- Автомобильный справочник
- для настоящих любителей техники
- Свойства металлов
- Свойства металлов
- Физические свойства металлов
- Химические свойства металлов
- Механические свойства металлов
- Технологические свойства металлов
- Таблицы свойств металлов
- Таблица «Свойства металлов: Чугун, Литая сталь, Сталь»
- Таблица «Свойства пружинной стали»
- Таблица «Свойства кузовных тонколистовых металлов»
- Таблица «Свойства цветных металлов»
- Таблица «Свойства легких сплавов»
- Таблица «Металлокерамические материалы (PM) 1) для подшипников скольжения»
- Таблица «Свойства металлокерамических материалов (РМ) 1 для конструкционных деталей»
- Магнитные материалы
- Таблица «Свойства магнитомягких материалов»
- Физические свойства металлов: твердость, плотность и др.
- Физические свойства металлов.
- Твёрдость:
- Таблица твёрдости металлов по шкале Мооса:
- Температура плавления:
- Таблица температуры плавления легкоплавких металлов и сплавов:
- Таблица температуры плавления среднеплавких металлов и сплавов:
- Таблица температуры плавления тугоплавких металлов и сплавов:
- Плотность:
- Пластичность:
- Электропроводность:
- Теплопроводность:
Автомобильный справочник
для настоящих любителей техники
Свойства металлов
Металлы, это группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность, ковкость и металлический блеск. В данной статье все свойства металлов будут представлены в виде отдельных таблиц.
Свойства металлов
Свойства металлов делятся на физические, химические, механические и технологические.
Физические свойства металлов
К физическим свойствам относятся: цвет, удельный вес, плавкость, электропроводность, магнитные свойства, теплопроводность, теплоемкость, расширяемость при нагревании.
Удельный вес металла — это отношение веса однородного тела из металла к объему металла, т.е. это плотность в кг/м 3 или г/см 3 .
Плавкость металла — это способность металла расплавляться при определенной температуре, называемой температурой плавления.
Электропроводность металлов — это способность металлов проводить электрический ток, это свойство тела или среды, определяющее возникновение в них электрического тока под воздействием электрического поля. Под электропроводностью подразумевается способность проводить прежде всего постоянный ток (под воздействием постоянного поля), в отличие от способности диэлектриков откликаться на переменное электрическое поле колебаниями связанных зарядов (переменной поляризацией), создающими переменный ток.
Магнитные свойства металлов характеризуются: остаточной индукцией, коэрцетивной силой и магнитной проницаемостью.
Теплопроводность металлов — это их способность передавать тепло от более нагретых частиц к менее нагретым. Теплопроводность металла определяется количеством теплоты, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1см 2 , длиной 1см в течение 1сек. при разности температур в 1°С.
Теплоемкость металлов — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус. Отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению единицы массы вещества (г, кг) называется удельной теплоёмкостью, 1 моля вещества — мольной (молярной).
Расширяемость металлов при нагревании.Все металлы при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Степень увеличения или уменьшения первоначального размера металла при изменении температуры на один градус характеризуется коэффициентом линейного расширения.
Химические свойства металлов
К химическим — окисляемость, растворимость и коррозионная стойкость.
Механические свойства металлов
К механическим — прочность, твердость, упругость, вязкость, пластичность.
Прочностью металла называется его способность сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь.
Твердостью металлов называется способность тела противостоять проникновению в него другого, более твердого тела.
Упругость металлов — свойство металла восстанавливать свою форму после прекращения действия внешних сил, вызвавших изменение формы (деформацию).
Вязкость металлов — это способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) внешним силам. Вязкость — свойство обратное хрупкости.
Пластичность металлов — это свойство металла деформироваться без разрушения под действием внешних сил и сохранять новую форму после прекращения действия сил. Пластичность—свойство обратное упругости.
Технологические свойства металлов
К технологическим — прокаливаемость, жидкотекучесть, ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием.
Прокаливаемость металлов – это их способность получать закаленный слой определенной глубины.
Жидкотекучесть металлов — это свойство металла в жидком состоянии заполнять литейную форму и воспроизводить ее очертания в отливке.
Ковкость металлов —это технологическое свойство, характеризующее их способность к обработке деформированием, например, ковкой, вальцеванием, штамповкой без разрушения.
Свариваемость металлов — это их свойство образовывать в процессе сварки неразъемное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией производимого изделия.
Обрабатываемость металлов резанием — это их способность изменять геометрическую форму, размеры, качество поверхности за счет механического срезания материала заготовки режущим инструментом. Обрабатываемость металлов зависит от их механических свойств, в первую очередь прочности и твердости.
Современными методами испытания металлов являются механические испытания, химический анализ, спектральный анализ, металлографический и рентгенографический анализы, технологические пробы, дефектоскопия. Эти испытания дают возможность получить представление о природе металлов, их строении, составе и свойствах, а также определить качество готовых изделий.
Таблицы свойств металлов
Таблица «Свойства металлов: Чугун, Литая сталь, Сталь»
- Предел прочности на растяжение
- Предел текучести (или Rp 0,2);
- Относительное удлинение образца при разрыве;
- Предел прочности на изгиб;
- Предел прочности на изгиб приведен для образца из литой стали;
- Предел усталости всех типов чугуна, зависит массы и сечения образца;
- Модуль упругости;
- Для серого чугуна модуль упругости уменьшается с увеличением напряжения растяжения и остается практически постоянным с увеличением напряжения сжатия.
Таблица «Свойства пружинной стали»
- Предел прочности на растяжение,
- Относительное уменьшение поперечного сечения образца при разрыве,
- Предел прочности на изгиб;
- Предел прочности при знакопеременном циклическом нагружении при N ⩾ 10 7 ,
- Максимальное напряжение при температуре 30°С и относительном удлинении 1 2% в течение 10 ч; для более высоких температур см. раздел «Способы соединения деталей»;
- 480 Н/мм 2 для нагартованных пружин;
- Приблизительно на 40% больше для нагартованных пружин
Таблица «Свойства кузовных тонколистовых металлов»
Таблица «Свойства цветных металлов»
- Модуль упругости, справочные данные;
- Предел прочности на растяжение;
- Предел текучести, соответствующий пластической деформации 0,2%;
- Предел прочности на изгиб;
- Наибольшая величина;
- Для отдельных образцов
Таблица «Свойства легких сплавов»
- Предел прочности на растяжение;
- Предел текучести, соответствующий пластической деформации 0,2%;
- Предел прочности на изгиб;
- Наибольшая величина;
- Показатели прочности приведены для образцов и для отливок;
- Показатели предела прочности на изгиб приведены для случая плоского нагружения
Таблица «Металлокерамические материалы (PM) 1) для подшипников скольжения»
- В соответствии со стандартом DIN 30 910,1990 г. издания;
- Применительно к подшипнику 10/16 г 10;
- Углерод содержится, главным образом, в виде свободного графита;
- Углерод содержится только в виде свободного графита
Таблица «Свойства металлокерамических материалов (РМ) 1 для конструкционных деталей»
- В соответствии со стандартом DIN 30 910,1990 г. издания;
Магнитные материалы
Таблица «Свойства магнитомягких материалов»
- Данные относятся только к магнитным кольцам.
Источник
Физические свойства металлов: твердость, плотность и др.
Физические свойства металлов.
Металлы имею такие физические свойства, как твердость, температуру плавления, плотность, пластичность, электропроводность, теплопроводность и цвет.
Твёрдость:
Все металлы, кроме ртути и, условно, франция, при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью.
Таблица твёрдости металлов по шкале Мооса:
Твёрдость | Металл |
0.2 | Цезий |
0.3 | Рубидий |
0.4 | Калий |
0.5 | Натрий |
0.6 | Литий |
1.2 | Индий |
1.2 | Таллий |
1.25 | Барий |
1.5 | Стронций |
1.5 | Галлий |
1.5 | Олово |
1.5 | Свинец |
1.5 | Ртуть |
1.75 | Кальций |
2.0 | Кадмий |
2.25 | Висмут |
2.5 | Магний |
2.5 | Цинк |
2.5 | Лантан |
2.5 | Серебро |
2.5 | Золото |
2.59 | Иттрий |
2.75 | Алюминий |
3.0 | Медь |
3.0 | Сурьма |
3.0 | Торий |
3.17 | Скандий |
3.5 | Платина |
3.75 | Кобальт |
3.75 | Палладий |
3.75 | Цирконий |
4.0 | Железо |
4.0 | Никель |
4.0 | Гафний |
4.0 | Марганец |
4.5 | Ванадий |
4.5 | Молибден |
4.5 | Родий |
4.5 | Титан |
4.75 | Ниобий |
5.0 | Иридий |
5.0 | Рутений |
5.0 | Тантал |
5.0 | Технеций |
5.0 | Хром |
5.5 | Бериллий |
5.5 | Осмий |
5.5 | Рений |
6.0 | Вольфрам |
6.0 | β-Уран |
Температура плавления:
Температуры плавления чистых металлов лежат в диапазоне от −38,83 °C (ртуть) до 3422 °C (вольфрам).
Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые металлы, например, олово и свинец, могут расплавиться на обычной электрической или газовой плите.
В зависимости от температуры плавления металлы делятся на: легкоплавкие (до 600 °C); среднеплавкие (от 600 до 1600 °C); тугоплавкие (выше 1600 °C).
Таблица температуры плавления легкоплавких металлов и сплавов:
Название металла | Температура плавления, о С |
Ртуть | -38,83 |
Франций | 25 |
Цезий | 28,44 |
Галлий | 29,7646 |
Рубидий | 39,3 |
Калий | 63,5 |
Натрий | 97,81 |
Индий | 156,5985 |
Литий | 180,54 |
Олово | 231,93 |
Полоний | 254 |
Висмут | 271,3 |
Таллий | 304 |
Кадмий | 321,07 |
Свинец | 327,46 |
Цинк | 419,53 |
Таблица температуры плавления среднеплавких металлов и сплавов:
Название металла | Температура плавления, о С |
Сурьма | 630,63 |
Нептуний | 639 |
Плутоний | 639,4 |
Магний | 650 |
Алюминий | 660,32 |
Радий | 700 |
Барий | 727 |
Стронций | 777 |
Церий | 795 |
Иттербий | 824 |
Европий | 826 |
Кальций | 841,85 |
Лантан | 920 |
Празеодим | 935 |
Германий | 938,25 |
Серебро | 961,78 |
Неодим | 1024 |
Прометий | 1042 |
Актиний | 1050 |
Золото | 1064,18 |
Самарий | 1072 |
Медь | 1084,62 |
Уран | 1132,2 |
Марганец | 1246 |
Бериллий | 1287 |
Гадолиний | 1312 |
Тербий | 1356 |
Диспрозий | 1407 |
Никель | 1455 |
Гольмий | 1461 |
Кобальт | 1495 |
Иттрий | 1526 |
Эрбий | 1529 |
Железо | 1538 |
Скандий | 1541 |
Тулий | 1545 |
Палладий | 1554,9 |
Протактиний | 1568 |
Таблица температуры плавления тугоплавких металлов и сплавов:
Название металла | Температура плавления, о С |
Лютеций | 1652 |
Титан | 1668 |
Торий | 1750 |
Платина | 1768,3 |
Цирконий | 1855 |
Хром | 1907 |
Ванадий | 1910 |
Родий | 1964 |
Технеций | 2157 |
Гафний | 2233 |
Рутений | 2334 |
Иридий | 2466 |
Ниобий | 2477 |
Молибден | 2623 |
Тантал | 3017 |
Осмий | 3033 |
Рений | 3186 |
Вольфрам | 3422 |
Плотность:
В зависимости от плотности металлы делят на лёгкие (плотность от 0,53 до 5 г/см³) и тяжёлые (от 5 до 22,6 г/см³).
Самым лёгким металлом является литий (плотность 0,53 г/см³). Самый тяжёлый металл в настоящее время назвать невозможно, так как плотности осмия и иридия — двух самых тяжёлых металлов — почти равны (около 22,6 г/см³ — ровно в два раза выше плотности свинца ), а вычислить их точную плотность крайне сложно: для этого нужно полностью очистить металлы, ведь любые примеси снижают их плотность.
Пластичность:
Большинство металлов пластичны, то есть металлическую проволоку можно согнуть, и она не сломается. Это происходит из-за смещения слоёв атомов металлов без разрыва связи между ними.
Самыми пластичными являются золото, серебро и медь. Из золота можно изготовить фольгу толщиной 0,003 мм, которую используют для золочения изделий. Однако не все металлы пластичны. Проволока из цинка или олова хрустит при сгибании; марганец и висмут при деформации вообще почти не сгибаются, а сразу ломаются.
Пластичность зависит и от чистоты металла . Так, очень чистый хром весьма пластичен, но, загрязнённый даже незначительными примесями, становится хрупким и более твёрдым. Некоторые металлы, такие, как золото, серебро, свинец, алюминий, осмий, могут срастаться между собой, но на это могут уйти десятки лет.
Электропроводность:
Все металлы хорошо проводят электрический ток, обусловлено наличием в их кристаллических решётках подвижных электронов, перемещающихся под действием электрического поля.
Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность. По этой причине последние два металла чаще всего используют в качестве материала для проводов. Очень высокую электропроводность имеет также и натрий. В экспериментальной аппаратуре известны попытки применения натриевых токопроводов в форме тонкостенных труб из нержавеющей стали, заполненных натрием. Благодаря малому удельному весу натрия, при равном сопротивлении натриевые «провода» получаются значительно легче медных и даже несколько легче алюминиевых.
Теплопроводность:
Теплопроводность металлов зависит от подвижности свободных электронов.
Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей, и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла. Широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения.
Наименьшая теплопроводность — у висмута и ртути.
Цвет у большинства металлов примерно одинаковый — светло-серый, иногда с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета.
Металлы подразделяются на цветные и черные.
Чёрные металлы – железо и сплавы на его основе (стали, ферросплавы, чугуны). К чёрным металлам также зачастую относят марганец и, иногда, – хром и ванадий.
Цветные металлы — это особый класс нержавеющих металлов и сплавов, в составе которых нет железа. Металлы называются цветными, потому что каждый из них имеет определенный окрас. К цветным металлам относятся медь, молибден, свинец, цинк, олово, никель, кадмий, кобальт, алюминий, титан, магний, висмут, вольфрам, ртуть, золото, платину, серебро, палладий, родий, рутений, осмий, иридий.
Источник