Общие сведения о металлах

Металлами называют материалы, обладающие высокой прочностью, характерным металлическим блеском, непрозрачностью, пластичностью, повышенной теплопроводностью, электропроводностью и другими ценными свойствами. У большинства металлов магнитные свойства выражены слабо: исключением являются: железо, никель, кобальт, магнитные свойства которых очень велики и имеют большое практическое значение. Металлы сравнительно трудно пропускают рентгеновские лучи и хорошо отражают световые волны.

Все металлы — тела кристаллические,их атомы располагаются в пространстве строго упорядоченно, образуя кристаллическую решётку. Порядок расположения атомов может быть различным (рисунок 1). Наиболее распространены следующие типы пространственных кристаллических решёток металлов:

1. Кубическая объёмноцентрованная (ОЦК) (рисунок 1а). Такой тип решётки имеют a-железо, вольфрам, молибден.

2. Кубическая гранецентрированная (ГЦК) (рисунок 1б). Этот тип решётки имеют: g-железо, свинец, медь, никель, алюминий и другие металлы.

3. Гексагональная плотноупакованная (ГПУ). Такую решётку имеют: цинк, магний, α-титан, бериллий и др. (рисунок 1в).

а) б) в)

Рисунок 1 – Типы пространственных кристаллических решеток

а) 9 атомов, б) 14 атомов, в) 17 атомов

В зависимости от типа кристаллической решетки, состояния металла или сплава, их свойства будут различны.

Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. Они широко применяются в различных областях строительства:

· несущие элементы каркаса промышленных зданий (колонны, фермы, балки перекрытий, подкрановые балки);

· листовые конструкции, представляющие собой металлические емкости, оболочки, бункера, трубопроводы, кровельная сталь, наружные стеновые панели, ограждающие элементы;

· специальные конструкции:

- пролетные строения железнодорожных и автодорожных мостов, путепроводы, эстакады;

- несущие каркасы высотных зданий;

- большепролетные покрытия зданий и сооружений;

- сооружения башенного и мачтового типа (башни и мачты для радиосвязи и телевидения, опоры линий электропередачи высокого напряжения, башни маяков, буровые и нефтяные вышки);

· арматура и закладные детали железобетонных конструкций и монолитного железобетона;

· водораспределительная, отопительная и вентиляционная арматура, изделия и агрегаты;

· электрооборудование;

· отделочные материалы и металлические изделия (заклепки, болты, гвозди), прокат, гнутые профили.

По химическому составу металлы делятся на:

· черные – железо и его сплавы (от вида и количества примесей – углерода, марганца, хрома, титана и других элементов – зависят различные свойства сплавов);

· цветные – объединяют все виды металлических материалов (алюминий, медь, магний, свинец, олово, цинк и т. д. и их сплавы), кроме железных.

Классификация металлов приведена в приложении А.

По плотности цветные металлы делятся на:

·тяжелые с плотностью более 5 г/см³ (сплавы меди, цинка, олово, свинца);

·легкие с плотностью менее 5 г/см³ (сплавы алюминия, магния и титана).

Металлы, не окисляющиеся на воздухе, называются благородными (золото, платина, серебро).

К редким металлам относятся вольфрам, молибден, ванадий, ниобий, цирконий – все они имеют температуру плавления свыше 1700⁰ С и применяются в качестве специальных добавок при производстве сталей.

К редким радиоактивным металлам относятся: уран, торий, актиний, протактиний – их применяют в атомной энергетике.

Наиболее широкое распространение в строительстве имеют:

1 Черные металлы, так называемые железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода:

· до 2,14 % - стали;

· до 4,3 % - чугуны;

· до 6,67 % - ферросплавы – применяются как добавки при выплавке сталей.

2 сталь арматурная и конструкционная (низко-, средне- и высокоуглеродистая, низколегированная).

3 Чугуны.

4 Цветные сплавы (алюминий, медь, свинец, цинк).

5 Сплавы металлов (бронза, латунь, дуралюмины, силумины).

Цветные металлы и их сплавы используются меньше, в основном в отделочных целях в сооружениях высоких категорий, а также в водораспределительной арматуре, электрооборудовании (медь, алюминий) и для улучшения свойств черных металлов (легирующие добавки, защита от коррозии).

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 248; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!