Металлы как материал для производства произведений искусства


Доклад на тему Металлы в искусстве по химии кратко (их исползование)

Различные металлы использовались в искусстве с давних времен. Они создавались как для практических, так и для эстетических целей. В основном, использовались такие металлы, как бронза, серебро, золото, олово, медь, свинец, латунь и железо. Большинство сокровищ и артефактов в Древнем Египте - это разновидности металлических работ. Они включают статуи, украшения и монеты. Великолепные скульптуры, сохранившиеся сегодня в Греции и Риме, были сделаны из бронзы, а древние американские цивилизации, инки, майя и ацтеки, делали топоры и церемониальные орудия из меди.

Сегодня наблюдается новый интерес к металлическим работам. Ювелиры делают прекрасные украшения, изготовленные из декоративных драгоценных металлов, а декораторы используют металлические предметы для настенного искусства, скульптуры, мебели и столовых приборов.

Железо использовалось еще древними мастерами и в настоящее время не утратило своей привлекательности. Все виды железных работ основаны на использовании трех его видов:

•Чугун. В основном используется для декоративных каминов и облицовок, принадлежностей для каминов и традиционных печей.
•Сталь. Используется для изысканных столовых приборов, лестничных перил, декоративного оборудования и украшений.
•Кованое железо. Используется для изготовления садовой мебели, наружных украшений, садовых скульптур, каминных накладок, перил и балюстрады.

Олово применяется для создания фигурных скульптур, подвесных украшений, бюстов, декоративных значков, водных сосудов, декоративных ваз и подсвечников.

Медь используется как для декоративно-прикладного искусства, так и для повышения прочности и долговечности изделий. Из меди изготавливают статуэтки, скульптуры, вазы и урны, пьедесталы, часы и многое другое. Ювелиры объединяют медь с серебром или золотом, чтобы закрепить их для изготовления ювелирных изделий.

Бронзовые произведения искусства включают в себя древние греческие бюсты, статуэтки, религиозные суда, скульптуры, статуэтки, маски и монументальные отливки.

Изделия из латуни охватывают широкий спектр направлений в искусстве. Это ювелирные изделия, музыкальные инструменты, латунные штамповки, статуи и скульптуры, мебель и фурнитура.

Серебро используется в скульптуре, монетах, ювелирных изделиях и посуде. Золото – материал, используемый во многих областях. В искусстве этот металл встречается уже в древних цивилизациях, в основном, в качестве украшений. Но, кроме ювелирных изделий, золото использовалось и в скульптуре, и в архитектуре, особенно для золочения куполов храмов.

Доклад №2

Различные металлы нашли широкое применение во всех отраслях жизни человека. И большую область среди них занимает искусство, которое подразделяется на несколько разных направлений.

Архитектура

В архитектуре, в основном, используются черные металлы - железо и его сплавы. Сталь и чугун используют для изготовления несущих конструкции зданий, арматурную сталь и стальную проволоку – в производстве бетона. Из кованого металла изготавливают лестницы, решетки, перила, фонтаны, фонарные столбы. Более легкие сплавы на основе алюминия применяют при изготовлении оконных переплетов, листовой алюминий, устойчивый к коррозии – при облицовке зданий в стиле хай-тек.

Скульптура

Различные скульптуры, памятники и статуэтки отливают, в основном, из бронзы, латуни и меди. Окисление поверхности металла только увеличивает стоимость данных предметов.

Живопись

В состав многих масляных красок входят металлы, и, поэтому, называются они соответственно: свинцовые, цинковые и титановые белила. Железная лазурь. Кобальт зеленый, красный и фиолетовый. Оксид железа входит в состав красно – желтой краски.

Музыка

Для производства духовых музыкальных инструментов используют латунь, медь и цветной сплав, реже – серебро и золото. Медь, идущая на корпус духовых инструментов, называется томпаковой. Иногда саксофоны покрывают тонким слоем серебра или золотят. При производстве деревянных инструментов также используется металл, но он играет здесь второстепенную роль. При производстве металлических струн иногда в металл добавляют серебро.

Литература

При печати любой литературы в типографскую краску добавляют свинец. Это – и художественная литература, и ноты, и программки в театре.

Кино и фотография

Бромистое серебро входит в состав светочувствительной фотоэмульсии, которая покрывает фото - и кино - пленку. При проявлении на месте крохотных кристаллов серебра появляется различный цвет. Соединения золота используют в фотографии.

Декоративно - прикладное искусство

  • Ювелирное дело

В ювелирном деле используют золото, серебро и платину – мягкие и прочные металлы. Их количество в сплавах обозначается пробой. Золото и серебро добываются в чистом виде, а платина - в сочетании с железом, палладием и иридием. Из драгоценных металлов выполнены части ордена В. И. Ленина и ордена Победы.

  • Вышивка золотом или серебром

Используется для украшения костюмов монарших особ и священнослужителей, для производства церковного убранства.

  • Производство предметов интерьера и посуды из драгоценных металлов

Используется в повседневном обиходе (серебряные ложки), для украшения интерьера (бронзовые лампы, подсвечники, статуэтки, шкатулки для украшений), в качестве посуды и утвари в определенных ситуациях (серебряный чайный сервиз, церковный потир и кадило).

Металлы в искусстве

Популярные темы сообщений

  • Атлантический океан

    Атлантический океан – значимый мировой водный объект, уступающий своей площадью и глубиной только Тихому океану. Его воды буквально отделяют Западное полушарие от Восточного, а именно материки: Америки от Евразии и Африки.

  • Подводный мир

    Если посмотреть на карту мира, то можно увидеть что на ней очень много голубого цвета. Это реки, моря, океаны. И в них обитает больше половины животных, растений и рыб. Природа подводного мира очень удивительна.

  • Сервировка стола

    Сервировка стола играет очень важную роль не только во время проведения праздничных застольев, но и в домашней обстановке. Приготовленное блюдо покажется ещё вкуснее и аппетитнее, если подать его красиво.

Научная экспертиза произведений искусства на бумаге - Пол М. Уитмор | Научная экспертиза искусства: современные методы сохранения и анализа

чрезвычайно сложная задача. Оценка светочувствительности, которую нелегко определить, просто определив состав материала, упростилась благодаря разработке устройства, которое позволяет проводить быстрые, практически неразрушающие испытания на замирания. Эти тесты сейчас используются для обследования групп объектов, чтобы определить, можно ли делать какие-либо обобщения об их выставочных потребностях.Дальнейшая адаптация неразрушающих или микромасштабных разрушающих аналитических инструментов к изучению произведений искусства на бумаге обещает сделать возможным еще более обширные исследования создания и сохранения этих объектов.

ССЫЛКИ

Аттанасио Д., Д. Капитани, К. Федеричи и А. Л. Сегре. 1995. Археометрия 37: 377-384.


Baer, ​​N. S., A. Joel, R. L. Feller, and N. Indictor. 1986. В Artists ’Pigments , vol.1, изд. Р. Л. Феллер, стр. 17–36. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета.

Barrett, T. и C. Mosier. 1995. Journal of the American Institute for Conservation 34: 173-186.

Белл, С. Э. Дж., Э. С. О. Бургиньон, А. К. Деннис, Дж. А. Филдс, Дж. Дж. МакГарви и К. Р. Седдон. 2000. Analytical Chemistry 72: 234-239.

Бест, С. П., Р. Дж. Х. Кларк, М. А. М. Дэниелс, К. А. Портер и Р. Витналл. 1995. Исследования по сохранению 40: 31-40.

Браун, А. Дж. Э. и Р. Малхолланд. 2002. В Произведения искусства на бумаге, книгах, документах и ​​фотографиях: методы и сохранение , ред. В. Дэниэлс, А. Донниторн и П. Смит, стр. 21–26. Лондон: Международный институт охраны природы.

Браунинг, Б. Л. 1969. Анализ статьи . Нью-Йорк: Марсель Деккер.

Буднар М., Й. Водопивец, П. А. Мандо, Ф. Л. Г. Казу и О. Синьорини. 2001. Restaurator 22: 228-241.


Эрхардт Д. и М. Ф. Мекленберг. 1995. В материалов по вопросам искусства и археологии IV , ред. П. Б. Вандивер, Дж. Р. Друзик, Дж. Л. Г. Мадрид, И. К. Фристоун и Г. С. Уиллер, стр. 247-270. Питтсбург: Общество исследования материалов.


Феллер Р. Л., изд. 1986. Художественные пигменты , т. 1. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета.

ФитцХью, Э. У., изд. 1997. Художественные пигменты , т. 3. Вашингтон Д.С .: Национальная художественная галерея.


Хантер, Д. 1978. Производство бумаги: история и техника древнего ремесла . Нью-Йорк: Дувр.


Леона М. и Дж. Винтер. 2001. Исследования по сохранению 46: 153-162.


Миллс. Дж. С. и Р. Уайт. 2000. Органическая химия музейных предметов , 2-е изд. Лондон: Баттерворт-Хайнеманн.

Mommsem, H., T. Beier, H. Dittmann, D. Heimermann, A.Хайн, А. Розенберг, М. Богардт, Э.-М. Ханебатт-Бенц и Х. Холби. 1996. Археометрия 38: 347-357.


Рорлинг, Дж., А. Поттхаст, Т. Розенау, Т. Ланге, Г. Эбнер, Х. Сикста и П. Косма. 2002. Biomacromolecules 3: 959-968.

Рой А., изд. 1993. Художественные пигменты , т. 2. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная художественная галерея.

Русанов В., Чакарова К., Мадолев Т. 2002. Applied Spectroscopy 56: 1228-1236.


Шиллинг М. Р. и Х. П. Ханджян. 1996. В препринтах 11-го трехгодичного заседания Комитета по сохранению ИКОМ (Международного совета музеев) , изд. Дж. Бриджленд, стр. 220-227. Лондон: James & James Ltd.

Schweppe, H., and H. Roosen-Runge. 1986. В Artists ’Pigments , vol. 1, изд. Р. Л. Феллер, стр. 17–36. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета.

Шахани, К. Дж. И Г. Харрисон. 2002. В Произведения искусства на бумаге, книгах, документах и ​​фотографиях: методы и сохранение , ред.В. Дэниэлс, А. Донниторн и П. Смит, стр. 189–192. Лондон: Международный институт охраны природы.

.

Технические материалы

Инженеры должны знать самые лучшие и экономичные материалы для использования. Инженеры также должны понимать свойства этих материалов и то, как с ними можно работать. В машиностроении используются два вида материалов (1) металлы и неметаллы. Металлы отличаются от неметаллов высокой проводимостью тепла и электричества, металлическим блеском (2) и сопротивлением электрическому току. Их свойства, такие как прочность (3) и твердость (4), можно значительно улучшить на

.

легирование (5) их другими металлами.

Мы можем разделить металлы на черные и цветные (6). Первые содержат железо, а вторые (7) не содержат железа. Чугун (8) и сталь, которые являются сплавами или смесями железа и углерода, являются двумя наиболее важными черными металлами. Есть и другие важные группы металлов и сплавов. Обычные металлы, такие как железо, медь, цинк и т. Д., Производятся в больших количествах. Алюминий, медь и сплавы (бронза и латунь) - обычные цветные металлы. К так называемым драгоценным металлам относятся серебро, золото, платина и палладий.Легкие металлы - это алюминий, бериллий и титан. Они важны в авиастроении и ракетостроении.

Многие элементы классифицируются как полуметаллы (например, висмут), потому что они имеют гораздо более низкую проводимость, чем обычные металлы. Неметаллы (углерод, кремний, сера) в твердом состоянии обычно являются хрупкими материалами без металлического блеска и обычно плохо проводят электричество. Неметаллы демонстрируют большее разнообразие химических свойств, чем обычные металлы. Пластмассы и керамика неметаллы; однако пластмассы можно обрабатывать (9) как металлы.Пластмассы подразделяются на термопласты (10) и реактопласты (11). Термопластам можно придать форму и изменить форму под действием тепла и давления, но термореактивным пластикам изменить форму нельзя, поскольку они претерпевают химические изменения по мере затвердевания (12). Инженеры часто используют керамику, когда требуются материалы, способные выдерживать высокие температуры.

Материаловедение и технология - это изучение материалов и способов их изготовления для удовлетворения потребностей (13) современных технологий. Ученые находят новые способы использования металлов, пластмасс и других материалов.Для этого они используют лабораторные методы и знания физики, химии и металлургии.

Неметаллы

Неметаллы - это пластмассы и керамика. Неметаллы в твердом состоянии обычно являются хрупкими (1) материалами без металлического блеска (2) и обычно являются плохими проводниками (3) электричества. Неметаллы демонстрируют большее разнообразие химических свойств, чем обычные металлы. Пластмассы - это большая группа материалов. Они состоят из сочетания углерода и кислорода, водорода, азота и других органических и неорганических элементов.Пластмассы - это результат синтеза таких природных материалов, как вода, воздух, соль, уголь, нефть и природный газ. Технология простая и дешевая. В готовом состоянии они твердые, а на каком-то этапе производства - жидкие. Вот почему из пластика легко придать различную форму.

Сегодня в коммерческом использовании используется более 40 различных семейств пластмасс, и у каждого могут быть десятки разновидностей. Пластмассы легкие, прочные и устойчивые к коррозии (4). Они получили множество важных применений в промышленности и на транспорте.Инженеры используют пластмассы в электрическом и электронном оборудовании, сельском хозяйстве, товарах народного потребления (5). Сейчас нет индустрии, где бы не использовались пластмассы.

Технология волокна (6) в ее современной форме возникла позже, чем пластмасса. Промышленность волокна можно разделить на натуральные волокна (растительного, животного или минерального происхождения) и синтетические волокна. Многие синтетические волокна заменили натуральные, поскольку они часто ведут себя более предсказуемо (7) и обычно более однородны по размеру.Для инженерных целей наиболее важны стекло, металлические и синтетические волокна органического происхождения.

В настоящее время керамика приобретает все большую популярность в промышленности. Современные (8) керамические материалы обладают настолько интересными свойствами, что инженеры-механики все больше интересуются их использованием в качестве конструктивных элементов (9). Керамический режущий инструмент (10) используется уже некоторое время. Однако только в течение последних двадцати лет в этой области произошло быстрое развитие из-за разработки новой композитной (11) керамики.

Недавно инженеры разработали различные виды композитной керамики, которые должны сочетать повышенную вязкость (12) с такой же твердостью (13) и прочностью (14), как у обычной керамики. Таким образом, композитная керамика для режущего инструмента при комнатных и высоких температурах должна обладать следующими свойствами: высокой прочностью, ударной вязкостью, твердостью, высокой термостойкостью (15) и высокой химической инертностью.

Инженеры должны знать лучшие и наиболее экономичные материалы для использования, понимать свойства этих материалов и способы их обработки.

Станки

Металл проходит ряд процессов, прежде чем ему придана необходимая форма: литье (1), прокатка (2), сварка (3), прошивка (4), обрезка (5), прядение (6), гибка (7) , рисование (8) и др. Машины, выполняющие все эти виды работ, называются станками. Станки - это стационарные станки с механическим приводом, используемые для формования твердых материалов, особенно металлов. Станки составляют основу современной промышленности.

Станки можно разделить на три основные категории: обычные станки для производства стружки, прессы и нетрадиционные станки. Обычные инструменты для обработки стружки формируют заготовку, отрезая нежелательную часть в виде стружки. В прессах используется ряд различных процессов формования, в том числе резка (9), прессование или вытяжка (удлинение).

Нетрадиционные станки используют световую, электрическую, химическую и звуковую энергию; перегретые газы; и пучки частиц высокой энергии для придания формы экзотическим материалам и сплавам, которые были разработаны для удовлетворения потребностей современных технологий.

Огранка - одно из древнейших искусств каменного века, но огранка металлов считалась возможной только в 18 веке, и ее подробное изучение началось около ста лет назад. Современные станки появились примерно в 1775 году, когда английский изобретатель Джон Уилкинсон сконструировал горизонтально-расточной станок для изготовления внутренних цилиндрических поверхностей. Около 1794 года Генри Модслей разработал первый токарный станок для двигателей. Позже Джозеф Уитворт разработал измерительные приборы с точностью до миллионной доли дюйма.Его работа имела большую ценность, потому что точные методы измерения были необходимы для последующего массового производства изделий со сменными (10) деталями.

В течение 19 - века такие стандартные станки, как токарные, формовочные (11), строгальные (12), шлифовальные и пилы, а также фрезерные, сверлильные и расточные станки достигли высокой степени точности, и их использование стало широко распространенным в промышленно развивающихся странах.

Сегодня все операции обработки выполняются точнее и быстрее благодаря автоматизации всех производственных процессов.Станки с числовым программным управлением (13) (NC) и гибкие производственные системы (14) (FMS) сделали возможным выполнение работы автоматически. Оператор только наблюдает за ними и исправляет их, когда они выходят из строя.

Большинство операций механической обработки выделяют большое количество тепла и используют охлаждающие жидкости (обычно смесь воды и масел) для охлаждения и смазки. Охлаждение увеличивает срок службы инструмента и помогает стабилизировать размер готовой детали. Смазка снижает трение.

Большинство материалов и их сплавов поддаются обработке с легкостью, другие - с трудом.Обрабатываемость (15) включает три фактора: 1. Легкость удаления стружки. 2. Легкость получения хорошей поверхности. 3. Легкость получения хорошей стойкости инструмента.

:

.

Материаловедение | Британника

Материаловедение , изучение свойств твердых материалов и того, как эти свойства определяются составом и структурой материала. Он вырос из смеси физики твердого тела, металлургии и химии, поскольку богатое разнообразие свойств материалов не может быть изучено в контексте какой-либо одной классической дисциплины. Имея базовое понимание происхождения свойств, материалы могут быть выбраны или разработаны для огромного множества применений, от конструкционной стали до компьютерных микрочипов.Поэтому материаловедение важно для инженерной деятельности, такой как электроника, аэрокосмическая промышленность, телекоммуникации, обработка информации, ядерная энергия и преобразование энергии.

В данной статье материаловедение рассматривается в пяти основных областях: энергетика, наземный транспорт, аэрокосмическая промышленность, компьютеры и связь, а также медицина. Обсуждения сосредоточены на фундаментальных требованиях каждой области применения и на способности различных материалов соответствовать этим требованиям.

Многие материалы, изучаемые и применяемые в материаловедении, обычно делятся на четыре категории: металлы, полимеры, полупроводники и керамика. Источники, обработка и производство этих материалов подробно объясняются в нескольких статьях: металлургия; эластомер (натуральный и синтетический каучук); пластик; искусственное волокно; промышленное стекло и керамика. Обсуждаются атомные и молекулярные структуры в химических элементах и ​​веществе. Приложения, рассматриваемые в этой статье, имеют широкий охват в области преобразования энергии, транспорта, электроники и медицины.

Энергетические материалы

Промышленно развитое общество использует энергию и материалы в больших количествах. Транспорт, отопление и охлаждение, промышленные процессы, коммуникации - по сути, все физические характеристики современной жизни - зависят от потока и преобразования энергии и материалов в технико-экономической системе. Эти два потока неразрывно связаны и составляют основу индустриального общества. Связь материаловедения с использованием энергии является всеобъемлющей и сложной.На каждом этапе производства, распределения, преобразования и использования энергии материалы играют важную роль, и часто требуются особые свойства материалов. Значительный рост понимания свойств и структуры материалов позволяет разрабатывать новые материалы, а также улучшать старые на научной основе, тем самым способствуя повышению эффективности и снижению затрат.

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

Классификация материалов, связанных с энергетикой

Энергетические материалы можно классифицировать по-разному.Например, их можно разделить на пассивные и активные материалы. Те, кто входит в пассивную группу, не принимают участия в фактическом процессе преобразования энергии, а действуют как контейнеры, инструменты или конструкции, такие как корпуса реакторов, трубопроводы, лопатки турбин или буровые установки. Активные материалы - это те материалы, которые непосредственно участвуют в преобразовании энергии, такие как солнечные элементы, батареи, катализаторы и сверхпроводящие магниты.

Другой способ классификации энергетических материалов - их использование в традиционных, перспективных и возможных будущих энергетических системах.В традиционных энергетических системах, таких как ископаемое топливо, гидроэлектростанции и ядерные реакторы, проблемы материалов хорошо известны и обычно связаны со структурными механическими свойствами или давними химическими эффектами, такими как коррозия. Передовые энергетические системы находятся в стадии разработки и фактически используются на ограниченных рынках. К ним относятся нефть из сланца и битуминозных песков, газификация и сжижение угля, фотоэлектрическая энергия, геотермальная энергия и энергия ветра. Возможные будущие энергетические системы еще не развернуты в коммерческих целях в значительной степени и требуют гораздо большего количества исследований, прежде чем их можно будет использовать.К ним относятся водородное топливо и реакторы на быстрых нейтронах, преобразование биомассы и сверхпроводящие магниты для хранения электроэнергии.

Классификация энергетических материалов как пассивных или активных или по отношению к традиционным, передовым или будущим энергетическим системам полезна, поскольку она дает представление о природе и степени актуальности связанных с ними требований к материалам. Но наиболее проясняющая основа для понимания связи энергии с материалами - это свойства материалов, которые необходимы для различных энергетических приложений.Такие рамки в силу своей широты и разнообразия лучше всего демонстрируют на примерах. Например, при переработке нефти реакционные сосуды должны обладать определенными механическими и термическими свойствами, но катализ является критическим процессом.

Применение материалов, связанных с энергетикой

.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Механические свойства имеют первостепенное значение в более крупных промышленных применениях металлов, поэтому они требуют большого внимания при их изучении.

Прочность. - Прочность материала - это свойство сопротивления внешним нагрузкам или напряжениям без повреждения конструкции. Термин «предел прочности » относится к удельному напряжению (фунты на квадратный дюйм), развиваемому в материале в результате максимальной медленно прикладываемой нагрузки, которой материал может выдержать без разрушения при испытании на растяжение.Испытание на растяжение наиболее часто применяется к металлам, потому что оно говорит об их свойствах гораздо больше, чем любое другое отдельное испытание. В металлургии о разрушении часто говорят как об отказе, разрыве или разрушении; перелом металла - это название, данное поверхности, на которой произошел перелом.

Прочность металлов и сплавов зависит от двух факторов, а именно, прочности кристаллов, из которых они состоят, и прочности сцепления между этими кристаллами.Самое сильное известное вещество - это вольфрамовая проволока электрических ламп накаливания. Чистое железо непрочно, но когда сталь легирована углеродом для получения стали, она может быть прочнее любого из чистых металлов, кроме вольфрама.

Напряжение и деформация. - Напряжение - это сила внутри тела, которая сопротивляется деформации из-за приложенной извне нагрузки. Если эта нагрузка действует на поверхность единичной площади, это называется единичной силой, а сопротивление ей - единиц. Таким образом, количественно напряжение - это сила на единицу площади; на европейском континенте он выражается в килограммах на квадратный миллиметр, в Соединенных Штатах - фунтах на квадратный дюйм, а в Англии обычно используются длинные тонны на квадратный дюйм.

Когда внешняя сила действует на эластичный материал, материал деформируется, и деформация пропорциональна нагрузке. Это искажение или деформация составляет деформаций, и единичная деформация измеряется в Соединенных Штатах и ​​в Англии в дюймах на дюйм, тогда как в Европе она измеряется в сантиметрах на сантиметр. Единичная деформация - это отношение расстояний или длин.

Эластичность. - Любой материал, подверженный внешней нагрузке, деформирован или деформирован.Упруго напряженные материалы возвращаются к своим первоначальным размерам при снятии нагрузки, если она не слишком велика. Такое искажение или деформация пропорциональна величине нагрузки до определенной точки, но когда нагрузка слишком велика, материал постоянно деформируется, а при дальнейшем увеличении нагрузки до определенной точки материал разрушается. Свойство восстановления исходных размеров после снятия внешней нагрузки известно как эластичность .

Модуль упругости. - В пределах эластичности отношение напряжения к деформации известно как модуль упругости (то есть мера упругости).

Модуль упругости выражает жесткость материала. Для стали и большинства металлов это постоянное свойство, на которое мало влияет термическая обработка, горячая или холодная обработка или фактический предел прочности металла. Их модули упругости показывают, что когда стержни из стали и алюминия одинакового размера подвергаются одинаковой нагрузке, возникающая в результате упругая деформация в алюминии будет почти в три раза больше, чем в стальном стержне.



Пропорциональный предел упругости. - Металлы обычно не эластичны во всем диапазоне нагрузок. Предел пропорциональности напряжения к деформации известен как предел пропорциональности . Предел упругости - это наивысшее удельное напряжение, которое испытываемый образец будет выдерживать и все еще возвращаться к своим исходным размерам после снятия нагрузки. Предел пропорциональности и предел упругости в металлах очень близки друг к другу, настолько, что их часто путают, и теперь принято объединять их в один термин «Предел пропорциональной упругости». Это важное свойство, напряжение, которое нельзя превышать при проектировании.

Природа эластичности. - Эластичность металлического вещества является функцией сопротивления его атомов разделению, сжатию или вращению друг относительно друга и, таким образом, является фундаментальным свойством материала. Итак, эластичность демонстрируется как функция атомных сил. Это объясняет, почему модуль упругости прочной и хрупкой термически обработанной легированной стали точно такой же, как у сравнительно слабой и вязкой отожженной стали.

Предел текучести. - Это точка на кривой "напряжение-деформация", в которой напряжение выравнивается или фактически уменьшается при продолжении деформации. Этот термин строго применим только к мягким сталям, поскольку определяющая его характеристика не встречается в других металлах или легированных сталях, или даже в холоднодеформированных или нормализованных низкоуглеродистых сталях.

Максимальная сила. - Наибольшая нагрузка, которую выдержал образец, деленная на первоначальную площадь поперечного сечения, называется пределом прочности на разрыв или пределом прочности детали.

Пластичность. - Пластичность - это способность металла постоянно деформироваться при растяжении без разрушения. В частности, этот термин обозначает емкость, которую нужно тянуть от проволоки большего диаметра к меньшему. Такая операция, очевидно, включает как удлинение, так и уменьшение площади, и значения этих двух характеристик металла, определенные при испытании на растяжение, обычно принимаются в качестве меры пластичности металла.

Прочность. - Вязкость определяется как свойство поглощения значительной энергии до разрушения. Это мера общей способности материала поглощать энергию, включая энергию как упругой, так и пластической деформации при постепенно прикладываемой нагрузке. Одним из самых распространенных тестов на ударную вязкость является «испытание на удар», в котором измеряется энергия, поглощенная при разрушении образца при внезапном ударе.

Природа прочности. - Прочность металла определяется степенью скольжения, которое может происходить внутри кристаллов, не приводя к разрушению металла.Возможно, это результат попеременного проскальзывания и расклинивания каждой клиновидной кристаллографической плоскости, удерживаемой до приложения большего напряжения. Хрупкий металл или сплав либо не перестанет скользить после достижения упругой деформации, либо остановится только на короткое время перед разрушением. Очевидно, что последовательная остановка и проскальзывание вызовут деформацию; поэтому вязкие металлы и сплавы часто являются наиболее пластичными и пластичными.

Иногда кристаллы металла могут быть прочными, но границы кристаллов могут содержать примеси, так что наименьшая деформация кристаллической массы может вызвать растрескивание через хрупкий материал границ зерен.Это верно для стали, содержащей значительное количество фосфора, и для меди, содержащей висмут.

Ковкость. - Ковкость - это свойство металла, которое допускает остаточную деформацию при сжатии без разрушения. В частности, это означает способность раскатывать или забивать тонкие листы. Свойство пластичности похоже, но не то же самое, что и пластичность, и разные металлы не обладают этими двумя свойствами в одинаковой степени: хотя свинец и олово относительно высоки в порядке пластичности, им не хватает необходимой прочности на разрыв. быть втянутым в тонкую проволоку.Большинство металлов обладают повышенной ковкостью и пластичностью при более высоких температурах. Например, железо и никель очень пластичны при ярко-красном огне (1000 ° C).

Хрупкость. - Хрупкость подразумевает внезапный отказ. Это свойство ломаться без предупреждения, то есть без видимой остаточной деформации. Это противоположность вязкости в том смысле, что хрупкое тело имеет небольшое сопротивление разрыву после достижения предела упругости. Хрупкость противоположна пластичности в том смысле, что она предполагает разрыв без значительной деформации.Часто твердые металлы хрупкие, но эти термины не следует путать или использовать как синонимы.

Усталостный отказ. - Если металл подвергается частым повторяющимся нагрузкам, он в конечном итоге разорвется и выйдет из строя.

Чередование стресса приведет к неудаче быстрее, чем повторение стресса. Под «чередованием напряжения» понимается попеременное растяжение и сжатие в любом волокне. Разрушение металлов и сплавов при повторяющихся или переменных напряжениях, слишком малых, чтобы вызвать даже остаточную деформацию при статическом применении, называется усталостным разрушением .

Коррозионная усталость. - Если элемент подвергается также воздействию коррозионных агентов, таких как влажная атмосфера или масло, не очищенное от кислоты, напряжение, необходимое для выхода из строя, намного ниже. Самые прочные стали не выдерживают усталости и коррозии при удельном напряжении волокна не более 24000 фунтов на квадратный дюйм, даже если их предел прочности может указывать на то, что они могут выдерживать гораздо более высокое напряжение. Интересно отметить, что удельное напряжение чрезвычайно прочной термически обработанной легированной стали, подверженной коррозионной усталости, будет не больше, чем у относительно слабой конструкционной стали.Очевидна важность защиты поверхностей усталостных элементов от коррозии с помощью цинкования, гальванизации и т. Д., Если и когда это возможно.

Твердость. - Качество твердости является сложным, и подробное исследование показало, что оно представляет собой комбинацию ряда физических и механических свойств. Это чаще всего определяется в терминах метода, используемого для его измерения, и обычно означает сопротивление вещества вдавливанию. Твердость также может быть определена с точки зрения устойчивости к царапинам и, таким образом, связана с износостойкостью.Термин твердость иногда используется для обозначения жесткости или состояния деформируемых изделий, поскольку твердость металла при вдавливании тесно связана с его пределом прочности на разрыв.

В инженерной практике сопротивление металла проникновению твердого инструмента для вдавливания обычно принимается как определяющее свойство твердости. Был разработан ряд стандартизированных испытательных машин и пенетраторов, наиболее распространенными из которых являются машины Бринелля, Роквелла и Виккерса.

При испытании Бринелля шарик из закаленной стали диаметром 10 мм вдавливается в поверхность испытываемого материала под нагрузкой 500 или 3000 кг и измеряется площадь вдавливания.Затем твердость по Бринеллю выражается как отношение приложенной нагрузки к площади слепка.

В тестах Rockwell используется ряд различных масштабов тестирования с использованием различных пенетраторов и нагрузок. Чаще всего используются шкалы «C», в которых используется алмазный конусный пенетратор при основной нагрузке 150 кг, и шкала «B», в которой используется закаленный стальной шар диаметром 1/16 дюйма при основной нагрузке 100 кг. кг. В этом испытании в качестве меры твердости принимается разница глубины проникновения между глубиной проникновения малой нагрузки в 10 кг и приложенной основной нагрузкой.

В испытании Виккерса используется квадратный индентор в виде ромбовидной пирамиды, который может быть нагружен от 1 до 120 кг. Как и в тесте Бринелля, твердость выражается через приложенную нагрузку, деленную на площадь поверхности пирамидального отпечатка.

Тест Бринелля обычно используется только для довольно толстых срезов, таких как прутки и поковки, в то время как тест Роквелла обычно используется как для толстых, так и для тонких срезов, таких как полосы и трубки. Поверхностный Роквелл можно использовать для деталей толщиной до 0.010 дюймов. Тестер Виккерса чаще всего используется как лабораторный прибор для очень точных измерений твердости, а не как инструмент производственного контроля.

Склероскоп Шора измеряет упругость, а не твердость, хотя они взаимосвязаны. Склероскоп измеряет отскок падающего молотка от испытательной поверхности, и число твердости выражается как высота отскока в терминах максимального отскока от полностью закаленной высокоуглеродистой стали.

Природа твердости и мягкости. - Сопротивление металла проникновению другим телом, очевидно, частично зависит от силы сопротивления его межатомных связей. На это указывает почти точная параллель порядка твердости металлов и их модулей упругости. Единственное известное исключение - это соотношение магния и алюминия. Магний поцарапает алюминий, хотя его модуль упругости и средняя прочность межатомных связей меньше.


Дата: 24.12.2015; просмотр: 1211


.

Смотрите также