Металдардың құрылысы, қасиеттері және оларды сынау әдістері

Дәріс 1-2

Тақырыбы: Металдардың құрылысы, қасиеттері және оларды сынау әдістері

1. Металдардың құрылымы мен қасиеттері

Металдар-белгілі бір қасиеттер жиынтығымен сипатталатын Құрылымдық материалдардың бір класы:

Металдардың физикалық қасиеттеріне тығыздық, балқу температурасы, түс, жылтыр, мөлдірлік, жылу өткізгіштік, электр өткізгіштік, жылу кеңеюі жатады. Тығыздығы бойынша металдар жеңіл (3000 кг/м3 дейін) және ауыр (6000 кг/м3 және одан жоғары); балқу температурасы бойынша — тез балқитын (973 К дейін) және баяу балқитын (1173 К жоғары) болып бөлінеді. Әрбір металл немесе қорытпаның өзіне тән белгілі бір түсі бар.

Беріктік-белгілі бір жағдайларда және шектерде металдың белгілі бір әсерлерді, жүктемелерді бұзбай қабылдау қабілеті. Бұл қасиет өнімдерді өндіруде және жобалауда, белгілі бір металды, қорытпаны таңдауда ескеріледі. Металл бұзылмай тұра алатын ең үлкен кернеу беріктік шегі немесе уақытша сыну кедергісі деп аталады. Беріктікті өлшеуге арналған үлгілер арнайы жыртылатын машинада сыналады, ол біртіндеп өсіп келе жатқан күшпен үлгіні толығымен жыртылғанға дейін созады.

Серпімділік-деформацияны тудырған сыртқы күштердің әрекеті тоқтағаннан кейін металдың пішінін қалпына келтіру қасиеті. Металл бастапқы пішініне оралған ең үлкен кернеу серпімділік шегі деп аталады. Егер жүктеменің одан әрі жоғарылауымен кернеу серпімділік шегінен асып кетсе және үлгіні түсіргеннен кейін ұзарту сақталса, бұл жағдай қалдық ұзарту деп аталады. Әрі қарай, кірістілік шегі келеді, яғни. үлгі жүктемені арттырмай ұзартуды жалғастырады.

Икемділік-сыртқы күштердің әсерінен металдың пішіні мен мөлшерін бұзбай өзгерту және осы күштерді жойғаннан кейін қалдық (пластикалық) деформацияларды сақтау қасиеті. Бұл қасиет жарылғыш машинада да анықталады және өлшенеді. Алтын, күміс, платина және олардың қорытпалары жоғары икемділікке ие. Мыс, алюминий, қорғасын аз икемді. Металдардың Бұл қасиеті басу және штамптау өндірісінде, сурет салуда, илемдеуде үлкен маңызға ие.

Қаттылық-металдардың сыртқы жүктеме әсерінен оларға басқа дененің енуіне қарсы тұру қасиеті, оны кесу арқылы металдарды өңдеуге арналған құралдарды таңдағанда ескеру қажет. Мысалы, тиісті кескішті немесе бұрғылауды таңдау үшін өңделген металдың қаттылығын білу маңызды. Металдардың қаттылығын сынау арнайы құрылғыларда-қатты метрлерде жүргізіледі.

Төзімділік-металдардың қайталанатын жүктемелерге қарсы тұру қасиеті. Температура жағдайлары металдардың механикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді: қызған кезде олардың беріктігі төмендейді, ал икемділігі артады; салқындаған кезде кейбір металдар сынғыш болады, мысалы, кейбір маркалы болат, мырыш және оның қорытпалары. Алюминий мен мыс сынғыш емес.

Сынғыштық-кейбір металдар сынғыштыққа ие және қалыпты жағдайда сұр шойын мысал бола алады. Өнімдерді өндіруде металдардың өңдеуге қабілеттілігі ескеріледі, яғни олардың технологиялық қасиеттері, мысалы, икемділік, сұйықтық сыйымдылығы, құю шөгуі, дәнекерлеу, агломерация, кесу арқылы өңдеу және басқалары.

Соғу-металдардың соғуға және қысыммен өңдеудің басқа түрлеріне (илектеу, престеу, созу, штамптау) ұшырау қабілеті. Металдар суық (алтын, күміс, мыс), сондай-ақ ыстық (болат) болуы мүмкін.

Тозуға төзімділік-материалдың сыртқы үйкеліс әсерінен беткі бұзылуға қарсы тұру қабілеті.

Коррозияға төзімділік - материалдың агрессивті қышқыл, сілтілі ортаға қарсы тұру қабілеті.

Ыстыққа төзімділік-бұл материалдың жоғары температурада газ ортасында тотығуға қарсы тұру қабілеті.

Ыстыққа беріктігі-бұл материалдың жоғары температурада өз қасиеттерін сақтау қабілеті.

Суыққа төзімділік - материалдың теріс температурада пластикалық қасиеттерін сақтау қабілеті.

Антифрикционалдылық-материалдың басқа материалға үйрену қабілеті.

Сұйық сұйықтық-балқытылған металдың құю формасын толтыру қасиеті. Мырыш және оның қорытпалары, шойын, қола, қалайы, силумин (кремниймен алюминий қорытпасы), жез, кейбір магний қорытпалары жоғары сұйықтыққа ие. Төмен сұйықтық құрамында Болат, қызыл мыс, таза күміс бар.

Құю шөгуі-сұйық күйден қатты күйге ауысқан кезде металл көлемінің төмендеуі. Мұны Құю қалыптарын жасау кезінде ескеру қажет. Құю әрқашан пішін жасалған модельден аз болады. Құю үшін үлкен шөгуі бар металдар іс жүзінде қолданылмайды.