Tecnologia de materiais estruturais (tkm). Propriedades de metais e ligas e seus testes

Classificação da liga

TECNOLOGIA DE MATERIAIS ESTRUTURAIS (TKM)

MTC- disciplina que estuda os métodos de obtenção de diversos metais e materiais não metálicos, bem como os métodos tecnológicos de conformação de blanks e peças por fundição, soldagem, tratamento por pressão e corte.

METAIS E SUAS LIGAS

Todos os elementos químicos atualmente conhecidos (mais de 100 itens) são divididos em metais e não metais de acordo com a totalidade de suas propriedades. Aproximadamente 80% do número total de elementos são metais. Alguns deles (arsênico, antimônio, etc.) às vezes são chamados de semimetais, pois de acordo com algumas propriedades podem ser atribuídos a metais e, de acordo com outras, a não-metais.

Metais (do grego metallon - minas, minas) - substâncias de origem inorgânica, muitas das quais têm um brilho característico, alta densidade, resistência e dureza, ductilidade, boa condutividade elétrica e térmica.

classificação de metais

Todos os metais existentes são convencionalmente divididos em ferrosos e não ferrosos.

Metais negros- o nome industrial do ferro e suas ligas (ferro fundido, aço, ferroligas, etc.). Os metais ferrosos representam mais de 90% do volume total utilizado na economia dos metais, sendo a maior parte composta por aços diversos.

Metais não ferrosos- todo o resto, por exemplo: K (potássio), Na (sódio), Ca (cálcio), Al (alumínio), Mg (magnésio); Ni (níquel), Cu (cobre), Pb (chumbo), Zn (zinco), Sn (estanho), W (tungstênio), Ti (titânio), Mo (molibdênio), V (vanádio), Nb (nióbio), Zr (zircônio), Au (ouro), Ag (prata), Pt (platina), etc.

Os metais não ferrosos, por sua vez, são divididos nos seguintes grupos:

- luz colorida, por exemplo: K (potássio), Na (sódio), Ca (cálcio), Al (alumínio), Mg (magnésio);

- cor pesada com densidade superior a 5 g / cm3, por exemplo: Ni (níquel) i, Cu (cobre), Pb (chumbo), Zn (zinco), Sn (estanho);

- nobre, por exemplo: Au (ouro), Ag (prata), Pt (platina);

- cru.

metais raros subdividem-se ainda em:

Refratário (com ponto de fusão acima de 1875°C), por exemplo: W (tungstênio), Ti (titânio), Mo (molibdênio), V (vanádio), Nb (nióbio), Zr (zircônio), Ta (tântalo);

Luz, por exemplo: Sr (estrôncio), Sc (escândio), Rb (rubídio), Cs (césio);

Radioativo, por exemplo: U (urânio); Ra (rádio), Ae (actinídio), Pd (paládio);

Terras raras, por exemplo: Ge (germânio), Ga (gálio), Hf (háfnio), In (índio), La (lantânio), Tl (tálio), Ce (cério), Re (rênio).

Classificação da liga

Metais tecnicamente puros têm baixa resistência e, portanto, seu uso é limitado. Na indústria, via de regra, são utilizadas ligas metálicas.

Uma liga (de metais) é um sistema sólido e líquido formado principalmente pela fusão de dois ou mais metais, bem como de metais com vários não metais. As ligas são um dos principais materiais de construção. Entre eles valor mais alto têm ligas à base de ferro e alumínio. Mais de 5 mil ligas são utilizadas em tecnologia.

De acordo com a natureza do metal (base), existem:

Carbono preto ou ferro ligas- aços, ferros fundidos (base - Fe);

colori ligas(base - metais não ferrosos), incl. :

  • ligas à base metais não ferrosos, como K (potássio), Na (sódio), Ca (cálcio), Al (alumínio), Mg (magnésio) são chamados de ligas leves não ferrosas;
  • à base de metais não ferrosos, como Ni (níquel) i, Cu (cobre), Pb (chumbo), Zn (zinco), Sn (estanho) são chamados de ligas não ferrosas pesadas;
  • à base de metais refratários como W (tungstênio), Ti (titânio), Mo (molibdênio), V (vanádio), Nb (nióbio), Zr (zircônio), etc. são chamadas de ligas refratárias;

- ligas metais radioativos (base - metais radioativos);

- ligas metais de terras raras (base - metais radioativos).

Dependendo do número de componentes principais que compõem a liga, existem ligas binárias (binárias) e complexas (triplas, quádruplas, etc.)

impurezas da liga.

Além dos componentes principais, a composição das ligas inclui impurezas:

Aleatório (cai na liga durante sua preparação);

Especial (introduzido na liga na forma de aditivos para dar-lhe as propriedades de desempenho necessárias)

A introdução de aditivos especiais na liga é chamada de liga, e o próprio aditivo é chamado de ligadura. Os componentes de uma ligadura podem ser tão elementos individuais(elementos de liga) e ligas desses elementos (por exemplo: ferroligas FeTi: FeV; FeCr, etc.).

Além disso, existem impurezas nocivas (S, P, O 2, H 2, N 2), que pioram as propriedades dos materiais, e úteis, que melhoram suas propriedades - (elementos de liga).

Estrutura de ligas.

Por estrutura, as ligas são divididas em soluções sólidas, misturas mecânicas e compostos químicos.

  1. Se os átomos dos componentes que compõem a liga tiverem pequenas diferenças no tamanho e na estrutura do invólucro de elétrons, eles, via de regra, formam um comum estrutura de cristal. Tal estrutura é chamada de solução sólida.
  2. Uma mistura mecânica é obtida quando os componentes da liga não podem formar uma rede comum e cada um deles cristaliza independentemente.
  3. Se durante a interação química dos componentes da liga uma nova substância for obtida, cujas propriedades diferem acentuadamente das propriedades dos componentes originais, essa liga é chamada de composto químico.

Todas as três estruturas podem estar presentes simultaneamente em uma liga.

Introdução

PARTE TEÓRICA

1. Ligas. Classificação das ligas. Aço.

2. O conceito de "vara". Barras de aço e suas características

3. Rigidez e resistência da haste.

PARTE PRÁTICA

1. Barras de aço usadas em engenharia mecânica.

2. Fatores que afetam a rigidez e resistência da haste.

Conclusão

Lista de literatura usada

INTRODUÇÃO

Relevância. Atualmente registrado um grande número de acidentes na indústria de engenharia, portanto, há uma necessidade especial de criar materiais duráveis ​​utilizados na composição de estruturas metálicas e equipamentos.

Alvo. Sugira maneiras de melhorar a resistência de uma barra de aço para a indústria de engenharia.

1. Considerar os conceitos de ligas e sua classificação e aprofundar as características do aço;

2. Estudar os varões e a sua estrutura, para compreender as características estruturais dos varões de aço;

3. Revelar as propriedades de resistência e rigidez da haste de aço;

4. Dê exemplos de barras de aço utilizadas na engenharia mecânica;

5. Investigue os fatores que afetam a resistência e rigidez da haste;

6. Sugira maneiras de melhorar a rigidez e resistência da haste.

Elaboração do tema: G. Bessemer dedicou-se ao estudo deste problema. No entanto, eles não estabeleceram quais elementos químicos, e em que quantidade, selecionar para desenvolver receita perfeita para haste de liga de aço.

Métodos de pesquisa: para estudar o objetivo, é necessário sistematizar e analisar os dados coletados material teórico, candidatar-se a trabalho de pesquisa equipamentos: máquina de tração, instrumentos microscópicos, instrumentos de medição (paquímetros), máquinas a laser, cálculos matemáticos.

Valores práticos: os resultados de nossa pesquisa podem ser aplicados nas atividades de produção da JSC NEFAZ, JSC TARGIN MECHANOSERVICE. Estrutura de trabalho: trabalho do curso contém dois capítulos__, tabelas_, figuras_, número total de páginas_

parte teórica

Ligas. Classificação das ligas. Aço

Liga é um material metálico macroscopicamente homogêneo que consiste em uma mistura de dois ou mais elementos químicos com predominância de componentes metálicos.

As ligas consistem em uma base (um ou mais metais), pequenos aditivos, elementos de liga e modificadores especialmente introduzidos na liga, bem como impurezas não removidas (naturais, tecnológicas e aleatórias).

As ligas são um dos principais materiais estruturais. Dentre elas, as ligas à base de ferro e alumínio são as de maior importância. Mais de 5 mil ligas são utilizadas em tecnologia.

Tipos de ligas:

De acordo com o método de fabricação de ligas, as ligas fundidas e em pó são diferenciadas. As ligas fundidas são obtidas pela cristalização de uma fusão de componentes mistos. Pó - pressionando uma mistura de pós, seguida de sinterização em alta temperatura. Os componentes de uma liga em pó podem ser não apenas pós de substâncias simples, mas também pós compostos químicos. Por exemplo, os principais componentes das ligas duras são carbonetos de tungstênio ou titânio.

De acordo com o método de obtenção de uma peça de trabalho (produto), distinguem-se ligas fundidas (por exemplo, ferros fundidos, silumins), forjadas (por exemplo, aços) e ligas em pó.

em sólido estado de agregação a liga pode ser homogênea (homogênea, monofásica - consiste em cristalitos do mesmo tipo) e heterogênea (heterogênea, multifásica) Uma solução sólida é a base da liga (fase matriz). A composição de fases de uma liga heterogênea depende de sua composição química. A liga pode conter: soluções sólidas intersticiais, soluções sólidas substitucionais, compostos químicos (incluindo carbonetos, nitretos, compostos intermetálicos) e cristalitos de substâncias simples.

Conclusão: assim, tendo estudado o material, chegámos à conclusão que as ligas são constituídas por uma base (um ou vários metais), pequenos aditivos, elementos de liga e modificadores especialmente introduzidos na liga, bem como impurezas (naturais, tecnológicas e aleatórias) que não foram removidos. De acordo com o método de fabricação de ligas, as ligas fundidas e em pó são diferenciadas. As ligas fundidas são obtidas pela cristalização de uma fusão de componentes mistos.

Na próxima seção, vamos nos deter nas características da haste de aço.

2. O conceito de "vara". Barras de aço e suas características

Núcleo - um objeto de forma cilíndrica alongada, geralmente feito de ferro; usado como suporte, parte axial ou principal de algo.

O vergalhão é um tipo de rolo de metal de alta qualidade, que são hastes de aço, amplamente utilizadas para reforçar estruturas de concreto armado. Malha, cordas, canais ou armações de metal também podem ser usados ​​como reforço de construção. Graças ao uso de reforço de aço, os produtos de concreto armado são caracterizados por maior resistência e durabilidade. Força, resistência à corrosão, tecnologia de fabricação - todos esses são os critérios pelos quais o reforço de construção de aço é dividido em tipos. informações físicas e características químicas Os fabricantes aplicam produtos na forma de marcações diretamente no próprio reforço de aço. Para determinar as principais características do produto, também é possível aplicar tinta nas pontas ou cauda das hastes.

MTC- disciplina que estuda os métodos de obtenção de diversos metais e materiais não metálicos, bem como os métodos tecnológicos de conformação de blanks e peças por fundição, soldagem, tratamento por pressão e corte.

Metais e suas ligas

Todos os elementos químicos atualmente conhecidos (mais de 100 itens) são divididos em metais e não metais de acordo com a totalidade de suas propriedades. Aproximadamente 80% do número total de elementos são metais. Alguns deles (arsênico, antimônio, etc.) às vezes são chamados de semimetais, pois de acordo com algumas propriedades podem ser atribuídos a metais e, de acordo com outras, a não metais.

Metais (do grego metallon - minas, minas) são substâncias de origem inorgânica, muitas das quais possuem brilho característico, alta densidade, resistência e dureza, ductilidade, boa condutividade elétrica e térmica.

classificação de metais

Todos os metais existentes são convencionalmente divididos em ferrosos e não ferrosos.

Metais negros - o nome industrial do ferro e suas ligas (ferro fundido, aço, ferroligas, etc.). Os metais ferrosos representam mais de 90% do volume total utilizado na economia dos metais, sendo a maior parte composta por aços diversos.

Metais não ferrosos - todo o resto, por exemplo: K (potássio), Na (sódio), Ca (cálcio), Al (alumínio), Mg (magnésio); Ni (níquel), Cu (cobre), Pb (chumbo), Zn ( zinco), Sn (estanho), W (tungstênio), Ti (titânio), Mo (molibdênio), V (vanádio), Nb (nióbio), Zr (zircônio), Au (ouro), Ag (prata), Pt ( platina) etc

Os metais não ferrosos, por sua vez, são divididos nos seguintes grupos:

- luz colorida, por exemplo: K (potássio), Na (sódio), Ca (cálcio), Al (alumínio), Mg (magnésio);

- cor pesada com densidade superior a 5 g / cm3, por exemplo: Ni (níquel) i, Cu (cobre), Pb (chumbo), Zn (zinco), Sn (estanho);

- nobre ex.:Au(ouro),Ag(prata),Pt(platina);

- cru.

metais raros subdividem-se ainda em:

Refratário (com ponto de fusão acima de 1875°C), por exemplo: W (tungstênio), Ti (titânio), Mo (molibdênio), V (vanádio), Nb (nióbio), Zr (zircônio), Ta (tântalo);

Luz, por exemplo: Sr (estrôncio), Sc (escândio), Rb (rubídio), Cs (césio);

Radioativos, por exemplo: U (urânio), Ra (rádio), Ae (actinídio), Pd (paládio);

Terras raras, por exemplo: Ge (germânio), Ga (gálio), Hf (háfnio), In (índio), La (lantânio), Tl (tálio), Ce (cério), Re (rênio).

Classificação da liga

Metais tecnicamente puros têm baixa resistência e, portanto, seu uso é limitado. Na indústria, via de regra, são utilizadas ligas metálicas.

Uma liga (de metais) é um sistema sólido e líquido formado principalmente pela fusão de dois ou mais metais, bem como de metais com vários não metais. As ligas são um dos principais materiais estruturais. Dentre elas, as ligas à base de ferro e alumínio são as de maior importância. Mais de 5 mil ligas são utilizadas em tecnologia.

De acordo com a natureza do metal (base), existem:

Carbono preto ou ferro ligas- aços, ferros fundidos (base - Fe);

colori ligas(base - metais não ferrosos), incl. :

    ligas à base de metais não ferrosos como K (potássio), Na (sódio), Ca (cálcio), Al (alumínio), Mg (magnésio) são chamadas de ligas não ferrosas leves;

    à base de metais não ferrosos, como Ni (níquel) i, Cu (cobre), Pb (chumbo), Zn (zinco), Sn (estanho) são chamados de ligas não ferrosas pesadas;

    à base de metais refratários como W(tungstênio), Ti(titânio), Mo(molibdênio), V(vanádio), Nb(nióbio), Zr(zircônio), etc. são chamadas de ligas refratárias;

- ligas metais radioativos (base - metais radioativos);

- ligas metais de terras raras (base - metais radioativos).

Dependendo do número de componentes principais que compõem a liga, existem ligas binárias (binárias) e complexas (triplas, quádruplas, etc.)

impurezas da liga.

Além dos componentes principais, a composição das ligas inclui impurezas:

Aleatório (cai na liga durante sua preparação);

Especial (introduzido na liga na forma de aditivos para dar-lhe as propriedades de desempenho necessárias)

A introdução de aditivos especiais na liga é chamada de liga, e o próprio aditivo é chamado de ligadura. Os componentes da ligadura podem ser elementos individuais (elementos de liga) e ligas desses elementos (por exemplo: ferroligas FeTi: FeV; FeCr, etc.).

Além disso, existem impurezas nocivas (S, P, O 2, H 2, N 2), que pioram as propriedades dos materiais, e úteis, que melhoram suas propriedades - (elementos de liga).

Sob metais tecnologia refere-se tanto a elementos químicos quanto a seus compostos (ligas), que se caracterizam por propriedades específicas: brilho metálico, alta condutividade elétrica e térmica, opacidade, capacidade de ser processado em estados quentes e frios (forjamento, laminação, soldagem, corte, etc.). Tais sinais de metais são determinados por suas ligações interatômicas eletrônicas e estrutura cristalina. mudando estrutura interna metais por processamento mecânico, térmico e também termomecânico, é possível alterar suas propriedades.

Todos os metais podem ser divididos em 2 grandes grupos- metais ferrosos e não ferrosos.

Metais negros(nome industrial do ferro e ligas à base dele) têm uma cor cinza prateada, alta densidade (exceto alcalino-terroso), Temperatura alta ponto de fusão, alta dureza; eles são caracterizados por polimorfismo.

De acordo com essas características, eles podem ser divididos em:

metais ferrosos- Fe, Co, Ni (os chamados ferromagnetos) e manganês próximos a eles em propriedades. Cobalto, níquel e manganês são freqüentemente usados ​​como aditivos para ligas de ferro;

metal de refração– metais cujo ponto de fusão é superior ao do ferro (ou seja, > 1539 0 C). São utilizados como aditivos para aços ligados, e também como base para as ligas correspondentes;

urânio metais usado para as necessidades de energia nuclear;

metais de terras raras– lantanídeos (lantânio, cério, zircônio, neodímio, etc.). Esses metais têm propriedades químicas muito semelhantes, mas propriedades físicas bastante diferentes (ponto de fusão, etc.). Eles são usados ​​como aditivos para ligas de outros elementos;

metais alcalinos terrestres no estado metálico livre são usados ​​em casos especiais, por exemplo, como refrigerantes em reatores nucleares.

Metais não ferrosos(nome industrial de todos os metais, exceto o ferro) possuem cor característica (vermelho, amarelo, branco), possuem alta ductilidade, baixa dureza e ponto de fusão relativamente baixo. Os metais não ferrosos podem ser divididos em grupos:

1. metais leves- alumínio, magnésio, titânio, berílio e ligas à base de alumínio e magnésio, que apresentam baixa densidade (até 5 g / cm 3).

2. Metais pesados– cobre, estanho, zinco, chumbo, cobalto e ligas à base de cobre com densidade superior a 5 g/cm 3 .

3. Metal de refração- vanádio, tungstênio, cobalto, molibdênio, titânio, etc., bem como ligas à base deles.

4. metais fusíveis- zinco, cádmio, mercúrio, índio, estanho, chumbo, bismuto, antimônio, etc. temperatura baixa Derretendo.

5. metais nobres- prata, ouro, metais do grupo da platina (platina, paládio, irídio, ródio, ósmio, rutênio). tenha um alto resistência à corrosão.

No aspecto histórico, o uso de metais começou com ouro (1 milhão de anos aC), prata (4 ... 6 mil anos aC), cobre. Então eles começaram a usar metais que são facilmente restaurados e podem ser processados, em particular, com aquecimento de temperatura [chumbo, estanho, ferro (3 mil anos aC)].

Atualmente, na construção, não são mais utilizados metais puros, mas ligas obtidas com base neles. Mais difundido receberam ligas baseadas em metais ferrosos (~94%) e insignificantemente - ligas de metais não ferrosos (Fig. 1.10).

A parte principal na fabricação e uso de metais e ligas ferrosas é o ferro (na forma de sua liga com carbono - aço). Então, de acordo com Instituto Internacional ferro e aço (IISI), em 2006 o volume da produção siderúrgica mundial foi de 1.239,5 milhões de toneladas, 65,3% superior ao total dos indicadores mundiais de uma década atrás e 45,7% a mais do que há cinco anos. Ao mesmo tempo, o mais crescimento significativo nos últimos dez anos, tem sido celebrado na Ásia, em particular na China. Assim, em 1996, a China produziu 101,2 milhões de toneladas de aço; em 2001, esse número aumentou 49,1% e atingiu 150,9 milhões de toneladas; em 2006, a China produziu 418,8 milhões de toneladas de aço - assim, em apenas dez anos, a produção de aço na China aumentou 313,8%. A participação da China na produção mundial de aço também aumentou sensivelmente, atingindo em 2006 33,8% da produção mundial total.

Arroz. 1.10. Classificação de metais e ligas

Em 2006, os três maiores produtores de aço foram China (418,8 milhões de toneladas), Japão (116,2 milhões de toneladas) e Estados Unidos (98,5 milhões de toneladas). Os dez maiores países produtores de aço do mundo também incluem a Rússia (70,6 milhões de toneladas), Coreia do Sul(48,4 milhões de toneladas), Alemanha (47,2 milhões de toneladas), Índia (44,0 milhões de toneladas), Ucrânia (40,8 milhões de toneladas), Itália (31,6 milhões de toneladas), Brasil (30,9 milhões de toneladas).

Porcentagem de uso significativa metais ferrosos e ligas, em especial tornar-se, Conectado com uma rara combinação propriedades úteis : alta resistência, ductilidade, tenacidade, capacidade de ser processado por perfuração, aplainamento, soldagem, corte e etc, custo relativamente baixo(por exemplo, o custo relativo do ferro - 1; alumínio - 6; cobre - 8; titânio - 160; prata - 290; ouro - 11.000; platina - 27.000), facilidade(que é entendido como a relação entre a densidade e a resistência calculada ), impermeabilidade a gases e líquidos, alta resistência elétrica- E condutividade térmica.

O aço também tem várias desvantagens; em geral para grandes desvantagens aços incluem: baixa resistência à corrosão, baixa resistência ao fogo.

Não protegido da ação da umidade atmosférica, e às vezes (o que é importante para regiões industriais) a atmosfera contaminada com gases agressivos, aço corrói(oxidado), o que gradualmente leva à sua destruição completa. No condições adversas isso pode acontecer em dois ou três anos. Embora as ligas de alumínio sejam significativamente mais resistentes à corrosão, elas também sofrem corrosão sob condições adversas. O ferro fundido resiste bem à corrosão.

Maior resistência à corrosão estruturas de açoé obtido através da inclusão de elementos de liga especiais em aço, revestimento periódico de estruturas com filmes protetores (vernizes, tintas, etc.), revestimento de elementos estruturais durante sua fabricação com revestimentos protetores, em particular metais com alta resistência à corrosão (galvanização), bem como escolhendo uma forma estrutural racional dos elementos (sem rachaduras e cavidades onde umidade e poeira podem se acumular), conveniente para limpeza e proteção (é aconselhável soldar as estruturas soldadas em todo o perímetro para evitar o aparecimento e desenvolvimento de corrosão em fresta).

Baixa resistência ao fogo. Para o aço a uma temperatura de 200 0 C, o módulo de elasticidade começa a diminuir, em t = 600 0 C, o aço passa quase completamente para o estado plástico. As ligas de alumínio passam para o estado plástico já a uma temperatura de t = 300 0 C. Portanto, as estruturas metálicas de edifícios perigosos em termos de incêndio (armazéns com materiais combustíveis ou inflamáveis, edifícios residenciais e públicos), bem como aquelas operados em condições de maior geração de calor (lojas de forno aberto) devem ser protegidos por revestimentos resistentes ao fogo (concreto, cerâmica, misturas especiais, etc.).

Várias disciplinas científicas (materiais e ciência dos metais, física, química) estudam as propriedades e características dos metais. Existe uma classificação geralmente aceita. No entanto, cada uma das disciplinas em seu estudo conta com parâmetros especializados especiais que estão no campo de seus interesses. Por outro lado, todas as ciências que estudam metais e ligas aderem ao mesmo ponto de vista de que existem dois grupos principais: os negros e os não ferrosos.

sinais de metais

Existem as seguintes propriedades mecânicas principais:

  • Dureza - determina a capacidade de um material resistir à penetração de outro, mais duro.
  • A fadiga é a quantidade e o tempo de impactos cíclicos que um material pode suportar sem alterar sua integridade.
  • Força. Consiste no seguinte: se você aplicar uma carga dinâmica, estática ou alternada, isso não levará a uma alteração na forma, estrutura e dimensões, violação da integridade interna e externa do metal.
  • A plasticidade é a capacidade de manter a integridade e a forma resultante durante a deformação.
  • Elasticidade é uma deformação sem quebrar a integridade sob a influência de certas forças, e também depois de se livrar da carga, a capacidade de retornar à sua forma original.
  • Resistência a rachaduras - influenciada forças externas eles não são formados no material e a integridade externa também é mantida.
  • Resistência ao desgaste - a capacidade de manter a integridade externa e interna durante o atrito prolongado.
  • Viscosidade - mantendo a integridade sob estresse físico crescente.
  • Resistência ao calor - resistência à mudança de tamanho, forma e destruição quando exposto a altas temperaturas.

classificação de metais

Os metais incluem materiais que possuem uma combinação de propriedades mecânicas, tecnológicas, operacionais, físicas e químicas:

  • mecânica confirmar a capacidade de resistir à deformação e destruição;
  • evidência tecnológica da capacidade de tipo diferente em processamento;
  • operacionais refletem a natureza da mudança durante a operação;
  • química mostra interação com várias substâncias;
  • os físicos indicam como o material se comporta em diferentes campos - térmico, eletromagnético, gravitacional.

De acordo com o sistema de classificação de metais, todos os materiais existentes são divididos em dois grupos de volume: preto e não ferroso. As propriedades tecnológicas e mecânicas também estão intimamente relacionadas. Por exemplo, a resistência de um metal pode ser o resultado de um processamento adequado. Para esses fins, são utilizados os chamados endurecimento e "envelhecimento".

As propriedades químicas, físicas e mecânicas estão intimamente interligadas, uma vez que a composição do material determina todos os seus outros parâmetros. Por exemplo, os metais refratários são os mais fortes. As propriedades que se manifestam em repouso são chamadas de físicas e sob influência externa - mecânicas. Existem também tabelas para classificação de metais por densidade - componente principal, tecnologia de fabricação, ponto de fusão e outros.

Metais negros

Os materiais pertencentes a este grupo têm as mesmas propriedades: densidade impressionante, alto ponto de fusão e cor cinza escuro. Os seguintes pertencem ao primeiro grande grupo de metais ferrosos:


Metais não ferrosos

O segundo maior grupo possui baixa densidade, boa ductilidade, baixo ponto de fusão, cores predominantes (branco, amarelo, vermelho) e é composto pelos seguintes metais:

  • Pulmões - magnésio, estrôncio, césio, cálcio. Na natureza, eles são encontrados apenas em compostos fortes. Eles são usados ​​para obter ligas leves para diversos fins.
  • Nobre. Exemplos de metais: platina, ouro, prata. São altamente resistentes à corrosão.
  • Fusível - cádmio, mercúrio, estanho, zinco. Eles têm um baixo ponto de fusão, estão envolvidos na produção de várias ligas.

A baixa resistência dos metais não ferrosos não permite sua utilização em forma pura Portanto, na indústria eles são usados ​​na forma de ligas.

Cobre e ligas de cobre

Em sua forma pura, apresenta coloração rosa-avermelhada, baixa resistividade, baixa densidade, boa condutividade térmica, excelente ductilidade e resistência à corrosão. Achados ampla aplicação como um guia corrente elétrica. Para necessidades técnicas, são utilizados dois tipos de ligas de cobre: ​​latão (cobre com zinco) e bronze (cobre com alumínio, estanho, níquel e outros metais). O latão é utilizado para a fabricação de chapas, fitas, tubos, fios, conexões, buchas, rolamentos. Molas planas e redondas, membranas, vários acessórios, engrenagens sem-fim são feitas de bronze.

Alumínio e ligas

Este metal muito leve, de cor branca prateada, possui alta resistência à corrosão. Tem boa condutividade elétrica e ductilidade. Devido às suas características, tem encontrado aplicação nas indústrias alimentícia, leve e elétrica, bem como na construção de aeronaves. As ligas de alumínio são muito utilizadas na engenharia mecânica para a fabricação de peças críticas.

Magnésio, titânio e suas ligas

O magnésio é resistente à corrosão, mas não há metal mais leve usado para necessidades técnicas. Basicamente, é adicionado a ligas com outros materiais: zinco, manganês, alumínio, que são perfeitamente cortados e bastante resistentes. Os corpos das câmeras, vários instrumentos e motores são feitos de ligas com magnésio de metal leve. O titânio encontrou sua aplicação na indústria de foguetes, bem como na engenharia mecânica para a indústria química. As ligas contendo titânio têm baixa densidade, excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Eles se prestam bem ao tratamento de pressão.

Ligas antifricção

Essas ligas são definidas para aumentar a vida útil das superfícies de fricção. Eles combinam as seguintes características do metal - boa condutividade térmica, baixo ponto de fusão, microporosidade, baixo coeficiente de atrito. Ligas antifricção incluem ligas à base de chumbo, alumínio, cobre ou estanho. Os mais usados ​​incluem:

  • baby. É feito de chumbo e estanho. Utilizado na produção de bronzinas que operam em altas velocidades e sob cargas de choque;
  • ligas de alumínio;
  • bronze;
  • materiais cermet;
  • ferro fundido.

metais macios

De acordo com o sistema de classificação dos metais, são ouro, cobre, prata, alumínio, mas entre os mais macios estão o césio, sódio, potássio, rubídio e outros. O ouro é altamente disperso na natureza. Está dentro água do mar, o corpo humano, e também pode ser encontrado em quase todas as peças de granito. Em sua forma pura, o ouro é amarelo com um toque de vermelho, já que o metal é macio - pode ser arranhado até com a unha. Influenciado ambiente o ouro degrada-se rapidamente. Este metal é indispensável para contatos elétricos. Apesar de a prata ser vinte vezes mais que o ouro, também é rara.

Usado para fazer utensílios de mesa, joia. O sódio de metal leve também se espalhou e é procurado em quase todas as indústrias, incluindo a indústria química para a produção de fertilizantes e anti-sépticos.

O metal é o mercúrio, embora esteja em estado líquido, por isso é considerado um dos mais macios do mundo. Este material é utilizado nas indústrias de defesa e química, agricultura, Engenharia elétrica.

metais duros

Na natureza, praticamente não existem metais mais duros, por isso é muito difícil extraí-los. Na maioria dos casos, eles são encontrados em meteoritos caídos. O cromo pertence aos metais refratários e é o mais duro dos mais puros do nosso planeta, além disso, é facilmente usinado.

Wolfram é Elemento químico. É considerado o mais duro quando comparado com outros metais. Tem um ponto de fusão extremamente alto. Apesar de sua dureza, qualquer detalhe desejado pode ser forjado a partir dele. Devido à sua resistência ao calor e flexibilidade, é o material mais adequado para a fundição de pequenos elementos utilizados em luminárias. O metal refratário tungstênio é a principal substância das ligas pesadas.

Metais em energia

Metais contendo elétrons livres e íons positivos são considerados bons condutores. Este é um material bastante popular, caracterizado por plasticidade, alta condutividade elétrica e capacidade de doar elétrons facilmente.

São utilizados na fabricação de fios de energia, radiofrequência e especiais, peças para instalações elétricas, máquinas e eletrodomésticos. Os líderes no uso de metais para a fabricação de cabos são:

  • chumbo - para maior resistência à corrosão;
  • cobre - para alta condutividade elétrica, facilidade de processamento, resistência à corrosão e resistência mecânica suficiente;
  • alumínio - para baixo peso, resistência à vibração, resistência e ponto de fusão.

Categorias de metais secundários ferrosos

Existem certos requisitos para resíduos de metais ferrosos. Para enviar ligas para fornos de aço, algumas operações de processamento serão necessárias. Antes de enviar uma solicitação de transporte de resíduos, você deve se familiarizar com o GOST de metais ferrosos para determinar seu custo. A sucata secundária preta é classificada em aço e ferro fundido. Se aditivos de liga estiverem presentes na composição, ela é classificada como categoria "B". A categoria "A" inclui carbono: aço, ferro fundido, aditivos.

Metalúrgicos e trabalhadores de fundição, devido à base limitada de matérias-primas primárias, estão mostrando um interesse ativo em matérias-primas secundárias. A utilização de sucata ferrosa em vez de minério metálico é uma solução de economia de recursos e energia. O metal ferroso secundário é usado como um resfriador de fundição do conversor.

A gama de aplicações para metais é incrivelmente ampla. Preto e colorido são usados ​​sem limites nas indústrias de construção e máquinas. Não prescinda de metais não ferrosos e em indústria de energia. Raros e preciosos são usados ​​para fazer joias. Ambos os metais não ferrosos e ferrosos são usados ​​na arte e na medicina. É impossível imaginar a vida de uma pessoa sem eles, desde utensílios domésticos até instrumentos e aparelhos únicos.