Лекция № 5

Тема: Физические, химические, технологические свойства металлов.

Цель: рассмотреть физические, химические, технологические свойства металлов.

Основные понятия:

• Удельный вес

• Теплопроводность

• Температура плавления

• Коррозионая стойкость

• Растворимость

• Жидкотекучесть

• Усадка

• Ликвидация

• Ковкость

План лекции:

1. Физические свойства.

2. Химические свойства.

3. Технологические свойства.

4. Эксплуатационные свойства.

5. Вывод.

1. Физические свойства.

К этим свойствам относятся: цвет, удельный вес, теплопроводность, электропроводность, температура плавления, расширение при нагревании.

Цвет металла или сплава является одним из признаков, позволяющих судить о его свойствах.

При нагреве по цвету поверхности металла можно примерно определить, до какой температуры он нагрет, что особо важно для сварщиков. Однако некоторые металлы (алюминий) при нагреве не меняют цвета.

Поверхность окисленного металла имеет иной цвет, чем неокисленного.

Удельный вес — вес одного кубического сантиметра вещества, выраженный в граммах. Например, углеродистая сталь имеет удельный вес, равный 7,8 г/см3. В авто- и авиастроении вес деталей является одной из важнейших характеристик, поскольку конструкции должны быть не только прочными, но и легкими. Чем больше удельный вес металла, тем более тяжелым (при равном объеме) получается изделие.

Теплопроводность — способность металла проводить тепло — измеряется количеством тепла, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1 см2 за 1 мин. Чем больше теплопроводность, тем труднее нагреть кромки свариваемой детали до нужной температуры.

Температура плавления — температура, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. Чистые металлы плавятся при одной постоянной температуре, а сплавы — в интервале температур.

Из всех известных металлов при стандартных условиях в жидком состоянии находится только Hg (ртуть) (t = -39,2⁰С). Наиболее легкоплавкими из них являются Cs (цезий) (28,5⁰C); Ca (кальций) (29,78⁰C); и Rb (рубидий) (39⁰C).

Плотность металлов. Она определяется типом кристаллической решетки металла и радиусом его атома. Чем больше радиус атома металла, тем меньше его плотность. Наименьшие объемы (следовательно, наибольшую плотность) имеют атомы, расположенные в середине периодов: - Co (кобальт), Ni (никель), Cu (медь) (4 период); Ru (рутений), Rh (родий), Pd (палладий) (5 период); Os (осмий), Ir (иридий), Pt (платина) (6 период). Условно металлы подразделяют на легкие - r < 5000 кг/м³ (5 г/см³) и тяжелые r > 5000 кг/м³ (5 г/см³). К легким металлам относят щелочные, щелочноземельные металлы, бериллий, магний, алюминий, скандий, иттрий и титан; к тяжелым - все остальные.

Таблица №1

Плотность и температура плавления некоторых металлов.

Название	Атомный вес	Плотность, г/см 3	Температура плавления, C
Легкие металлы.
Литий (Li)	6,939	0,534	179
Калий (K)	39,102	0,86	63,6
Натрий (Na)	22,9898	0,97	97,8
Кальций (Ca)	40,08	1,55	850
Магний (Mg)	24,305	1,74	651
Цезий (Cs)	132,905	1,90	28,5
Алюминий (Al)	26,9815	2,702	660,1
Барий (Ba)	137,34	3,5	710
Тяжелые металлы.
Цинк (Zn)	65,37	7,14	419
Хром (Cr)	51,996	7,16	1875
Марганец (Mn)	54,9380	7,44	1244
Олово (Sn)	118,69	7,28	231,9
Железо (Fe)	55,847	7,86	1539
Кадмий (Cd)	112,40	8,65	321
Никель (Ni)	58,71	8,90	1453
Медь (Cu)	63,546	8,92	1083
Висмут (Bi)	208,980	9,80	271,3
Серебро (Ag)	107,868	10,5	960,8
Свинец (Pb)	207,19	11,344	327,3
Ртуть (Hg)	200,59	13,546	-38,87
Вольфрам (W)	183,85	19,3	3380
Золото (Au)	196,967	19,3	1063
Платина (Pt)	195,09	21,45	1769
Осмий (Os)	190,2	22,5	2700

Электропроводность — способность металла проводить электрический ток.

Наибольшей электропроводностью обладают Ag (серебро), Cu (медь), Au (золото), Al (алюминий), Fe и др.

Магнитные свойства — способность намагничиваться или реагировать на действие магнита.