Самый пластичный металл в мире

Самый пластичный металл - Topkin

Содержание

Свойства металла
Применение

Перед тем, как выяснить, какому элементу из периодической таблицы Менделеева присвоено звание «самый пластичный металл», нужно четко понимать, что же такое пластичность. Это одно из физических свойств, связанных со строением металла.

Пластичность – это способность принимать новую форму, при этом не вызывая разрыв ионных связей. На практике результатом пластичности является хорошая ковкость, благодаря чему металлы могут использоваться в промышленности, медицине, электротехнике и хозяйстве. Из 126 элементов периодической таблицы, золото признано самым пластичным металлом. Благодаря сегодняшним технологиям его можно вытянуть в тончайшую нить, которая не будет заметна человеческому глазу.

Почему специалисты по изготовлению и ремонту украшений ставят золото на первое место? В первую очередь, это связано с превосходной пластичностью: из 1 грамма металла можно вытянуть проволоку длиной до 3-х километров, слитки золота проковываются в листы, толщина которых измеряется в десятитысячных долях миллиметра. Этим золотом покрыты купола храмов, называют его сусальным. На вид оно довольно интересное: на просвет дает сине-зеленый оттенок.

Чистое золото может раствориться в «царской водке». Так называют смесь из двух концентрированных кислот: азотной и соляной. Самый пластичный металл в таблице находится под номером 79, температура плавления – 1064 °С, плотность составляет 19,32 г/см3. По теплопроводности и электрическому сопротивлению золото уступает только серебру и меди.

Золото в чистом виде слишком мягкое, поэтому ювелирные украшения делают, как правило, из сплавов. Чаще всего к золоту добавляют серебро или медь. Задумывались ли раньше, что означает «проба» на украшениях? Это содержание золота в чистом виде в тысячных долях. 999 проба считается чистым золотом.

Применение

Издавна золото использовалось в качестве объекта инвестирования, кроме того активное применение оно нашло и в ювелирной промышленности.

Во многих странах золотые монеты использовались как деньги. Несмотря на это в качестве мировой валюты его признали только в 19 веке. В 1922 году в России в обороте появились банковские билеты с золотым содержанием, получившие названия «червонцев». Один банковский билет приравнивался к 10-ти золотым рублям старой чеканки.

Золото – самый распространенный материал, который используется при изготовлении ювелирных украшений. Чем выше проба золота, тем лучшей стойкостью к коррозии будет обладать материал, прочность и различные оттенки цветов придают изделию серебро и медь.

Ковкость и пластичность | MATSE 81: Материалы в современном мире

Ковкость и пластичность взаимосвязаны. Податливый материал - это такой материал, в котором тонкий лист может быть легко сформирован с помощью молотка или прокатки. Другими словами, материал способен деформироваться под действием сжимающего напряжения.

Податливый материал - это материал, из которого можно легко сформовать тонкий лист молотком. Золото - самый ковкий металл.

Кредит: Buzzle

Напротив, пластичность - это способность твердого материала деформироваться под действием растягивающего напряжения.Фактически, пластичный материал - это материал, который можно легко растянуть в проволоку при вытягивании, как показано на рисунке ниже. Напомним, что тяга - это приложение растягивающего напряжения.

Испытание на пластичность.

Если мы потянем за стержень из материала, некоторые из возможных профилей стержней при изломе показаны на рисунке ниже.

Образцы трещин

Кредит: Зигмунд (собственная работа) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Профиль (а) является примером материала, который разрушается без пластической деформации, т.е.е., это хрупкий материал. Профиль (b) - это пример материала, который разрушается после очень небольшой пластической деформации. Эти два профиля будут классифицированы как имеющие низкую пластичность. Профиль (c), напротив, представляет собой материал, который пластически деформируется перед разрушением. Этот материал отличается высокой пластичностью. Кривые зависимости напряжения от деформации для хрупкого материала, профиль (а), и пластичного материала, профиль (с), показаны на рисунке ниже.

Кривые зависимости деформации от вязкого и хрупкого состояния

Кредит: Amgreen (собственная работа) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Читать

Теперь, когда вы немного узнали о механическом поведении металлов, перейдите к своему электронному учебнику и прочтите страницы с 75 по 84 в главе 4 «Материалы для современного мира», специальное издание для Университета штата Пенсильвания, чтобы узнать больше по этому вопросу. По окончании чтения перейдите к следующей веб-странице.

Что такое ковкий чугун? - Willman Industries

Что такое ковкий чугун?

Ковкий чугун - это тип чугуна, известный своей стойкостью к ударам и усталости, удлинению и износостойкости из-за сферических (круглых) графитовых структур в металле. Ковкий чугун также называют высокопрочным чугуном, чугуном с шаровидным графитом или чугуном с шаровидным графитом.

Что делает ковкий чугун… «ковким чугуном»?

И высокопрочный чугун, и чугун содержат графит.Если вы внимательно посмотрите (с помощью мощного микроскопа со 100-кратным увеличением или более) на обычный чугун (серый чугун), вы увидите, что графитовые биты выглядят как волнистые линии, называемые «хлопьями». Однако, когда вы смотрите на графит в высокопрочном чугуне, они выглядят как маленькие сферы или узелки (отсюда и названия чугуна с шаровидным графитом и чугуна с шаровидным графитом).

Мы отдаем должное Киту Миллису за создание ковкого чугуна еще в 1943 году. Он и его приятели Альберт Гагнебин и Норман Пиллинг получили патент США 2 485 760 и патент США 2 485 761 на изготовление ковкого чугуна с использованием магния (Mg) в металлургии (состав металла или что-то еще было в секретном рецепте), чтобы графит выстроился в сферы.

Millis был не первым, кто упрочнил нормальный чугун. Мы по-прежнему отливаем отливки из Meehanite®. Август Михан запатентовал процесс Meehanite еще в январе 1931 года. Meehan использовал силицид кальция для получения конкреций, похожих на то, что находится в ковком чугуне.

Тем не менее, ковкий чугун стал одним из самых популярных видов чугунного литья. Разработка ковкого чугуна продолжалась до 1950-х годов, что улучшило процесс литья ковкого чугуна, что привело к принятию высокопрочного чугуна, признание которого было подтверждено девятикратным увеличением его использования в течение 1960-х годов в качестве конструкционного материала для коммерческого применения.

Как производится ковкий чугун?

Большая часть магии при изготовлении ковкого чугуна происходит в печи с расплавленным чугуном. Вы начинаете с железа (конечно), а затем добавляете больше углерода, чем железо обычно способно впитать в структуру. Если объяснить взаимосвязь между железом и углеродом по-другому, это все равно что добавить в воду столько соли, что вы достигнете точки, в которой соль больше не будет растворяться. Кстати, именно этим ковкий чугун отличается от стали. В стали содержится ровно столько углерода, сколько может поглотить железо.

Кремний, сера, марганец и кислород - все они вносят свой вклад в смесь, помогая углероду формировать сферические графитовые структуры по мере охлаждения железа. По общему признанию, это чрезмерное упрощение процесса (в конце концов, мы не обучаем вас металлургической степени, хотя, если вы хотите ее, нам нравятся инженерные степени в Висконсине, не обращая внимания на нашу географическую предвзятость).

Что входит в ковкий чугун? (Состав)

Если бы вам пришлось провести химический анализ ковкого чугуна, вы бы обычно нашли:

Железо ~ 94%

Углерод 3.2 - 3,60%

Кремний 2,2 - 2,8%

Марганец 0,1 - 0,2%

Магний 0,03 - 0,04%

Фосфор 0,005 - 0,04%

Сера 0,005 - 0,02%

Медь <= 0,40%

Для повышения прочности высокопрочного чугуна можно добавить олово или медь. Для повышения коррозионной стойкости медь, никель или хром могут заменить от 15 до 30% железа.

Каковы преимущества ковкого чугуна?

Отливки из высокопрочного чугуна очень прочны по сравнению с обычным чугуном (серым чугуном).Прочность на растяжение чугуна составляет 20 000 - 60 000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как ковкий чугун начинается с при 60 000 фунтов на квадратный дюйм и может доходить до 120 000 фунтов на квадратный дюйм. Предел текучести ковкого чугуна обычно составляет 40 000 - 90 000 фунтов на квадратный дюйм, но предел текучести чугуна настолько низок, что его нельзя измерить.

Давайте по-другому вкладываем силу. Мы видели, как части из серого чугуна ломались, когда падали с высоты десяти футов. Отливка из высокопрочного чугуна позволяет бить по детали в течение всего дня восьмифунтовой кувалдой, и она вряд ли треснет.

Что вызывает проблему для серого чугуна, так это те хлопья графита, которые вызывают трещины вдоль чешуек, в то время как конкреции в высокопрочном чугуне удерживают железо вместе. Учитывая тот же самый сценарий, когда одна и та же деталь сделана из двух разных металлов, в то время как хрупкое серое чугунное покрытие хочет растрескаться, а высокопрочное железо хочет изгибаться.

Ковкий чугун также обладает превосходной износостойкостью из-за наличия в нем графита. Когда что-то трется о ковкий чугун, ковкий чугун изнашивается намного медленнее, чем многие другие металлы.Износостойкость частично обусловлена графитовой структурой, которая может действовать на железо как сухая смазка.

Ковкий чугун также очень хорошо рассеивает (отводит) тепло и довольно легко поддается механической обработке, хотя с ковким чугуном работать сложнее, чем с обычным серым чугунным чугуном. Ковкий чугун гасит вибрации и звук намного лучше, чем сталь, поэтому ковкий чугун хорошо подходит для использования на больших машинах.

Для чего используется ковкий чугун? (Приложения)

Ковкий чугун отлично подходит для использования там, где требуется прочный металл с износостойкостью.

Вот примерный список вещей, сделанных из ковкого чугуна или содержащих его:

Трубы и фитинги (почти 50% ковкого чугуна, продаваемого в США, приходится на трубы и фитинги)

Оси

Шатуны (как в двигателях)

Коленчатые валы

Цилиндры

Суппорт дискового тормоза

Шестерни и коробки передач

Корпуса и коллекторы

Гидростатические бочки

Натяжные рычаги

Большие машины

Станки

Военное использование

Фортепианная арфа (часть, удерживающая струны фортепиано)

Опоры шпинделя

Кулаки поворотные

Детали подвески

Оси для грузовых автомобилей

Клапаны (особенно клапаны высокого давления)

Ступицы колес

Хомуты силовые

В чем разница между ковким чугуном и чугуном?

Чугун относится ко всем чугунным деталям, которые являются литыми и имеют высокое содержание углерода, но при нормальном использовании «чугун» относится к серому чугуну, литым деталям с более слабой структурой железа, содержащим хлопья графита.Ковкий чугун должен иметь в металле структуру сферического графита.

Обычный чугун можно отливать дешево, очень легко обрабатывать, а прочность можно повысить за счет термической обработки. Серый чугун не обладает прочностью и долговечностью высокопрочного чугуна. Отливки из высокопрочного чугуна не намного дороже отливок из серого чугуна, однако, если нет необходимости в преимуществах высокопрочного чугуна, вам, вероятно, следует придерживаться отливок из серого чугуна.

Вы нашли эту статью полезной? Мы находим наибольшее «спасибо» за нашу работу, когда вы делитесь ею с друзьями и семьей.Мы ценим вашу доброту в распространении информации о нашем семейном бизнесе

Умирает американская промышленность? Мы думаем, что нет! Посмотрите наше видео.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Некоторые химические элементы называются металлами . Они являются большинством элементов периодической таблицы. Эти элементы обычно обладают следующими свойствами:

Они могут проводить электричество и тепло.
Их легко сформировать.
У них блестящий вид.
Они имеют высокую температуру плавления.

Большинство металлов остаются твердыми при комнатной температуре, но это не обязательно.Ртуть жидкая. Сплавы - это смеси, в которых хотя бы одна часть смеси представляет собой металл. Примеры металлов: алюминий, медь, железо, олово, золото, свинец, серебро, титан, уран и цинк. Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь.

Изучение металлов называется металлургией.

Признаки сходства металлов (свойства металлов) [изменить | изменить источник]

Большинство металлов твердые, блестящие, они кажутся тяжелыми и плавятся только при очень высоких температурах.Глыбы металла издают звон колокольчика при ударе чего-то тяжелого (они звонкие). Тепло и электричество могут легко проходить через металл (он проводящий). Кусок металла можно разбить на тонкий лист (он ковкий) или растянуть на тонкую проволоку (он пластичный). Металл трудно разобрать (у него высокая прочность на разрыв) или разбить (у него высокая прочность на сжатие). Если надавить на длинный тонкий кусок металла, он гнется, а не сломается (он эластичный). За исключением цезия, меди и золота, металлы имеют нейтральный серебристый цвет.

Не все металлы обладают этими свойствами. Ртуть, например, жидкая при комнатной температуре, свинец очень мягкий, а тепло и электричество не проходят через железо так, как через медь.

Мост в России металлический, вероятно, железный или стальной.

Металлы очень полезны людям. Их используют для изготовления инструментов, потому что они могут быть прочными и легко поддающимися обработке. Из железа и стали строили мосты, здания или корабли.

Некоторые металлы используются для изготовления таких предметов, как монеты, потому что они твердые и не изнашиваются быстро.Например, медь (блестящая и красного цвета), алюминий (блестящая и белая), золото (желтая и блестящая), а также серебро и никель (также белые и блестящие).

Некоторые металлы, например сталь, можно сделать острыми и оставаться острыми, поэтому их можно использовать для изготовления ножей, топоров или бритв.

Редкие металлы с высокой стоимостью, такие как золото, серебро и платина, часто используются для изготовления ювелирных изделий. Металлы также используются для изготовления крепежа и шурупов. Кастрюли, используемые для приготовления пищи, могут быть сделаны из меди, алюминия, стали или железа.Свинец очень тяжелый и плотный, и его можно использовать в качестве балласта на лодках, чтобы не допустить их опрокидывания или защитить людей от ионизирующего излучения.

Многие изделия, сделанные из металлов, на самом деле могут быть сделаны из смесей по крайней мере одного металла с другими металлами или с неметаллами. Эти смеси называются сплавами. Некоторые распространенные сплавы:

Люди впервые начали делать вещи из металла более 9000 лет назад, когда они обнаружили, как получать медь из [] руды. Затем они научились делать более твердый сплав - бронзу, добавляя к ней олово.Около 3000 лет назад они открыли железо. Добавляя небольшое количество углерода в железо, они обнаружили, что из них можно получить особенно полезный сплав - сталь.

В химии металл - это слово, обозначающее группу химических элементов, обладающих определенными свойствами. Атомы металла легко теряют электрон и становятся положительными ионами или катионами. Таким образом, металлы не похожи на два других вида элементов - неметаллы и металлоиды. Большинство элементов периодической таблицы - металлы.

В периодической таблице мы можем провести зигзагообразную линию от элемента бора (символ B) до элемента полония (символ Po). Элементы, через которые проходит эта линия, - это металлоиды. Элементы, расположенные выше и справа от этой линии, являются неметаллами. Остальные элементы - это металлы.

Большинство свойств металлов обусловлено тем, что атомы в металле не очень крепко удерживают свои электроны. Каждый атом отделен от других тонким слоем валентных электронов.

Однако некоторые металлы отличаются. Примером может служить металлический натрий. Он мягкий, плавится при низкой температуре и настолько легкий, что плавает на воде. Однако людям не следует пробовать это, потому что еще одно свойство натрия состоит в том, что он взрывается при соприкосновении с водой.

Большинство металлов химически стабильны и не вступают в реакцию легко, но некоторые реагируют. Реактивными являются щелочные металлы, такие как натрий (символ Na) и щелочноземельные металлы, такие как кальций (символ Ca). Когда металлы действительно вступают в реакцию, они часто реагируют с кислородом.Оксиды металлов являются основными. Оксиды неметаллов кислые.

Соединения, в которых атомы металлов соединены с другими атомами, образуя молекулы, вероятно, являются наиболее распространенными веществами на Земле. Например, поваренная соль - это соединение натрия.

Кусок чистой меди, найденной как самородная медь

Считается, что использование металлов - это то, что отличает людей от животных. Прежде чем использовать металлы, люди делали инструменты из камня, дерева и костей животных. Сейчас это называется каменным веком.

Никто не знает, когда был найден и использован первый металл. Вероятно, это была так называемая самородная медь, которую иногда находят большими кусками на земле. Люди научились делать из него медные инструменты и другие вещи, хотя для металла он довольно мягкий. Они научились плавке, чтобы получать медь из обычных руд. Когда медь плавили на огне, люди научились делать сплав под названием бронза, который намного тверже и прочнее меди. Из бронзы делали ножи и оружие.Это время в истории человечества примерно после 3300 г. до н.э. часто называют бронзовым веком, то есть временем бронзовых инструментов и оружия.

Примерно в 1200 году до нашей эры некоторые люди научились делать железные орудия труда и оружие. Они были даже тверже и прочнее бронзы, и это было преимуществом на войне. Время железных инструментов и оружия теперь называется железным веком. . Металлы были очень важны в истории человечества и цивилизации. Железо и сталь сыграли важную роль в создании машин. Золото и серебро использовались в качестве денег, чтобы люди могли торговать, то есть обмениваться товарами и услугами на большие расстояния.

В астрономии металл - это любой элемент, кроме водорода или гелия. Это потому, что эти два элемента (а иногда и литий) - единственные, которые образуются вне звезд. В небе спектрометр может видеть признаки металлов и показывать астроному металлы в звезде.

В организме человека некоторые металлы являются важными питательными веществами, такими как железо, кобальт и цинк. Некоторые металлы могут быть безвредными, например рутений, серебро и индий. Некоторые металлы могут быть токсичными в больших количествах. Другие металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, очень ядовиты.Источники отравления металлами включают горнодобывающую промышленность, хвостохранилища, промышленные отходы, сельскохозяйственные стоки, профессиональные воздействия, краски и обработанную древесину.

Ковкий чугун с закалкой и отливки ADI

Что такое высокопрочный высокопрочный чугун (ADI)?

Отливки из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, или, как правило, отливки ADI, представляют собой отливки из высокопрочного чугуна, подвергнутые специальной термообработке. В результате процесса закалки с превосходной литейной способностью высокопрочного чугуна получается материал, который можно использовать для отливки сложных форм с более стабильным качеством и часто с меньшими затратами. Термическая обработка требует прерывистой закалки, обычно в соляной ванне, для охлаждения литой детали с запланированной скоростью и достаточно продолжительной для достижения желаемого результата после закалки.Полученный в результате материал имеет сочетание исключительной прочности и ударной вязкости, которое соответствует характеристикам легированных сталей, а часто и превышает их.

Каковы некоторые преимущества отливок из ковкого чугуна после закалки?

Стоимость до 40% ниже, чем у поковок из закаленной стали.
Более низкий уровень шума при работе.
Вес на 10% меньше, чем у стали.
Износ лучше, чем закаленная сталь.
Превосходная стойкость к распространению трещин.
Хорошая ударная вязкость до -120ºF.
Деформационное упрочнение.

Для чего можно использовать отливки из высокопрочного чугуна (ADI)? - Данные приложения

Ковкий чугун без закалки (ADI) часто используется там, где требуется высокая прочность, а также отличная износостойкость и усталостная прочность. Такие приложения, как шестерни ADI, использовались с большим успехом. Этот прочный упрочняемый материал оказался отличной заменой закаленной стали. Использование закаленного высокопрочного чугуна может привести к уменьшению веса, уменьшению количества компонентов и более тихой работе.Благодаря более низкому модулю упругости ADI может быть достигнут лучший контакт лицом к лицу, что снижает нагрузку Герца или контактное напряжение на поверхности зубов. Кроме того, закаленный высокопрочный чугун будет закаливаться, что увеличивает контактную усталостную прочность. В результате ширина и диаметр зубчатых колес могут быть уменьшены, что улучшит осевое вращение зубчатого колеса и снизит вес, и в то же время обеспечит лучшую защиту в условиях перегрузки. Превосходные трибологические свойства ADI привели к исключению бронзовых втулок подшипников и позволят зубчатым колесам временно работать без смазки.Из-за типа матричной структуры более мягкие сорта ADI могут подвергаться дробеструйной очистке для удвоения усталостной прочности корня.

Другим распространенным применением отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом являются коленчатые валы и оси. Большинство герметичных холодильных агрегатов изготавливаются с остаточными коленчатыми валами. Применение осей выигрывает от отсутствия чувствительности к надрезам, хорошей усталостной прочности и приемлемой обрабатываемости.

Железнодорожная промышленность находит огромное применение как в замедлителях схватывания, так и в подвижном составе.Ковкий чугун с закалкой очень популярен для тормозных колодок-замедлителей, где его превосходная бесшумность и износостойкость хорошо воспринимаются в городских полужилых районах. Тормозные балки ADI также доказали свою долговечность по сравнению со стальными балками и выдерживают холодную погоду при меньших затратах более чем на 20%.

Для низкоскоростного подвижного состава колеса из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом зарекомендовали себя в Европе очень успешно. Было показано, что железнодорожные колеса ADI могут выдерживать большие нагрузки, чем колеса из закаленной и отпущенной стали той же твердости.ADI также будет лучше изнашиваться, когда скольжение между рельсом и колесом превышает 10%. Одно предостережение для ADI заключается в том, что его не следует использовать в приложениях, где температура превышает 300 ° C. (570ºF) в течение длительного времени. Таким образом, колеса высокоскоростного поезда не подходят, как и колеса, которые тормозятся периферийными блоками. позволит шестерням временно работать без смазки. Из-за типа матричной структуры более мягкие сорта ADI могут подвергаться дробеструйной очистке для удвоения усталостной прочности корня.

Военные становятся основным потребителем закаленного высокопрочного чугуна для изготовления снарядов и снарядов. Кроме того, стальные кованые гусеницы заменяются на ADI. По оценкам, в настоящее время для этих военных целей производится более 50 000 тонн, и в течение следующих пяти лет этот показатель вырастет до более 100 000 тонн. Гусеничные башмаки ADI также очень успешны как в строительстве, так и в землеройной технике.

На протравленной микроструктуре остроконечного высокопрочного чугуна при большом увеличении видны детали ферритных игл в аустенитной матрице.

Какие типичные приложения ADI?

Лайнеры для защиты от абразива
Втулки подшипников
Колодки тормозные
Втулки втулки
Кабельные барабаны
Распредвалы
Звездочки цепи
Шатуны
Коленчатые валы
Инструменты для культивации
Пауки дифференциала
Приводные валы
Кронштейны крепления двигателя
Фрикционные блоки
Инструменты для землеройных работ
Направляющие ролики
Корпуса гидравлических насосов
Гильзы поршневые
Шкивы
Рабочие колеса насоса
Зубчатая передача
Коромысла
Колеса вагона
Ролики и звездочки
Ножи для измельчителя
Кулаки поворотные
Колеса тележки
Износостойкие пластины и направляющие
Направляющие для проволоки

Сложна ли обработка закаленного высокопрочного чугуна?

Обработка A.Д.И. вообще говоря, возможно, используя обычные методы обработки. Только нарезание резьбы отверстий небольшого диаметра (особенно глухих) и соскабливание самого мягкого типа очень сложно из-за наклепа. Однако обычной практикой является обработка почти до конечного размера, а затем термообработка. Это возможно, потому что термообработка считается «мягкой», а последующие изменения объема незначительны и предсказуемы с объемным расширением только 0,2% - 0,4%.

Дополнительную информацию вы также можете найти в нашем информационном бюллетене по применению высокопрочного ковкого чугуна .

Для получения дополнительной информации об использовании и выборе закаленного высокопрочного чугуна свяжитесь с вашим представителем Willman или свяжитесь с нашим техническим персоналом по телефону:

Willman Industries, Inc.
338 South Main St
Cedar Grove, WI 53013

Тел .: (920) 668-8526
Факс: (920) 668-8998
Электронная почта: [email protected]
Интернет: www.willmanind.com