2015-04-20
493
Термическая обработка стали. Термической обработкой называется процесс, заключающийся в нагреве металла до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с той или иной скоростью. В результате такого процесса не изменяется химический состав металла, но меняются его структура и механические свойства.Структуру металла (его строение) можно определить по излому. На поверхности излома видно большое количество зерен, связанных между собой. Каждое такое зерно состоит из мельчайших частиц — атомов, которые, располагаясь в определенном порядке, образуют кристаллическую решетку.
Химико-термическая обработка.
Химико-термическая обработка применяется для изменения химического состава и свойств поверхностей — твердости, износоустойчивости и коррозионной стойкости. Достигается это внедрением (диффузией) определенных элементов из внешней среды в поверхностный слой металла.
К химико-термической обработке стали относятся:
- цементация,
- азотирование,
- цианирование,
- алитирование.
27) Применение металла в строительстве. Металлы, применяемые в строительстве, разделяются на две группы: черные и цветные. Черные металлы представляют собой сплав железа с углеродом. Кроме углерода черные металлы в небольшом количестве могут содержать кремний, марганец, фосфор, серу и другие химические элементы. Для придания черным металлам специфических свойств к ним добавляют некоторые так называемые легирующие вещества — медь, никель, хром и др. Черные металлы в зависимости от содержания углерода подразделяют на чугуны и стали.
28) Цветные металлы. К цветным относят все металлы и сплавы, кроме железа, которое вместе со своими сплавами составляют группу металлов черных. Такое название металлы получили благодаря цвету некоторых представителей этой группы. Например, медь имеет красный оттенок. Добыча цветного металла – занятие дорогостоящее, поскольку встречаются они гораздо реже черных. Однако добывать их не перестают, т.к. их уникальные свойства в природе больше нигде не встречаются. При смешивании цветных металлов получают сплавы, свойства которых значительно лучше, чем самих металлов.Все цветные металлы можно разделить на следующие группы: тяжелые металлы, к которым относят цинк, свинец, медь, олово, никель; легкие – в эту группу входят титан, бериллий, кальций, алюминий и другие; благородные металлы – платина, золото, серебро; малые – сурьма, мышьяк, кобальт; тугоплавкие – ванадий, хром, цирконий, редкоземельные – скандий, гольмий, тулий, а также рассеянные и радиоактивные металлы. Цветной металл в промышленности подвергают различным видам механической обработки, а также воздействуют на него давлением. Процессы, производимые над цветным металлом, включают ковку, штамповку, прессование, резание, прокатку, сварку, пайку. Цветной металл также обрабатывают термически, чтобы изменить химические, физические, механические свойства, что позволит использовать их сплавы в различных сферах. Чаще всего цветной металл используют в промышленности, а именно в электронике, электропромышленности, ракето- и самолетостроении. Космическая и атомная техника тоже не сможет обойтись без применения сплавов цветных металлов. Из них изготавливают детали, проволоку, прутки, листы, фольгу и т.д. Также цветной металл служит средством для производства изделий с помощью метода порошковой металлургии, красок и может быть использован в качестве антикоррозийного покрытия.Значение цветных металлов сложно переоценить, работы по его добыче ведутся постоянно, кроме того, цветной металл подвергается переработке, т.е. так или иначе, возвращается в промышленность в виде новых литых деталей или полуфабрикатов. Такая система переработки позволяет значительно экономить ресурсы нашей планеты.
Коррозия металлов. самопроизвольное физико-химическое разрушение и превращение полезного металла в бесполезные химические соединения. Большинство компонентов окружающей среды, будь то жидкости или газы, способствуют коррозии металлов; постоянные природные воздействия вызывают ржавление стальных конструкций, порчу корпусов автомобилей, образование питтингов (ямок травления) на хромированных покрытиях и т.д.
Сортамент стали. Стальные слитки – полуфабрикат, из которого получают необходимые изделия. В основном применяют обработку стали давлением: металл под действием приложенной силы деформируется, сохраняя приобретенную форму. Для облегчения обработки сталь часто предварительно нагревают. Различают следующие виды обработки металла давлением: прокатка, прессование, волочение, ковка, штамповка. Наиболее распространенный метод обработки – прокатка. При прокатке стальной слиток пропускают между вращающимися валками прокатного стана, в результате чего заготовка обжимается, вытягивается и приобретает заданную форму. Прокатывают сталь в холодном состоянии. Сортамент стали горячего проката – сталь круглая, квадратная, полосовая, уголковая равнобокая и неравнобокая, швеллеры, двутавровые балки, шпунтовые сваи, трубы, арматурная сталь гладкая и периодического профиля и др. При волочении заготовка последовательно протягивается через отверстия (фильеры) размером меньше сечения заготовки, вследствие чего заготовка обжимается и вытягивается. При волочении в стали появляется так называемый наклеп, который повышает ее твердость. Волочение стали обычно производят в холодном состоянии, и получают изделия заданных профилей с чистой и гладкой поверхностью. Способом волочения изготовляют проволоку, трубы малого диаметра, а также прутки круглого, квадратного и шестиугольного сечения. Ковка – обработка раскаленной стали повторяющимися ударами молота для придания заготовке заданной формы. Ковкой изготовляют разнообразные стальные детали (болты, анкеры, скобы и т. д.). Штамповка – разновидность ковки, при которой сталь, растягиваясь под ударами молота, заполняет форму штампа. Штамповка может быть горячей и холодной. Этим способом можно получать изделия очень точных размеров.
31) Чугун. Его свойства. Производство. Чугу́н — сплав железа с углеродом с содержанием более 2,14 % (точка эвтектического превращения на диаграмме состояний). Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Как правило, чугун хрупок.
Чугун — дешевый машиностроительный материал, обладающий хорошими литейными качествами. Он является сырьем для выплавки стали. Получают чугун из железной руды с помощь топлива и флюсов.
Получение чугуна — сложный химический процесс. Он состоит из трех стадии: восстановления железа из окислов, превращения железа в чугун и шлакообразования. Подробно этот процесс рассматривается в курсе химии.
Свойства чугуна зависят главным образом от содержания в нем углерода и других примесей, неизбежно входящих в его состав: кремния (до 4,3%), марганца (до 2%), серы (до 0,07%) и фосфора (до 1,2%).
Углерод — один из главных элементов в чугуне. В зависимости от количества и состояния входящего в сплав углерода получаются те или иные сорта чугуна. С железом углерод соединяется двояко: в жидком чугуне углерод находится в растворенном состоянии, а в твердом — в химически связанном с железом или в виде механической примеси в форме мелких пластинок графита.
