Металлы и сплавы

Эта группа низко- и среднелегированных сталей предназначена для работы при температурах до —196° С. В зависимости от состава и степени легирования нижний предел рабочей температуры может составлять —100, —120, —160 и —196° С. Долгое время для этих температурных условий работы применяли только никельсодержащие стали с 3, 6 и 9% Ni и низким содержанием углерода или аустенитные хромоникелевые стали. В последнее время в нашей стране и за рубежом появились рекомендации по применению для умеренно низких температур низкоуглеродистых низколегированных сталей с низким содержанием никеля до 1,5% и даже без никелевых. Для этих сталей также характерно очень низкое содержание углерода...

Свариваемость меди угольным или металлическим электродом во многом зависит от наличия примесей в меди. Примеси, содержащиеся в меди, оказывают различное влияние на ее свариваемость, механические и технологические свойства: некоторые примеси улучшают эти свойства, а другие ухудшают...

Чистая медь обладает высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью и стойкостью против атмосферной коррозии. Электропроводность меди выше в 5,7 раза по сравнению с электропроводностью железа. Высокая электропроводность меди обусловила ее широкое применение в электропромышленности. Теплопроводность меди в сравнении с другими промышленными металлами значительно выше (например, в 6,3 раза больше чем у железа)...

Современное машиностроение просто невозможно представить себе без чугуна. Это не металл, а сплав железа с графитом, визуально представляющий собой как бы пористую металлическую губку. Поры этого сплава заполнены графитом - веществом неметаллического происхождения. Чугун плохо работает на разрыв и в силу этого является довольно хрупким материалом. Достаточно ударить по чугунной болванке тяжелым предметом, и она разлетится на куски...

Белый чугун – разновидность чугуна, имеющая в изломе белый цвет и характерный металлический блеск. Углерод в нем содержится в виде цементита. Присутствие графита в белом чугуне визуально не обнаруживается и определяется лишь химическим путем. Нелегированный и легированный белый чугун обладают различным химическим составом. Легирование белого чугуна выполняется с целью повышения его износостойкости. Для этих целей применяются карбидообразующие элементы – хром, вольфрам, молибден и др...

Под работой стали на сжатие понимают работу на сжатие коротких элементов, которые не могут потерять устойчивость, т. е. получить изгиб на длине. Напряжение в сжатом элементе определяют так же, как и в растянутом...

По своей структуре низкоуглеродистая сталь является однородным кристаллическим телом, состоящим из зерен (кристаллов) феррита, занимающих почти весь объем стали, а также перлитовых и цементитовых включений между зернами феррита и по его граням.

В сварных узлах энергетических установок и различного химического оборудования довольно часто можно встретить сочетание нержавеющих высокохромистых сталей с углеродистыми или низколегированными. При этом высоколегированная сталь используется лишь на участках конструкции, непосредственно контактирующих с агрессивной средой.

Получение качественных сварных соединений из стали с такими, например, металлами, как Ti, Та, Nb, Mo, представляет собой весьма сложную задачу.

Применение комбинированных сварных узлов из стали и алюминия или его сплавов в конструкциях различного назначения (в судостроении, авиационной и химической промышленности, машиностроении, вагоностроении, кислородном аппаратостроении и пр.) весьма перспективно, так как этим достигается наибольшая эффективность работы конструкции при одновременном значительном снижении веса. Однако промышленного способа непосредственного соединения сваркой стали с алюминием или его сплавами пока нет. Существующие методы сварки обеспечивают прочность такого сварного соединения лишь на уровне прочности чистого алюминия.

Сварка стали с медью и ее сплавами, а также наплавка сплавов меди на сталь позволяют не только создать рациональные сварные конструкции, но и обеспечить значительную экономию цветного металла. Для оценки свариваемости стали с медью и ее сплавами следует прежде всего сопоставить между собой химико-физические свойства этих металлов.

При изготовлении аппаратов в химическом и нефтяном машиностроении возникает необходимость сваривать никель с низкоуглеродистой, а также с аустенитными хромоникелевыми сталями.

Легированными называют такие стали, в состав которых входят легирующие элементы, отсутствующие в углеродистой стали, или те же кремний и марганец, но в повышенном по сравнению с углеродистой сталью количестве.

Углеродистыми конструкционными сталями называются такие, в которых содержание углерода находится в пределах 0,1— 0,6%, а количество остальных примесей не превышает: Мn — 0,7%; Si — 0,4%; Р — 0,05%; S — 0,07%; O2— 0,05%.

Одним из важных технологических свойств металлов является их свариваемость, т. е. способность образовывать сварное соединение. Для разных видов сварки она может быть неодинаковой. Очень ценное свойство металла — хорошая свариваемость для нескольких видов сварки.

При рассмотрении литейных сплавов остановимся только на тех, которые используются в сварных или сварно-литых конструкциях. Кроме обычных технологических требований, как и для деформируемых сплавов (отсутствие горячих и холодных трещин, пористости, возможность дополнительной обработки резанием, свариваемость и т. п.), к литейным сплавам, что следует уже из их названия, предъявляются дополнительные требования — наличие оптимальных литейных свойств.

Вопросы теории жаропрочности алюминиевых сплавов следует рассматривать на основе достижений физики твердого тела в познании механизмов пластического деформирования и разрушения кристаллических тел в широком интервале температур. Другой стороной теории жаропрочности алюминиевых сплавов является изучение зависимости механических свойств сплавов от их состава и особенностей фазового и структурного состояния.

Металлы и сплавы по химическому составу делятся на цветные (медь, алюминий, свинец, бронза, латунь и др.) и черные (железо, сталь, чугун). В чистом виде металлы используются редко, а в основном - в виде сплавов.

Для того чтобы оценить качество материалов и изготовленных из них деталей,  поведение их в конкретных узлах, деталях и машинах  в изменяющихся условиях эксплуатации, для прогнозирования использования , ремонта и технической эксплуатации  машиностроительных и строительных конструкций необходимо знать их свойства. Это люди давно поняли. И человек в своей практической деятельности сначала на глаз и на ощупь, с помощью простейшего инструмента, а далее с использованием сложных приборов и методик   проверял качество предметов и продуктов труда.

У металлов  электроны на внешних оболочках имеют слабую связь с ядром, легко отрываются и могут свободно перемещаться между положительно заряженными ядрами. Следовательно, в металле положительно заряженные ионы окружены коллективизированными электронами. Так как эти электроны подвижны аналогично  частицам  газа,  то используется  термин «электронный газ».