Что такое металлы технология

Обновлено: 11.05.2024

Технология металлов – совокупность приёмов и способов получения и обработки металлических материалов, а также научная дисциплина, охватывающая комплекс указанных вопросов. Понятие «Технология металлов» охватывает всё содержание понятия « металлургия» в его широком значении, то есть:

подготовку металлических руд и извлечение из них металлов,
производство металлических сплавов,
термическую обработку,
химико-термическую обработку,
термомеханическую обработку металлов,
обработку металлов давлением (ковку, штамповку, прокатку, волочение и др.).

Кроме металлургии, понятие технологии металлов включает в себя и металлообработку, в том числе:

литейное производство,
сварку и пайку металлов,
обработку металлов со снятием стружки – обработка металлов резанием,
обработку металлов без снятия стружки – электрофизические и электрохимические методы обработки металлов, нанесение на металл защитных покрытий.

В начале 20 в. технология металлов представляла собой единую прикладную науку, во многом определяющую уровень технического развития; её теоретической основой служили металлография (ныне металловедение), металлургическая химия и основы теории резания металлов.

В результате интенсивного развития теории и практики технологии металлов на протяжении 20 в., в особенности в 30-е и более поздние годы, многие разделы технологии металлов выделились в самостоятельные области технических наук и технологий, каждая из которых развивалась на собственной теоретической основе.

Технология металлов как комплексная учебная дисциплина в высших и средних специальных технических учебных заведениях ( факультетах) имеет целью в сжатой форме ознакомить студентов (учащихся) с общенаучными и общеинженерными основами получения и обработки металлов.

В связи с расширением применения конструкционных материалов на неметаллической основе (пластмассы, стекло, керамика, резина и др.) намечается тенденция к замене понятия «технология металлов» понятием « технология материалов» (« материаловедение»), основной раздел которого составляет технология металлов.

Определения

Энц. словарь Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А.

Металлургия – отдел технологии, занимающийся добыванием металлов в заводских размерах из их природных соединений (руд). Металлургические операции суть двоякого рода: во-первых, механическая обработка руды и приведение ее в удобный для работы вид и, во-вторых, обработка химическая или электрохимическая.

Металловедение, наука, изучающая связь между составом, структурой и свойствами металлических материалов, их изменения при тепловых, деформационных и физико-химических воздействиях. Научная основа изыскания составов, способов изготовления и обработки металлических материалов с различными свойствами. Возникло в начале 19 в. Одним из основоположников металловедения был П.П. Аносов, впервые применивший микроструктурные исследования, разрабатывая способ получения булатной стали.

Металлогения (от металлы и греческого geneia, в сложных словах — происхождение, создание), раздел геологии, исследующий региональные геологические закономерности формирования и размещения рудных месторождений, связанные с основными этапами геологической истории.

Металлорежущий инструмент, служит для обработки заготовок путем снятия стружки. Используют при ручной обработке (слесарный инструмент), в ручных машинах (электросверлильные, шлифовальные, пилы и т. п.), на металлорежущих станках (сверла, фрезы, резцы, протяжки, шлифовальные круги и др.).

Металлургия (от греческого metallurgeo — добываю руду, обрабатываю металлы), область науки и техники и отрасль промышленности, охватывающая процессы получения металлов из руд и других материалов, производства сплавов, обработки давлением металлических заготовок, изменения их структуры и свойств. Различают пирометаллургию и гидрометаллургию. Металлургические процессы применяют также для производства неметаллов (например, полупроводников). Возникла в глубокой древности (выплавка меди), с середины 2-го тысячелетия до нашей эры известна выплавка железа из руд в горнах.

Металлы, простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами — высокой электропроводностью (106–104 Ом-1?см-1), уменьшающейся с ростом температуры, высокой теплопроводностью, блеском, пластичностью, ковкостью и др. Свойства металлов обусловлены наличием в их кристаллической решетке «электронного газа» — большого количества подвижных, слабо связанных с атомным ядром электронов. В периодической системе из 109 элементов 85 — металлы. В технике железо и его сплавы относят к черным металлам, остальные — к цветным, металлы с плотностью менее 5000 кг/м3 называются легкими, прочие — тяжелыми. В свободном виде в природе встречаются только благородные металлы. Металлы используются главным образом как конструкционные и электротехнические материалы.

Технология металлов

совокупность приёмов и способов получения и обработки металлических материалов, а также научная дисциплина, охватывающая комплекс указанных вопросов. Понятие «Т. м.» охватывает всё содержание понятия «металлургия» в его широком значении, то есть: подготовку металлических руд и извлечение из них металлов, производство металлических сплавов, термическую обработку (См. Термическая обработка), химико-термическую обработку (См. Химико-термическая обработка), термомеханическую обработку (См. Термомеханическая обработка) металлов, обработку металлов давлением (См. Обработка металлов давлением)(ковку, штамповку, прокатку, волочение и др.); кроме металлургии (См. Металлургия), Т. м. включает Литейное производство, сварку (См. Сварка) и пайку (См. Пайка) металлов, обработку металлов со снятием стружки (см. Обработка металлов резанием) и без снятия стружки (см. Электрофизические (См. Электрофизические и электрохимические методы обработки)и электрохимические методы обработки (См. Электрофизические и электрохимические методы обработки)), нанесение на металл защитных покрытий.

В начале 20 в. Т. м. представляла собой единую прикладную науку, во многом определяющую уровень технического развития; её теоретической основой служили металлография (ныне Металловедение), металлургическая химия и основы теории резания металлов. В результате интенсивного развития теории и практики Т. м. на протяжении 20 в., в особенности в 30-е и более поздние годы, многие разделы Т. м. выделились в самостоятельные области технических наук и технологии, каждая из которых развивалась на собственной теоретической основе.

Т. м. как комплексная учебная дисциплина в высших и средних специальных технических учебных заведениях (факультетах) имеет целью в сжатой форме ознакомить студентов (учащихся) с общенаучными и общеинженерными основами получения и обработки металлов.

В связи с расширением применения конструкционных материалов на неметаллической основе (пластмассы, стекло, керамика, резина и др.) намечается тенденция к замене понятия «Т. м.» понятием «технология материалов» («материаловедение»), основной раздел которого составляет Т. м.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Полезное

Смотреть что такое "Технология металлов" в других словарях:

технология металлов — [metals technology] совокупность приемов и способов получения и обработки металлических материалов; научная дисциплина, охватывающая весь комплекс указанных проблем. Технология металлов охватывает подготовку металлических руд, извлечение из них… … Энциклопедический словарь по металлургии

ТЕХНОЛОГИЯ — ТЕХНОЛОГИЯ, технологии, мн. нет, жен. (от греч. techne искусство и logos учение). Совокупность наук, сведений о способах переработки того или иного сырья в фабрикат, в готовое изделие. Технология металлов. Химическая технология. Технология дерева … Толковый словарь Ушакова

Технология — [(production) process, technology] совокупность приемов и способов получения, обработки и переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий в разных отраслях промышленности, в строительстве и т.д.; научная дисциплина, разрабатывающая и… … Энциклопедический словарь по металлургии

Технология — (от греч. téchne искусство, мастерство, умение и . логия (См. . Логия) совокупность приёмов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий, осуществляемых в различных отраслях… … Большая советская энциклопедия

Технология авиастроения — область технологии машиностроения, включающая процессы, методы, способы и технические средства изготовления изделий авиационной техники. В начальный период развития авиационной техники Т. а. располагала ограниченными средствами, которые… … Энциклопедия техники

ТЕХНОЛОГИЯ — (греч., от techne искусство, и logos слово). Наука, имеющая своим предметом историю и описание промышленных фабричных производств; совокупность терминов, свойственных искусству, науке. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.… … Словарь иностранных слов русского языка

Технология матирования стекла — Технология матирования стекла технология, при помощи которой можно создавать матовый рисунок на поверхности стекла. Технологию матирования стекла широко используют при производстве стеклянной и керамической посуды, элементов декора,… … Википедия

МЕТАЛЛОВ ЛИТЬЕ — получение металлических изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в литейную форму. Рабочая часть литейной формы представляет собой полость, в которой материал, затвердевая при охлаждении, приобретает конфигурацию и размеры нужного… … Энциклопедия Кольера

технология авиастроения — технология авиастроения область технологии машиностроения, включающая процессы, методы, способы и технические средства изготовления изделий авиационной техники.В начальный период развития авиационной техники Т. а. располагала ограниченными … Энциклопедия «Авиация»

технология металлов [metals technology] — совокупность приемов и способов получения и обработки металлических материалов; научная дисциплина, охватывающая весь комплекс указанных проблем. Технология металлов охватывает подготовку металлических руд, извлечение из них металлов, например, производство металлических сплавов, термическую, химико-термическую и термомеханическую обработку металлов, а также обработку металлов давлением (прокатку, ковку, штамповку, волочение, прессов, и др.). Технология металлов включает литейное производство, сварку и пайку, обработку металлов резанием, электрофизические и электрохимические методы, нанесение защитных покрытий. Многие разделы технологии металлов образуют самостоятельную область технических наук, каждая из которых имеет собственные теоретические обоснов. Технология металлов как комплекная учебная дисциплина в вузах и техникумах имеет целью в сжатой форме ознакомить студентов с общенаучной и общеинженерной основами получения и обработки металлов. В связи с расшироким применением конструкционных материалов на неметаллической основе (пластмассы, керамика, стекло, резина и др.) термин «технология металлов» заменен понятием «технология материалов» («», основной раздел которого составляет технология металлов.).
Смотри также:
— Технология
— плазменная технология
— комбинированная технология
— ионообменная технология
— водородная технология
— безотходная (малоотходная) технология
— лазерная технология
— пластизольная технология

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .

Технология металлов — совокупность приёмов и способов получения и обработки металлических материалов, а также научная дисциплина, охватывающая комплекс указанных вопросов. Понятие «Т. м.» охватывает всё содержание понятия «металлургия» в его широком значении,… … Большая советская энциклопедия

Технология металлов изучает свойства и назначение металлов, способы получения их из руд, а также условия технологической обработки с целью придания им необходимой формы.

Из данной рубрики вы узнаете о свойствах металлов и сплавов, об их назначении и применении в промышленности. А также, про основы металлургического производства и термической обработки, о характеристиках и способах получения важнейших неметаллических материалов.

Сущность процессов защиты металлов от коррозии

Сущность процессов защиты металлов от коррозии сводится к следующему.

При легировании в состав стали вводят элементы, снижающие ее склонность к коррозионному разрушению или изменяющие более опасный вид коррозии на менее опасный (например переход межкристаллитной коррозии в равномерную).

В сталь и чугун чаще всего вводят хром, никель, алюминий и кремний, отдельно или совместно в различных соотношениях. Наличие этих элементов в достаточных количествах делает сталь и чугун стойкими в воде, во влажной атмосфере, в растворах многих кислот и щелочей и в атмосфере сухих газов при высоких температурах.

Защита от коррозии металлическими покрытиями

Защита металлическими покрытиями осуществляется различными способами:

погружение в расплавленный металл (листы, лента, проволока) — оцинкование, лужение, освинцовывание, кадмирование, алитирование;

гальванический метод — путем отложения на поверхности детали тонкого слоя металла из растворов его солей под действием электрического тока; гальванические покрытия осуществляются хромом, никелем, оловом, цинком, кадмием и другими металлами; этот способ защиты от коррозии был разработан знаменитым русским ученым Б.С. Якоби;

Подшипниковые (антифрикционные) сплавы

Почти всякая машина или станок имеет вращающиеся валы или оси, работа которых может быть надежной при правильном выборе системы подшипников, которые служат опорами этих валов и осей.

Для уменьшения трения при вращении в подшипниках имеются специальные втулки или вкладыши.

Подшипники с шариковыми и роликовыми вкладышами называются подшипниками качения; подшипники, в которых применяются вкладыши из антифрикционных (подшипниковых) материалов, называются подшипниками скольжения.

Методы защиты от коррозии

В Советском Союзе были проведены большие работы по изучению коррозионных явлений и разработаны методы защиты металлов от коррозии.

Установлено, что коррозионная стойкость деталей тем выше, чем лучше их обработка; наиболее стойкими являются полированные детали.

Наличие на поверхности детали:

и других дефектов способствует усилению коррозии.

Коррозия усиливается также при контакте металлов и сплавов различного химического состава, например стали с медью, латунью или бронзой, а также при неоднородной структуре сплава.

Коррозия металлов

Коррозией называется непроизвольное разрушение металлов и сплавов под действием окружающей среды.

Коррозия называется химической, если она происходит под действием сухих газов или жидкостей-неэлектролитов, т.е. жидкостей, не проводящих электрический ток (бензин, керосин, смола и т.п.).

Коррозия называется электрохимической, если она происходит при взаимодействии с жидкостями-электролитами, т.е. проводящими электрический ток (вода, пар, водяные растворы солей, щелочи, кислоты и т.п.).

Виды коррозионных разрушений

Виды коррозионных разрушений разнообразны. По характеру разрушения различают:

равномерную (поверхностную) коррозию;

межкристаллитную (интеркристаллитную) коррозию.

Поверхностная коррозия

Поверхностная коррозия характеризуется равномерным разрушением металла по всей поверхности. Это наименее опасный вид коррозии, так как можно, зная ее скорость, заранее определить возможный срок службы детали.

Алюминий

Удельный вес алюминия 2,7 г/см3, т.е. он почти в три раза легче железа и более чем в три раза легче меди; температура плавления 658,7°.

Алюминий имеет атомнокристаллическую решетку гранецентрированного куба.

Удельное электросопротивление алюминия мало — 0,028— 0,030 —ом*мм2/м.

В отожженном состоянии алюминий обладает малой прочностью (δв = 10—12 кг/мм2) и твердостью (Нв = 20 — 25 кг/мм2), но высокой пластичностью (δ = 40 — 45%).

Алюминий имеет высокую коррозионную стойкость, так как образующаяся на его поверхности пленка окислов (Аl₂O₃) является защитной, препятствующей окислению нижележащих слоев металла.

Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы подразделяются на две группы:

литейные, применяемые для изготовления деталей путем отливки в землю, в металлические формы или под давлением,

деформируемые, применяемые для изготовления листов, ленты, проволоки, гофра, фасонного профиля и деталей с помощью штамповки, ковки или прессовки.

Алюминиевые сплавы характеризуются небольшим удельным весом (до 3 г/см3), хорошей обрабатываемостью, коррозионной стойкостью, высокими механическими свойствами после термической обработки и хорошими литейными свойствами.

Магний и его сплавы

Магний имеет температуру плавления 650°. Удельный вес его 1,74 г/см³ — он самый легкий из всех применяемых в технике металлов.

Кристаллическая решетка магния гексагональная.

В литом состоянии предел прочности магния на разрыв составляет 10—13 кг/мм 2 при относительном удлинении 3—6%.

Магний обладает большой активностью при взаимодействии с кислородом и в виде порошка и тонкой ленты сгорает на воздухе при ослепительно белом пламени.

Латуни

В машиностроительной промышленности большое применение имеют медные сплавы, отличающиеся более высокой прочностью, лучшей обрабатываемостью и литейными свойствами и во многих случаях более дешевые, чем медь.

Технические медные сплавы объединены в две группы: латуни — сплавы системы медь — цинк и бронзы — сплавы меди с оловом, марганцем, кремнием, алюминием, бериллием и др.

Добавка в медь цинка (образование латуни) способствует повышению прочности и вязкости сплава и удешевляет его.

Жидкое состояние металла характеризуется большой подвижностью атомов.

По мере приближения металла к температуре затвердевания атомы его в отдельных местах начинают группироваться так же, как в кристаллических решетках твердого металла.

Некоторые из этих атомно-кристаллических групп могут стать зародышами будущих кристаллов, или, как говорят, центрами кристаллизации.

Дальнейший рост кристаллов происходит путем постепенного наращивания на эти центры новых атомных слоев.

Таким образом, процесс кристаллизации заключается в образовании центров кристаллизации и в их последующем росте.

Процесс кристаллизации. Зерна

На рисунке показана схема развития процесса кристаллизации.

В первые моменты кристаллы растут свободно, сохраняя свою кристаллическую форму.

По мере развития процесса кристаллы встречаются друг с другом, препятствуя тем самым дальнейшему росту в этом направлении. Кристаллы будут расти только лишь в некоторых направлениях, где имеется еще жидкий металл. Благодаря этому правильная форма кристалла теряется и он приобретает округлую форму. Такие кристаллы называют зернами.

Форма зерен при кристаллизации

В настоящее время в производстве черных и цветных металлов получил широкое распространение процесс искусственного изменения размеров и формы зерен путем введения в расплавленный металл нерастворимых веществ, называемый модифицированием.

Эти вещества распределяются равномерно по всему объему металла и образуют дополнительные центры кристаллизации, благодаря чему зерна металла получаются более мелкими и могут изменять свою форму.

Такими веществами могут быть:

порошок окиси алюминия при модифицировании стали,

Изменение структуры и свойств металлов в твердом состоянии

Некоторые металлы имеют в твердом состоянии несколько видов кристаллической решетки. Достаточно такие металлы нагреть до определенной температуры, как атомы перестраиваются и образуют новую кристаллическую решетку.

Процесс перехода из одного типа кристаллического строения в другой называетсяаллотропическим превращением.

Различные типы кристаллического строения называют аллотропической формой, или модификацией.

Модификации металлов обозначаются буквами греческого алфавита:

Аллотропические превращения

Аллотропические превращения, так же как и первичная кристаллизация, протекают при постоянной температуре, так как при охлаждении происходит выделение, а при нагреве — поглощение тепла.

На кривой охлаждения это превращение отмечается горизонтальным участком.

Аллотропические превращения протекают путем зарождения центров кристаллизации в твердом металле и роста вокруг них кристаллов новой модификации, подобно процессу первичной кристаллизации.

Аллотропические превращения в железе

На кривой охлаждения железа, приведенной на рис. 8, показаны аллотропические превращения, претерпевающие железом при очень медленном охлаждении.

При охлаждении железо затвердевает при температуре 1539°. При этом образуется Fe_δ, т.е. железо с «объемноцентрированной решеткой».

При последующем охлаждении при температуре 1400° Fe_δ превращается в Fe_γ, т. е. в железо с «гранецентрированной решеткой».

Аллотропические превращения олова

Олово существует в двух модификациях: Sn_α и Sn_β.

Олово α (Sn_α) называют серым оловом. Оно представляет собой порошок.

Олово β (Sn_β) — белое олово, прочный металл.

Превращение белого олова в серое протекает при температуре + 18°, но снаибольшей скоростью этот процесс протекает при переохлаждении до минус 30°.

На изделиях из белого олова после длительного хранения на холоде возникают бугорки серого олова, которые затем рассыпаются в порошок. Это явление получило название оловянная чума.

Пластическая деформация и рекристаллизация. Изменение формы зерен

Изменить величину и форму зерен можно также и механическим воздействием, например:

волочением и т.д.,

т.е. путем изменения формы изделия (или, как говорят, путем пластической деформации металла) с последующим нагревом, после которого можно получить зерна разных размеров.

Пластическая деформация протекает путем смещения (сдвигов) тонких слоев металла (пачек) в кристалле относительно друг друга по плоскостям скольжения под влиянием механических усилий.

Виды обработки металлов: холодная и горячая обработка металлов

Различают два вида обработки металлов давлением.

Холодная обработка металлов

Холодной обработкой металлов давлением называют обработку, которую ведут при температуре ниже температуры рекристаллизации. При такой обработке металл наклёпывается.

Горячая обработка металлов

Горячей обработкой металлов давлением называют обработку, которую ведут при температуре выше температуры рекристаллизации. При такой обработке пластически деформированный металл рекристаллизуется в процессе обработки давлением.

Строение сплавов

Металлическими сплавами, как уже указывалось, называются сложные материалы, полученные путем сплавления одного металла с другими металлами или неметаллами.

При сплавлении металлы и неметаллы взаимодействуют между собой и образуют либо химические соединения, либо твердые растворы, либо, что очень редко, остаются в химически чистом виде.

Химические соединения

Химические соединения характерны тем, что атомы элементов, образующих сплав, объединяются в определенном количестве. Состав соединения может быть выражен химической формулой.

Читайте также: