Что изготавливают из металла


Изделия из черного и цветного металлопроката| Блог о металлообработке

Металлопрокат – изделия из металлических сплавов, прошедшие обработку на прокатном стане с целью придания им установленной формы и характерных свойств. В процессе производства используются методы горячей и холодной прокатки.

Виды сплавов для металлопроката

Металлопрокат бывает 2 видов: черным и цветным. 

У черного металла основным компонентом является железо. Также используются марганец, хром и ванадий. Но 90% присутствующего на рынке черного проката – это именно ферросплавы (сплавы железа). Наиболее популярные из них: сталь и чугун. Это смеси железа с углеродом в разном процентном соотношении: до 2,14% – сталь, от 2,14% до 6% – чугун.

Высокая прочность железа в сочетании с его доступностью делают использование черного металлопроката незаменимым в разных сферах деятельности. Для промышленности значимы его магнитные свойства. Основной недостаток металлических сплавов этого вида – подверженность коррозии. Но он решается при помощи оцинковки.

Цветной металлопрокат уступает черному в прочности, но в то же время более легок, податлив обработке и не магнитится. Свойства конкретного типа цветного металлопроката зависят от основного элемента, входящего в состав сплава. Алюминий имеет малый вес, отличается гибкостью, низкой температурой плавления и удобством в обработке. Медь привлекательна внешне и более прочна. Свинец, несмотря на свою токсичность, не пропускает радиоактивное излучение, что очень актуально для атомных станций и медицинских лабораторий. 

Виды металлопроката 

Из проката производится большое количество металлической продукции. Для каждого изделия выбирается своя подходящая форма заготовки. Основные виды металлопроката:

  • листовой – прокат в виде листа;
  • сортовой – полосовой, круглый, квадратный и шестигранный прокат, отличающийся простотой формы поперечного сечения;
  • фасонный – элементы, характеризующиеся сложной формой профиля: уголки, двутавр;
  • художественный – декоративные элементы.

Поверхность изделий из металлического проката бывает шлифованной, зеркальной, матовой, калиброванной.

Арматура

Металлический прут преимущественно с рифленой поверхностью, необходимый для изготовления железобетонных конструкций и мостовых канатов.

Балки (двутавр)

Балки в форме символа "Н" большого размера. Их полки могут быть параллельны друг другу или иметь наклон внутрь. Применяются для перекрытия мостовых пролетов и межэтажных проемов, создания колонн для каркасных сооружений из металла, в качестве основы подъемных механизмов.  

Швеллер

Профильный габаритный металлопрокат П-образной формы. Полки, как и у двутавра, могут иметь наклон или находиться параллельно по отношению друг к другу. Применяется практически во всех производственных сферах, наиболее широко – в строительстве.

Трубы

Востребованный вид металлопроката, который можно встретить практически в каждом помещении и за его пределами. Используются в водопроводных, газопроводных, канализационных и других конструкциях. Незаменимы при бурении скважин. Применяются в процессе получения заготовок для производства деталей, необходимых в машиностроении. Трубы отличаются диаметром и формой сечения.

Задвижки

Вид запорной арматуры, служащий в первую очередь для перекрытия внутренней транспортируемой среды в трубах. 

Уголки

Металлические пластины, согнутые вдоль под прямым углом. Являются жесткой укрепляющей арматурой. Их широко используют в процессе стройки, для укрепления габаритных и тяжелых конструкций.

Лист

Поставляется в рулоне или в нарезанном виде. Стальной лист активно используется в машино- и судостроении, для обшивки бытовой техники и промышленного оборудования. Его подвиды: профнастил и гофролист – широко применяются в строительстве.

Шестигранник

Прут с шестигранным поперечным сечением. Сферы применения: изготовление крепежных изделий, деталей автомобилей, элементов мебели.

Рельс

Балка из высокоуглеродистой стали, имеющая особую форму, подходящую для направления колес движущегося состава. Наиболее распространенные виды: железнодорожные, крановые, трамвайные рельсы. 

Промышленные и бытовые изделия из металла

Изделия из металлопроката используются настолько широко, что сложно найти сферу, где бы они не были востребованы. Без металлических изделий невозможно функционирование современных промышленных предприятий, электростанций, лабораторий. Металлопрокатом обшиты и крупные сооружения, и мелкая бытовая техника. Он применяется для изготовления трансформаторов и домашней электропроводки. 

Черный металлопрокат является неотъемлемой частью габаритных конструкций: зданий, мостов, арок. 

Цветной металлопрокат активно используется в приборостроении, авиации, электронике, медицине. 

И в быту, и в промышленности не обойтись без металлических изделий. Еще не создан материал, способный заменить металл по качественным характеристикам.  

Что делает металл? | HubPages

Свойства металлов

Большинство элементов в Периодической таблице сделаны из металла. Они очень полезны в нашей повседневной жизни: от строительства до электроники и кухонной посуды. Но как узнать, что это металл?

  • Блестящий - большинство металлов блестят после свежей резки или полировки
  • Теплопроводники - металлы очень легко проводят тепло
  • Электропроводники - металлы проводят электричество
  • Высокие температуры плавления и кипения - металлы довольно трудно плавятся, за исключением ртути (которая является жидкостью при комнатной температуре)
  • Ductile - металлы можно вытягивать в длинные тонкие проволоки
  • Ковкий - металлы легко изменяются
  • Гибкий - металл гнуть без защелки
  • Звонкий - металл издает звонкий звук при ударе
  • Магнитные - Кобальт, никель, железо и сталь являются магнитными

Использование металлов

Использование материала зависит от его свойств.Металлы обладают множеством полезных свойств и поэтому используются для различных целей. Однако это не означает, что все металлы могут выполнять любую работу; одни металлы лучше подходят для определенных задач, чем другие. Например:

  • Алюминий используется в высокопроизводительных автомобилях, поскольку он легкий и прочный;
  • Железо используется для крышек люков, так как оно прочное и дешевое;
  • Медь используется для прокладки электрических кабелей, потому что это очень хороший проводник;
  • Золото используется в ювелирных изделиях, потому что оно очень блестящее и не тускнеет;
  • Сталь используется в мостах, потому что она очень прочная и не такая хрупкая, как железо.

Использование и свойства неметаллов

На первый взгляд неметаллы кажутся совершенно бесполезными - неметаллами являются:

  • Тусклый;
  • Легко плавится и кипятится - неметаллы имеют низкие температуры плавления и кипения
  • Хрупкий - неметаллы легко ломаются;
  • Изолятор тепла и электричества - неметаллы не пропускают тепло или электричество.

Однако неметаллы составляют основу жизни (углерод), воздух, которым мы дышим (азот, кислород, углекислый газ), и питательные вещества в почве.Неметаллы также используются в ручках кастрюль и вокруг электрического оборудования, где их изоляционные свойства полезны. Инженеры также начинают находить формы неметаллов, которые противоречат тенденциям своих аналогов: углеродное волокно - это неметалл, который очень прочен, пластичен и податлив.

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Некоторые химические элементы называются металлами . Они являются большинством элементов периодической таблицы. Эти элементы обычно обладают следующими свойствами:

  1. Они могут проводить электричество и тепло.
  2. Их легко сформировать.
  3. У них блестящий вид.
  4. Они имеют высокую температуру плавления.

Большинство металлов остаются твердыми при комнатной температуре, но это не обязательно.Ртуть жидкая. Сплавы - это смеси, в которых хотя бы одна часть смеси представляет собой металл. Примеры металлов: алюминий, медь, железо, олово, золото, свинец, серебро, титан, уран и цинк. Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь.

Изучение металлов называется металлургией.

Признаки сходства металлов (свойства металлов) [изменить | изменить источник]

Большинство металлов твердые, блестящие, они кажутся тяжелыми и плавятся только при очень высоких температурах.Куски металла издают звон колокольчика при ударе чего-то тяжелого (они звонкие). Тепло и электричество могут легко проходить через металл (он проводящий). Кусок металла можно разбить на тонкий лист (он ковкий) или растянуть на тонкую проволоку (он пластичный). Металл трудно разорвать (у него высокая прочность на разрыв) или разбить (у него высокая прочность на сжатие). Если надавить на длинный тонкий кусок металла, он согнется, а не сломается (он эластичный). За исключением цезия, меди и золота, металлы имеют нейтральный серебристый цвет.

Не все металлы обладают этими свойствами. Ртуть, например, жидкая при комнатной температуре, свинец очень мягкий, а тепло и электричество не проходят через железо так, как через медь.

Мост в России металлический, вероятно, железный или стальной.

Металлы очень полезны людям. Их используют для изготовления инструментов, потому что они могут быть прочными и легко поддающимися обработке. Из железа и стали строили мосты, здания или корабли.

Некоторые металлы используются для изготовления таких предметов, как монеты, потому что они твердые и не изнашиваются быстро.Например, медь (блестящая и красного цвета), алюминий (блестящая и белая), золото (желтая и блестящая), а также серебро и никель (также белые и блестящие).

Некоторые металлы, например сталь, можно делать острыми и оставаться острыми, поэтому их можно использовать для изготовления ножей, топоров или бритв.

Редкие металлы с высокой стоимостью, такие как золото, серебро и платина, часто используются для изготовления ювелирных изделий. Металлы также используются для изготовления крепежа и шурупов. Кастрюли, используемые для приготовления пищи, могут быть сделаны из меди, алюминия, стали или железа.Свинец очень тяжелый и плотный, и его можно использовать в качестве балласта на лодках, чтобы не допустить их опрокидывания или защитить людей от ионизирующего излучения.

Многие изделия, сделанные из металлов, на самом деле могут быть изготовлены из смесей по крайней мере одного металла с другими металлами или с неметаллами. Эти смеси называются сплавами. Некоторые распространенные сплавы:

Люди впервые начали делать вещи из металла более 9000 лет назад, когда они обнаружили, как получать медь из [] руды. Затем они научились делать более твердый сплав - бронзу, добавляя к ней олово.Около 3000 лет назад они открыли железо. Добавляя небольшое количество углерода в железо, они обнаружили, что из них можно получить особенно полезный сплав - сталь.

В химии металл - это слово, обозначающее группу химических элементов, обладающих определенными свойствами. Атомы металла легко теряют электрон и становятся положительными ионами или катионами. Таким образом, металлы не похожи на два других вида элементов - неметаллы и металлоиды. Большинство элементов периодической таблицы - металлы.

В периодической таблице мы можем провести зигзагообразную линию от элемента бора (символ B) до элемента полония (символ Po). Элементы, через которые проходит эта линия, - это металлоиды. Элементы, расположенные выше и справа от этой линии, являются неметаллами. Остальные элементы - это металлы.

Большинство свойств металлов обусловлено тем, что атомы в металле не очень крепко держатся за свои электроны. Каждый атом отделен от других тонким слоем валентных электронов.

Однако некоторые металлы отличаются. Примером может служить металлический натрий. Он мягкий, плавится при низкой температуре и настолько легкий, что плавает на воде. Однако людям не следует пробовать это, потому что еще одно свойство натрия состоит в том, что он взрывается при соприкосновении с водой.

Большинство металлов химически стабильны и не вступают в реакцию легко, но некоторые реагируют. Реактивными являются щелочные металлы, такие как натрий (символ Na) и щелочноземельные металлы, такие как кальций (символ Ca). Когда металлы действительно вступают в реакцию, они часто реагируют с кислородом.Оксиды металлов являются основными. Оксиды неметаллов кислые.

Соединения, в которых атомы металлов соединены с другими атомами, образуя молекулы, вероятно, являются наиболее распространенными веществами на Земле. Например, поваренная соль - это соединение натрия.

Кусок чистой меди, найденной как самородная медь

Считается, что использование металлов отличает людей от животных. До того, как стали использовать металлы, люди делали инструменты из камня, дерева и костей животных. Сейчас это называется каменным веком.

Никто не знает, когда был найден и использован первый металл. Вероятно, это была так называемая самородная медь, которую иногда находят большими кусками на земле. Люди научились делать из него медные инструменты и другие вещи, хотя для металла он довольно мягкий. Они научились плавке, чтобы получать медь из обычных руд. Когда медь плавили на огне, люди научились делать сплав под названием бронза, который намного тверже и прочнее меди. Из бронзы делали ножи и оружие.Это время в истории человечества примерно после 3300 г. до н.э. часто называют бронзовым веком, то есть временем бронзовых инструментов и оружия.

Примерно в 1200 году до нашей эры некоторые люди научились делать железные орудия труда и оружие. Они были даже тверже и прочнее бронзы, и это было преимуществом на войне. Время железных инструментов и оружия теперь называется железным веком. . Металлы были очень важны в истории человечества и цивилизации. Железо и сталь сыграли важную роль в создании машин. Золото и серебро использовались в качестве денег, чтобы люди могли торговать, то есть обмениваться товарами и услугами на большие расстояния.

В астрономии металл - это любой элемент, кроме водорода или гелия. Это потому, что эти два элемента (а иногда и литий) - единственные, которые образуются вне звезд. В небе спектрометр может видеть признаки металлов и показывать астроному металлы в звезде.

В организме человека некоторые металлы являются важными питательными веществами, такими как железо, кобальт и цинк. Некоторые металлы могут быть безвредными, например рутений, серебро и индий. Некоторые металлы могут быть токсичными в больших количествах. Другие металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, очень ядовиты.Источники отравления металлами включают горнодобывающую промышленность, хвостохранилища, промышленные отходы, сельскохозяйственные стоки, профессиональные воздействия, краски и обработанную древесину.

.

сталь | Состав, свойства, типы, марки и факты

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали.

Железная руда - один из самых распространенных элементов на Земле, и одно из основных ее применений - производство стали. В сочетании с углеродом железо полностью меняет свой характер и становится легированной сталью.

Encyclopdia Britannica, Inc. Посмотреть все видеоролики к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в чистом виде не намного тверже меди.За исключением крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, является поликристаллическим, то есть состоит из множества кристаллов, которые соединяются друг с другом на своих границах. Кристалл - это упорядоченное расположение атомов, которое лучше всего можно представить как сферы, соприкасающиеся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые определенным образом пронизывают друг друга. Для железа структуру решетки лучше всего представить в виде единичного куба с восемью атомами железа в углах. Для уникальности стали важна аллотропия железа, то есть его существование в двух кристаллических формах.В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В расположении гранецентрированного куба (ГЦК) есть один дополнительный атом железа в центре каждой из шести граней единичного куба. Важно отметить, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК-конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК-структуре; это означает, что в структуре ГЦК больше места, чем в структуре БЦК, для хранения посторонних ( i.е., легирующих) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912 ° C (1674 ° F) и от 1394 ° C (2541 ° F) до точки плавления 1538 ° C (2800 ° F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокой температурной зоне. Между 912 ° и 1394 ° C железо находится в порядке ГЦК, которое называется аустенитом или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за некоторыми исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительные количества других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а, скорее, к сильным магнитным характеристикам железа. При температуре ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

В чистом виде железо мягкое и, как правило, не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь - добавление небольшого количества углерода.В твердой стали углерод обычно присутствует в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe 3 C, известный как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде хлопьев или кластеров графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод.Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т.е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, например, с содержанием углерода 0.77 процентов (показано вертикальной пунктирной линией на рисунке) начинают затвердевать при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевают при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этого момента все кристаллы железа находятся в аустенитном - т. Е. ГЦК - расположении и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении происходит резкое изменение примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа.Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) приблизительно 200 килограммов-сил на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 килограммов-сил на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждение стали с более низким содержанием углерода (, например, 0,25 процента) приводит к получению микроструктуры, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; он мягче, чем перлит, с DPH около 130.Сталь с содержанием углерода более 0,77 процента, например 1,05 процента, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Диаграмма равновесия железо-углерод.

Encyclopædia Britannica, Inc. .

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Сплав представляет собой однородную смесь. Он состоит из двух или более химических элементов, по крайней мере один из которых является металлом. Сплав имеет свойства, отличные от свойств металлов, из которых он сделан.

Большинство сплавов получают путем плавления металлов, их смешивания, пока они находятся в жидком состоянии, с образованием раствора, затем оставляют их охлаждаться и снова становятся твердыми.

Комбинирование чистого металла с одним или несколькими другими металлами или неметаллами часто улучшает его.Например, сталь - это сплав, сделанный из железа, но он прочнее железа. Физические свойства, такие как плотность, реакционная способность, электрическая и тепловая (теплопроводность), могут не сильно отличаться от элементов (веществ), из которых состоит сплав. Но такие свойства, как прочность, могут сильно отличаться.

Первым обнаруженным сплавом была бронза. Бронза изготавливается из меди и олова. Бронза была обнаружена очень давно, в доисторический период. Тогда из бронзы делали инструменты и оружие.Этот период был известен как бронзовый век. Но позже были обнаружены лучшие сплавы, которые заменили бронзу для изготовления инструментов и оружия. Сейчас из бронзы делают украшения, статуи и колокольчики. Латунь - это еще один сплав, состоящий из меди и цинка.

Точка плавления - это температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость. Большинство сплавов не имеют единой точки плавления. У них есть диапазон плавления, в котором сплав представляет собой смесь твердой и жидкой стадий. Температура, при которой только начинается плавление, называется солидусом, а температура, при которой плавление только что заканчивается, называется ликвидусом.

Термин «сплав» означает смесь атомов, в которой основным веществом или первичным компонентом является металл. Этот первичный металл называется основанием или матрицей .

Если сплав имеет только два типа атомов, например медно-никелевый сплав, то такой сплав называется бинарным сплавом . Если сплав имеет три типа атомов, таких как железо, никель и хром, то он называется тройным сплавом . Сплав с четырьмя типами атомов называется четвертичным сплавом , а сплав с пятью типами атомов называется пятикомпонентным сплавом .

Различные разновидности или формы сплавов могут быть изготовлены из одних и тех же составляющих материалов (веществ, из которых образован сплав). Эти разные формы или разновидности могут быть образованы с использованием различных количеств компонентов. Весь спектр возможных разновидностей сплава называется системой . Все формы сплава, состоящие только из двух компонентов, называются двойной системой . Все формы сплава, состоящего из трех компонентов, называются тройной системой .

Распространенные сплавы :

  • Латунь состоит из 35% цинка и 65% меди и используется для изготовления музыкальных инструментов, украшений, смесителей и декоративной фурнитуры.
  • Нержавеющая сталь состоит в основном из железа, плюс более 11% хрома и различных количеств никеля и углерода, и используется для изготовления посуды, кухонной посуды и хирургических инструментов.
  • Сталь на 99% состоит из железа и 1% углерода и используется для изготовления инструментов, кузовов автомобилей, машин, балок и рельсов.
  • Бронза состоит в основном из меди и небольшого количества олова и используется для изготовления лодочного оборудования, винтов и решеток.
  • Alnico представляет собой смесь алюминия, никеля и кобальта, которая используется для изготовления постоянных магнитов.
Викискладе есть медиафайлы, связанные со сплавами .
.

Смотрите также