Свойство металлов: Основные свойства металлов — Металлы

Основные свойства металлов — Металлы

Основные свойства металлов

Категория:

Металлы

Основные свойства металлов

Свойства металлов делятся на физические, химические, механические и технологические.

К физическим свойствам относятся: цвет, удельный вес, плавкость, электропроводность, магнитные свойства, теплопроводность, теплоемкость, расширяемость при нагревании.

К химическим — окнсляемость, растворимость и коррозионная стойкость.

К механическим — прочность, твердость, упругость, вязкость, пластичность.

К технологическим — прокаливаемость, жидкотекучесть, ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием.

Дадим краткие определения механическим свойствам.

Прочностью металла называется его способность сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь.

Твердостью называется способность тела противостоять проникновению в него другого, более твердого тела.

Упругость — свойство металла восстанавливать свою форму после прекращения действия внешних сил, вызвавших изменение формы (деформацию).

Вязкостью называется способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) внешним силам. Вязкость — свойство обратное хрупкости.

Пластичностью называется свойство металла деформироваться без разрушения под действием внешних сил и сохранять новую форму после прекращения действия сил. Пластичность—свойство обратное упругости.

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 доброкачественность готовых изделий.

Механические испытания имеют важнейшее значение в промышленности.

Детали машин, механизмов и сооружений работают под нагрузками. Нагрузки на детали бывают различных видов: одни детали нагружены постоянно действующей в одном направлении силой, другие подвержены ударам, у третьих силы более или менее часто изменяются по своей величине и направлению. Некоторые детали машин подвергаются нагрузкам при повышенных температурах, при действии коррозии и т. п.; такие детали работают ,3 сложных условиях.

В соответствии с этим разработаны различные методы испытаний металлов, с помощью которых определяют механические свойства.

Наиболее распространенными испытаниями являются статическое растяжение, динамические испытания и испытания на твердость.

Статическими называются такие испытания, при которых испытуемый металл подвергают воздействию постоянной силы или силы, возрастающей весьма медленно.

Динамическими называют такие испытания, при которых испытуемый металл подвергают воздействию удара или силы, возрастающей весьма быстро,

Кроме того, в ряде случаев, производятся испытания на усталость, ползучесть и износ, которые дают более полное представление о свойствах металлов.

Механические свойства. Первое требование, предъявляемое ко всякому изделию,—это достаточная прочность.

Металлы обладают более высокой прочностью по сравнению с другими материалами, поэтому нагруженные детали машин, механизмов и сооружений обычно изготовляются из металлов.

Многие изделия, кроме общей прочности, должны обладать еще особыми свойствами, характерными для работы данного изделия. Например, режущие инструменты должны обладать высокой твердостью. Для изготовления режущих и других инструментов применяются инструментальные стали и сплавы.

Для изготовления рессор и пружин применяются специальные стали и сплавы, обладающие высокой упругостью.

Вязкие металлы применяются в тех случаях, когда детали при работе подвергаются ударной нагрузке.

Пластичность металлов дает возможность производить их обработку давлением (ковать, прокатывать).

Физические свойства. В авиа-, авто- и вагоностроении вес деталей часто является важнейшей характеристикой, поэтому сплавы алюминия и магния являются здесь особенно полезными. Удельная прочность (отношение предела прочности к удельному весу) для некоторых, например алюминиевых сплавов выше, чем для мягкой стали.

Плавкость используется для получения отливок путем заливки расплавленного металла в формы. Легкоплавкие металлы (например, свинец) применяются в качестве закалочной среды для стали. Некоторые сложные сплавы имеют столь низкую температуру плавления, что расплавляются в горячей воде. Такие сплавы применяются для отливки типографских матриц, в приборах, служащих для предохранения от пожаров, и т. п.

Металлы с высокой электропроводностью используются в электромашиностроении, для устройства линий электропередачи, а сплавы с высоким электросопротивлением— для ламп накаливания электронагревательных приборов.

Магнитные свойства металлов играют первостепенную роль в электромашиностроении (динамомашины, электродвигатели, трансформаторы), в электроприборостроении (телефонные и телеграфные аппараты) и т. д.

Теплопроводность металлов дает возможность производить их равномерный нагрев для обработки давлением, термической обработки; она обеспечивает также возможность пайки металлов, их сварки и т. п.

Некоторые сплавы металлов имеют коэффициент линейного расширения близкий к нулю; такие сплавы применяются для изготовления точных приборов, радиоламп и пр. Расширение металлов должно приниматься во внимание при постройке длинных сооружений, например мостов. Нужно также учитывать, что две детали, изготовленные из металлов с различным коэффициентом расширения и скрепленные между собой, при нагревании могут дать изгиб и даже разрушение.

Химические свойства. Коррозионная стойкость особенно важна для изделий, работающих в сильно окисленных средах (колосниковые решетки, детали машин химической промышленности). Для достижения высокой коррозионной стойкости производят специальные нержавеющие, кислотостойкие и жаропрочные стали, а также применяют защитные покрытия для изделий.

Технологические свойства. Технологические свойства имеют весьма важное значение при производстве тех или иных технологических операций.

—

Все материалы обладают рядом свойств, которые различаются как физические, механические, химические и технологические.

К физическим свойствам металлов относят удельный вес, температуру плавления, цвет,.электропроводность, теплопроводность, теплоемкость, расширяемость при нагревании, магнитные свойства и некоторые другие. В зависимости от условий работы или эксплуатации деталей некоторые из этих свойств приобретают решающее значение и служат основанием для выбора материала при изготовлении и использовании детали. Например, удельный вес и прочность — важные качества для материала в самолетостроении, где нужны легкие и прочные детали. Температура плавления имеет большое значение для деталей, работающих при высоких температурах, например нити накаливания в электрических лампах, футеровка плавильных печей и т. п. Поэтому детали самолета изготовляют из сплавов алюминия и магния, а для изготовления нитей накаливания употребляется вольфрам и т. д.

Из химических свойств металлов главным образом важна коррозионная стойкость, а также окисляемость и растворимость.

Очень важную роль в определении пригодности металла как материала для деталей машин и механизмов играют его механические свойства.

Механические свойства: прочность, твердость, упругость, пластичность, вязкость и хрупкость.

Прочность — способность материала сопротивляться воздействию сил, не разрушаясь и не изменяя допустимой формы.

Примером прочного материала служит сталь. Стальные изделия с трудом разрушаются и изменяют форму. В противоположность стали ртуть не обладает прочностью. При обычной температуре она находится в жидком состоянии и не сохраняет формы.

Твердость — способность материала противостоять проникновению в него другого, более твердого тела. Самым твердым из известных нам веществ является алмаз. Высокой твердостью обладают различные сорта стали и так называемые твердые сплавы. Твердость — главнейшее свойство материалов, из которых изготовляют режущие инструменты.

Упругость — способность тела восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия сил, вызвавших это изменение. Примером упругого тела может служить стальная пружина, которая после прекращения сил воздействия восстанавливает свою прежнюю форму.

Пластичность — способность материала изменять свою форму под воздействием сил не разрушаясь и не восстанавливать прежней формы после прекращения действия сил. Примером пластичного металла может служить свинец. Это качество по своей сущности противоположно упругости.

Вязкость — способность материала выдерживать механические воздействия (удары) не разрушаясь. Очень вязка, например, малоуглеродистая сталь, употребляемая для неответственных деталей.

Хрупкость — качество, противоположное вязкости, способность тела легко разрушаться при механических воздействиях (ударах). Примером хрупкого металла является чугун.

Технологические свойства металлов и сплавов представляют собой сочетание различных механических и физических свойств, проявляющихся в процессах изготовления деталей машин.

К технологическим свойствам металла относятся возможность обработки резанием, литьем, прокаткой, ковкой, волочением, способность свариваться и подвергаться термообработке.

Для определения свойств металлов и сплавов пользуются:
а) механическими испытаниями, которыми устанавливают их прочность, твердость, упругость, пластичность, вязкость и хрупкость;
б) физическими измерениями удельного веса, температуры плавления, тепла и электропроводности;
в) химическим анализом, который определяет качественный и количественный состав сплава;

г) металлографическим- анализом, позволяющим получить данные о структуре и свойствах металла с помощью микроскопа и рентгеновского аппарата;
д) технологическими пробами, дающими возможность определить пригодность металла для данного вида обработки.

Реклама:

Читать далее:

Испытания на растяжение

Статьи по теме:

Металл, все о металле, свойства металлов

Металл (название происходит от лат. metallum — шахта) — один из классов элементов, которые, в отличие от неметаллов (и металлоидов), обладают характерными металлическими свойствами. Металлами являются большинство химических элементов (примерно 80 %). Самым распространенным металлом в земной коре является алюминий.

Металлы — суть светлые тела, которые ковать можно. (Михаил Васильевич Ломоносов)

Некоторые металлы

Щелочные металлы:  Литий, Натрий, Калий

Щелочноземельные металлы: Бериллий, Магний, Кальций

Переходные металлы: Железо, Платина

Другие металлы: Алюминий, Свинец, Медь, Цинк

Металлургия — совокупность связанных между собой отраслей и стадий производственного процесса от добычи сырья до выпуска готовой продукции — черных и цветных металлов и их сплавов. К черным металлам относят железо, марганец и хром. Все остальные — цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и легкие (алюминий, титан, магний).

Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические вещества. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды черных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Исключением можно назвать около 16 элементов: т. н. благородные металлы (золото, серебро и др.), и некоторые другие (например, ртуть, медь), которые присутствуют без примесей. Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным металлам. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде, растениях, живых организмах (играя при этом важную роль).

Характерные свойства металлов

Металлический блеск Хорошая электропроводность Возможность легкой механической обработки (например, пластичность) Высокая плотность Высокая температура плавления Большая теплопроводность

Физические свойства металла

Все металлы (кроме ртути) тверды при нормальных условиях. Температуры плавления лежат в диапазоне от 39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). В зависимости от их плотности, металлы делят на легкие (плотность 0,53 ч 5 г/смі) и тяжелые (5 ч 22,5 г/смі). Металлы тонут

Механические свойства металла

Это способность металлов подвергаться различным способам механической обработки.

Микроскопическое строение металла

Характерные свойства металлов можно понять, исходя из их внутреннего строения. Все они имеют слабую связь электронов внешнего энергетического уровня (другими словами, валентных электронов) с ядром. Благодаря этому созданная разность потенциалов в проводнике приводит к лавинообразному движению электронов (называемых электронами проводимости) в кристаллической решетке. Совокупность таких электронов часто называют электронным газом. Вклад в теплопроводность, помимо электронов, дают фононы (колебания решетки). Пластичность обусловлена малым энергетическим барьером для движения дислокаций и сдвига кристаллографических плоскостей. Твердость можно объяснить большим числом структурных дефектов (междоузельные атомы, вакансии и др.). Из-за легкой отдачи электронов возможно окисление металлов, что может приводить к коррозии и дальнейшей деградации свойств. Способность к окислению можно узнать по стандартному ряду активности металлов. Этот факт подтверждает необходимость использования металлов в комбинации с другими элементами (сплав, важнейшим из которых является сталь), их легирование и применение различных покрытий. Для более корректного описания электронных свойств металлов необходимо использовать квантовую механику. Во всех твердых телах с достаточной симметрией уровни энергии электронов отдельных атомов перекрываются и образуют разрешенные зоны, причем зона, образованная валентными электронами, называется валентной зоной. Слабая связь валентных электронов в металлах приводит к тому, что валентная зона в металлах получается очень широкой, и всех валентных электронов не хватает для ее полного заполнения. Принципиальная особенность такой частично заполненной зоны состоит в том, что даже при минимальном приложенном напряжении в образце начинается перестройка валентных электронов, т. е. течет электрический ток. Та же высокая подвижность электронов приводит и к высокой теплопроводности, а также к способности зеркально отражать электромагнитное излучение (что и придает металлам характерный блеск).

Применение металлов

Конструкционные материалы

Металлы и их сплавы — один их главных конструкционных материалов современной цивилизации. Это определяется прежде всего их высокой прочностью, однородностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. Кроме того, меняя рецептуру сплавов, можно менять их свойства в очень широких пределах.

Электротехнические материалы

Металлы используются как в качестве хороших проводников электричества (медь, алюминий), так и в качестве материалов с повышенным сопротивлением для резисторов и электронагревательных элементов (нихром и т. п.).

Инструментальные материалы

Металлы и их сплавы широко применяются для изготовления инструментов (их рабочей части). В основном это инструментальные стали и твердые сплавы. В качестве инструментальных материалов применяются также алмаз, нитрид бора, керамика.

Свойства металлов

Свойства металлов подразделяются на механические, химические, физические, технологические и эксплуатационные

Механические свойства имеют свою классификацию, которая представлена ниже. В общем случае все свойства металлов можно изобразить в виде схемы

1. Механические свойства металлов

Характеризуют механическое поведение металлов в определенных условиях. Подразделяются на статические, динамические и усталостные (циклические) свойства

1.1 Статические — определяемые в условиях медленного нагружения

1.1.1 Прочностные — способность сопротивляться пластической деформации (НВ, HRC, σ_в, σ_т)

1.1.2 Пластические — способность воспринимать деформацию (δ, ψ)

1.2 Усталостные — сопротивление материала знакопеременным нагрузкам (предел усталости σ_-1)

1.3 Динамические — способность сопротивляться ударным нагрузкам (KCU, KCV, KCT)

Методы определения основных механических свойств металлов смотрим здесь

2. Химические свойства

Характеризуют взаимодействие и/или сопротивление металла различным химически активными средам.

2.1 Антикоррозионные свойства

2.2 Окалиностойкость

3. Физические свойства

3.1 Магнитные

3.2 Тепловые

3.3 Объемные

3.4 Электрические

4. Технологические свойства металлов

Определяют возможность изготовления изделия тем или иным способом К технологическим свойствам относятся жидкотекучесть, деформируемость, свариваемость, закаливаемость, прокаливаемость, обрабатываемость резанием

5. Эксплуатационные свойства

Обеспечивают долговечную работу в определенных условиях. К ним относятся износостойкость, теплостойкость, жаропрочность

 

Разбавитель универсальный — https://www.dcpt.ru

Глава 1. Металлические материалы / Глава 1.2. Основные свойства металлов и сплавов

Металлы и сплавы характеризуются комплексом физических, механических, химических и технологических свойств.

Физические свойства металлов и сплавов: блеск, плотность, температура плавления, теплопроводность, теплоемкость, электропроводность, магнитные свойства, расширяемость при нагревании и фазовых превращениях.

Механические свойства металлов и сплавов: твердость, упругость, прочность, хрупкость, пластичность, вязкость, износостойкость, сопротивление усталости, ползучесть.

Химические свойства металлов и сплавов определяют их способность сопротивляться воздействию окружающей среды. При контакте с окружающей средой металлы и сплавы подвергаются коррозии, растворяются, окисляются и снижают свою жаропрочность.

Технологические свойства металлов и сплавов: ковкость, свариваемость, прокаливаемость, склонность к обезуглероживанию, обрабатываемость резанием, жидкотекучесть, закаливаемость. Они характеризуют способность металлов и сплавов обрабатываться различными методами. Кроме того, они позволяют определить, насколько экономически эффективно можно изготовить изделие.

Ковкость — способность металла и сплава обрабатываться путем пластического деформирования.

Свариваемость — способность металла и сплава образовывать неразъемное соединение, свойства которого близки к свойствам основного металла (сплава).

Прокаливаемость — способность металла и сплава закаливаться на определенную глубину.

Склонность к обезуглероживанию металла и сплава — возможность выгорания углерода в поверхностных слоях изделий из сплавов и сталей при нагреве в среде, содержащей кислород и водород.

Обрабатываемость резанием — поведение металла и сплава под воздействием режущего инструмента.

Жидкотекучесть — способность расплавленного металла и сплава заполнять литейную форму.

Закаливаемость — способность металла и сплава к повышению твердости при закалке (нагрев и быстрое охлаждение).

Физические свойства металлов и сплавов важны для самолетостроения, автомобилестроения, медицины, строительства, изготовления космических аппаратов и являются основными характеристиками, по которым определяют возможность использования того или иного металла или сплава.

Блеск — способность поверхности металла и сплава направленно отражать световой поток.

Плотность — масса единицы объема металла или сплава. Величину, обратную плотности, называют удельным объемом.

Температура плавления — это температура, при которой металл или сплав целиком переходят в жидкое состояние.

Теплопроводность — количество теплоты, проходящее в секунду через сечение в 1 см2, когда на расстоянии в 1 см изменение температуры составляет в 1 °С.

Теплоемкость — количество теплоты, необходимой для повышения температуры тела на 1 °С.

Электрическая проводимость — величина, обратная электрическому сопротивлению. Под удельным электрическим сопротивлением понимают электрическое сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения в 10-6 м2 при пропускании по нему электрического тока.

К магнитным свойствам металлов и сплавов относятся: начальная магнитная проницаемость, максимальная магнитная проницаемость, коэрцитивная сила, намагниченность насыщения, индукция насыщения, остаточная магнитная индукция, точка Кюри, петля гистерезиса.

При помещении стального образца в магнитное поле возникающая в нем магнитная индукция (b) является функцией напряженности магнитного поля (Нm).

Намагниченность (М) пропорциональна напряженности магнитного поля. Эта величины связаны между собой коэффициентом χm, который называется магнитной восприимчивостью стали или сплава.

Между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля существует аналитическая связь

где μь — магнитная проницаемость вакуума.

Для ферромагнетиков (сплавов, способных намагничиваться до насыщения в малых магнитных полях) b = μНтμв, где μ= 1 + χ — коэффициент магнитной проницаемости.

При намагничивании ферромагнитных материалов (стали, полученные соединением ферромагнетиков с парамагнетиками) намагниченность сначала плавно возрастает, потом резко повышается и постепенно достигает насыщения. При уменьшении напряженности магнитного поля Нт после намагничивания и реверсирования (изменение направления поля) его кривая изменения индукции образует замкнутую петлю. ‘Эта петля называется петлей гистерезиса.

Основными параметрами начальной кривой и петли гистерезиса являются остаточная индукция br, коэрцитивная сила Hc, напряженность насыщающего поля Нн и намагниченность насыщения Мs, По начальной кривой определяется кривая магнитной проницаемости, в которой основными точками являются начальная магнитная проницаемость μ0 и максимальная магнитная проницаемость μmax .

Наибольшее значение индукции на петле гистерезиса называется индукцией насыщения b3 .

Ферромагнетики при нагреве до определенной температуры переходят в парамагнитное состояние (в состояние с малой магнитной восприимчивостью). Эта температура называется точкой Кюри. Точка Кюри определяется в основном химическим составом сплава или стали и не зависит от давлений, напряжений и других факторов.

Все характеристики ферромагнитных материалов можно разделить на структурно-нечувствительные и структурно-чувствительные. К структурно-нечувствительным характеристикам относятся точка Кюри, намагниченность насыщения, зависящие от произвольной намагниченности, к структурно-чувствительным — магнитная проницаемость, остаточная индукция и коэрцитивная сила.

Структурно-нечувствительные характеристики ферромагнитных материалов зависят в основном от химического состава и числа фаз и практически не зависят от кристаллической структуры, размера частиц зерна металла. Следовательно, измерение точки Кюри, намагниченности насыщения и т. д. необходимо для качественного фазового анализа стали и сплава.

Измерение структурно-чувствительных характеристик необходимо при изучении структурных изменений в сплавах и сталях при термической или механической обработке.

Магнитная проницаемость, коэрцитивная сила и остаточная индукция изменяются при обработке сплавов и сталей. Расширение при нагревании изделий из сталей и сплавов — изменение размеров и формы зерен — характеризуется температурными коэффициентами объемного и линейного расширения. Расширение при нагревании в интервале температур фазовых превращений сталей и сплавов характеризуется коэффициентом линейного расширения отдельных фаз. Внутренние (фазовые и структурные) превращения в металлах и сплавах характеризуются изменением объема, линейных размеров и коэффициента расширения. При фазовых превращениях в металлах и сплавах происходит выделение или поглощение скрытой теплоты превращения, изменяется теплоемкость изделия. Поэтому при изменении структуры металла или сплава нагреваемых или охлаждаемых с постоянной скоростью, могут появиться отклонения от нормальной кривизны на кривых изменения температуры по времени. По этим кривым, называемым термическими кривыми, определяют температуру (температурный интервал) превращения.

Механические свойства металлов и сплавов

Широкий сортамент металлопроката, различные марки стали, современные способы производства, новые технологии покрытия и обработки послужили тому, что металлопрокат стал основным материалом для сложных металлоемких конструкций, элементов механизмов, метизов и т.д.

Конструкции из стали эксплуатируются в различных климатических зонах, в агрессивных условиях и подлежат различным нагрузкам. Иногда, ошибочно, качества металла или сплава оценивают исключительно по таким показателям, как твердость, прочность и относительное удлинение.

На самом же деле такой информации совершенно недостаточно для выбора материала максимально соответствующего определенным задачам.

Кроме этих показателей механических свойств, мы рассмотрим самые значимые и выясним, что именно они определяют
Для начала уточним, что механические характеристики определяют работоспособность металла в определенных условиях.

Показатели механических свойств глупо недооценивать, так как обычно они служат определяющими факторами, которые говорят о возможности использование металлов в требуемых условиях работы.

Показатели механических свойств

Основными показателями механических свойств являются значения:

• Прочности.
• Твердости.
• Упругость.
• Вязкость.
• Относительное удлинение.
• Усталость.
• Выносливость.
• Износостойкость.

Умение металлов не разрушаться при влиянии наружных сил, описывется значением прочности. Учитывая направления сил дифференцируют прочность на растяжение, сжатие, изгиб.

Твердость характеризует сопротивление металла прохождению в него иного тела. Под влиянием внешних сил металл может менять свои формы и размеры, иными словами -деформироваться.

Упругая деформация пропадает вследствии окончания воздействия силы, а пластическая (остаточная) остаются в металле.
Такое качество, как упругость определяет возможность металла упруго деформироваться, а пластичность- пластично деформироваться.

Такие свойства присущи металлу, подвергающемуся воздействию постепенно приложенных или медленно воздействующих сил, характеризуют статические свойства. Но металл может подвергаться воздействию быстро возрастающих, мгновенно приложенных, ударных сил, т.е. динамических нагрузок.

Вязкость— умение металла остаточно деформироваться под ударными нагрузками, не разрушаясь.

Хрупкость наоборот характеризует свойство металла разрушаться под этими нагрузками, без значимых остаточных деформаций.

В производстве деталей машин и механизмов сталь должна обладать определенной прочностью и упругостью и вместе с тем пластичностью и вязкостью, а для изготовления инструментов- твердостью и вязкостью.

Эти свойства проверяются механическими испытаниями:

• испытание на растяжение,
• удар на твердость.

Усталостью называется состояние металла после многократного воздействия нагрузок, менявших свою величину и направление. Сопротивление усталости определяет показатель выносливости.

В различных марках сталей предел выносливости равен примерно половине предела прочности. В цветных металлах он значительно ниже.

Износостойкость характеризует сопротивление металла износу, т.е. уменьшению размеров при трении. Это свойство имеет большое значение для деталей, работающих н износ.

 Ниже приведены основные значения механических свойств рядовых стлей

Опубликовано: 03.02.2017

Химические и физические свойства металлов

Металлы отличаются друг от друга различными параметрами. Принято выделять физические и химические свойства металла.

Физические свойства определяют внешние характеристики металла. К ним относят: вес, цвет, электропроводность. Также физические свойства характеризуют то, насколько металл проводит тепло, какая у него плотность и пластичность.

Химические свойства связаны с реакцией металлов на определенные воздействия. Например, насколько сильно металл подвержен коррозиям, как он окисляется и способен ли растворяться в жидкостях.

Рассмотрим более подробно характеристики каждого из свойств.

• Цвет. Это характеристика, которая отображает оттенки металлов – серебристый, белый, стальной, желтый. Интересно то, что металлы не пропускают через себя свет. Они его отражают. Большая часть известных металлов имеет серебристо-белые оттенки. По цвету металлы подразделяются на черные и цветные.
• Способность плавиться. Одно из главных и основных свойств металлов. Характеризует реакцию металла на повышения и понижение температуры. Плавкость показывает, как быстро металл из твердого состояния, может превратиться в жидкое и наоборот. И какие температуры при этому нужны. Температуру при плавлении разных металлов часто меняют с определенными интервалами. Иногда, чтобы расплавить металл, нужно постепенно повышать температуру. Если это сделать сразу, качество изделия из этого металла может быть на низком уровне. Знание характеристик плавкости того или иного металла позволяет применять сплавы для создания специальных матриц, которые защищают различные приборы от возгорания.
• Электропроводность показывает, насколько металл способен пропускать и переносить электричество. Все металлы, по сравнению с другими материалами, отличаются огромной электропроводностью. Кстати, чем больше температура воздействия на металл, тем меньше он проводит через себя электричество. Сплавы из разных металлов характеризуются меньшей электропроводностью.
• Магнитные характеристики. Магнитностью обладают небольшое количество металлов – железо, николь, кобальт. Но при повышении температуры и эти металлы теряют свойство магнитности. На магнитные характеристики особое внимание уделяется во время создания машин и приборов связи.
• Теплопроводимость – способность металлов проводите тепло.
• Вес – он измеряется в граммах, расчет идет по одному кубическому сантиметру. Металлы подразделяются на тяжелые и легкие. Самый маленький удельный вес у магния, самый большой у вольфрама. В машиностроении данная характеристика металла является очень важным элементом.

Кстати, ртуть это единственный жидкий металл. Все остальные металлы относятся к твердым. Исключения составляют сплавы разным металлов.

Знание физических свойств металлов, позволяет применять их по назначению, выбирать способы обработки и прогнозировать сроки службы.

Рассмотрим подробнее химические свойства металлов.

Химические свойства зависят от того, как располагаются атомы. Тип кристаллической решетки также влияет на химию металла. Все металлы с легкостью отдают электроны.

Устойчивость к коррозиям. Коррозия – это изменение (разрушение) металлов в ходе какого-то воздействия. Воздействие может быть физическим, химическим. Всем известны пример коррозии – появление ржавчины на металлах. Стойкость к разрушению является очень важной характеристикой при выборе металла. Благородные металлы практически не подвергаются коррозии (например, золото, платина). Цветные металлы в меньшей степени подвержены разрушению. Больше всего поддаются коррозийным изменениям черные металлы. Для того, чтобы достичь высокой стойкости к разрушению, часто используют специальные покрытия и определяют, какой металл лучше подойдет для поставленной цели.

Способность к окислению. Данная характеристика отображает, как металл взаимодействует с кислородом с применением различных окислителей.

Способность к растворению. Есть группы металлов, которое при определенных условиях хорошо растворяются. Из них можно получить твердый раствор. Для растворения применяют различные кислоты. Также существует анодное растворение. Для этих целей применяется раствор электролита.

Ниже в Таблице 1 рассмотрены все физические показатели трех металлов.

	Физические свойства металла	Алюминий	Железо	Медь
1	Состояние	твердый	твердый	твердая
2	Цвет (оттенок)	серебристо-белый	серый	с красным оттенком
3	Пластичность	высоко-пластичный	пластичный	самый пластичный
4	Твердость	<2,5	Диапазон от 2,5 до 5	< 2,5
5	Блеск	блестит	блестит на свежем срезе	блестит, если потереть
6	t плавления	Легкоплавкий (660)	Тугоплавкий (1540)	Средний (1080)
7	Плотность	Легкий (2,7)	Тяжелый (7,7)	Тяжелый (9)
8	Теплопроводность	+	+	+
9	Электропроводность	+	+	+

Таблица 1. Сравнение физических свойств разных металлов.

(Условные обозначения: + «хорошая»)

Из данной таблицы видно, что сравниваемые металлы по одним свойствам одинаковые или очень схожи, а по другим явно отличаются друг от друга. Одни металлы можно отличить друг от друга по внешнему виду (цвет, блеск, состояние). А другие свои отличия проявляют в процессе воздействия на них (повышение/понижение температуры, физическое воздействие). Все эти свойства позволяют выбрать тот металл, который соответствует необходимым требованиям в производстве различных металлических изделий.

Рассмотрим химические свойства данных металлов.

1. Алюминий – активный металл. При попадании на открытый воздух на поверхности появляется пленка оксида. Коррозия алюминия случается в очень редких случаях. Относится к металлам не подверженным к разрушению. Он хорошо взаимодействует с кислородом, галогенами, серой (при повышении температуры), с углеродом (при повышении температуры). Ртуть способна разрушить поверхность алюминия. Алюминий применяется как покрытие на изделиях с целью защиты от окисления во время нагревания.
2. Железо – относится к металлам средней активности. При обычной температуре не взаимодействует с кислородом и водой. Но если воздух влажный, то железо очень быстро подвергается коррозии. На поверхности появляется ржавчина и темные пятна. С различными металлами железо легко образует сплавы. Взаимодействует с галогенами, серой, кислотами.
3. Медь – при попадании на воздух сверху покрывается пленкой карбоната. Он предотвращает дальнейшее окисление почвы. При повышении температуры способна вступать в реакцию с простыми и сложными веществами.

Все металлы обладают определенными свойствами и характеристиками. Знание этих свойств необходимо для правильного применения металлов. Не все металлы одинаково реагируют на внешние условия, физическое воздействие, температуру. Физические и химические свойства относятся к самым главным характеристикам металлов.

Для исследования свойств металлов в наше время применяют различные методы. Проводят следующие виды анализа: химический, спектральный, механический, технологический. Это самые часто используемые методы, которые позволяют оценить качество изделия, и получить информацию о происхождении металла и его основные параметры.

 

 

06.09.2019

ICMM • What are minerals and metals?

Считается, что существует более 4000 различных полезных ископаемых, многие из которых содержат металлы.

Руды представляют собой твердые, природные неорганические вещества, которые залегают в земной коре. Они образовались без вмешательства человека и имеют определенный химический состав и кристаллическую структуру.

Металлы представляют собой простые вещества (например, золото, серебро и медь), которые имеют кристаллическую структуру в твердом состоянии и содержатся в рудах. Для них часто характерны такие свойства, как хорошая электропроводность и теплопроводность, внешний блеск и ковкость. Металлы, которые мы видим в нашей повседневной жизни, производятся путем переработки металлических руд. Для этого, в большинстве случаев, требуются химические вещества и особые технологии.

Распространенные группы металлов

Металлы обычно делят на группы по свойствам или назначению. Названия этих групп не являются точными или научными, однако отражают общее назначение или свойства металлов:

Благородные металлы включают в себя золото, серебро и платину. Около 90 процентов всего золота добывается на золотых приисках. Остальные 10 процентов добываются как побочный продукт при добыче других металлов, таких как медь и никель. Благородные металлы обращаются на мировых рынках и имеют различное назначение — от ювелирных изделий и электронных компонентов до каталитических конвертеров в автомобилях.

Неблагородные металлы включают в себя менее дорогостоящие металлы, главным образом медь, свинец и цинк. В очищенном виде эти металлы обычно обращаются на мировых рынках в различных стандартных формах и размерах. Они представляют собой основные строительные материалы и используются повсюду в мире.

Черные металлы включают в себя металлы с высоким содержанием железа, которое входит во все виды стали. Железо на латыни имеет название ferrum, под которым этот металл известен нам из периодической таблицы Менделеева. К этой группе обычно относят такие металлы, как хром, кобальт, марганец и молибден, поскольку они преимущественно используются для улучшения свойств стали.

Цветные металлы включают в себя алюминий, медь, свинец, магний, никель, олово и цинк, и их основное назначение не связано с выплавкой стали. Обратите внимание, что некоторые из неблагородных металлов также относятся к этой группе, и поэтому выбор группы для классификации металлов зависит от контекста.

Редкоземельные металлы не настолько редко встречаются в земной коре, однако их добыча связана с определенными сложностями. К ним относятся скандий, иттрий, лантан и 14 элементов, следующих за лантаном в периодической таблице (лантанидов). Они повсеместно используются, хотя и в небольших объемах, в производстве стекла, керамики, глазури, магнитов, лазеров и телевизионных трубок, а также в переработке нефти.

Сплавы производятся путем смешивания двух или более металлов для получения нового уникального вещества, химические и физические свойства которого отличаются от свойств составляющих его компонентов. Свыше 90 процентов металлов на сегодняшний используются в сплавах.

Легирующие элементы обычно добавляются к чистым металлам для повышения их прочности или улучшения определенных свойств, таких как коррозионная стойкость, износостойкость и легкость в обработке. Растущие промышленные требования, такие как высокая тугоплавкость, повышенная прочность для использования в системах под давлением, усталостная прочность, легкий вес и упругость, а нередко их комбинации, лежат в основе разработки самых разнообразных сплавов.

Наиболее распространенные сплавы в широком смысле относятся к сталям, В эти изначально прочные сплавы железа и углерода добавляются другие вещества, которые дополнительно усиливают их долговечность и другие характеристики.  Например, в автомобиле встречается более 10 различных стальных сплавов: в кузове, зубчатых передачах, тягах, коленчатых валах и клапанах и так далее.

Эксперты прогнозируют, что спрос на более энергоэффективные системы, информационные технологии и космические исследования станет основным движущим фактором разработки новых сплавов в этом столетии.

7.6: Металлы, неметаллы и металлоиды

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Металлы
   1. Физические свойства металлов
   2. Химические свойства металлов
2. Неметаллы
   1. Физические свойства неметаллов
   2. Химические свойства неметаллов
3. Металлоиды
4. Тенденции изменения металлических и неметаллических характеристик
Атрибуции

Цели обучения

• Чтобы понять основные свойства, отделяющие металлы от неметаллов и металлоидов

Элемент — это простейшая форма материи, которую невозможно разделить на более простые вещества или построить из более простых веществ обычными химическими или физическими методами.Нам известно 118 элементов, из которых 92 встречаются в природе, а остальные были приготовлены искусственно. Элементы далее классифицируются на металлы, неметаллы и металлоиды на основе их свойств, которые коррелируют с их размещением в периодической таблице.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Характеристические свойства металлических и неметаллических элементов:

Металлические элементы	Неметаллические элементы
Отличительный блеск (блеск)	Бесцветный, разные цвета
Ковкий и пластичный (гибкий) в твердом состоянии	Хрупкое, твердое или мягкое
Проводить тепло и электричество	Плохие проводники
Оксиды металлов основные, ионные	Неметаллические оксиды кислотные, ковалентные
Образует катионы в водном растворе	Образует анионы, оксианионы в водном растворе

Металлы

За исключением водорода, все элементы, которые образуют положительные ионы, теряя электроны во время химических реакций, называются металлами.Таким образом, металлы являются электроположительными элементами с относительно низкой энергией ионизации. Они отличаются ярким блеском, твердостью, способностью резонировать со звуком и отлично проводят тепло и электричество. При нормальных условиях металлы являются твердыми телами, за исключением ртути.

Физические свойства металлов

Металлы блестящие, пластичные, пластичные, хорошо проводят тепло и электричество. Другие свойства включают:

• Состояние : Металлы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре (в жаркие дни галлий находится в жидком состоянии).
• Блеск : Металлы обладают свойством отражать свет от своей поверхности и могут быть отполированы, например, золотом, серебром и медью.
• Ковкость: Металлы обладают способностью выдерживать удары молотком и из них могут быть изготовлены тонкие листы, известные как фольга. Например, кусок золота размером с кубик сахара можно растолочь в тонкий лист, которым будет покрываться футбольное поле.
• Пластичность: Металлы можно втягивать в проволоку. Например, из 100 г серебра можно натянуть тонкую проволоку длиной около 200 метров.
• Твердость: Все металлы твердые, кроме натрия и калия, которые мягкие и поддаются резке ножом.
• Валентность: Металлы обычно имеют от 1 до 3 электронов на внешней оболочке их атомов.
• Проводимость : Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть свободные электроны. Серебро и медь — два лучших проводника тепла и электричества. Свинец — самый плохой проводник тепла. Висмут, ртуть и железо также являются плохими проводниками
• Плотность : Металлы имеют высокую плотность и очень тяжелые.Иридий и осмий имеют самую высокую плотность, а литий — самую низкую.
• Точки плавления и кипения : Металлы имеют высокие температуры плавления и кипения. Вольфрам имеет самые высокие температуры плавления и кипения, а ртуть — самые низкие. Натрий и калий также имеют низкие температуры плавления.

Химические свойства металлов

Металлы — это электроположительные элементы, которые обычно образуют основных или амфотерных оксидов с кислородом.Другие химические свойства включают:

• Электроположительный характер : Металлы имеют тенденцию к низкой энергии ионизации, и обычно теряют электроны (т.е. окисляются ), когда они подвергаются химическим реакциям реакции Обычно они не принимают электроны. Например:
  • Щелочные металлы всегда 1 ⁺ (теряют электрон в s подоболочке)
  • Щелочноземельные металлы всегда 2 ⁺ (теряют оба электрона в подоболочке с )
  • Ионы переходных металлов не следуют очевидной схеме, 2 ⁺ является обычным (теряют оба электрона в подоболочке s ), и также наблюдаются 1 ⁺ и 3 ⁺

\ [\ ce {Na ^ 0 \ rightarrow Na ^ + + e ^ {-}} \ label {1.{-}} \ label {1.3} \ nonumber \]

Соединения металлов с неметаллами имеют тенденцию быть ионными по природе. Большинство оксидов металлов являются основными оксидами и растворяются в воде с образованием гидроксидов металлов :

\ [\ ce {Na2O (s) + h3O (l) \ rightarrow 2NaOH (aq)} \ label {1.4} \ nonumber \]

\ [\ ce {CaO (s) + h3O (l) \ rightarrow Ca (OH) 2 (aq)} \ label {1.5} \ nonumber \]

Оксиды металлов проявляют свою основную химическую природу, реагируя с кислотами с образованием солей металла и воды:

\ [\ ce {MgO (s) + HCl (водн.) \ Rightarrow MgCl2 (водн.) + H3O (l)} \ label {1.{2 -} \), следовательно, \ (Al_2O_3 \).

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Вы ожидаете, что он будет твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре?

Решения

Оксиды металлов обычно твердые при комнатной температуре

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Напишите вычисленное химическое уравнение реакции оксида алюминия с азотной кислотой:

Решение

Оксид металла + кислота -> соль + вода

\ [\ ce {Al2O3 (s) + 6HNO3 (водн.) \ Rightarrow 2Al (NO3) 3 (водн.) + 3h3O (l)} \ nonumber \]

Неметаллы

Элементы, которые стремятся получить электроны с образованием анионов в ходе химических реакций, называются неметаллами.Это электроотрицательные элементы с высокими энергиями ионизации. Они не блестящие, хрупкие и плохо проводят тепло и электричество (кроме графита). Неметаллы могут быть газами, жидкостями или твердыми телами.

Физические свойства неметаллов

• Физическое состояние : Большинство неметаллов существует в двух из трех состояний вещества при комнатной температуре: газах (кислород) и твердых телах (углерод). При комнатной температуре в жидком виде существует только бром.
• Неэластичный и ковкий : Неметаллы очень хрупкие, их нельзя свернуть в проволоку или растолочь в листы.
• Проводимость : Они плохо проводят тепло и электричество.
• Блеск: Они не имеют металлического блеска и не отражают свет.
• Точки плавления и кипения : Точки плавления неметаллов на , как правило, на ниже, чем у металлов, но сильно варьируются.
• Семь неметаллов существуют в стандартных условиях в виде двухатомных молекул : \ (\ ce {h3 (g)} \), \ (\ ce {N2 (g)} \), \ (\ ce {O2 (g) } \), \ (\ ce {F2 (g)} \), \ (\ ce {Cl2 (g)} \), \ (\ ce {Br2 (l)} \), \ (\ ce {I2 ( s)} \).

Химические свойства неметаллов

Неметаллы имеют тенденцию получать электроны или делиться электронами с другими атомами. Они имеют электроотрицательный характер. Неметаллы, вступая в реакцию с металлами, имеют тенденцию приобретать электроны (обычно достигают электронной конфигурации благородного газа) и становятся анионами :

\ [\ ce {3Br2 (l) + 2Al (s) \ rightarrow 2AlBr3 (s)} \ nonumber \]

Соединения, полностью состоящие из неметаллов, являются ковалентными веществами.Обычно они образуют кислые или нейтральные оксиды с кислородом, которые растворяются в воде с образованием кислот:

\ [\ ce {CO2 (г) + h3O (l)} \ rightarrow \ underset {\ text {углекислота}} {\ ce {h3CO3 (aq)}} \ nonumber \]

Как вы, возможно, знаете, газированная вода имеет слабокислый характер (угольная кислота).

Оксиды неметаллов могут соединяться с основаниями с образованием солей.

\ [\ ce {CO2 (г) + 2NaOH (водн.) \ Rightarrow Na2CO3 (водн.) + H3O (l)} \ nonumber \]

Металлоиды

Металлоиды обладают промежуточными свойствами между металлами и неметаллами.Металлоиды используются в полупроводниковой промышленности. Все металлоиды твердые при комнатной температуре. Они могут образовывать сплавы с другими металлами. Некоторые металлоиды, такие как кремний и германий, при определенных условиях могут действовать как электрические проводники, поэтому их называют полупроводниками. Кремний, например, выглядит блестящим, но не является ни ковким, ни пластичным ( хрупкий, — характеристика некоторых неметаллов). Это гораздо более слабый проводник тепла и электричества, чем металлы.Физические свойства металлоидов, как правило, металлические, но их химические свойства, как правило, неметаллические. Степень окисления элемента в этой группе может колебаться от +5 до -2, в зависимости от группы, в которой он находится.

Таблица \ (\ PageIndex {2} \): элементы, разделенные на металлы, неметаллы и металлоиды.

Металлы	Неметаллы	Металлоиды
Золото	Кислород	Кремний
Серебро	Углерод	Бор
Медь	Водород	Мышьяк
Утюг	Азот	Сурьма
Меркурий	Сера	Германий
цинк	фосфор

Тенденции в металлическом и неметаллическом характере

Металлический характер является наиболее сильным для элементов в самой левой части периодической таблицы и имеет тенденцию к уменьшению при движении вправо в любой период (неметаллический характер усиливается с увеличением значений электроотрицательности и энергии ионизации).Внутри любой группы элементов (столбцов) металлический характер увеличивается сверху вниз (значения электроотрицательности и энергии ионизации обычно уменьшаются по мере продвижения вниз по группе). Эта общая тенденция не обязательно наблюдается с переходными металлами.

Авторы и ссылки

Свойства металлов — Металлическая структура и связь — Eduqas — GCSE Chemistry (Single Science) Revision — Eduqas

Физические свойства

Типичные физические свойства металлов:

Некоторые металлы обладают нетипичными свойствами.Например:

• ртуть (металл) имеет низкую температуру плавления и существует в виде жидкости при комнатной температуре
• элементы в группе 1 имеют низкие температуры плавления, но также и низкие плотности, например, натрий менее плотен, чем вода и поэтому оно плавает

Вещество с высокой плотностью означает, что оно имеет большую массу для своего размера. Например, объем жидкости в банке с напитком составляет 330 см ³ . Если бы банка была заполнена натрием (плотность = 0,97 г / см ³ ), то банка имела бы массу около 320 г.Однако, если бы банка была заполнена свинцом (плотность = 11,34 г / см ³ ), то масса банки составила бы почти 3,75 кг!

Тягучие вещества можно сгибать или придавать им форму без разрушения, в то время как хрупкие вещества разбиваются при сгибании или ударе.

Металлы считаются пластичными, потому что их можно растянуть в тонкую проволоку.

Точка плавления и точка кипения

Когда металл плавится или закипает, это изменение физического состояния.

Энергия передается веществу для его плавления или кипячения.Эта энергия необходима для преодоления сил притяжения между ионами металла и делокализованными электронами в металле. Чем больше требуется энергии, тем выше температура плавления или кипения.

Поскольку металлы представляют собой гигантские решетчатые структуры, количество разрушаемых электростатических сил чрезвычайно велико, поэтому металлы имеют высокие температуры плавления и кипения. Это означает, что точки плавления и кипения металлов больше похожи на температуры ионных соединений, чем на ковалентные вещества.

Например, таблица показывает эти данные для магния, хлора и хлорида магния.

Вещество	Формула	Плавится при	Кипится при	Тип связки
Магний	Mg	650 ° C	1091 ° C	Металлик	Металлик	Cl 2	−101 ° C	−34 ° C	Простой молекулярный
Хлорид магния	MgCl 2	714 ° C	1412 ° C	Ионный

Объяснение свойств металла

Ковкость и пластичность

Структура металлов состоит из слоев ионов металлов.Эти слои могут скользить друг по другу при приложении силы. Это означает, что слои металла можно забивать плоскими молотками, а также они могут скользить друг по другу, образуя тонкую проволоку.

Металлическое соединение позволяет металлу изменять форму без разрушения.

Электропроводимость

Вещества проводят электричество, потому что содержат заряженные частицы, способные двигаться.

Когда к металлу прикладывается напряжение, делокализованные электроны проходят через решетчатую структуру.Движение этих заряженных частиц образует электрический ток. Обратите внимание, что ионы металла в металлической решетке удерживаются в фиксированных положениях и не могут двигаться.

Общие свойства металлов | Введение в химию

Цель обучения

• Напомним общие свойства металлических элементов.

---

Ключевые моменты

• Электропроводность и теплопроводность металлов обусловлены тем, что их внешние электроны делокализованы.
• Металлы можно рассматривать как совокупность атомов, погруженных в море электронов, которые очень подвижны.
• Металлы обычно склонны к образованию катионов за счет потери электронов, реагируя с кислородом воздуха с образованием оксидов в течение различных периодов времени: например, железо ржавеет годами, а калий горит за секунды.
• Металлы, как правило, податливы и пластичны, деформируются под действием напряжения без раскалывания, а также блестящие и блестящие.

---

Условия

• дуктильный Может растягиваться или растягиваться в тонкую проволоку под действием механической силы без разрушения.
• проводящий Способен проводить электрический ток или тепло.
• металл: Любой из ряда химических элементов в периодической таблице, которые образуют металлическую связь с другими атомами металлов; обычно блестящие, несколько податливые и твердые, часто проводящие тепло и электричество

---

Металлом может быть элемент, соединение или сплав, который является хорошим проводником как электричества, так и тепла. Примеры металлов включают золото, натрий, медь, железо и многие другие элементы. Металлы обычно податливы, пластичны и блестят.

Плотность металлов

Металлы обычно состоят из плотно упакованных атомов, что означает, что атомы расположены как плотно упакованные сферы. В металле атомы легко теряют электроны с образованием положительных ионов (катионов). Эти ионы окружены делокализованными электронами, которые ответственны за проводимость. Образовавшееся твердое тело удерживается вместе за счет электростатических взаимодействий между ионами и электронным облаком, которые называются металлическими связями.

Металлы блестящие и блестящие, с высокой плотностью.У них очень высокие температуры плавления и кипения, потому что металлические связи очень сильны, поэтому атомы не хотят распадаться на жидкость или газ.

Металлический натрий Металлический натрий достаточно мягкий, чтобы его можно было разрезать пластиковым ножом.

Электропроводность металлов

Металлы в целом токопроводящие, с высокой электропроводностью и высокой теплопроводностью. Обычно они податливы и пластичны, деформируются под действием напряжения без сколов. Например, при ударе молотка по металлу металл «вдавливается», а не раскалывается на куски.

Электропроводность и теплопроводность металлов обусловлены тем фактом, что их внешние электроны делокализованы. Это означает, что электроны не привязаны к какому-либо одному атому, а могут свободно перемещаться по металлу. Металлы можно рассматривать как совокупность атомов, погруженных в море электронов, которые очень подвижны. Это очень способствует проводимости металла.

Море электронов «Море электронов» может свободно течь вокруг кристалла положительных ионов металлов.

Металлы обычно склонны к образованию катионов за счет потери электронов. Примером может служить реакция с кислородом воздуха с образованием оксидов в различных временных масштабах (железо ржавеет годами, а калий горит за секунды). Переходные металлы (такие как железо, медь, цинк и никель) окисляются медленнее, потому что они образуют пассивирующий оксидный слой, защищающий внутреннюю часть. Другие, такие как палладий, платина и золото, вообще не вступают в реакцию с атмосферой. Некоторые металлы образуют на своей поверхности барьерный слой оксида, через который не могут проникнуть другие молекулы кислорода.В результате они сохраняют свой блестящий вид и хорошую проводимость в течение многих десятилетий (как алюминий, магний, некоторые стали и титан).

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Свойства металлов Урок

Для большинства людей металл — это другое слово, обозначающее железо, сталь или подобное твердое блестящее вещество.

Но соответствует ли это определение истинным свойствам металлов?

Да… и нет.

Прежде чем мы объясним, вы должны знать, что большинство элементов в периодической таблице — металлы.

Металлы находятся в центре и в левой части таблицы Менделеева. Их можно дополнительно классифицировать как щелочные металлы, щелочноземельные металлы, переходные металлы и основные металлы.

Урок по науке о металлах

Свойства металлов

Элемент — это вещество, состоящее из одного вида атомов; его нельзя разделить на более простые части.Например, элемент гелий (вспомните воздушные шары) состоит исключительно из атомов гелия.

Элементы обычно классифицируются как металлы, или неметаллы (хотя некоторые элементы имеют характеристики обоих; они называются металлоидами ).

Три свойства металлов:

• Блеск: Металлы блестят при резке, царапинах или полировке.
• Ковкость: Металлы прочные, но податливые, что означает, что их можно легко сгибать или придавать форму.На протяжении веков кузнецы могли формировать металлические предметы, нагревая металл и ударяя по нему молотком. Если бы они попробовали это с неметаллами, материал бы лопнул! Большинство металлов также пластичные , что означает, что их можно вытягивать для изготовления проволоки.
• Электропроводность: Металлы отлично проводят электричество и тепло. Поскольку они также пластичны, они идеально подходят для электропроводки. (Вы можете проверить это, используя некоторые предметы домашнего обихода. Продолжайте читать, чтобы узнать, как!)

Дополнительные свойства металлов

Высокая температура плавления : Большинство металлов имеют высокие температуры плавления, и все, кроме ртути, являются твердыми при комнатной температуре.

Звонкий : Металлы часто издают звенящий звук при ударе.

Реакционная способность : Некоторые металлы подвергаются химическому изменению (реакции) сами по себе или с другими элементами и выделяют энергию. Эти металлы никогда не встречаются в чистом виде, и их трудно отделить от минералов, в которых они содержатся. Калий и натрий являются наиболее химически активными металлами. Они бурно реагируют с воздухом и водой; калий воспламеняется при контакте с водой!

Другие металлы вообще не вступают в реакцию с другими металлами.Это означает, что их можно найти в чистом виде (например, золото и платина). Поскольку медь относительно недорога и имеет низкую реакционную способность, ее можно использовать для изготовления труб и проводки.

Пять групп металлов:

Благородные металлы обнаруживаются как чистые металлы, потому что они не вступают в реакцию и не соединяются с другими элементами с образованием соединений. Поскольку они не реагируют, они не подвержены коррозии. Это делает их идеальными для украшений и монет. Благородные металлы включают медь, палладий, серебро, платину и золото.

Щелочные металлы очень реактивны. Они имеют низкую температуру плавления и достаточно мягкие, чтобы их можно было разрезать ножом. Калий и натрий — два щелочных металла.

Щелочноземельные металлы находятся в соединениях с множеством различных минералов. Они менее химически активны, чем щелочные металлы, а также тверже и имеют более высокие температуры плавления. В эту группу входят кальций, магний и барий.

Переходные металлы — это то, о чем мы обычно думаем, когда думаем о металлах.Они твердые и блестящие, прочные и легко поддаются форме. Они используются во многих промышленных целях. В эту группу входят железо, золото, серебро, хром, никель и медь, некоторые из которых также являются благородными металлами.

Плохие металлы довольно мягкие, и большинство из них не используются очень часто сами по себе. Однако они становятся очень полезными при добавлении к другим веществам. Бедные металлы включают алюминий, галлий, олово, таллий, сурьму и висмут.

Сплавы: сильные комбинации

Свойства этих разных металлов можно комбинировать, смешивая два или более из них вместе.Полученное вещество называется сплавом . Некоторые из наших самых полезных строительных материалов на самом деле являются сплавами. Сталь, например, представляет собой смесь железа и небольшого количества углерода и других элементов; комбинация, которая одновременно сильна и проста в использовании. (Добавьте хром, и вы получите нержавеющую сталь. Проверьте свои кухонные кастрюли и сковороды, чтобы узнать, сколько из них сделано из нержавеющей стали!)

Другие сплавы, такие как латунь (медь и цинк) и бронза (медь и олово), легко формуются и красивы.Бронза также часто используется в судостроении, поскольку она устойчива к коррозии в морской воде.

Титан намного легче и менее плотный, чем сталь, но такой же прочный; и хотя он тяжелее алюминия, он вдвое прочнее. Кроме того, он очень устойчив к коррозии. Все эти факторы делают его отличным сплавом. Титановые сплавы используются в самолетах, кораблях и космических кораблях, а также в красках, велосипедах и даже портативных компьютерах!

Золото, как чистый металл, настолько мягкое, что при изготовлении ювелирных изделий оно всегда смешивается с другим металлом (обычно серебром, медью или цинком).Чистота золота измеряется в карат . Самое чистое, что вы можете получить в ювелирных изделиях, — это 24 карата, что составляет около 99,7% чистого золота. Золото также можно смешивать с другими металлами, чтобы изменить его цвет; белое золото, которое популярно для ювелирных украшений, представляет собой сплав золота и платины или палладия.

Металл из руды

Руды — это горные породы или минералы, из которых можно извлечь ценное вещество — обычно металл. Некоторые распространенные руды включают галенит (свинцовая руда), борнит и малахит (медь), киноварь (ртуть) и боксит (алюминий).Наиболее распространенными железными рудами являются магнетит и гематит (минерал ржавого цвета, образованный железом и кислородом), которые содержат около 70% железа.

Существует несколько процессов переработки железа из руды. Более старый процесс заключается в сжигании железной руды с использованием древесного угля (углерода) и кислорода с помощью сильфонов. Углерод и кислород, включая кислород в руде, соединяются и покидают железо. Однако железо не нагревается до полного расплавления и содержит силикаты, оставшиеся от руды.Его можно нагреть и выковать из кованого железа .

В более современном процессе используется доменная печь для нагрева железной руды, известняка и кокса (угольный продукт, а не безалкогольный напиток). В результате реакции происходит отделение железа от кислорода в руде. Этот «чугун» необходимо дополнительно перемешать, чтобы получить кованое железо. Его также можно использовать для другой важной цели: при нагревании с помощью углерода и других элементов он становится более прочным металлом, называемым сталью .

Учитывая этот процесс, неудивительно, что железо не использовалось примерно до 1500 г. до н.э. Но некоторые чистые металлы — золото, серебро и медь — использовались и раньше, а легированная бронза, как полагают, была открыта шумерами около 3500 г. до н.э. Но алюминий, один из важнейших металлов в современном мире, не был открыт до 1825 года нашей эры и не использовался широко до 20 века!

Коррозия: процесс и предотвращение

Вы когда-нибудь видели кусок серебра, который потерял свой блеск, или железо с красноватой ржавчиной на нем или даже с дырами в результате коррозии? Это происходит, когда кислород (обычно из воздуха) вступает в реакцию с металлом.Металлы с более высокой реакционной способностью (такие как магний, алюминий, железо, цинк и олово) гораздо более склонны к такому виду химического разрушения или коррозии .

Когда кислород вступает в реакцию с металлом, он образует оксид на поверхности металла. Для некоторых металлов, например алюминия, это хорошо. Оксид образует защитный слой, предохраняющий металл от дальнейшей коррозии.

С другой стороны, у чугуна и стали возникнут серьезные проблемы, если их не обработать для предотвращения коррозии.Красноватый оксидный слой, который образуется на железе или стали при реакции с кислородом, называется ржавчиной . Слой ржавчины постоянно отслаивается, подвергая большую часть металла коррозии, пока металл в конечном итоге не проедает.

Один из распространенных способов защиты железа — это покрытие его специальной краской, которая препятствует взаимодействию кислорода с металлом под краской. Другой метод — цинкование : в этом процессе сталь покрывается цинком. Кислород, молекулы воды и углекислый газ в воздухе вступают в реакцию с цинком, образуя слой карбоната цинка, который защищает от коррозии.Посмотрите вокруг своего дома, двора и гаража, чтобы найти примеры коррозии, а также гальванизации и других средств защиты металла от ржавчины.

Технологии: фейерверки и химия

Если вы посмотрите фейерверк Четвертого июля, то увидите прекрасные сочетания цветов и искр.

Как работает этот удивительный пиротехнический дисплей? Короткий ответ — химия. Более длинный включает в себя повторение свойств металлов.

Одним из ключевых ингредиентов петард, наземных и воздушных фейерверков (взрывающихся в небе) является черный порошок , изобретенный китайцами около 1000 лет назад.Это смесь нитрата калия (селитры), древесного угля и серы в соотношении 75:15:10. Черный порох используется для запуска антенн, а также вызывает взрывы, необходимые для создания специальных эффектов, таких как шум или цветной свет.

В бенгальских огнях черный порошок смешивают с металлическими порошками и другими химическими соединениями в форме, которая будет гореть медленно, сверху вниз. В простых ракетах-фейерверках черный порох заключен в трубку вокруг взрывателя. При зажигании порошок создает силу, которая приводит к равной и противоположной реакции, отталкивая фейерверк от земли, а затем заставляя соединения внутри него взорваться в воздухе.

Более сложные снаряды для фейерверков запускаются из миномета, трубы с черным порохом, которая при зажигании вызывает реакцию взрыва. Затем воспламенитель фейерверк-снаряда загорается, когда он поднимается в воздух, и в нужный момент взрыв внутри снаряда заставляет его заряды со специальными эффектами взорваться.

Яркая, красочная часть фейерверка вызвана «возбужденными» электронами в атомах различных соединений металлов и солей. Эти соединения представляют собой маленькие шарики, называемые звезды , сделанные из того же соединения, что и бенгальский огонь.

Металлы как красители

Разные металлы горят разными цветами; например, если горит соединение меди, его пламя будет сине-зеленого цвета. Кальций горит красным цветом, а калий горит пурпурным. В фейерверках металлы комбинируются для создания разных цветов.

Когда звездные соединения внутри фейерверка нагреваются, возбужденные атомы излучают световую энергию. Этот свет делится на две категории: лампы накаливания и люминесценции. Накаливание — это свет, производимый теплом: в фейерверках химически активные металлы, такие как алюминий и магний, при нагревании вызывают вспышку очень яркого света — иногда при температуре выше 5000 ° F!

Менее реактивные соединения не становятся такими горячими, что приводит к более тусклым искрам. Люминесценция , с другой стороны, возникает из других источников и может возникать даже при низких температурах. Электроны в соединении поглощают энергию, делая их «возбужденными». Однако электроны не могут поддерживать этот высокий уровень, поэтому они возвращаются на более низкий уровень, высвобождая при этом световую энергию (фотоны).

Хлорид бария — химическое соединение, придающее фейерверкам люминесцентный зеленый цвет, а хлорид меди — синий. Для любого типа света важно использовать чистые ингредиенты, поскольку следы других соединений будут затемнять цвет.

---

Дополнительная литература по металлам:

Свойства металлов | Хорошая наука

Цель обучения

В этом уроке мы узнаем о различных физических свойствах металлов и некоторых из множества применений, для которых они подходят.

Результаты обучения

По окончании этого урока вы сможете:

• Опишите физические свойства, общие для всех металлов: блеск, электропроводность, теплопроводность, пластичность и пластичность.

• Опишите физические свойства, которые различаются для разных металлов: температура плавления, твердость, прочность и плотность.

• Опишите расположение атомов в металлах и объясните, как это объясняет их физические свойства.

• Приведите примеры использования металлов, в которых используются их уникальные свойства.

• Опишите сплавы и приведите примеры того, как их превосходные свойства делают их более подходящими в определенных ситуациях.

(Изображение: Pexels, Pixabay)

---

Краткое содержание урока

• Металлы — это большая группа элементов с общим атомным расположением и схожими свойствами.

• Металлические структуры состоят из решеток ионов металлов, окруженных делокализованными электронами.

• Эти структуры удерживаются вместе прочными металлическими связями.

• Физические свойства, общие для всех металлов, включают:

• Металлический блеск — зеркальный блеск после резки или полировки.

• Ковкость — способность изгибаться в разные формы.

• Дуктильность — способность втягиваться в проволоку.

• Электропроводность — способность проводить электрический заряд.

• Теплопроводность — способность передавать тепло.

• Другие свойства, общие для большинства металлов, включают:

• Сплавы — это смеси, содержащие металл и один или несколько других элементов.

• Сплавы замещения — это сплавы, в которых атомы в металлической решетке заменены другими атомами.

• Сплавы внедрения — это сплавы, в которых дополнительные атомы занимают пространство внутри металлической решетки.

• Сплавы — это металлические конструкции с улучшенными свойствами по сравнению с их компонентами.

(Изображение: TheDigitalArtist, Pixabay)

---

Щелкните изображение, чтобы просмотреть таблицу для этого урока.

Щелкните изображение, чтобы просмотреть Учебное пособие по химии за 10 год (версия PDF).

Щелкните изображение, чтобы просмотреть Учебное пособие по химии за 10 год (версия для печати).

Щелкните изображение, чтобы просмотреть заметки об уроке химии 10-го класса.

Свойства металлов и неметаллов

Свойства элементов делят их на металлы и неметаллы. К металлам относятся те элементы, которые являются пластичными, пластичными, звучными и хорошо проводят тепло и электричество.В то время как неметаллы — это те элементы, которые не являются пластичными, пластичными, звучными и плохо проводят тепло и электричество. В этой статье мы подробно обсудим свойства металлов и неметаллов и разницу между ними на основе их свойств (за исключением).

Свойства неметаллов

Хлор, углерод, бром, сера, фосфор и др. Являются неметаллами. Они показывают следующие свойства —

Физические свойства неметаллов:

• Неметаллы нельзя расколоть в тонкие листы.Это означает, что они не обладают свойством пластичности. Вместо этого они хрупкие, так как при ударе молотком распадаются на куски.

• Неметаллы не пластичны. Их нельзя втягивать в провода.

• Неметаллы плохо проводят тепло и электричество.

• Неметаллы не блестят, что означает, что они не блестят. Вместо этого унылый вид.

• Неметаллы имеют низкую прочность на разрыв. Это означает, что они не могут удерживать тяжелые веса.

• Неметаллы не звучные. Это означает, что когда мы бьем по ним, они не издают ни звука.

• Неметаллы мягкие. Значит, их легко разрезать ножом.

Химические свойства неметаллов:

Неметалл + кислород 🡪 Оксид неметалла

Оксид неметалла + вода 🡪 Кислота

Пример. Сера является неметаллом и при взаимодействии с кислородом образует диоксид серы. Когда мы растворяем диоксид серы в воде, получается серная кислота.Реакции приведены ниже —

S + O2 🡪 SO2

SO2 + h3O 🡪 h3SO3

• Водный раствор оксида неметалла превращает синюю лакмусовую бумагу в красную.

• Неметаллы обычно не вступают в реакцию с водой.

• Неметаллы не реагируют с разбавленными кислотами, хотя могут реагировать с концентрированными кислотами.

Пример — C + конц. 4HNO3 🡪 CO2 + 4NO2 + 2h3O

Пример — 4S + 8NaOH 🡪 Na2SO4 + 3Na2S + 4h3O (при> 600 ℃)

Пример — Бром более реакционноспособен, чем йод.Таким образом, он вытесняет йод в соединениях йодида калия. Реакция приведена ниже —

2KI + Br2 🡪 2KBr + I2

Свойства металлов

Золото, алюминий, железо, магний и др. Являются металлами. Они обладают следующими свойствами —

Физические свойства металлов:

• Металлы можно расколоть в тонкие листы. Значит, они обладают свойством пластичности.

• Металлы пластичные. Их можно протянуть в провода.

• Металлы хорошо проводят тепло и электричество.

• Металлы блестящие, что означает, что они имеют блестящий вид.

• Металлы обладают высокой прочностью на разрыв. Это означает, что они могут удерживать тяжелые веса.

• Металлы звонкие. Это значит, что когда мы их ударяем, они издают звонкий звук.

• Металлы твердые. Значит, их нелегко разрезать.

Химические свойства металлов:

Металл + кислород 🡪 Оксид металла

Оксид металла + вода 🡪 Основание

Пример — Магний — это металл, и когда он реагирует с кислородом, он образует оксид магния.Когда мы растворяем оксид магния в воде, получается гидроксид магния. Реакции приведены ниже —

2Mg + O2 🡪 2MgO

MgO + h3O 🡪 Mg (OH) 2

• Водный раствор оксида металла превращает красную лакмусовую бумагу в синюю.

• Реакция с водой — Металлы реагируют с водой. Когда металл реагирует с водой, образуется гидроксид металла и газообразный водород.

Металл + вода 🡪 Гидроксид металла + водород

Пример. Металлический натрий реагирует с водой и образует гидроксид натрия и газообразный водород.Реакция приведена ниже —

Na + h3O 🡪 NaOH + h3

Металл + кислота 🡪 Соль металла + водород

Пример. Металлический магний реагирует с соляной кислотой и образует хлорид магния и водород. Реакция приведена ниже —

Mg + 2HCl 🡪 MgCl2 + h3

Металл + основание 🡪 Соль металла + водород

Пример. Металлический алюминий реагирует с гидроксидом натрия и образует алюминат натрия и газообразный водород. Реакция приведена ниже —

Al + NaOH 🡪 NaAlO2 + h3

Пример. Железо более реактивно, чем медь.Таким образом, он вытесняет медь из своей соли. Реакция приведена ниже —

CuSO4 + Fe 🡪 FeSO4 + Cu

Разница между металлами и неметаллами

Мы различаем металлы и неметаллы по их физическим и химическим свойствам. Здесь мы приводим разницу между металлом и неметаллом в табличной форме с исключениями для вашего лучшего понимания —

S.No.	Свойство	Металл	Неметалл	Исключения
1	Ковкость	Ковкий			Ковкий		Ковкий — Невероятный
2	Пластичность	Пластичность	Не пластичная	—
3	Хрупкая			Хрупкая			—
4	Проводимость	Хороший проводник тепла и электричества	Плохой проводник тепла и электричества	Алмаз — неметаллический, но хороший проводник тепла т. Графит — неметалл, но хороший проводник электричества.
5	Блеск	Блестящий	Тусклый	Алмаз и йод — неметаллы, но блестящие.
6	Прочность	Высокая прочность на разрыв	Низкая прочность на растяжение	Натрий и Калий являются металлами, но имеют низкую прочность на разрыв.
7	Звонок	Звонкий	Неслышный	—
8	Жесткость 935 910 Твердость 9 Твердость 9	Натрий и калий — это металлы, но они мягкие, и их можно разрезать ножом. Алмаз — неметалл, но очень твердое вещество. Это самое твердое из известных природных веществ.
9	Реакция с кислородом	Металл + кислород 🡪 Оксид металла 2Mg + O2 🡪 2MgO	Неметалл + кислород 🡪 Оксид неметалла S + O2 900	—
10	Реакция с водой	Металл + вода 🡪 Гидроксид металла + водород Na + h3O 🡪 NaOH + h3	Нет реакции с водой	—
11	Реакция с кислотой	Металл + кислота 🡪 Соль металла + водород Mg + 2HCl 🡪 MgCl2 + h3	Неметаллы не реагируют с разбавленными кислота, но реагирует с концентрированной кислотой. C + конц. 4HNO3 🡪 CO2 + 4NO2 + 2h3O	—
12	Реакция с основанием	Металл + основа 🡪 Соль металла + водород Al + NaOH 🡪 NaAlO2 + h3 900	Реагирует с сильными основаниями без образования газообразного водорода. 4S + 8NaOH 🡪 Na2SO4 + 3Na2S + 4h3O (при> 600 ℃)	—
13	Реакция вытеснения	Более химически активный металл вытесняет его соль меньше реактивного металла. Железо более реактивно, чем медь. CuSO4 + Fe 🡪 FeSO4 + Cu	Более реактивный неметалл вытесняет менее реактивный неметалл из своей соли. Br более реакционноспособен, чем йод. 2KI + Br2 🡪 2KBr + I2	—
14	Природа оксидов	Основной	Кислотный	15	Действие оксидов на лакмусовой бумаге	Оксиды металлов превращают красную лакмусовую бумагу в синюю.	Оксиды неметаллов превращают синюю лакмусовую бумагу в красную.	—
16	Реакции оксидов с водой	Оксиды металлов реагируют с водой и образуют соответствующие гидроксиды. MgO + h3O 🡪 Mg (OH) 2	Оксиды неметаллов реагируют с водой и образуют кислоты. SO2 + h3O 🡪 h3SO3	—

На этом наше обсуждение темы «Свойства металлов и неметаллов» заканчивается.Мы надеемся, что вам понравилось учиться и вы смогли понять концепции. Надеемся, прочитав эту статью, вы сможете решать проблемы, основанные на теме. Если вы ищете решения проблем NCERT Textbook на основе этой темы, войдите на веб-сайт Vedantu или загрузите приложение Vedantu Learning App. Таким образом вы сможете получить доступ к бесплатным PDF-файлам решений NCERT, а также к заметкам о редакции, пробным тестам и многому другому.

Обзор физических свойств металлов

Физические свойства — важный способ отличить один материал от другого.При изучении и применении металлургии физические свойства часто считаются более широкой категорией, чем механические свойства, но не все свойства совпадают. Физические свойства легче всего отличить от механических с помощью метода испытаний. В то время как механические свойства требуют приложения сил для измерения, физические свойства можно измерить без изменения материала.

При этом физические свойства меняются в разных средах. Например, большинство металлов имеют более высокую плотность при более низких температурах из-за принципов теплового расширения и сжатия .Цвет и внешний вид, которые также являются физическими свойствами, меняются в зависимости от ряда факторов окружающей среды.

Чтобы узнать больше о механических свойствах металлов, ознакомьтесь с нашим сообщением в блоге здесь.

Физические свойства металлов включают:

• Коррозионная стойкость
• Плотность
• Температура плавления
• Тепловые свойства
• Теплоемкость
• Теплопроводность
• Тепловое расширение
• Электропроводность
• Магнитные свойства

Что такое сплав?

Слово сплав встречается в блоге Eagle Group, особенно здесь, в этой серии.Сплав — это однородная смесь, состоящая из комбинации отдельных элементов, когда хотя бы один из элементов является металлом. Обычные сплавы включают бронзу, которая представляет собой смесь меди (Cu) и олова (Se). Сталь представляет собой смесь железа (Fe) и углерода (C), а нержавеющая сталь включает другие легирующие агенты, такие как хром (Cr), никель (Ni) и марганец (Mn).

Коррозионная стойкость

Возможны многие виды коррозии. Коррозия — это процесс, при котором материал восстанавливается до более стабильного состояния в результате химической реакции, часто связанной с атмосферой или условиями эксплуатации.Ржавчина, часто встречающаяся на незащищенных изделиях из черных металлов, является одной из самых распространенных форм коррозии.

Коррозионная стойкость , с другой стороны, — это способность материала противостоять реакции перехода к более стабильному состоянию окружающей среды.

Необработанный алюминий, кремний, титан и их сплавы естественно устойчивы к коррозии из-за того, что на их поверхности быстро образуется инертный слой. Обычным сплавом для многих областей применения, требующих стойкости к коррозии, является нержавеющая сталь.В отличие от углеродистой стали, сплавы нержавеющей стали способны противостоять поверхностной коррозии при воздействии сред, которые обычно вызывают коррозию, включая влажную, кислотную или высокую температуру.

Щелкните здесь, чтобы прочитать сообщение в нашем блоге «Устойчивость к коррозии»

Плотность

Плотность объекта определяется по простой формуле: масса объекта (M) делится на его объем (V). Сначала практическое применение плотности заключалось в определении подлинности золота, как в истории с золотой короной.Золото — отличный кандидат для проверки плотности, потому что это гораздо более плотный материал, чем другие металлы, со средней плотностью 1206 фунтов. на кубический фут.

Сплавы, которые чаще используются в производстве, имеют более низкую плотность. Сталь в среднем составляет около 494 фунтов на кубический фут, в то время как нержавеющая сталь немного меньше. Плотность титана составляет примерно половину плотности стали, а алюминия — примерно одну треть. На практике это означает, что деталь из стали будет весить примерно в три раза больше, чем точно такая же деталь из алюминия.Однако сталь имеет другие преимущества, такие как твердость и прочность, и поэтому меньшие объемы или толщина материала могут обеспечить такие же или более высокие характеристики относительно.

Eagle Alloy и Eagle Precision часто производят сложные тонкостенные отливки из различных сплавов углеродистой и нержавеющей стали. Сплав влияет на дизайн, производственный процесс и методы отделки, используемые для изготовления каждой литой детали.

Точка плавления

Точка плавления материала определяется как температура, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое при атмосферном давлении .Температура плавления может быть основным фактором при принятии решения о том, можно ли использовать сплав для конкретного продукта. Различные сплавы имеют разные диапазоны температур плавления, что определяется элементами их химического состава. Например, сплав с высоким процентным содержанием олова или алюминия будет плавиться при гораздо более низкой температуре, чем сплав, состоящий в основном из железа и никеля.

Температура плавления — важный фактор для производителей металла. Многие литейные предприятия используют методы литья в песчаные формы, такие как литье с воздушной прослойкой или литье в оболочку, потому что неметаллические формы могут выдерживать более высокие температуры, необходимые для плавления стали.С другой стороны, алюминий можно отливать с использованием стальных форм многократного использования, поскольку он имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем сталь.

Тепловые свойства

Тепловые свойства включают теплоемкость, теплопроводность и тепловое расширение. При производстве все три свойства являются важными факторами при выборе правильного сплава.

• Теплоемкость , также известная как удельная теплоемкость , представляет собой количество энергии, необходимое для изменения температуры материала, и является ключевым компонентом прогнозирования затвердевания отливки.
• Теплопроводность определяется как скорость, с которой тепло может переноситься через материал, и у металлов есть одна общая черта — высокая теплопроводность. Электропроводность — это другое свойство, но оно пропорционально коррелирует с теплопроводностью. Такие металлы, как медь и золото, которые известны как хорошие электрические проводники, также являются хорошими проводниками тепла.
• Термическое расширение относится к тому, как металлы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении.Это свойство особенно важно при создании оснастки для литья металлов. Шаблоны и формы должны быть больше конечной детали, чтобы учесть усадку во время охлаждения.

Магнитные свойства

Магнитные свойства относятся к способу, которым материал реагирует на приложенное внешнее магнитное поле . Этот магнитный отклик можно разделить на диамагнитный, парамагнитный, ферромагнитный, антиферромагнитный или ферримагнитный.

• Диамагнетик — отталкивается магнитными полями
• Парамагнитный — не показывает магнитного порядка
• Ферромагнетик — сильнейший вид магнетизма
• Антиферромагнетик — может существовать при достаточно низких температурах, но исчезает при температуре Нееля / выше
• Ферримагнетик — слабая форма ферромагнетизма

Железо — один из самых магнитных металлов, поэтому черные металлы (металлы, содержащие железо), такие как сталь, также обладают степенью магнетизма, а именно ферромагнетизмом .

Хотя приведенные выше свойства ни в коем случае не являются исчерпывающими, они представляют многие из наиболее важных свойств, используемых при выборе материала для литья металла или обработки с ЧПУ. В Eagle Group наши специалисты в области металлургии обладают опытом, чтобы оценить потребности продукта и, основываясь на мнениях клиентов, в конечном итоге предложить оптимальный сплав для работы. Мы также используем исчерпывающий процесс APQP для всех новых проектов, который позволяет нам устанавливать точные параметры на протяжении всего производственного процесса, что приводит к лучшему качеству отливки.