logoń,matriały budowlane, METALE

METALE

Metale należą do odrębnej pod względem właściwości technicznych grupy materiałów budowlanych. Właściwości fizyczne i chemiczne metali związane są z ich budową atomową. Bezkierunkowość wiązań atomów metali wpływa na zdolność ich do krystalizacji w układy o dużej liczbie płaszczyzn symetrii, co warunkuje plastyczność metali i stanowi o ich jednorodnej budowie. Dzięki takiej budowie metale odznaczają się jednakowymi właściwościami fizycznymi i mechanicznymi we wszystkich kierunkach. Metale są nieprzezroczyste, mają zdolność do odbijania światła, są kowalne, dobrze przewodzą ciepło i prąd elektryczny, są plastyczne.

Od siły wzajemnego oddziaływania na siebie atomów metalu zależy w dużym stopniu temperatura topnienia metalu. W korelacji z temperaturą topnienia pozostaje twardość i wytrzymałość mechaniczna metalu. Na ogół im wyższa temperatura topnienia tym większa twardość i wytrzymałość mechaniczna. Metale możemy podzielić na dwie zasadnicze grupy: metale żelazne (stale, staliwo, żeliwo) i metale nieżelazne – kolorowe (aluminium, miedź, cynk, ołów, brąz, mosiądz.

W procesie produkcji żelaza i stali uzyskuje się szereg różnego rodzaju produktów różniących się między sobą w istotny sposób właściwościami technicznymi.

Surówka stanowi produkt przerobu rud żelaza w wielkich piecach. Sama nie ma zastosowania w technice, jest materiałem wyjściowym do wytwarzania żeliwa, staliwa, stali. Zawiera 2,5 do 4,5% węgla oraz siarkę, fosfor, mangan i krzem.

Żeliwo otrzymuje się przez przetopienie surówki z dodatkiem złomu i domieszek stwarzających odpowiedni skład chemiczny. Zależnie od rodzaju surówki i dodatków rozróżnia się żeliwo szare (duża wytrzymałość na rozciąganie i gięcie, daje się obrabiać, jest miękkie) białe i pstre (duża twardość). W przemyśle duże zastosowanie ma żeliwo odporne na korozję i żeliwo żaroodporne.

Staliwo jest lanym stopem żelaza z węglem (do 1 %) i innymi pierwiastkami. Dzieli się na węglowe i stopowe. Ma zastosowanie do licznych odlewów w przemyśle.

Stal węglowa jest stalą zawierająca pierwiastki pochodzące tylko z przerobu hutniczego. Dzieli się na stale niskowęglowe (do 0,25% C), średniowęglowe (0,25-0,6% C) i wysokowęglowe (ponad 0,6% C).

Stale stopowe produkuje się, wprowadzając w procesie metalurgicznym dodatkowe składniki nadające odpowiednie cechy techniczne. W zależności od właściwości dzielimy stale stopowe na:

Ze względu na ciężar objętościowy metale możemy podzielić na:

Ze względu na temperaturę topnienia:

Rola pierwiastków w stopie metalu.

Węgiel.

Zwiększa wytrzymałość materiału, zwiększa się odporność na korozję.

Mangan.

Zwiększa wytrzymałość i sprzyja głębokiemu hartowaniu. Stale manganowe są odporne na uderzenia i ścieranie, zwiększa ziarnistość metalu.

Krzem.

Zwiększa sprężystość i wytrzymałość stali (podwyższa granicę plastyczności metalu).

Chrom.

Zwiększa wytrzymałość, twardość i zdolność przehartowania stali. Zwiększa odporność stali na ścieranie, korozję, działanie czynników chemicznych i wysokiej temperatury.

Nikiel.

Zwiększa ciągliwość i wytrzymałość stali oraz sprzyja głębokiemu hartowaniu, a także uodparnia na korozję i działanie wysokich temperatur.

Molibden.

Zwiększa hartowność stali oraz wytrzymałość na podwyższone temperatury.

Wanad.

Zwiększa drobnoziarnistość i hartowność stali. Dodaje się do w niewielkich ilościach do stali sprężynowych i narzędziowych.

Aluminium.

Wpływa na żaroodporność stali.

Miedź.

Polepsza odporność metali na korozję.

Fosfor.

Powoduje gruboziarnistość metalu i powoduje kruchość.

Siarka.

Powoduje kruchość przy skrawaniu.

Otrzymywanie surówek.

Otrzymywanie surówek żelaza z rudy odbywa się w procesie dwustopniowym. Najpierw w piecach hutniczych zwanych wielkimi piecami, gdzie następuje redukcja rud głównie tlenkowych. W drugim procesie następuje utlenianie domieszek, przez co otrzymuje się stal o określonym składzie chemicznym

Proces redukcji rudy żelaza odbywa się w wielkim piecu, do którego doprowadza się rudę, koks i topniki oraz powietrze niezbędne do spalania paliwa. Wszystkie te materiały nazywamy materiałami wsadowymi.

Procesem wielkopiecowym nazywa się zespół zjawisk fizycznych i reakcji chemicznych zachodzących w wielkim piecu, w wyniku których z rudy powstaje surówka.

Stal otrzymuje się w wyniku przeróbki surówki, a ponieważ stal może zawierać do 2% węgla, podczas gdy surówka zawiera 3,2-4,3% węgla, więc głównym celem procesu otrzymywania stali jest odwęglenie surówki. Surówka zawiera również domieszki w postaci krzemu, manganu, siarki i fosforu. Podczas przerobu surówki na stal zarówno węgiel jak i domieszki ulegają częściowemu wypaleniu. Otrzymana w ten sposób stal nazywa się staliwem, a odpowiednio przerobiona stalą.

Rudy wykorzystywane w wytopie żelaza:

W celu ułatwienia stopienia skały płonnej i oddzielania zanieczyszczeń metalowych od żelaza do wsadu wielkopiecowego dodaje się zwykle substancji, zwanych topnikami. Skład chemiczny topników zależy od składu skały płonnej.

Do rud kwaśnych należy stosować topniki zasadowe (CaCO3). Do rud zwierających składniki zasadowe stosuje się topniki kwaśne. Najczęściej są to ubogie rudy kwaśne, zawierające znaczne ilości krzemionki lub żużel kwaśny pochodzący z procesów stalowniczych.

Po uzyskaniu stali o pożądanych właściwościach poddaje się ją następującym procesom:

Stale możemy podzielić na:

Właściwości metali:

Nazewnictwo i oznaczanie stali.

Stale konstrukcyjne węglowe zwykłej jakości są znakowane literami St i liczbami porządkowymi od 0 do 7, określającymi numer gatunku w miarę wzrastania zawartości węgla. Litera S na końcu znaku oznacza, że stal jest przeznaczona na konstrukcje spawane. Litera V oznacza stal o ograniczonej zawartości węgla a podwyższonej wanadu, a litera W stal o ograniczonej zawartości węgla, fosforu i siarki a podwyższonej krzemu i wanadu. Stale V i W są spawalne. Występują również następujące znaki na końcach symboli:

X – stal nieuspokojona,

Y – stal półuspokojona,

G – stal o podwyższonej zawartości manganu,

A – stal o wyższych wymaganiach dotyczących składu chemicznego,

U – stal z wymaganą udarnością w stanie normalizowanym,

UT – stal z wymaganą udarnością w stanie ulepszonym cieplnie,

Ż – stal przetapianą elektrożużlowo,

Stale konstrukcyjne stopowe są znakowane cyframi i literami. Pierwsze dwie cyfry określają średnią zawartość węgla w setnych procentu, a litery oznaczają następujące pierwiastki stopowe:

F – wanad,

G – mangan,

H – chrom,

M – molibden,

N – nikiel,

S – krzem,

T – tytan,

J – aluminium,

Nb – niob,

B – bor,

Liczby występujące za literami oznaczają zaokrąglone do liczby całkowitej średnie zawartości pierwiastka, jeżeli jego ilość przekracza 1,5%.

18G2 - 0,18% węgla, od 1 do 2 % manganu,

Wyroby ze stali.

kształtowniki:

pręty:

bednarka

pręty zbrojone

Blachy

rury

szyny

siatki

łączniki

okucia budowlane

Stopy metali nieżelaznych.

Metali kolorowych używa się w budownictwie w stosunkowo niewielkim stopniu. Główną barierą, hamującą szersze stosowanie, jest wysoka cena surowca. Metale te z reguły mają większe odporności na korozję atmosferyczną i wodną. Obecnie w coraz większym stopniu wprowadzane jest do budownictwa aluminium zarówno jako materiał dekoracyjny, materiał do wyrobu armatur i konstrukcyjny.

Aluminium.

Aluminium odznacza się małym ciężarem właściwym, dobrą przewodności elektryczną, dobrym przewodnictwem cieplnym. Ponadto z niektórymi metalami tworzy stopy o dobrych własnościach odlewniczych.

Jako główne składniki stopów aluminiowych należy wymienić: miedź, krzem, magnez, mangan wraz z boksytem.

W celu zwiększenia odporności na korozję stopów aluminiowych stosuje się pokrywanie przedmiotów warstwą tlenków wytwarzanych na ich powierzchni metodą elektrolitycznego utleniania. Ponadto stosuje się również polerowanie stopów aluminium czystym aluminium, które są bardziej odporne na korozję niż jego stopy.

Stopy te dają się łatwo obrabiać i mają znaczne wytrzymałości mechaniczne. Obecnie z aluminium produkowane są następujące wyroby:

Miedź i stopy.

Miedź jest stosowana w budownictwie m.in. w postaci cienkich blach do izolacji przeciwwodnych, robót dekarskich i zdobniczych, armatur. Jest materiałem bardzo odpornym na działanie czynników atmosferycznych i wód naturalnych.

Stopy miedzi z cynkiem tworzą mosiądz.

Cynk i stopy.

Rozróżnia się cynk hutniczy, rafinowany, elektrolityczny i rektyfikowany. Z cynku wyrabiane są blachy, pręty i druty. Jest on bardzo odporny na korozję atmosferyczną, nieodporny jest natomiast na kwasy. Często stosowany jest do powlekania wyrobów stalowych dla ich ochrony przed korozją. Materiały cynkowe muszą być odizolowane od betonów i zapraw. Produkuje się blachy o grubościach 0,15 – .

Brąz.

Ołów.

Ma zastosowanie do lutów miękkich. Jest również stosowany na powierzchni chroniące przed działaniem promieni rentgenowskich i promieniowania jonizującego, stosowany jest również do uszczelniania kanalizacji.

Cyna i stopy.

Stosowana na luty miękkie i jako powłoki ochronne na metale.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
logoń,matriały budowlane, ZAPRAWY
logoń,matriały budowlane,?CHY MECHANICZNE
logoń,matriały budowlane, SZKŁO
logoń,matriały budowlane, SPOIWA
logoń,matriały budowlane,?RAMIKA
logoń,matriały budowlane, TWORZYWA SZTUCZNE
logoń,matriały budowlane, DREWNO
sprnr4, BA, BA - miszmasz, Sem. I, Geometria wykreślna, teraz, Matriały budowlane
Sprnr3, BA, BA - miszmasz, Sem. I, Geometria wykreślna, teraz, Matriały budowlane
sprnr6, BA, BA - miszmasz, Sem. I, Geometria wykreślna, teraz, Matriały budowlane
sprnr5, BA, BA - miszmasz, Sem. I, Geometria wykreślna, teraz, Matriały budowlane
logoń,materiały budowlane L, określenie średniego modułu sprężystości betonu
logoń,materiały budowlane L, badanie wytrzymałości betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu
logoń,materiały budowlane L, badanie wytrzymałości betonu na ściskanie przy pomocy młotka Schmidta
Matriały budowlane Aparat Vicata
logoń,materiały budowlane L, badanie wytrzymałości betonu na ściskanie przy pomocy prasy wytrzymałoś

więcej podobnych podstron