Мистецтво навколо
Каталог статей
| Головна » Статті » Технологія |
З яких металів роблять ковані вироби?
Види металів: 1) Залізо Залізо - блискучий сріблисто-сірий метал. Щільність заліза - 7,874 г/куб, см (при 20 °С). Температура плавлення - 1539°С, температура кипіння - близько 3200°С. Широка поширеність заліза полягає в його чудових фізичних й механічних властивостях. Залізо пластичне й легко піддається механічній обробці: різанню, куванню, штампуванню, прокатці й т.п. Воно має сильний магнетизм. При нагріванні до 769°С (так званої "крапки Кюрі") залізо втрачає магнітні властивості й залишається немагнітним при всіх подальших перетвореннях. Зміна температурного режиму обробки заліза приводить до перебудови його кристалічної структури, що супроводжується зміною фізичних характеристик металу. В умовах високої вологості залізо легко окисляється й покривається іржею. Одним з найбільш ефективних методів захисту заліза від корозії є вороніння - термічна обробка при температурі вище 600°С, у результаті якої метал покривається тонкою окисною плівкою. Залізо, що містить мінімальну кількість домішок, має високу корозійну стійкість, порівнянні зі стійкістю благородних металів. Однак одержання чистого заліза утруднене й коштує дуже дорого. Тому в практичній діяльності людини використовуються різні залізні сплави, серед яких особливе місце займають залізно-вуглеродні метали: сталь, чавун і феросплави. Додавання вуглецю змінює властивості заліза, як би робить його іншим металом з іншими фізичними властивостями, більше придатними для практичних цілей. Саме сталеві або чавунні вироби прийнятий називати "залізними". 2) Чавун Чавун являє собою сплав заліза з вуглецем (звичайно близько 4 %). Крім згаданих елементів, чавун містить домішки кремнію, марганцю, фосфору, сірки й ін. Для виготовлення виробів із чавуну використовують тільки метод лиття, тому що через високий вміст вуглецю чавун не піддається ні куванню, ні зварюванню. 3) Сталь Сталь - це сплав заліза з вуглецем відсоток якого не перевищує 2,14 %. На відміну від чавуну, сталь легко піддається пластичній деформації, особливо при високих температурах. Саме дана властивість сталі зробило її самим популярним металом у майстерні коваля. Фізичні, а виходить, і технологічні властивості сталі в першу чергу залежать від процентного вмісту утворюючих її елементів: вуглецю й додаткових домішок, неминучих у процесі виробництва. Стосовно до вуглецю, загальне правило таке: з підвищенням відсотка вмісту вуглецю підвищується пружність сплаву, але зменшується його ковкість. 4) Вуглеродиста сталь Сталь, що містить до 1,7 % вуглецю, називається вуглеродистою. Для ручного кування найбільше підходить виробна сталь із низьким змістом вуглецю (від 0,1 до 0,3 %) і - легуючих добавок (до 1 %). Це м'який і пластичний метал, що легко кується, добре зварюється, без труда ріжеться й піддається хімічній обробці. Відповідно до ДЕРЖСТАНДАРТУ 380-71 виробнича сталь має марки від 0 до 6. У спеціальній літературі виробні сталі позначають буквами "Ст". Найчастіше в ручному куванні використовують маловуглеродисту сталь марок Ст0, Ст1, Ст2 і Стз, які добре гнуться, прекрасно піддаються зварюванню й не гартуються. Така сталь містить до 0,23 % вуглецю, її ще часто називають – «технічне залізо». Зі сталі Ст0 виготовляють будівельні арматури, огородження й інші конструкції малої міцності. Сталь Ст1 і Ст2 використовують для створення зварних конструкцій, фланців, болтів. Сталь Ст3 іде на виготовлення залізничних милиць, цвяхів, болтів, гайок й інших металовиробів. Середньовуглеродиста (конструкційна), сталь містить до 0,85 % вуглецю. Таку сталь відрізняє гарна ковкість і закалюваність, але вона погано піддається зварюванню. У промислових умовах з неї виготовляють переважну більшість металевих виробів. Для виробництва інструментів і частин механізмів, що піддаються значного зношування, використовують високовуглеродисту, або інструментальну сталь, що містить від 0,6 до 1,35 % вуглецю. Така сталь із трудом піддається куванню й зварюванню. Крім вуглеродистої сталі, інструменти виготовляють зі швидкорізальної сталі, що маркірують буквою "Р", і шарикопідшипникової сталі, що позначається буквою "Ш". Швидкорізальна сталь витримує більшу температуру при високій швидкості різання, тому з неї роблять свердла по металу, токарські різці й фрези. Шарикопідшипникова сталь відрізняється високою міцністю й низьким коефіцієнтом тертя. 5) Легована сталь Вуглеродиста сталь із добавками хрому, нікелю, молібдену, вольфраму й інших елементів, називається спеціальною, або легованою (від німецького дієслова "legіeren" - "сплавляти"). Легуючі елементи так чи інакше впливають на властивості сплаву в цілому. Незначні домішки кремнію й марганцю не роблять істотного впливу на якість вуглеродистої сталі. Звичайний вміст кремнію в сталі не перевищує 0,3 %, а вміст марганцю - 1 %. Великий відсоток марганцю знижує шкідливий вплив домішки сірки, роблячи сталь більш міцною й твердою. Значні добавки кремнію збільшують пружність і твердість металу, але знижують його зварюваність і в'язкість. Навіть незначні домішки сірки або фосфору різко знижують пластичність металу. Вміст сірки більше 0,04 % провокує красноломкість металу - крихкість у гарячому стані, а наявність фосфору більше 0,05 % викликає холодноломкість - крихкість при низьких температурах. Домішки сірки й фосфору утворюються в процесі виплавки сталі. Домішки хрому й вольфраму збільшують міцність і зносостійкість сталі, але одночасно роблять її менш пластичною. Таку сталь складно кувати, тому що вона зберігає твердість при температурі червоного розжарювання (близько 600 °С). Через знижену теплопровідність сплаву нагрівання заготовки здійснюється дуже повільно. Добавка ванадію позначається на виробничій сталі позитивно: значно збільшує його ковкість і зменшує утворення окалини. Домішка нікелю підвищує міцність сталі, робить її більше стійкою до корозії. Домішка молібдену надає сталі жароміцність, а також підвищує її в'язкість. Леговані сталі звичайно використовують для виготовлення металообробних інструментів. 6) Алюміній і його сплави Алюміній - легкий метал сріблисто-білого кольору. Щільність алюмінію - 2,699 г/куб, см. Міцність чистого алюмінію - 60-80 Мн/м2 (тобто 6-8 кгс/мм2). Температура плавлення - 660,24 °С, температура кипіння - близько 2500 °С. Алюміній має невисоку міцність і крихкість. Метал дуже пластичний: легко простягається в дріт і прокочується у фольгу товщиною близько 0,005 мм. Алюміній - прекрасний провідник електрики. Поверхня металу завжди покрита найтоншим шаром природної прозорої плівки, що миттєво відновлюється навіть у випадку її ушкодження. Окісна плівка захищає метал від впливу повітря, води й деяких кислот, тому вироби з алюмінію не піддані корозії й не змінюються ні на повітрі, ні у воді. Завдяки плівці алюміній відбиває близько 90 % падаючих на нього світлових променів. Алюмінієві сплави - мають міцність, легкість, стійкість до дії атмосфери й води. Міцність алюмінієвих сплавів перевищує міцність чистого алюмінію в 10 разів, що дозволяє створювати з них відносно легкі, але довговічні конструкції. Алюмінієві сплави ділять на ливарні й деформовані. Деформовані сплави легко піддаються куванню. Звичайно їх використовують для кування виробів, що випробовують значні навантаження. Добавка до алюмінію того або іншого елемента приводить до зміни його властивостей. Залежно від фізичних властивостей деформовані сплави алюмінію утворюють 2 групи: високопластичні сплави з магнієм і марганцем (маркірують буквами "Амг"); міцні сплави із цинком ("В"), кремнієм ("АВ") і міддю ("Д"). Перші відрізняються високою пластичністю й гарною стійкістю до корозії. Вони добре куються в холодному виді й піддаються зварюванню. Другі мають підвищену міцність й одночасно ковкість. 7) Мідь й її сплави Мідь - м'який метал червоного кольору. Щільність міді - 8,96 г/куб, см. Температура плавлення - 1083 °С, температура кипіння - 2600 °С. Хоч мідь й є м'яким металом, при холодному куванні вона ущільнюється й стає досить твердою. Не піддається загартуванню. Згодом мідні вироби, що перебувають у вологих умовах (при вологості вище 75 %), покриваються зеленуватим нальотом - патиною. Патина надає виробам з міді гарний стародавній вид. Суцільна патина, без дефектів, охороняє метал від подальшого руйнування. Природна плівка рідко буває бездоганною, без розривів, тому надійніше захищає мідний виріб штучна патина. 8) Латунь - сплав міді із цинком (до 38 %) Латунь - це міцний, але легко оброблюваний метал золотаво-жовтого кольору. Вона менше, ніж мідь, окисляється, має більшу міцність, але й менш пластична. Сучасна промисловість випускає 7 марок звичайної й 18 марок спеціальної латуні. Звичайні латуні використовують для виготовлення тонкостінних виробів, труб, коліс, шестерень і т.п. Спеціальні, або леговані, латуні містять добавки алюмінію, свинцю; нікелю, марганцю, заліза й інших елементів. Всі спеціальні латуні відрізняються гарним кольором, інтенсивним блиском, підвищеною міцністю й корозійною стійкістю. Латуні з добавкою алюмінію (0,4-2,5 %) по зовнішньому вигляду схожі на золото. У ювелірній справі застосовується латунь із 2,5 % алюмінію й 2,5 % цинку, що по зовнішньому вигляді практично не відрізняється від золота 583-їй проби. Для ручного кування звичайно використовують марки латуні з високим вмістом міді: Л62, Л68, Л80, Л90 й ін. Цифри в маркуванні позначають відсоток вмісту міді. Так, латунь марки Л90 містить 90 % міді. Також у ковальському ремеслі використовують спеціальні латуні з легуючими добавками. 9) Бронза - сплав міді з 8-10 % олова Олов'яна бронза має високу стійкість до корозії й добре кується, тому її часто використовують для виготовлення художніх кованих виробів. Твердість бронзи залежить від процентного вмісту олова. Дефіцит і дорожнеча олова сприяли витісненню олов'яної бронзи сплавами міді з додаванням інших елементів: алюмінієвою бронзою (з добавкою 5-10 % алюмінію), свинцевою бронзою, кремнієвою бронзою, винятково довговічною берилієвою бронзою (з додаванням 2 % берилія). У мідно-нікелевих сплавах основною добавкою до міді є нікель. Такі сплави відрізняються від латуні й бронзи гарним сріблисто-білим кольором. До мідно-нікелевих сплавів відносять мельхіор і нейзильбер, які використовують для виготовлення столових приладів, домашнього начиння й художніх кованих виробів. 10) Мельхіор - сплав міді з добавкою 5-33 % нікелю. Метал стійкий до дії агресивних середовищ (включаючи морську воду й гарячу пару); відрізняється великою твердістю й у той же час тягучістю й ковкістю. Добре обробляється в холодному стані. Мельхіор широко використовують у виробництві ювелірних виробів і посуду, які потім нерідко піддають срібленню. 11) Нейзильбер - сплав міді, нікелю (5-35 %) і цинку (13-45 %). Це стійкий до дії вологи, органічних кислот і солей метал з гарним сріблястим кольором. Відрізняється високою твердістю й пружністю. Використовують у виробництві медичних інструментів, посуду й, звичайно ж, ювелірних виробів.
Джерело: http://www.kuzni.com.ua/ | |
| Переглядів: 2037 | Коментарі: 1 | Теги: | Рейтинг: 0.0/0 |
| Всього коментарів: 1 | ||
| ||
