Курсовая работа "Физические, химические, механические и технологические свойства металлов: чугуна и стали, алюминия, меди и сплавов. Применение металлов"

Название:
Физические, химические, механические и технологические свойства металлов: чугуна и стали, алюминия, меди и сплавов. Применение металлов
Тип работы:
курсовая работа
Размер:
1,6 M
35
Скачать
Эксплуатационные свойства металлов. Классификация металлических материалов. Черные и цветные металлы, их сплавы. Стали для режущих и измерительных инструментов. Стали и сплавы со специальными свойствами. Сплавы алюминия и меди. Сплавы с "эффектом памяти".

Краткое сожержание материала:

МИНИСТЕСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

бюджетное образовательное учреждение омской области

начального профессионального образования

"Профессиональное училище № 64"

Письменная экзаменационная работа по квалификации

"Слесарь по ремонту сельскохозяйственных машин и оборудования"

"Физические, химические, механические и технологические

свойства металлов: чугуна и стали, алюминия, меди и сплавов.

Применение металлов"

Исполнитель: обучающийся группы № 31

Финашко Дмитрий Валерьевич

Руководитель: Бондарь Николай Иванович

Мастер п/о: Бойко Игорь Сергеевич

2013 год

Содержание

  • Введение
  • 1. Свойства металлов
  • 1.1 Физические свойства
  • 1.2 Химические свойства
  • 1.3 Механические свойства
  • 1.4 Технологические свойства
  • 1.5 Эксплуатационные свойства
  • 2. Классификация металлических материалов
  • 2.1 Черные металлы
  • 2.2 Цветные металлы и сплавы
  • 3. Инструментальные материалы
  • 3.1 Стали для режущего инструмента
  • 3.2 Сталь для измерительного инструмента
  • 4. Стали и сплавы со специальными свойствами
  • 4.1 Металлические проводниковые материалы
  • 4.2 Полупроводниковые материалы
  • 4.3 Магнитные стали и сплавы
  • 4.4 Сплавы с высоким электрическим сопротивлением
  • 4.5 Стали и сплавы с особыми упругими свойствами
  • 4.6 Сплавы с заданным коэффициентом теплового расширения
  • 4.7 Сплавы с "эффектом памяти"
  • 5. Алюминий и его сплавы
  • 6. Медь и ее сплавы
  • 7. Организация системы экологической безопасности на предприятии
  • Заключение
  • Список используемой литературы
  • Приложения

Введение

Детали машин и механизмов отличаются большим разнообразием, поэтому для их изготовления требуются материалы с различными свойствами.

Наибольшее применение при изготовлении машин получили металлы и их сплавы.

В технике в большинстве случаев применяют не чистые металлы, а сплавы, состоящие из двух или нескольких элементов. Широкое применение сплавов обусловлено их свойствами, которые можно направленно изменять, вводя разные компоненты в различном количестве в основной металл сплава.

При выборе материала для изготовления деталей машин исходят из комплекса свойств, которые подразделяют на механические, физико-химические, технологические и эксплуатационные.

Цель моей курсовой работы рассмотреть свойства металлов: физические, химические, технологические, механические и эксплуатационные, а также рассмотреть как свойства металлов влияют на их применение.

В качестве конкретных металлов в своей работе я рассмотрел сплавы железа: чугун и сталь, а также алюминий, медь и их сплавы.

1. Свойства металлов

Свойства металлов подразделяют на: физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные.

1.1 Физические свойства

К физическим свойствам металлов и сплавов относятся:

¦ плотность - количество вещества, содержащегося в единице объема, г/см3;

¦ температура плавления, oС - температура, при которой металл полностью переходит из твердого состояния в жидкое;

¦ теплопроводность - это способность тел передавать с той или иной скоростью тепло при нагревании и охлаждении.;

¦ тепловое расширение - металлы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Изменение линейного размера при нагреве называют линейным расширением; изменение объема тела - объемным расширением;

¦ удельная теплоемкость - это количество тепла, которое необходимо для повышения температуры 1 г вещества на°С;

¦ электропроводность - способность металлов проводить электрический ток. Под удельным электрическим сопротивлением с понимают сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2;

¦ способность намагничиваться - это способность металла создавать собственное магнитное поле либо самостоятельно, либо под действием внешнего магнитного поля.

металл сплав алюминий медь

1.2 Химические свойства

Химические свойства характеризуют способность металлов и сплавов сопротивляться окислению или вступать в соединение с различными веществами: кислородом воздуха, растворами кислот, щелочей и др. Чем легче металл вступает в соединение с другими элементами, тем быстрее он разрушается. Химическое разрушение металлов под действием на их поверхность внешней агрессивной среды называют коррозией.

Металлы, стойкие к окислению при сильном нагреве, называют жаростойкими или окалиностойкими. Такие металлы применяют для изготовления деталей, которые эксплуатируются в зоне высоких температур.

Сопротивление металлов коррозии, окалинообразованию и растворению определяют по изменению массы испытуемых образцов на единицу поверхности за единицу времени.

Химические свойства металлов обязательно учитываются при изготовлении тех или иных изделий. Особенно это относится к изделиям или деталям, работающим в химически агрессивных средах.

Например, металлы и сплавы, стойкие против окисления при сильном нагреве (жаростойкие, окалиностойкие) применяются для изготовления различных сильно нагревающихся деталей автомобилей (выпускные коллекторы, глушители).

1.3 Механические свойства

К основными механическим свойствам металлов относятся:

¦ твёрдость,

¦ прочность,

¦ пластичность,

¦ вязкость.

Твердость является одной из важнейших характеристик. Твёрдость - это свойство металла оказывать сопротивление пластической деформации при проникновении в него другого более твердого тела на поверхностные слои материала. Измерение твёрдости имеет широкое применение для контроля качества изделий.

В зависимости от методов испытания различают значение твердости по Бринеллю, Виккерсу, Роквеллу. Твердость по Бринеллю обозначают символом HB (твердостью менее 450 единиц) и HBW (твердостью более 450 единиц). Твердость по Виккерсу обозначают буквами HV. Твердость по Роквеллу обозначают символом HR с указанием шкалы твердости A, B или C.

Под деформацией (рис.1, приложение А) металла понимают изменение формы и размеров тела под действием внешних воздействий или внутренних сил. Деформация в твердых телах может быть упругой и пластической. Упругой называется деформация, полностью исчезающая после прекращения действующих на неё нагрузок, и пластической если она после снятия нагрузок не исчезает.

Прочность - способность металла сопротивляться деформациям и разрушению. Под разрушением понимают процесс развития в металле трещин, приводящий к разделению его на части. Прочность определяют в результате статического испытания на растяжение.

Пластичность - способность металла к пластической деформации (т.е. получению остаточных изменений формы и размеров без нарушения сплошности). Пластичность используют при обработке металлов давлением.

Вязкость - это способность металла поглощать механическую энергию внешних сил за счёт пластической деформации.

1.4 Технологические свойства

Под технологическими свойствами понимают способность подвергаться различным видам обработки.

Технологические свойства определяют при технологических пробах, которые дают качественную оценку пригодности металлов к тем или иным способам обработки. Образец, подвергнутый технологической пробе (рис.2, приложение Б), осматривают. Признаком того, что образец выдержал испытание, является отсутствие трещин, надрывов, расслоения или излома.

Из технологических свойств наибольшее значение имеют:

¦ обрабатываемость резанием,

¦ свариваемость,

¦ ковкость,

¦ прокаливаемость

¦ литейные свойства.

Обрабатываемость резанием - комплексное свойство металла, характеризующее способность его подвергаться обработке резанием и определяется по скорости, усилию резания и по чистоте обработки. Испытания по скорости и усилию резания производятся путем сравнения показателей, полученных при обработке данного металла, с показателями обрабатываемости эталонной марки стали (автоматная сталь марки А12). Показатель чистоты обработанной поверхности определяется измерением высоты неровностей, образующихся на поверхности металла после снятия стружки режущим инструментом.

Свариваемость - способность металла давать доброкачественное соединение при сварке, х...