Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

§ 3. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. Физические свойства металлов.

В зависимости от назначения металлов и сплавов предъявляются различные требования к их свойствам. Так, например, для изготовления режущих инструментов требуются высокая твердость и прочность; для электропроводов - мягкость и хорошая проводимость электрического тока. Детали машин, подвергающиеся в процессе работы значительным нагрузкам, должны иметь высокую прочность, и стойкость против изнашивания и т. д.

Чтобы судить о том, будет ли данный металл или сплав пригоден для изготовления инструмента или детали, нужно знать, какими свойствами он обладает.

Свойства металлов могут быть подразделены на следующие четыре группы:

1) физические свойства;

2) химические свойства;

3) механические свойства;

4) технологические свойства.

Физические свойства металлов

Физические свойства металлов обнаруживаются в явлениях, которые не сопровождаются изменением вещества. Например, при нагревании металлов, прохождении через них электрического тока и тепла, расплавлении и намагничивании их свойства остаются неизменными. К физическим свойствам относятся: удельный вес, температура плавления (плавкость), тепловое расширение, теплопроводность, электропроводность, способность намагничиваться и др.

Удельным весом называется вес 1 см³ данного вещества, выраженного в граммах. Так как 1 г представляет собой вес 1 см³ чистой воды при температуре 4°, то удельным весом можно назвать также отношение веса данного металла к весу воды, взятой в том же объеме.

В практике часто возникает необходимость определить вес больших изделий без взвешивания или объем сложных по форме изделий без измерения их размеров. В этом случае можно воспользоваться числовыми соотношениями между удельным весом d, общим весом Р и объемом V тел:

отсюда

общий вес тела Р = удельному весу d X объем V;

Плавкостью называется способность металлов расплавляться, т. е. переходить из твердого в жидкое состояние при определенной температуре, которая называется температурой плавления.

Знать температуру плавления металлов необходимо в литейном деле. Расплавленным металлом заливают формы; его используют при паянии, лужении, сварке металлов; для получения сплавов и т. д. Температуру плавления следует учитывать и при изготовлении нагревающихся в работе деталей машин (например, подшипников скольжения и др.).

Тепловое расширение - это способность различных тел, включая и металлы, расширяться, т. е. изменять объем и линейные размеры при нагревании и охлаждении.

Степень увеличения или уменьшения первоначального размера металла при изменении температуры на один градус характеризуется коэффициентом линейного расширения.

Способность металла изменять объем и линейные размеры в процессе нагревания и охлаждения нужно учитывать при пользовании точными измерительными инструментами, при горячей штамповке металлов и во многих других случаях.

Для расчетов изменения длины металлов при нагревании пользуются особыми числами, называемыми коэффициентами линейного расширения. Эти числа показывают прирост единицы длины данного металла при нагревании на 1°.

Электропроводностью называется способность металлов проводить электрический ток.

Электропроводность металлов обычно измеряется обратной этому свойству величиной удельного электросопротивления, т. е. сопротивления, которое оказывает току проводник из данного материала длиной 1 м, сечением 1 мм2.

Электросопротивляемостью называется способность металлов сопротивляться прохождению через них электрического тока.

Данные, приведенные в табл. 1, показывают, что лучшими проводниками электрического тока являются медь и алюминий, т. е. металлы с наименьшим электросопротивлением.

В отношении теплопроводности металлы располагаются в том же порядке, как и в отношении электропроводности: лучшие проводники электрического тока являются вместе с тем и лучшими проводниками тепла, и наоборот.

Некоторые металлы и сплавы обладают магнитными свойствами. Способность металла намагничиваться оценивается величиной, называемой магнитной непроницаемостью.

Магнитная непроницаемость воздуха принята за единицу, а у железа она составляет 2000-3000 единиц. У меди и алюминия магнитная проницаемость близка к единице.

Таблица 1 Физические свойства важнейших металлов