Металл цам что это


Сплав ЦАМ - состав, свойства, применение

Как материал сплав ЦАМ был разработан почти 100 лет назад. Точное имя человека (или группы лиц), сделавшего это, неизвестно. Но мы знаем, что он был сотрудником американской компании the New Jersey Zinc Corporation. С каждым годом ЦАМ открывает для себя новые способы применения в производстве, вытесняя с рынка своих давних конкурентов: алюминий и латунь. 

Состав сплава ЦАМ

Это разновидность цинкового сплава, основными легирующими элементами которого является алюминий и медь. Сама аббревиатура ЦАМ расшифровывается как цинк-алюминий-медь. Цифры, указанные после названия сплава, обозначают процентное содержание металлов. Так обозначение ЦАМ 4-1 говорит, что сплав включает в себя пр  имерно 4% алюминия, 1% меди и 95% цинка. Также ЦАМ всегда содержат в своем составе небольшое количество (до 0,1%) магния.

Цинк представляет собой пластичный металл серебристого цвета и белого оттенка. Достаточно хрупок. Отличается пониженной температурой плавления, высокой жидкотекучестью и низкой стоимостью. Является основой для ЦАМ.

Алюминий сокращает растворимость железа в сплаве, что благоприятно воздействует на механические и литейные характеристики ЦАМа. Помимо этого, алюминий уменьшает влияние зональной ликвации. Способствует измельчению зерна.

Медь вводят в сплав с целью увеличения его прочностных характеристик. Один процент меди повышает значение твердости ЦАМ примерно на 7%. Обратной стороной данного легирования является ухудшение коррозионностойких и пластичных свойств сплава.

Магний – компонент, отвечающий за сдерживание ЦАМом зарождения очагов коррозии, включая самую худшую ее разновидность – мелкозернистую. Также он замедляет процессы старения в сплаве. Чрезмерное легирование ЦАМа магнием (свыше 0,1%) приводит к ухудшению пластичности, прочности и появлению признаков красноломкости.

Помимо основных элементов сплав включает в себя компоненты, отрицательно влияющие на его свойства – вредные примеси. Причиной этому служит несовершенство технологии выплавки и чистота применяемой шихты. Наиболее часто встречаемые примеси – это:

  • Олово (до 0,001%).
  • Свинец (до 0,007%).
  • Кадмий (до 0,003%).
  • Железо (до 0,1%).

Попадание данных металлов с ЦАМ приводят к снижению механических характеристик, жидкотекучести и повышает склонность к образованию трещин.

Металлургия предлагает свыше 25 разновидностей ЦАМа, но наибольшее распространение среди них получили такие марки как:

  • ЦАМ 4-1 ГОСТ 19424-97.
  • ЦАМ 4-3 ГОСТ 19424-97.
  • ЦАМ 9-1,5 ГОСТ 21438-95.
  • ЦАМ 10-5 ГОСТ 24438-95.

 

 

Физические свойства

Плотность ЦАМ равна 6700 кг\м3. Температура плавления колеблется в пределах 380-387 градусов в зависимости от марки сплава. Кипеть ЦАМ начинает при температуре в 710 С

Цинковый сплав хорошо проводит тепло. Коэффициент теплопроводности составляет 110 ВТ\м*К. Имеет незначительный коэффициент линейного расширения. При повышении температуры на 20 градусов длина бруска из ЦАМа увеличивается на 27,7 мкм.

Механические свойства

Прочность ЦАМ по своему значению сравнима с прочностными характеристиками стали 20. Временное сопротивление разрыву равно 245 МПа. Деформироваться начинает при нагрузке в 120 МПа. Твердость сплавов по шкале Бринелля составляет 95-100 единиц.

Пластичные свойства сильно зависят от количественного содержания легирующих элементов в составе. Исходя из их содержания относительное удлинение на растяжение может колебаться от 0,4 до 1,0%.

Химические свойства

Сплавы ЦАМ отличаются хорошей сопротивляемостью к образованию коррозии. Хотя обязательным условием при этом должно быть предварительное нанесение на их поверхность гальванических покрытий. Активно взаимодействует с большинством кислот и щелочей.

ЦАМы не вступают в химические реакции с такими химическими элементами как азот, углерод, водород, бор и кремний. Инертен к аммиачной среде при температуре до 480 градусов.

Технологические свойства

В зависимости от технологического назначения ЦАМ делятся на следующие категории:

  • Литейные сплавы. Сюда в первую очередь относят ЦАМ 4-1 и 4-3. Данные марки отличаются повышенными литейными свойствами. Значение их жидкотекучести и усадки позволяет получать тонкостенные (до 0,5 мм) отливки сложной формы. Основной способ изготовления таких заготовок – это литье под давлением.
  • Антифрикционные сплавы (ЦАМ 9-1,5 и 10-5) выделяются пониженным коэффициентом терния, чье значение достигает порядка 0,007 единиц.
  • Деформируемые сплавы ЦАМ обладают повышенной пластичностью и пониженной красноломкостью, что позволяет их обрабатывать давлением. Помимо этого, они также хорошо поддаются обработке резанием.

ЦАМы относятся к третьей группе свариваемости. Получить качественный сварной шов для данного сплава весьма проблематично Одним из таких вероятных способов является использование аргонодуговой сварки с медной или алюминиевой присадкой при постоянном токе.

Также одним из достоинств цинковых сплавов является возможность доводки поверхности. ЦАМы хорошо подаются полированию и не отличаются склонностью к образованию зазубрин и заусенцев.

Область применения

Все вышеперечисленные характеристики позволили ЦАМ получить широкое распространение в разного рода производстве. Среди них выделяются следующие:

  • Наибольшее применение ЦАМы получили в сфере автомобилестроения. Из них производят тонкостенные корпуса карбюраторов и насосов, решетки радиаторов и элементы гидравлического тормоза.
  • Подшипниковая промышленность использует сплав как материал для изготовления подшипников скольжения и монометаллических вкладышей.
  • В текстильном производстве, по причине способности сплавов хорошо передавать сложные оттенки, изготовляют застежки на молнии, кнопки и пуговицы.
  • В пищевой промышленности сплав можно встретить в качестве материала деталей холодильников, посудомоечных машин и прочей бытовой техники.
  • Из ЦАМ производят спусковой механизм стрелкового оружия.
  • Дверная фурнитура: ручки, петли, элементы замков и прочее.
  • Рыболовные снасти: катушки, элементы удочек и т.д.
  • Все чаще можно встретить ЦАМ в часовых механизмах.
  • Всевозможная сувенирная продукция и игрушки.

Способ получения ЦАМ

Цинко-алюмино-медные сплавы выплавляются в специальных низкотемпературных печах. На производство поставляются в виде чушек. Их химический состав, размеры и вес регулируется государственным стандартом ГОСТ 19424-97.

Для уменьшения содержания вредных примесей и соответственно улучшения механических характеристик сплав предварительно подвергают рафинированию – очищению. Наиболее простой способ – это отстаивать расплав в течение нескольких суток. За данное время нежелательные включения всплывут вверх по причине разности плотностей элементов. После этого следует удаление их с зеркала металла.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 - 0 голосов

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.

.Таблица толщины стандартного листового металла

  1. Дом
  2. Учебный центр
  3. Статьи
  4. Калибр листового металла

BY: CableOrganizer.com

Толщина листового металла (иногда обозначаемая как «калибр») указывает стандартную толщину листового металла для определенного материала.По мере увеличения калибра толщина материала уменьшается.

Измерители толщины листового металла для стали рассчитаны из расчета 41,82 фунта на квадратный фут на дюйм толщины. Это известно как стандартный калибр производителей для листовой стали. Для других материалов, таких как алюминий и латунь, толщина будет другой. Таким образом, стальной лист 10-го калибра и толщиной 0,1345 дюйма будет весить 41,82 * 0,1345 = 5,625 фунта на квадратный фут.

Примеры: 16 ga CRS равно 2.5 фунтов на квадратный фут. Для CRS 18 ga вес составляет 2,0 фунта на квадратный фут, а для CRS 20 ga вес составляет 1,5 фунта на квадратный фут.



0,128
Калибр Сталь Углеродистая сталь eh Оцинкованная сталь Нержавеющая сталь Алюминий Сталь (мм)
07 0,179 - - - - 4,547
08 0.165 0,1644 0,1681 0,1719 0,1285 4,191
09 0,150 0,1495 0,1532 0,1563 0,1144 3,810
10 0,1382 0,1406 0,1019 3,429
11 0,120 0,1196 0,1233 0.1250 0,0907 3,048
12 0,105 0,1046 0,1084 0,1094 0,0808 2,677
13 0,09 - - 0,09 2,286
14 0,075 0,0747 0,0785 0,0781 0,0641 1,905
15 0.067 - - 0,07 0,057 1,702
16 0,060 0,0598 0,0635 0,0625 0,0508 1,524
17 - 0,054 - 0,056 0,045 1,372
18 0,047 0,0478 0,0516 0,0500 0,0403 1.1938
19 0,042 - - 0,044 0,036 1,067
20 0,036 0,0359 0,0396 0,0375 0,0320 0,91427 900 21 0,033 - - 0,034 0,028 0,838
22 0,03 - - 0.031 0,025 0,762
23 0,027 - - 0,028 0,023 0,686
24 0,024 - - 0,025 0,02 0,61
25 0,021 - - 0,022 0,018 0,533
26 0,018 - - 0.019 0,017 0,457
27 0,016 - - 0,017 0,014 0,406
28 0,015 - - 0,016 - 0,381
29 0,014 - - 0,014 - 0,356
30 0,012 - - 0.013 - 0,305
31 - - - 0,011 - -
  • Толщина выражена в дюймах, за исключением миллиметровой колонки (1 дюйм = 25,4 мм ).
  • Эта таблица предназначена только для справки, и настоятельно рекомендуется уточнить у местного поставщика, какие фактические значения толщины используются в вашем конкретном месте.

© 2020 CableOrganizer.ком, ООО. Воспроизведение этой статьи частично или полностью без письменного разрешения CableOrganizer.com запрещено.

.

Что такое конечно-элементный анализ и как он работает?

Анализ методом конечных элементов или FEA - это моделирование физического явления с использованием численного математического метода, известного как метод конечных элементов или FEM. Этот процесс лежит в основе машиностроения, а также множества других дисциплин. Это также один из ключевых принципов, используемых при разработке программного обеспечения для моделирования. Инженеры могут использовать эти МКЭ для уменьшения количества физических прототипов и проводить виртуальные эксперименты для оптимизации своих конструкций.

Для понимания физических явлений, происходящих вокруг нас, требуется сложная математика. К ним относятся такие вещи, как гидродинамика, распространение волн и термический анализ.

Анализ большинства этих явлений может быть выполнен с использованием уравнений в частных производных, но в сложных ситуациях, когда требуется несколько очень переменных уравнений, анализ методом конечных элементов является ведущим математическим методом.

СВЯЗАННЫЙ: УЗНАЙТЕ ЗДЕСЬ С 15 СТЕПЕНЬЯМИ ИНЖЕНЕРА: ЧТО НАИБОЛЕЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ВАС?

История анализа методом конечных элементов

Истоки FEA восходят к знаменитому математику Эйлеру в 16 веке.Однако более жесткое определение «FEA» восходит к первому упоминанию метода еще в работах Шельбаха в 1851 году.

Анализ методом конечных элементов был процессом, разработанным инженерами для инженеров как средство решения проблем строительной механики в гражданском строительстве. и в авиакосмической отрасли.

Источник: Craig Bonsignore / Flickr

Это практическое намерение методологии означало, что с самого начала эти методы были разработаны как нечто большее, чем просто математическая теория.К середине 1950-х годов методы FEA стали достаточно продвинутыми, чтобы инженеры могли начать использовать их в реальных ситуациях.

Математические принципы FEA также полезны в других областях, таких как вычислительная гидродинамика или CFD. Ключевое отличие здесь состоит в том, что метод FEA фокусируется на структурном анализе, а CFD - на гидродинамике.

Что влечет за собой выполнение FEA?

По сути, алгоритмы FEA интегрированы в программное обеспечение для моделирования, такое как Autodesk Inventor Nastran или пакет программного обеспечения ANSYS.

Эти программы обычно интегрируются в программное обеспечение автоматизированного проектирования (САПР), что значительно упрощает инженерам переход от проектирования к выполнению сложного структурного анализа.

Для запуска моделирования методом конечных элементов сначала создается сетка, содержащая миллионы мелких элементов, составляющих общую форму. Это способ преобразования трехмерного объекта в ряд математических точек, которые затем можно проанализировать. Плотность этой сетки может быть изменена в зависимости от сложности или простоты моделирования.

Вычисления выполняются для каждого отдельного элемента или точки сетки, а затем объединяются для получения общего окончательного результата для конструкции.

Поскольку вычисления выполняются на сетке, а не на всем физическом объекте, это означает, что между точками требуется некоторая интерполяция. Эти приближения обычно находятся в пределах того, что необходимо. Точки сетки, в которых данные известны математически, называются узловыми точками и обычно группируются вокруг границ или других областей изменения в дизайне объекта.

FEA может также применяться для термического анализа материала или формы.

Например, если вы знаете температуру в одной точке объекта, как бы вы могли определить точную температуру в других точках объекта в зависимости от времени? Используя метод FEA, эти точки можно аппроксимировать с использованием различных режимов точности. Есть квадратное приближение, полиномиальное приближение и дискретное приближение. Каждый из этих методов становится более точным и сложным.

Если вас действительно интересует интенсивная математическая сторона FEA, прочтите этот пост от SimScale, в котором подробно рассказывается о деталях.

Вычислительная гидродинамика

Другой тип FEA, о котором мы упоминали ранее, - это вычислительная гидродинамика, который требует изучения того, как он используется.

Ядро CFD основано на уравнениях Навье-Стокса, которые исследуют однофазные потоки жидкости. В начале 1930-х годов ученые и инженеры уже использовали эти уравнения для решения жидкостных задач, но из-за нехватки вычислительной мощности уравнения были упрощены и уменьшены до двух измерений.

Хотя эти первые практические приложения гидродинамического анализа были примитивными, они уступили место тому, что вскоре стало важным инструментом моделирования.

На протяжении большей части первых лет решение задач CFD требовало упрощения уравнений до такой степени, что их можно было делать вручную. Ни в коем случае не средний инженер использовал эти вычисления; скорее, вплоть до конца 1950-х годов CFD оставалась в основном теоретической и исследовательской практикой. Как вы, наверное, догадались, в 1950-е годы вычислительные технологии улучшились, что позволило разрабатывать алгоритмы для практического CFD.

Первая функциональная компьютерная имитационная модель CFD была разработана группой из Национальной лаборатории Лос-Аламоса в 1957 году. Команда потратила большую часть 10 лет, работая над этими вычислительными методами, которые создали первые модели для большей части фундамента современного программы, охватывающие функцию завихренности в потоке до анализа частиц в ячейках.

К 1967 году компания Douglas Aircraft разработала работающий метод трехмерного анализа CFD. Анализ был довольно простым и был разработан для потока жидкости над профилями.Позже он стал известен как «панельный метод», так как анализируемая геометрия была значительно упрощена, чтобы упростить вычисления.

С этого момента история CFD в значительной степени основана на инновациях в математике и компьютерном программировании.

Уравнения полного потенциала были включены в методологию Boeing в 1970-х годах. Уравнения Эйлера для трансзвуковых потоков были включены в коды в 1981 году. Несмотря на то, что ранняя история CFD созрела с развитием, компании, участвовавшие в разработке этой технологии, также были заметны.Двумя ключевыми игроками в развитии методов вычислений для CFD были НАСА и Boeing.

К 1990-м годам, однако, технологии и вычислительные возможности стали настолько развитыми, что автопроизводители также увидели применение CFD в автомобильном дизайне. GM и Ford переняли эту технологию в 1995 году и начали производить автомобили, которые были намного более аэродинамичными по сравнению с квадратными фургонами прошлого.

История CFD пронизана громкими именами в отрасли, каждая из которых превратила анализ CFD в один из крупнейших доступных инструментов моделирования.

Для многих современных инженеров понимание сложной математики, лежащей в основе CFD, не является необходимым для проведения моделирования. Инструменты используются не только экспертами в области гидродинамики и математики, но теперь к ним также может получить доступ обычный инженер, имеющий практически любой уровень квалификации.

Не знаю, как вы, но иметь доступ к одному из самых мощных в математическом отношении программ для анализа моделирования в качестве обычного инженера - это, в общем, довольно круто.

Вместе алгоритмы FEA и CFD, встроенные в современные инструменты САПР, дают инженерам доступ к тому, что по сути является математическими сверхспособностями.

.

Смотрите также