Міністерство освітиі науки України
Донбаськийдержавний технічний університет
Інститут підвищеннякваліфікації
Контрольна робота
по Металознавство
на тему
В«Класифікація металівВ»
Алчевськ 2009
1. Метали
Металевестан пояснюється електронною будівлею. Елементи металу, вступаючи вхімічну реакцію з елементами, які є неметалами, віддають їм своїзовнішні, так звані валентні електрони. Це є наслідком того, щоу металів зовнішні електрони неміцно зв'язані з ядром; крім того, на зовнішніхелектронних оболонках трохи (всього 1-2), тоді як у неметалів електронівбагато (5-8).
Всі елементи,розташовані лівіше галлііндія і талію - метали, а правіше миш'яку, сурми івісмуту - неметали.
У техніці піднеметалом розуміють речовини, що володіють В«металевим блискомВ» іпластичністю - характерні властивості.
Крім цьоговсі метали володіють високою електропровідністю і теплопровідністю.
Особливістьбудови металічних речовин полягає в тому, що всі вони побудовані восновному з легких атомів, у яких зовнішні електрони слабо зв'язані з ядром.Це обумовлює особливий характер взаємодії атомів металу і металевівластивості. Метали є хорошими провідниками електричного струму.
З відомих(До 1985 р.) 106 хімічних елементів 83 - метали.
2.Класифікація металів
Кожен металвідрізняється будовою і властивостями від іншого, тим не менш, за деякимиознаками їх можна об'єднати в групи.
Данакласифікація розроблена російським ученим Гуляєвим А.П. і може незбігатися із загальноприйнятою.
Всі металиможна розділити на дві великі групи - чорні та кольорові метали.
Чорніметали найчастіше мають темно-сірий колір, велику щільність (крімлужноземельних), високу температуру плавлення, відносно високутвердість. Найбільш типовим металом цієї групи є залізо.
Кольоровіметали найчастіше мають характерну забарвлення: червону, жовту і білу. Володіютьвеликою пластичністю, малою твердістю, відносно низькою температуроюплавлення. Найбільш типовим елементом цієї групи є мідь.
Чорні металиу свою чергу можна підрозділити таким чином:
1.Залізні метали - залізо, кобальт, нікель (так звані ферромагнетики) іблизький до них за властивостями марганець. Co, Ni, Mu часто застосовують як добавки досплавів заліза, а також у якості основи для відповідних сплавів, схожихза своїми властивостями на високолеговані сталі.
2.Тугоплавкі метали , температура плавлення яких вище, ніж заліза (тобто вище 1539С).Застосовують як добавки до легованих сталей, а також у якості основи для відповіднихсплавів. До них відносять: Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc (технецій), Hf (гафій),Ta (тантал), W, Re (реній).
3.Уранові метали - актинідія, мають переважне застосування в сплавах дляатомної енергетики. До них відносять: Ас (актиній), Th (торій), U (уран),Np (нептуній), Pu (плутоній), Bk (берклій), Cf (каліфорній), Md (менделевій),No (Нобель) та ін
4.Рідкоземельні метали (РЗМ) - La (лантан), Ce (церій), Nd (неодим), Sm (Санарі), Eu (європій),Dy (діспрозій), Lu (лютецій), Y (ітрій), Sc (сландій) та ін, що об'єднуються підназвою лантаноїдів. Ці метали мають вельми близькими хімічнимивластивостями, але досить різними фізичними (Типікон та ін.) Їх застосовують якприсадки до сплавів інших елементів. У природних умовах вони зустрічаютьсяразом і важко разделіми на окремі елементи. Зазвичай використовується змішанийсплав - 40-45% Се (церій) і 40-45% всіх інших РЗМ.
5.Лужноземельні метали - у вільному металевому стані не застосовуються, завинятком особливих випадків, наприклад, теплоносії в атомних реакторах.Li (літій), Na, K (калій), Rb (рубідій), Cs (цезій), Fr (францій), Ca (кальцій),Sr (стронцій), Ba (барій), Ra (радій).
Кольоровіметали поділяються на:
1. Легкіметали - Ве (берилий), Mg (магній), Al (алюміній), що володіють малою щільністю.
2. Благородніметали - Ag (срібло), Pt (платина), Au (золото), Pd (паладій), Os (осмій),Ir (іридій), та ін Сu - полублагородний метал. Мають високу стійкістьпроти корозії.
3.Легкоплавкі метали - Zn (цинк), Cd (кадмій), Hg (ртуть), Sn (олово), Bi (вісмут),Sb (сурма), Pb (свинець), As (миш'як), In (індій) і т.д., і елементи з ослабленимиметалевими властивостями - Ga (галий), Ge (германій).
Застосуванняметалів почалося з міді, срібла та золота. Так як вони зустрічаються в природі вчистому (самородному) виді.
Пізніше сталивідновлювати метали з руд - Sn, Pb, Fe і ін
Найбільшепоширення в техніці отримали сплави заліза з вуглецем: сталь (0,025-2,14%С) чавун (2,14-6,76% С); причина широкого використання Fe-C сплавів пов'язано зрядом причин: малою вартістю, найкращими механічними властивостями,можливістю масового виготовлення та великою поширеністю руд Fe вприроді.
Більше 90%виготовлених металів становить сталь.
Виробництвометалів на 1980 р.:
Залізо - 718000тис. тонн (в СРСР до 150 млн тонн на рік)
Марганець ->10 000 тис. тонн
Алюміній -17000 тис. тонн
Мідь -9400 тис. тонн
Цинк - 6200тис. тонн
Олово - 5400тис. тонн
Нікель - 760тис. тонн
Магній - 370тис. тонн
Золото ->1,2 тис. тонн
Вартість металу- Фактор можливості та доцільності його застосування. У таблиці показанавідносна вартість різних металів (за одиницю прийнята вартість заліза,точніше простий вуглецевої сталі).
Метал
Відносить. вартість
Fe
1
Свинець Pb
Цинк Zn
Алюміній Al
Сурма Sb
Мідь Cu
2,5
3
6
6,5
7,5
Марганець Mn
Нікель Ni
Олово Sn
Хром Cr
Ртуть Hg
Вольфрам W
10
17
22
25
65
75
Титан Ti
Молібден Mo
Срібло Ag
Ванадій V
160
170
290
750
Паладій Pd
5000
Золото Au
Платина Pt
Радій Rh
11000
27000
45000
Благородні метали:
Au, Ag, Pt таїх сплави.
Свою назвуодержали через високу корозійної стійкості. Ці метали пластичні. Маютьвисоку вартість.
Застосовують уювелірному і зуболікарській справі. Чисте золото через його м'якості не застосовують.Для підвищення твердості золото легують (додають інші елементи). Зазвичайвикористовуються потрійні сплави: Au - Ag - Cu.
Найбільшпоширеними є сплави 375, 583, 750 і 916-й проб - це означає, щов цих сплавах на 1000 сплаву припадає 375, 583, 750 і 916 г. золота, а решта - мідь, срібло, співвідношення яких може бути різним.
Сплави 916-йпроби найбільш м'які, але і найбільш коррозионостойкой. Зі зменшенням індексупроби корозійна стійкість зменшується.
Найбільшоютвердістю (отже зносостійкістю) володіють сплави 583-ої проби, приспіввідношенні Cu і Ag близько 1:1.
Сплавизазначених проб мають колір золота.
Індійськийбулат
Кінець IV століттядо н.е., війська Олександра Македонського вперше зустрілися з незвичайноюіндіанської сталлю при поході через Месопотамію (Ірак) і Афганістан до Індії.
В«ЧакраВ» - важкеплоске сталеве кільце заточене як лезо, розкручувалося на двох пальцях, іжбурляє у ворога. Оберталося зі страшною швидкістю і зрізало голови македонц...
