METALE I STOPY
Są wykorzystywane w postaci czystej lub stopów (2 lub więcej metali + pierwiastki niemetaliczne) Dzielimy je na: 1) żelazne - stopy zawierające węgiel (stale, żeliwo, staliwo); nieżelazne (pierwiastki lub stopy bez udziału żelaza) 2) lekkie (ρ<5 g/cm3) - aluminium, magnez; ciężkie (ρ>5 g/cm3) - cynk, żelazo, miedź, ołów; 3) topliwe (230-600 C) - Zn, Al; trudnotopliwe (1000-1800 C) Cu, Fe
TECHNOLOGIA METALI:
otrzymuje się je z rud, zaneczyszczonych związkami chem. poszukiwanego metalu;
przeróbka plastyczne - kucie, walcowanie, wyciskanie, tłoczenie;
odlewnictwo - ciekły metal odlewa się do form;
obróbka - toczenie, struganie, frezowanie, cięcie;
obróbka cieplna - hartowanie
STAL:
Stop żelaza z dodatkiem mniej niż 1,7% węgla, Duża Rr=290-980 MPa ( w budownictwie stale o Rr=400 MPa), granica plastyczności Re=200-500 MPa , Współczynnik sprężystości duży E=206000 MPa, ρ=7,8 g/cm3, duża przewodność cieplna λ=58 W/mK, wadą jest łatwość korodowania (pokrywa się rdzą), zmienia właściwości mechaniczne w wysokich temp.
ZNAKOWANIE: St - stal zwykła, E (do zgrzewania elektr.), J (odporna na starzenie), M. (do budowy mostów), P (dla kolejnictwa), S (spawalna, o określonym składzie chem.), X (nieuspokojona), U (z wymaganą udarnością), Y (półuspokojona), V (z ograniczoną zawartością węgla), W (z ograniczoną zawartością fosforu i siarki); dla stali wyższych jakości : 18 - dwucyfrowa liczba oznacza zawartość węgla w setnych częściach procenta + G (podwyższona zawartość manganu), H (dodatek chromu), P (dodatek fosforu), N (niklu), M. (molibdenu), A (zmniejszona zawartość niektórych pierw.), + liczba oznaczająca procentową zawartość danego pierw. (18G2 - stal niskostopowa manganowa o zawartości 0,18% C i 2% Mn)
STALIWO:
Stop żelaza z węglem i innymi pierw. przeznaczony na odlewy (do 1% węgla) ma specjalne dodatki (chrom, nikiel, wolfram); staliwo węglowe (elementy maszyn, taboru kolejowego), Staliwo stopowe (szczęki koparek, zwrotnice kolejowe)
ŻELIWO:
Stop żelaza, węgla (do 5%) i krzemu (do 3%) - przetopienie surówki żelaznej ze złomem stalowym lub żeliwnym. W budownictwie (żeliwo szare - węgiel występuje w postaci grafitu) - brak plastyczności, kruche, ρ(żeliwa)=7,2 g/cm3, Rc=780 MPa, Rc= 260 MPa, bardziej niż stal odporne na korozję, nie zmienia właściwości mechan. pod wpływem wys. temp. (rury kanalizacyjne, wanny, zlewy, ruszty piecowe)
METALE NIEŻELAZNE:
Stopy aluminium - (domieszki krzemu, miedzi, magnezu w ilości do 5%), ρ=2,7 g/cm3, λ=232 W/mK, Rr(Al)=68-176 MPa, a stopów Rr=146-490 MPa, E=68500 MPa, odporność na wysokie temp. podobna jak dla stali - pręty, blachy, folie
Cynk - z tzw. blendy cynkowej ρ=7,2 g/cm3, λ=116 W/mK, Rr=29-118 MPa, plastyczny - blachy, druty, pręty
Miedź - ρ=8,9 g/cm3, λ=400 W/mK, Rr=196 MPa, blachy do krycia dachów, drut do przewodów elektr. + cyna = brąz (rzeźby, elementy dekoracyjne)
KOROZJA METALI:
Chemiczna - suche gazy (tlen, siarkowodór, chlor), ciecze (elektrolity) - reakc. chem. na powierzchni powstaje cienka warstwa (może chronić przed dalszą korozją) lub jeżeli jest porowata i łatwo rozp. w otaczającym środowisku doprowadza do całkowitego zniszczenia
Elektrochemiczna - (elektrolity) może atakować tylko część metalu na skutek jego niejednorodności
Naprężeniowa - jednocześnie działa czynnik korodujący i naprężenia statyczne zwiększające działanie czynników agresywnych
Kruchość wodorowa - pękanie międzykrystaliczne stali o dużej wytrzymałości, na którą działa stałe naprężenie i czynnik korodujący (wywołuje ją wodór atomowy, siarkowodór)
CECHY OGÓLNE:
duża gęstość, zdolność do odkształceń trwałych, plastyczność (bez utraty ciągłości struktury), duża wytrz. na rozciąganie, przewodność elektryczna (mały opór) i cieplna (duże λ), akustyczna (mały współczynnik pochłaniania dźwięku), korozyjne (wymaga ochrony), duży koszt produkcji (b. duże nakłady energetyczne), ciągłość materii (defekty liniowe i powierzchniowe), ze wzrostem węgla rośnie wytrz. twardość ale maleje plastyczność