Металопрокат: групи, фізичні властивості

Металопрокат створюється з різних сплавів, які можна розділити на дві групи:

  1. Чорні метали. Сюди входить залізо і сплави, основним компонентом яких виступає залізо.
  2. Кольорові метали. У цю групу входить мідь, алюміній, олово, свинець, золото та їх сплави.

Всі метали і сплави мають кристалічну структуру. Кожен кристал володіє конкретною формою. Коли сплав застигає, молекули створюють особливу структуру у формі міцної решітки. Якщо провести лінії між кожним атомом такої заготовки, то можна отримати грати з паралелепіпедів.

Особливості атомної структури металів

Атоми заліза утворюють решітку з квадратів, периметр цих квадратів дуже маленький. Якщо ці компоненти з’єднуються, то виходить зерно. Всі метали і сплави, які застосовуються для створення деталей, складаються з величезної кількості зерен (мають зернову структуру).

Кристалічну структуру металу і сплаву можна побачити за допомогою рентгенівського обладнання. Таким чином можна побачити розташування компонентів кристалічної решітки і навіть визначити відстань між ними.

Відстань між атомами всередині таких грат надзвичайно мало – воно змінюється за допомогою ангстремів.

Що відбувається, коли змінюється структура решітки металу?

Всередині деяких металів решітка змінює стан. Це явище називається аллотропією. До цієї групи металів відноситься залізо, нікель, вольфрам та інші. Коли кристалічна решітка змінює структуру, то фізичні властивості металу також змінюються. Якщо нагріти залізо до температури в 770 градусів С, то воно матиме об’ємний і центрований вид решітки, яка має магнітні властивості (притягує сталеві і залізні деталі).

Якщо нагріти до температури 1400 градусів, то структура стане гранецентрированою, а магнітні властивості зникнуть. Якщо підняти температуру вище 1400 градусів, то решітка знову стане об’ємною і центрованою.

Перетворення структури решітки відбувається стрибками.

На що потрібно звернути увагу в процесі вибору металу?

В процесі металообробки слід брати до уваги показник міцності, пластичності та інші характеристики металу. Рішення приймається на основі атомної структури виробу. Тверде тіло зберігає властивості за рахунок тяжіння атомів. Силу тяжіння можна розрахувати.

Якщо порівняти підрахунки з фізичними властивостями, то показник міцності металевого виробу завжди в десятки разів нижче теоретичних підрахунків. Дріт із заліза повинен мати міцність на розрив в 1 тонну, проте він навряд чи витримає вантаж в 40 кг. Причинами цього є дефекти в структурі металу, особливості будови зерна, кордону, наявність добавок і інші фактори.

На основі вимог, які пред’являються до металу, що відправлений на обробку, проводиться перевірка його механічних можливостей. На основі результатів перевірки виноситься рішення, чи відповідає заготівля вимогам замовника та чи може вона застосовуватися для певних цілей. Важливо вибрати якісну сировину, в якому буде міститися мінімальна кількість домішок, адже саме вони на молекулярному рівні змінюють фізичні властивості металу.