Металлопрокат: группы, физические характеристики

Металлопрокат создаётся из различных сплавов, которые можно разделить на две группы:

  1. Чёрные металлы. Сюда входит железо и сплавы, основным компонентом которых выступает железо.
  2. Цветные металлы. В эту группу входит медь, алюминий, олово, свинец, золото их сплавы.

Все металлы и сплавы имеют кристаллическую структуру. Каждый кристалл обладает конкретной формой. Когда сплав застывает, молекулы создают особую структуру в форме прочной решётки. Если провести линии между каждым атомом такой заготовки, то можно получить решётку из параллелепипедов.

Особенности атомной структуры металлов

Атомы железа создают решетку из квадратов – периметр этих квадратов очень маленький. Если эти компоненты соединяются, то получается зерно. Все металлы и сплавы, которые применяются для создания деталей, состоят из огромного количества зёрен.

Кристаллическую структуру металла и сплава можно увидеть с помощью рентгеновского оборудования. Таким образом можно увидеть расположение компонентов кристаллической решётки и даже определить расстояние между ними.

Расстояние между атомами внутри такой решётки чрезвычайно мало – оно изменяется с помощью ангстремов.

Что происходит, когда меняется структура решётки металла?

Внутри некоторых металлов решётка меняет состояние. Это явление называется аллотропией. К этой группе металлов относится железо, никель, вольфрам и другие. Когда кристаллическая решётка меняет структуру, то физические свойства металла также изменяются. Если нагреть железо до температуры в 770 градусов С, то оно будет иметь объёмный и центрированный вид решётки, которая обладает магнитными свойствами (притягивает стальные и железные детали).

Если нагреть до температуры 1400 градусов, то структура станет гранецентрированной, а магнитные свойства исчезнут. Если поднять температуру выше 1400 градусов, то решётка снова станет объёмной и центрированной.

Преобразование структуры решётки происходит скачками.

На что нужно обратить внимание в процессе выбора металла?

В процессе металлообработки следует принимать во внимание показатель прочности, пластичности и другие характеристики металла. Решение принимается на основе атомной структуры изделия. Твёрдое тело сохраняет свойства за счёт притяжения атомов. Силу притяжения можно рассчитать.

Если сравнить подсчёты с физическими свойствами, то показатель прочности металлического изделия всегда в десятки раз ниже теоретических подсчётов. Проволока из железа должна иметь прочность на разрыв в 1 тонну, однако она вряд ли выдержит груз в 40 кг. Причинами этому являются дефекты в структуре металла, особенности строения зерна, границы, наличие добавок и другие факторы.

Принимая по внимание требования, которые предъявляются к металлу, отправленному на обработку, производится проверка его механических возможностей. На основе результатов проверки выносится решение, соответствует ли заготовка требованиям заказчика и может ли она применяться для определённых целей. Важно выбрать качественное сырьё, в котором будет содержаться минимальное количество примесей, ведь именно они на молекулярном уровне изменяют физические свойства металла.