Металлы и сплавы - autoWelding.Блог

Электрическая дуга давно работает на человека. Она сваривает металлы, плавит их в электрических печах, разогревает газ в плазмотронах. Но электроды во всех этих устройствах служат недолго. Сильный ток и высокая температура быстро разрушают их. Например, электрод из специального тугоплавкого вольфрама при токе 1000 ампер выдерживает не более двухсот часов.

В лаборатории общей гидродинамики Института механики МГУ под руководством профессора Г. А. Любимова создана принципиально новая электродная система. К поверхности электродов подается небольшое кол ... Читать дальше »

Каждому известна причина появления ржавчины на металлических предметах: металлы вступают в реакцию с кислородом воздуха, образуя на своей поверхности окисную пленку. Толщина этой пленки постепенно растет со временем, и тем быстрее, чем выше температура. Как правило, такие реакции идут с огромным вьщелением тепла, которое из-за большой теплопроводности металла рассеивается преимущественно вглубь образца. А как изменится процесс окисления металла, если не дать теплу рассеяться? Нанесем пленку железа толщиной 1500 ангстрем (15 микрометров) на значительно более толстую стеклянную подложку толщиной в десятую долю миллиметра (такие пленки легко получить в стандартной напылительной установке). Так как теплопроводность стекла значительно меньше, ... Читать дальше »

В первой четверти XIX века к наиболее важным научно-техническим проблемам, имевшим большое практическое значение, относилось создание эффективной технологии переработки платины.

Ученые многих стран вели длительные поиски методов получения чистой и ковкой платины, пригодной для изготовления изделий. При этом пытались применять различные способы. Например, парижский ювелир Жанетти предложил сплавлять платину в муфельных печах с мышьяком и поташом, но это был сложный и небезопасный процесс (при высокой температуре выделялся сильно ядовитый мышьяк).

Этот метод, длительное время широко применявшийся во Франции при изготовлении платиновых сосудов и других приборов, используемых в химических лабораториях, считался крупным отк ... Читать дальше »

Одним из направлений в обработке металла является механическая металлообработка. Это самый распространенный и традиционный вид обработки. Учитывая тот факт, что станки, изготовленные по последним технологиям, способны производить множество различных операций, можно уверенно сказать: с его помощью изготавливается большинство металлических изделий. К данным операциям относятся такие манипуляции с металлом, как резка, раскрой металла, сверление, штамповка. Благодаря этим операциям из обычного прямого листа  металла возможно изготовить детали всех форм и размеров.

Подобно тому, как 32 буквы алфавита или 7 нотных знаков создают все многообразие языка и музыки, так и 104 элемента таблицы Менделеева позволяют получить неисчислимое множество материалов с разнообразными свойствами. Во все времена технический прогресс всегда был и будет связан с материалами. Во многом благодаря этому стали возможны достижения человечества в освоении космоса, развитии атомной энергетики, радиоэлектроники и т. д.

Общество всегда стремилось к тому, чтобы, с одной стороны, получить нужных материалов как можно больше, а с другой — чтобы эти материалы обладали определенными свойствами, необходимыми в данный период времени. И если таких материалов не оказывалось под рукой, то проблема, например, повышения надежности маши ... Читать дальше »

Железо... Недра нашей планеты богаты этим металлом, который по праву называют «фундаментом цивилизации». Словно для того чтобы не расставаться со своими сокровищами, природа, прочно связав железо с другими элементами (главным образом с кислородом), спрятала его в разнообразных рудных минералах. Но уже в глубокой древности — во втором тысячелетии до нашей эры — человек научился извлекать нужный ему металл.

Вся история металлургии железа, со времени появления первых плавильных, ям вплоть до наших дней,—это непрекращающееся совершенствование способов его получения. Несколько столетий назад появилась доменная печь — высокопроизводительный агрегат, в котором железная руда превращается в чугун — исходный продукт для выплавки стали. С. то ... Читать дальше »

Веками складывались традиционные технологии производства металла и машиностроительных изделий. Из рудного сырья в доменных печах сначала выплавляли чугун, затем его перерабатывали в сталь, потом ее разливали в изложницы, чтобы получить многотонные слитки. Те, в свою очередь, проходили обработку на прокатных станах и прессах. Затем прокат и поковки попадали к машиностроителям, которые после ряда операций превращали заготовки в различные детали. Для изготовления одной тонны деталей по такой технологии необходимо использовать примерно 1,5 тонны стального проката или поковок. А выплавить металла еще больше. Совершенно очевидны недостаточная эффективность и громоздкость этого технологического процесса.

Наука неоднократно пыталась усовер ... Читать дальше »

Технологии, которыми сегодня пополняется арсенал техники и производства, часто связаны с совершенно новыми явлениями и процессами. Об этом свидетельствует хотя бы фотография, помещенная в правой части цветного разворота (II — III). Это плазма, точнее «поток» плазмы, а под ним поверхность жидкого металла.

На фотографии (слева) изображена плазменная печь, в которой происходит подобный металлургический процесс. Ниже представлены схемы такой печи с футеровкой (огнеупорной облицовкой) (1). Сквозь свод печи пропущен плазмотрон, в котором возникает плазменный разряд. Печь работает на постоянном токе, и плазмотрон выполняет роль катода, анодом же служит подовый электрод. В печи на основе аргона создается инертная атмосфера.

Марганцевую руду долгое время, следуя древнеримскому натуралисту Плинию, называли пиролюзитом.

Этим подчеркивалось главное известное в античном мире качество руды — способность обесцвечивать жидкую стеклянную массу и давать осветленное стекло. Однако первооткрывателями этого минерального сырья, вероятно, следует признать древнегрузинских металлургов. Две с половиной тысячи лет назад они уже использовали марганцевую руду как присадочный материал при выплавке железа. То есть было найдено главное назначение марганцевой руды!

Марганец — довольно распространенный в природе элемент. Его среднее содержание в земной коре достигает 0,1%. Геологические реконструкции истории Земли позволили выделить несколько периодов глобального распро ... Читать дальше »

В свободном виде алюминий был получен в 1825 году. И в течение почти 60 лет он оставался редким, драгоценным металлом, не имеющим никакого промышленного применения. Так, в 1854—1855 годах было изготовлено всего 25 кг алюминия по цене около 45 рублей золотом за килограмм. Лишь с 1886 года, когда одновременно и независимо друг от друга французский металлург П. Эру и американский физик Ч. Холл предложили способ получения алюминия электролизом криолитно-глиноземных расплавов, начало развиваться его промышленное производство. Уже в 1890 году было получено несколько сотен тонн алюминия.

Сплавы на основе алюминия, которые содержат 4—6 процентов легирующих элементов, обладают замечательными физическими и механическими свойствами (в ... Читать дальше »

Название получила по одному из основных минералов, входящих в ее состав,— вольфрамиту, который был открыт крупнейшим естествоиспытателем и минералогом XVI века Георгом Агриколой. Долгое время древние металлурги не могли найти причину таинственного    явления.

при плавке оловянных руд, добытых из большинства месторождений, олово переходило в пену и терялось с ней. Во всех этих «некачественных» рудах Агрикола обнаружил неизвестный до той поры минерал. «Пожирает олово, словно волк»,— охарактеризовал ученый таинственного врага олова. Новый минерал так и назвали волком (Wolf по-немецки — волк). Позднее добавилась вторая составляющая термина «вольфрам» (Rahm в просторечии — копоть, сажа). Так название «волчья сажа» утверди ... Читать дальше »

Многим отраслям техники во всевозрастающих количествах нужны стальные отливки, поковки, прокат большой толщины и к тому же с высокими механическими свойствами. А особенности традиционной металлургической технологии таковы, что чем толще, скажем, прокат, тем ниже его пластичность, вязкость, сопротивление воздействию нагрузок, температур, давлений. И более того, все эти свойства оказываются неодинаковыми в разных направлениях, например, по толщине листа. Причины известны. Во-первых, толстый лист наследует от крупного слитка его химическую неоднородность, а во-вторых, имевшиеся в слитке неметаллические включения вытягиваются вдоль направления прокатки, образуя строчечную структуру. Стремление повысить качество толстого металла привело в сво ... Читать дальше »

Определить момент, когда коррозия начинает оказывать разрушительное действие на поверхность металла, весьма затруднительно. Ведь следы коррозии на первых порах неразличимы человеческим глазом. На помощь пришел метод, разработанный учеными Института физики твердого тела Латвийского государственного университета имени П. Стучки и химического факультета этого вуза. Суть метода в следующем. На металл наносится специальное покрытие, основу которого составляют оксиды некоторых переходных металлов. Они способны менять окраску под воздействием атомарного водорода, который выделяется из металла в процессе коррозии. Благодаря этому опасное место в металлоконструкции, ... Читать дальше »

В 1783 году испанские химики братья д'Элуяр выделили из минерала вольфрамита вольфрамовый ангидрид (открытый за два года до этого шведским химиком К. Шееле) и, восстановив его углеродом, впервые получили сам металл, который назвали вольфрам (от немецких слов Wolf — волк, Rahm — пена; такое название объяснялось тем. что минерал вольфрамит, сопровождавший оловянные руды, мешал выплавке олова, переводя его в пену шлаков — «пожирал олово, как волк овцу»).

Более 120 лет понадобилось, чтобы понять, какими необыкновенными свойствами обладает этот металл, и найти ему достойное применение.

Открытые, как и вольфрам, многие десятилетия тому назад такие редкие металлы, как ниобий, тантал, цирконий, титан, молибден, рений, долгое время то ... Читать дальше »

Для нанесения металлических покрытий применяются различные методы, некоторые из которых пояснены помещенными здесь рисунками. Деталь, покрываемая металлом, в подписях под рисунками именуется подложкой, как это принято у специалистов.

Химическое осаждение. Водный раствор соли металла, который требуется нанести, смешивается с раствором восстановителя. Ионы металла, восстанавливаясь до нейтральных атомов, оседают на подложку.

Электролитическое осаждение (применимо лишь тогда, когда подложка сделана из вещества, проводящего электрический ток). В раствор соли металла, который требуется нанести, помещаются электроды, подсоединенные к источнику постоянного тока. Отрицательным э ... Читать дальше »