Основні властивості металів та сплавів
Залежно від призначення металів та сплавів пред'являються різні вимоги до їх властивостей. Так, наприклад, для виготовлення різальних інструментів потрібні висока твердість та міцність; для електропроводів - м'якість та хороша провідність електричного струму. Деталі машин, що піддаються в процесі роботи значним навантаженням, повинні мати високу міцність та стійкість проти зношування тощо.
Щоб судити про те, чи буде даний метал або сплав придатний для виготовлення інструменту або деталі, потрібно знати, які властивості він має.
Властивості металів можуть бути поділені на чотири групи:
1) фізичні характеристики;
2) хімічні властивості;
3) механічні характеристики;
4) технологічні характеристики.
Фізичні властивості металів
Фізичні властивості металів виявляються у явищах, які супроводжуються зміною речовини. Наприклад, при нагріванні металів, проходженні через них електричного струму та тепла, розплавленні та намагнічуванні їх властивості залишаються незмінними. До фізичних властивостей відносяться: питома вага, температура плавлення (плавкість), теплове розширення, теплопровідність, електропровідність, здатність намагнічуватися та ін.
називається вага 1 см 3 даної речовини, вираженої в грамах. Так як 1 г є вагою 1 см 3 чистої води при температурі 4°, то питомою вагою можна назвати також відношення ваги даного металу до ваги води, взятої в тому ж обсязі.
У практиці часто виникає необхідність визначити вагу великих виробів без зважування або складних за формою виробів без вимірювання їх розмірів. У цьому випадку можна скористатися числовимиспіввідношеннями між питомою вагою d, загальною вагою Р та об'ємом V тел:
загальна вага тіла Р = питомої ваги d X об'єм V;
називається здатність металів розплавлятися, тобто переходити з твердого в рідкий стан за певної температури, яка називається .
Знати температуру плавлення металів необхідно у ливарній справі. Розплавленим металом заливають форми; його використовують при паянні, лудженні, зварюванні металів; для отримання сплавів і т. д. Температуру плавлення слід враховувати і при виготовленні деталей машин, що нагріваються в роботі (наприклад, підшипників ковзання та ін.).
- це здатність різних тіл, включаючи і метали, розширюватися, тобто змінювати об'єм та лінійні розміри при нагріванні та охолодженні.
Ступінь збільшення або зменшення початкового розміру металу за зміни температури на один градус характеризується
Здатність металу змінювати об'єм та лінійні розміри в процесі нагрівання та охолодження потрібно враховувати при користуванні точними вимірювальними інструментами, при гарячому штампуванні металів та в багатьох інших випадках.
Для розрахунків зміни довжини металів при нагріванні користуються особливими числами, які називають коефіцієнтами лінійного розширення. Ці числа показують приріст одиниці довжини металу при нагріванні на 1°.
називається здатність металів проводити електричний струм.
Електропровідність металів зазвичай вимірюється зворотної цій властивості величиною питомого електроопору, тобто опору, яке надає струму провідник з даного матеріалу довжиною 1 м, перетином 1 мм2.
називається здатність металів чинити опір проходженню через них електричного струму.
Дані, наведені у табл. 1, показують, що найкращими провідникамиелектричного струму є мідь та алюміній, тобто метали з найменшим електроопіром.
Що стосується теплопровідності метали розташовуються у тому порядку, як і щодо електропровідності: кращі провідники електричного струму є водночас і кращими провідниками тепла, і навпаки.
Деякі метали і сплави мають магнітні властивості. Здатність металу намагнічуватися оцінюється величиною,
Магнітна непроникність повітря прийнята за одиницю, а залізо вона становить 2000-3000 одиниць. У міді та алюмінію магнітна проникність близька до одиниці.
Таблиця 1 Фізичні властивості найважливіших металів