Решение: Строение, Свойства и Испытания Металлов и Сплавов

Ответы на вопросы по теме «Строение, основные свойства и способы испытаний металлов и сплавов» 1. Металлические тела отличаются от неметаллических наличием кристаллической решетки, в узлах которой находятся положительно заряженные ионы, окруженные свободными электронами («электронным газом»). Это обуславливает их характерный металлический блеск, высокую электропроводность и теплопроводность, а также пластичность. 2. К физическим свойствам металлов и сплавов относятся: цвет, плотность, температура плавления, теплопроводность, электропроводность, коэффициент теплового расширения и магнитные свойства. 3. Электропроводностью называется способность материала проводить электрический ток под действием электрического поля. Она обусловлена наличием в металлах большого количества свободных носителей заряда — электронов. 4. Наилучшим проводником электрического тока из перечисленных металлов является серебро. Далее следуют медь, алюминий и железо. 5. Этим металлом является железо. Теплопроводность алюминия составляет примерно \( 200-230 \, Вт/(м \cdot К) \), меди — около \( 380-400 \, Вт/(м \cdot К) \), а железа — около \( 70-80 \, Вт/(м \cdot К) \). Таким образом, теплопроводность железа примерно в 3 раза меньше, чем у алюминия, и в 5 раз меньше, чем у меди. 6. Магнитными свойствами (ферромагнетизмом) обладают железо, кобальт, никель и некоторые их сплавы. 7. Твердостью называется способность металла сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела (индентора) под действием нагрузки. 8. Твердость имеет определяющее значение при выборе материалов для деталей, работающих в условиях трения и износа (подшипники, шестерни, режущий инструмент). Чем выше твердость, тем выше износостойкость детали, но зачастую ниже ее пластичность. 9. К технологическим свойствам относятся: литейные свойства (жидкотекучесть, усадка), ковкость (способность обрабатываться давлением), свариваемость и обрабатываемость резанием. 10. Сходство: оба металла обладают хорошей технологичностью. Различие: алюминий обладает отличной пластичностью и легко обрабатывается давлением в холодном состоянии, но имеет плохие литейные свойства в чистом виде. Железо (в виде стали) обладает отличной свариваемостью и ковкостью при нагреве, а в виде чугуна — отличными литейными свойствами, но не куется. 11. Свариваемость — это способность металлов или сплавов образовывать неразъемное соединение с требуемыми свойствами. Ковкость — это способность металла изменять форму под действием удара или давления без разрушения. 12. Повышение содержания углерода в стали ухудшает свариваемость, так как это приводит к образованию закалочных структур и трещин в зоне сварного шва. 13. Лучше всего поддается обработке давлением алюминий, так как он обладает наиболее высокой пластичностью среди указанных материалов. Чугун обработке давлением практически не поддается (он хрупкий). 14. Под обрабатываемостью резанием понимается способность металла подвергаться обработке различными режущими инструментами (точение, сверление, фрезерование) с получением качественной поверхности при минимальном износе инструмента. 15. Распределение свойств: Технологические свойства: ковкость, жидкотекучесть, свариваемость. Механические свойства: упругость, прочность, пластичность, твердость.