Металлические материалы и изделия

Тема 9: «Металлические материалы и изделия»

 

1. Изложите классификацию  металлов.

Металлы и сплавы классифицируют следующим образом:

• по основному компоненту - на железные, алюминиевые, медные, магниевые, титановые и другие;
• по числу компонентов - на двухкомпонентные (двойные), трёхкомпонентные (тройные) и многокомпонентные;
• по технологии изготовления полуфабрикатов и изделий металлы делят на литейные, деформируемые, порошковые (спеченные) и другие;
• классификация металлов по плотности: лёгкие (магниевые, бериллиевые, алюминиевые, титановые сплавы) с малой плотностью (до 5000 кг/м³) и тяжелые (стареющие сплавы, главным образом на основе вольфрама) с высокой плотностью (не менее 15000 кг/м³);
• по температуре плавления металлы классифицируют на легкоплавкие, имеющие низкую температуру плавления (припои, баббиты и др.), и тугоплавкие (сплавы на основе ниобия, молибдена, тантала, вольфрама и др.), температура плавления которых выше 1800°С;
• классификация металлов и сплавов по применению такова:
• антифрикционные (сплавы с низким коэффициентом трения и высоким уровнем износостойкости);
• коррозионно-стойкие (сплавы на основе железа, никеля, меди, алюминия, титана и других элементов, отличающиеся повышенной коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах);
• криогенные (прецизионные сплавы на основе железа, никеля, алюминия, характеризующиеся комплексом тепловых, электрических, магнитных, механических свойств и предназначенные для работы при низких температурах (от -269 до +20°С);
• магнитные (сплавы, обладающие ферромагнетизмом);
• немагнитные (сплавы на основе меди, алюминия, железа, магнитная проницаемость которых близка к единице);
• пружинные (сплавы на железной, медной, никелевой, кобальтовой и других основах с высоким пределом упругости и релаксационной стойкостью) и т.д.

 

2. Какие виды  строительных изделий изготавливают  из черных металлов?

 

Виды строительных изделий  из черных металлов (прокатные изделия, арматура для бетона, трубы, профильные листы, декоративные изделия).

 

 

3. Какие виды  арматурной стали используют  для железобетона?

 

По функциональному назначению арматура подразделяется на рабочую, конструктивную (распределительную) и монтажную. Рабочая арматура воспринимает усилия, возникающие под действием нагрузок на конструкцию и ее собственной массы. Количество арматуры рассчитывают в соответствии с этими нагрузками. В зависимости от ориентации в железобетонной конструкции рабочая арматура может быть продольной или поперечной.

 

Продольная рабочая арматура воспринимает усилия растяжения или сжатия, действующие по продольной оси элемента. В колоннах продольную арматуру устанавливают для повышения сопротивляемости усилиям сжатия.

 

Поперечная арматура воспринимает усилия, действующие поперек оси балки. Такую арматуру выполняют в виде хомутов либо расположенных поперечно отрезков стержней в сварных каркасах и сетках.

 

Конструктивная (распределительная) арматура обеспечивает цельность конструкции, учитываемой при расчете прочности, а также в распределении действия сосредоточенных сил или ударной нагрузки на большую площадь. Стержни рабочей и распределительной арматуры сваривают либо связывают в единый пространственный каркас или плоские сетки. Иногда распределительную арматуру используют для того, чтобы придать арматурному каркасу необходимую жесткость.

 

Конструктивная арматура служит для восприятия таких усилий, на которые конструкцию не рассчитывают. В частности, сюда относятся усилия от усадки бетона, температурных деформаций. Конструктивную арматуру обязательно  устанавливают в местах резкого  изменения сечения конструкций, где происходит концентрация напряжений.

 

4. Перечислите  виды коррозии металлов. Какие  меры защиты стали от коррозии  чаще всего используют в строительстве?

 

В зависимости от характера  разрушений поверхности металла  различают следующие виды коррозии.

Равномерная коррозия. Это коррозия, охватывающая всю поверхность и протекающая с одинаковой скоростью. Такая коррозия возникает главным образом на открытом воздухе, она также может возникнуть при воздействии растворов кислот, щелочей и других агрессивных продуктов.

При сплошной коррозии разрушение металла происходит равномерно по всей поверхности. После удаления продуктов коррозии поверхность металла, бывшая до коррозии гладкой, становится шероховатой. При длительном действии агрессивных продуктов , находящихся в воздухе (сернистые газы, хлор и др.), углубления в металле становятся более значительны МИ-

Местная коррозия. Коррозионные разрушения возникают не на всей площади, а только на отдельных участках. Причинами возникновения местной коррозии могут явиться: наличие посторонних включений в самом металле (шлаки), неравномерное действие агрессивных продуктов, царапины, раковины, заклепочные швы и др.

Защита металлов от коррозии

Она бывает различных типов:

в виде точек — поражения сосредоточены в отдельных точках, гаубина точечных поражений может быть весьма различна — от незначительных до сквозного разрушения металла (питтинговая коррозия);

в виде пятен —  коррозионные поражения распространяются неглубоко и занимают большие участки поверхности;

в виде язв — коррозия характеризуется довольно глубокими поражениями, сосредоточенными на ограниченных участках.

Местная коррозия металла  резко отражается на механических свойствах  деталей, в частности, уменьшает  прочность конструкций; может нарушить герметичность емкостей и трубопроводов, и особенно опасна для деталей, подвергающихся вибрации.

Межкристаллитная коррозия. Этот вид коррозии при малом или незаметном изменении внешнего вида поверхности деталей распространяется в глубь металла по границе кристаллов, составляющих металл, что вызывает резкое снижение механической прочности материала; она бывает столь велика, что металл можно легко разломить руками.

Чаще всего межкристаллитной коррозии подвержены детали из коррозионностойкой стали и некоторых марок алюминиевых  сплавов. Это один из самых опасных  видов коррозии, поскольку она  приводит к быстрому уменьшению прочности  металла.

 

Расслаивающая коррозия сопровождается вспучиванием или расслаиванием металла

 

Перечисленные виды коррозионных разрушений часто действуют одновременно в разнообразных комбинациях. Сплошная коррозия, например, может сопровождаться местной и т д.

Защита металлов от коррозии

Сереброл — алюминиевая краска, серебристо-белая антикоррозионная эмаль. Применяется для окраски любых металлоконструкций, эксплуатирующихся во влажной атмосфере, в условиях морской и пресной воды.

 

Нержамет — краска по ржавчине, антикоррозионная эмаль «три в одном». Эмаль наносится прямо на ржавчину. Предназначается для окраски как чистых, так и ржавых металлических поверхностей, ржавого металла

 

Цикроль — краска для крыш, краска по оцинковке

 

Нержалюкс — антикоррозионная эмаль для цветных металлов. Применяется для окраски алюминиевых и оцинкованных поверхностей, любых других поверхностей из цветных металлов.

 

5. Перечислите  цветные металлы и сплавы, применяемые  в строительстве.

 

 

Черные металлы

 

Чугун — это сплав железа с углеродом при содержании углерода более 2,14%.

 

Сталь — это сплав железа (могут входить и другие сплавы), чугуна и углерода, содержание около 2%

 

Цветные металлы и их сплавы

 

    Алюминий и его  сплавы — алюминий — легкий  серебристо-белый металл. Важное  достоинство его — низкая плотность  (2700 кг/м3).

    Медь и ее  сплавы — медь — металл  красного цвета с плотностью 8800 кг/м3, температурой плавления 1083 ºС, пределом прочности при растяжении около 200 МПа, относительным удлинением 30-60%.

    Магний и сплавы  — магний — один из наиболее  легких металлов. Средняя плотность  его 1730 кг/м3, температура плавления  — 649 ºС.

    Цинк — плотность  цинка 7000 кг/м3. Температура плавления  — 419 ºС. Применяют, главным образом,  для оцинкования различных стальных  изделий (гвоздей, болтов, кровельной  стали), в качестве составляющего  сплавов.

    Свинец — свинец  — мягкий, пластичный, тяжелый металл.

    Олово — применяется  для лужения стали и меди  в качестве припоя и как  составная часть цветных легко сплавных сплавов. Предел прочности при растяжении 35-45 МПа, относительное удлинение — 40%, твердость по НВ = 12. Олово добывают из руды, которая называется оловянным камнем.