эффект полностью сохраняется.

Термохимическая обработка

Термохимическая обработка представляется собой нагрев сплавов и выдержку их в определенных химических средах. К наиболее известным методам относят:

• цементацию – насыщение поверхности сплава углеродом. Таким образом получают износостойкий верхний слой;
• азотирование – насыщение стали азотом. Цель такая же – получение верхнего износостойкого слоя, но по сравнению с цементацией, азотирование обеспечивает более высокую стойкость к коррозии;
• нитроцементацию и цианирование – насыщение поверхностного слоя и углеродом и азотом. Обеспечивает более высокую скорость и производительность процесса.

Характеристики стали

• Плотность: 7700—7900 кг/м³,
• Удельный вес: 75500—77500 Н/м³ (7700—7900 кгс/м³ в системе МКГСС),
• Удельная теплоемкость при 20 °C: 462 Дж/(кг·°C) (110 кал/(кг·°C)),
• Температура плавления: 1450—1520 °C,
• Удельная теплота плавления: 84 кДж/кг (20 ккал/кг, 23 Вт·ч/кг),
• Коэффициент теплопроводности при температуре 100 °C

Коэффициент линейного теплового расширения при температуре около 20 °C:

Предел прочности стали при растяжении:

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.