Metale și structuri metalice

Informații generale privind metale și aliaje

Metale - substanțe cristaline, care sunt proprietățile caracteristice de înaltă rezistență, plasticitate, conductivitate termică și electrică, un anumit luciu numit metal. Proprietățile de metal sunt datorate prezenței în zăbrele lor de cristal a unui număr mare de electroni în mișcare. Metale constituie circa 75% din elemente D. I. Mendeleeva sistemului periodic.

În mod normal, metalele nu sunt utilizate în formă pură, ci sub formă de aliaje.

Soluțiile solide apar ca rezultat al pătrunderii în rețeaua cristalină a metalului de bază (solvent), celălalt metal sau metaloid atom (componentul solubil). Printr-un aranjament atomic solubil de tip pentru componente în rețeaua cristalină a substituției solventului și distinge soluțiile solide interstițiale ().

O soluție solidă substituțională este rezultatul înlocuirii unei părți a atomilor în rețeaua cristalină a componentului atomilor solute de metal de bază. Exemple de soluții solide substitutionali sunt aliaje de cupru cu nichel, fier, nichel, crom, siliciu, mangan.

Soluția solidă de atomi de solut sunt aranjate în spații libere între atomii metalului de bază. De obicei, o soluție solidă are loc introducerea unui sistem format din metal și nemetalice, cum ar fi un aliaj de fier cu carbon. La formarea soluțiilor solide de metale o rezistență mărită, duritatea și rezistența electrică, dar ductilitate redusă în comparație cu metalul de bază. Soluțiile solide sunt baza de aliaje de inginerie de construcții, oțeluri inoxidabile și rezistente la acide, alamele, bronzurile.

compuși chimici produse sub raport cantitativ strict specificat de componente. Compușii chimici includ, de exemplu, carbură de fier (cementita), o parte a aliajelor fier-carbon:

Cementita se caracterizează prin rezistență ridicată și duritate, dar este foarte fragil. din metal la compuși chimici din metal numit intermetalic. Acestea includ, de exemplu, compuși de aluminiu SiA12 cupru, magneziu și zinc etc. MgZn2. Compușii intermetalici adesea nu sunt conforme cu valența normală regula. Prezența compușilor chimici întărește aliajele, dar, de asemenea, scade plasticitatea.

amestecuri mecanice rezulta din acumularea cristalelor componentelor precipitanți simultan din topitură lichidă la răcirea acestuia. În cristalele care aparțin amestecului mecanic al rețelei cristaline este conservată componente din aliaj prime. Astfel, fiecare componentă își păstrează proprietățile specifice. Amestecul mecanic poate fi compus din componente pure, soluții solide sau compuși chimici.

Toate metalele și aliajele sunt subdivizate în negru și colorate.

Pentru metale feroase includ fier și aliajele sale - otel si fonta. Cota de metale feroase reprezintă aproximativ 95% din oțel din lume. Pentru a conferi proprietăți specifice metalelor feroase în compoziția lor sau administrate ameliorarea elementelor de aliere (nichel, crom, cupru, etc.). metale feroase în funcție de conținutul de carbon este împărțit în oțel și fontă.

oțel carbon în plus față de fier conține carbon și până la 1% mangan, până la 0,4% siliciu și sulf și fosfor impurități. În cazul în care cantitatea de impurități nu depășește o limită superioară predeterminată, menționată ca de obicei.

fontă albă conține carbon într-o stare legată chimic sub formă de carbură de fier, Fe3C.

In gri fier carbon este într-o stare liberă sub formă de grafit.

metale neferoase. Prin culoare (neferoase) includ toate celelalte metale decât fierul. Cel mai des utilizate în construcția de metale și aliaje pe bază de aluminiu, cupru, zinc și titan.

Metale foarte manufacturable: în primul rând, produsul din care pot fi preparate prin diferite metode industriale (prin rulare, tragere, forjare, etc.), și în al doilea rând, produse și structuri metalice sunt ușor conectate între ele prin intermediul unor șuruburi, nituri și sudură.

Cu toate acestea, din punct de vedere al constructor, metale au dezavantaje. Conductivitatea termică ridicată a metalelor necesită o izolație termică dispozitiv a structurilor metalice ale clădirilor. Deși metale combustibile, dar structuri de construcții metalice trebuie să fie protejate în mod special de acțiunea focului. Acest lucru se datorează faptului că rezistența metalelor prin încălzire este redus drastic și metal își pierd stabilitatea lor și sunt deformate. mari pierderi economice cauzează coroziunea metalului (). În cele din urmă, metalul este utilizat pe scară largă în alte industrii, astfel încât utilizarea lor în construcții trebuie să fie justificată punct de vedere economic.