Какое из указанных свойств характерно для всех металлов хрупкость

Общие физические свойства мекталлов:

1) Пластичность – способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду – Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe уменьшается.
2) Блеск, обычно серый цвет и непрозрачность. Это связано со взаимодействием свободных электронов с падающими на металл квантами света.
3) Электропроводность. Объясняется направленным движением свободных электронов от отрицательного полюса к положительному под влиянием небольшой разности потенциалов. В ряду – Ag, Cu, Al, Fe уменьшается. При нагревании электропроводность уменьшается, т. к. с повышением температуры усиливаются колебания атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение “электронного газа”.
4) Теплопроводность. Закономерность та же. Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравнивание температуры по массе металла. Наибольшая теплопроводность – у висмута и ртути.
5) Твердость. Самый твердый – хром (режет стекло) ; самые мягкие – щелочные металлы – калий, натрий, рубидий и цезий – режутся ножом.
6) Плотность. Она тем меньше, чем меньше атомная масса металла и чем больше радиус его атома (самый легкий – литий (r=0,53 г/см3); самый тяжелый – осмий (r=22,6 г/см3).
Металлы, имеющие r < 5 г/см3 считаются “легкими металлами”.
7) Температуры плавления и кипения. Самый легкоплавкий металл – ртуть (т. пл. = -39°C), самый тугоплавкий металл – вольфрам (t°пл. = 3390°C).
Металлы с t°пл. выше 1000°C считаются тугоплавкими, ниже – низкоплавкими.

Все металлы являются восстановителями. Для металлов главных подгрупп восстановительная активность (способность отдавать электроны) возрастает сверху вниз и справа налево. Например, Натрий и кальций вытесняют водород из воды уже при обычных условиях:

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2¬ ; 2Na + 2H2O  2NaOH + H20

А магний при повышении температуры:

Mg + H2O –t MgO + H2

Восстановительная способность и химическая активность элементов побочных подгрупп увеличивается снизу вверх по группе (например, серебро на воздухе окисляется, а золото нет; медь вытесняет серебро из его соли) :

Cu + 2AgNO3 → 2Ag ↓ + Cu(NO3)2
Cu0 -2 ē → Cu+2 1 О. О. В.
Ag+ + ē → Ag0 2 В. В. О.

Высшая положительная степень окисления для металлов главных подгрупп в их соединениях равна номеру группы (например, NaCl, MgCl2, AlCl3, SnCl4), а для металлов побочных подгрупп в их кислородосодержащих соединениях также часто совпадает с номером группы (например, ZnO, TiO2, V2O5, CrO3, KMnO4).
Свойства оксидов металлов слева направо по периоду и снизу вверх по группе изменяются от основных к амфотерным для металлов главных подгрупп (Na2O и MgO – основные оксиды, Al2O3 и BeO – амфотерные) . Для металлов побочных подгрупп свойства оксидов, в которых металлы проявляют свою высшую степень окисления, изменяются от основных через амфотерные к кислотным ( CuO – основной, ZnO – амфотерный, CrO3 – кислотный) .
Сила оснований, образуемых металлами главных подгрупп увеличивается справа налево по периоду и сверху вниз по группе ( Be(OH)2 и Al(OH)3– амфотерные гидроксиды, Mg(OH)2 – слабое основание, NaOHи – Ca(OH)2 сильные основания) . Гидраты оксидов металлов побочных подгрупп с высшими степенями окисления металла вдоль периода слева направо меняют свои свойства от оснований через амфотерные гидроксиды к кислотам ( Cu(OH)2 – основание, Zn(OH)2 – амфотерный гидроксид, H2CrO4 – кислота) .
В природе металлы встречаются в основном в виде соединений – оксидов или солей. Исключение составляют такие малоактивные металлы, как серебро, золото, платина, которые встречаются в самородном состоянии.
Все способы получения металлов основаны на процессах их восстановления из природных соединений.

Металлы, это группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность, ковкость и металлический блеск. В данной статье все свойства металлов будут представлены в виде отдельных таблиц.

Свойства металлов

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

Физические свойства металлов

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

Удельный вес металла — это отношение веса однородного тела из металла к объему металла, т.е. это плотность в кг/м3 или г/см3.

Плавкость металла — это способность металла расплавляться при определенной температуре, называемой температурой плавления.

Электропроводность металлов — это способность металлов проводить электрический ток, это свойство тела или среды, определяющее возникновение в них электрического тока под воздействием электрического поля. Под электропроводностью подразумевается способность проводить прежде всего постоянный ток (под воздействием постоянного поля), в отличие от способности диэлектриков откликаться на переменное электрическое поле колебаниями связанных зарядов (переменной поляризацией), создающими переменный ток.

Магнитные свойства металлов характеризуются: остаточной индукцией, коэрцетивной силой и магнитной проницаемостью.

Теплопроводность металлов — это их способность передавать тепло от более нагретых частиц к менее нагретым. Теплопроводность металла определяется количеством теплоты, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1см2, длиной 1см в течение 1сек. при разности температур в 1°С.

Теплоемкость металлов — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус. Отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к этому изменению единицы массы вещества (г, кг) называется удельной теплоёмкостью, 1 моля вещества — мольной (молярной).

Расширяемость металлов при нагревании.Все металлы при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Степень увеличения или уменьшения первоначального размера металла при изменении температуры на один градус характеризуется коэффициентом линейного расширения.

Химические свойства металлов

К химическим — окисляемость, растворимость и коррозионная стойкость.

Окисление металлов — это реакция соединения металла с кислородом, сопровождающаяся образованием окислов (оксидов). Если рассмотреть окисляемость шире, то это реакции, в которых атомы теряют электроны и образуются различные соединения, например, хлориды, сульфиды. В природе металлы находятся в основном в окисленном состоянии, в виде руд, поэтому их производство основано на процессах восстановления различных соединений.

Растворимость металлов — это их способность образовывать с другими веществами однородные системы — растворы, в которых металл находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Металлы растворяются в растворителях, в качестве которых выступают сильные кислоты и едкие щелочи. В промышленности наиболее часто используются: серная, азотная и соляные кислоты, смесь азотной и соляной кислот (царская водка), а также щелочи — едкий натр и едкий калий.

Коррозионная стойкость металлов — это их способность сопротивляться коррозии.

Механические свойства металлов

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

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

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

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

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

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

Технологические свойства металлов

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

Прокаливаемость металлов – это их способность получать закаленный слой определенной глубины.

Жидкотекучесть металлов — это свойство металла в жидком состоянии заполнять литейную форму и воспроизводить ее очертания в отливке.

Ковкость металлов —это технологическое свойство, характеризующее их способность к обработке деформированием, например, ковкой, вальцеванием, штамповкой без разрушения.

Свариваемость металлов — это их свойство образовывать в процессе сварки неразъемное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией производимого изделия.

Обрабатываемость металлов резанием — это их способность изменять геометрическую форму, размеры, качество поверхности за счет механического срезания материала заготовки режущим инструментом. Обрабатываемость металлов зависит от их механических свойств, в первую очередь прочности и твердости.

Современными методами испытания металлов являются механические испытания, химический анализ, спектральный анализ, металлографический и рентгенографический анализы, технологические пробы, дефектоскопия. Эти испытания дают возможность получить представление о природе металлов, их строении, составе и свойствах, а также определить качество готовых изделий.

Таблицы свойств металлов

Таблица «Свойства металлов: Чугун, Литая сталь, Сталь»

1. Предел прочности на растяжение
2. Предел текучести (или Rp 0,2);
3. Относительное удлинение образца при разрыве;
4. Предел прочности на изгиб;
5. Предел прочности на изгиб приведен для образца из литой стали;
6. Предел усталости всех типов чугуна, зависит массы и сечения образца;
7. Модуль упругости;
8. Для серого чугуна модуль упругости уменьшается с увеличением напряжения растяжения и остается практически постоянным с увеличением напряжения сжатия.

Таблица «Свойства пружинной стали»

1. Предел прочности на растяжение,
2. Относительное уменьшение поперечного сечения образца при разрыве,
3. Предел прочности на изгиб;
4. Предел прочности при знакопеременном циклическом нагружении при N ⩾ 107,
5. Максимальное напряжение при температуре 30°С и относительном удлинении 1 2% в течение 10 ч; для более высоких температур см. раздел «Способы соединения деталей»,
6. см. раздел «Способы соединения деталей»;
7. 480 Н/мм2 для нагартованных пружин;
8. Приблизительно на 40% больше для нагартованных пружин

Таблица «Свойства кузовных тонколистовых металлов»

Таблица «Свойства цветных металлов»

1. Модуль упругости, справочные данные;
2. Предел прочности на растяжение;
3. Предел текучести, соответствующий пластической деформации 0,2%;
4. Предел прочности на изгиб;
5. Наибольшая величина;
6. Для отдельных образцов

Таблица «Свойства легких сплавов»

1. Предел прочности на растяжение;
2. Предел текучести, соответствующий пластической деформации 0,2%;
3. Предел прочности на изгиб;
4. Наибольшая величина;
5. Показатели прочности приведены для образцов и для отливок;
6. Показатели предела прочности на изгиб приведены для случая плоского нагружения

Таблица «Металлокерамические материалы (PM)1) для подшипников скольжения»

1. В соответствии со стандартом DIN 30 910,1990 г. издания;
2. Применительно к подшипнику 10/16 г 10;
3. Углерод содержится, главным образом, в виде свободного графита;
4. Углерод содержится только в виде свободного графита

Таблица «Свойства металлокерамических материалов (РМ)1 для конструкционных деталей»

1. В соответствии со стандартом DIN 30 910,1990 г. издания;

Магнитные материалы

Таблица «Свойства магнитомягких материалов»

1. Данные относятся только к магнитным кольцам.

Магнитомягкие металлы

Таблица «Свойства магнитной листовой и полосовой стали»

Материалы для преобразователей и электрических реакторов

Магнитная проницаемость листового сердечника для классов сплавов С21, С22, Е11, Е31 и Е41 для секции тонколистового сердечника EY11

Материалы для реле постоянного тока

Таблица «Свойства материалов для реле постоянного тока»

1. Нормируемые величины

Металлокерамические материалы для магнитомягких компонентов

Таблица «Свойства металлокерамических материалов для магнитомягких компонентов»

Магнитомягкие ферриты

Таблица «Свойства магнитомягких ферритов»

1. Нормируемые величины;
2. Потеря материалом магнитных свойств в зависимости от частоты при низкой плотности магнитного потока (В < 0,1 мТл);
3. Потери магнитных свойств при высокой плотности магнитного потока; замеряются предпочтительно при f = 25 кГц, В = 200 мТл, Θ = 100°С;
4. Магнитная проницаемость при строго синусоидальном магнитном поле; замеряется при f<; 25 кГц, В = 320 мТл, Θ = 100°С;
5. Температура Кюри Θс, при которой начальная магнитная проницаемость μ, снижается ниже 10% от значения при температуре 25°С;
6. Нормируемые величины.

Материалы для постоянных магнитов

Таблица «Свойства материалов для постоянных магнитов»

1. Нормируемые величины;
2. Наименьшее значение;
3. В диапазоне температур 273…373 К.

Сравнение материалов для постоянных магнитов и магнитомягких ферритов

Таблица «Диапазон магнитных характеристик некоторых широко используемых кристаллических материалов»

Материалы для пайки

Таблица «Свойства материалов для пайки»

1. Нет перечисленных в DIN 1707-100 или DIN EN 29453

1. В зависимости от выполняемой операции.

1. В зависимости от выполняемых операций

В следующей статье я расскажу о бензине и дизельном топливе.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Контрольные задания

по учебной дисциплине ОП 02. «Материаловедение»

профессия: 190629.08 «Слесарь по ремонту строительных машин»

1 вариант

1. Для кристаллического состояния вещества характерны:
а) высокая электропроводность;
б) анизотропия свойств;
в) высокая пластичность;
г) коррозионная устойчивость.

2. Для аморфных материалов характерно:
а) наличие фиксированной точки плавления;
б) наличие температурного интервала плавления;
в) отсутствие способности к расплавлению.

3. Укажите виды точечных статических дефектов кристаллической структуры:
а) дислокации;
б) вакансии;
в) фононы;

4. Укажите тип химической связи, который обеспечивает максимальную концентрацию носителей заряда без приложения внешних энергетических воздействий:
а) ионная;
б) ковалентная;
в) металлическая;
г) водородная.

5. Вес одного кубического сантиметра металла в граммах, называется:        

а) Удельным весом

б) Теплоемкостью

в) Тепловое (термическое) расширение

6. Способность металлов противостоять разрушающему действию кислорода во время нагрева, называется:        

а) Кислотостойкостью

б) Жаростойкостью

в) Жаропрочностью

7. Способность металлов не разрушаться под действием нагрузок, называется:

а) Упругостью

б) Прочностью

в) Пластичностью

8. Мерой пластичности служат две величины, какие?        

а) σ и τ

б) ψ и δ

в) φ и ρ

9. Способностью сопротивляться внедрению в поверхностный слой другого более твердого тела обладают:
а) хрупкие материалы;
б) твердые материалы;
в) пластичные материалы;
г) упругие материалы.

10. Деформируемость является одним из:
а) эксплуатационных свойств;
б) технологических свойств;
в) потребительских свойств.

11. Наибольшей коррозионной устойчивостью обладают следующие металлы:
а) медь;
б) хром, никель;
в) железо.

12. Указать параметр материала, в соответствии со значением которого, материал может быть отнесен к группе электротехнических:
а) твердость;
б) пластичность;
в) электропроводность;
г) светопоглощение.

13. Какие из перечисленных групп конструкционных материалов являются композиционными:
а) слоистые пластики;
б) металлические сплавы;
в) термопластичные полимеры;
г) термореактивные полимеры.

14. Аморфные металлические сплавы (металлические стекла) могут быть получены при:
а) сверхвысокой скорости нагревания;
б) сверхвысокой механической нагрузке;
в) сверхвысокой скорости охлаждения;
г) в сверхсильных магнитных полях.

15. Сталь более высокого качества получается:

а) В электропечах

б) В доменных печах

в) В мартеновских печах

16. Конструкционные стали обыкновенного качества маркируют:        

а) Сталь 85

б) Ст.7

в) У8А

17. Углеродистые инструментальные высококачественные стали маркируют:

а) У7А

б) Сталь 45 пс

в) Ст.1

18. Какая из этих сталей относится к быстрорежущим?        

а) 9ХС

б) Р18

в) 55С2

19. Неравномерное распределение химических элементов, составляющих сталь, по всему объему изделия, называется        

а) Нормализация

б) Ликвация

в) Обезуглероживание

20. Силумины –  это        

а) Сплавы алюминия

б) Сплавы магния

в) Сплавы меди

21. Бронзы –  это        

а) Сплавы алюминия

б) Сплавы меди

в) Сплавы магния

22. Какая из бронз содержит 5% олова, 6% цинка, 5% свинца и 84% меди?        

а) БрОЦС5-6-5

б) БрОЦС5-5-6

в) БрОЦФ5-6-5

23. Слоистая пластмасса на основе фенолоформальдегидной смолы и листов бумаги это:        

а) Целлулоид

б) Текстолит

в) Гетинакс

24. По способу получения связующего вещества пластмассы классифицируют:

а) Термопластичные и термореактивные

б) Полимеризационные и поликонденсационные

в) Электроизоляционные и теплоизоляционные

25. Какие показатели являются характеристиками абразивных материалов?

а) пластичность, упругость

б) притираемость, теплостойкость

в) твердость, зернистость

2 вариант

1. Твердое тело, представляющее собой совокупность неориентированных  относительно друг друга зерен-кристаллитов, представляет собой:
а) текстуру;
б) поликристалл;
в) монокристалл;
г) композицию.

2. Вещество, состоящее из атомов одного химического элемента, называется:
а) химически чистым;
б) химически простым;
в) химическим соединением.

3. Укажите основные характеристики структуры материала:
       а) концентрация носителей заряда;
       б) степень упорядоченности расположения микрочастиц;
       в) электропроводность.

4. Явление, при котором вещества, состоящие из одного и того же элемента, имеют разные свойства, называется:        

           а) Аллотропией

    б) Кристаллизацией

    в) Сплавом

5. Способность металлов увеличивать свои размеры при нагревании, называется:

        а) Теплоемкостью

б) Плавлением

в) Тепловое (термическое) расширение

6. Явление разрушения металлов под действием окружающей среды, называется:

а) Жаростойкостью

б) Жаропрочностью

в) Коррозией

7. Какой греческой буквой обозначается предел прочности?        

а) σ («сигма»)

б) ψ («пси»)

в) τ («тау»)

8. Способность металлов сопротивляться вдавливанию в них какого либо тела, называется:        

а) Твердостью

б) Пластичностью

в) Упругостью

9. Свойства материалов, характеризующие их поведение при обработке, называются:
а) эксплуатационными;
б) технологическими;
в) потребительскими;
г) механическими.

10. Для повышения устойчивости материалов к воздействию окружающей среды могут использоваться следующие покрытия:
а) резистивные;
б) магнитодиэлектрические;
в) полимерные;

 11. Химические свойства материалов определяются:
а) элементарным химическим составом;
б) типом химической связи;
в) концентрацией носителей заряда.

12. Какие механические свойства конструкционных материалов должны быть максимальны:
а) прочность;
б) хрупкость;
в) пластичность.

13. Явление сверхпроводимости состоит в том, что у отдельных материалов при температуре ниже некоторой критической точки происходит обращение в нуль следующего параметра:
а) теплопроводности;
б) сопротивления;
в) светопропускания;
г) твердости.

14. В сером чугуне углерод находится в        

а) В виде графита

б) В виде цементита

15. Сплав железа с углеродом, при содержании углерода менее 2%, называется:

а) Чугун

б) Сталь

в) Латунь

16. Что обозначает цифра в этой марке стали Ст.4?        

а) Количество углерода 0,4%

б) Номер стали

17. Какая из этих сталей полуспокойная?        

а) Сталь 85пс

б) Сталь 45сп

в) Сталь 55кп

18. Нагрев изделия до определенной температуры, выдержка при этой температуры и медленное охлаждение, это        

а) Закалка

б) Нормализация

в) Отжиг

19. Нагревание стального изделия в среде легко отдающей углерод

     (древесный уголь), это        

а) Азотирование

б) Цементация

в) Алитирование

20. Одновременное насыщение поверхности стального изделия углеродом

       и азотом, это        

а) Цианирование

б) Цементация

в) Азотирование

21. Латуни – это        

а) Сплавы магния с алюминием

б) Сплавы алюминия с кремнием

в) Сплавы меди с цинком

22. Какая из латуней содержит 58% меди, 2% марганца, 2% свинца и 38% цинка?

а) ЛМцС58-2

б) ЛМцС58-2-2

в) ЛМцС38-2-2

23. Слоистая пластмасса на основе фенолоформальдегидной смолы и листов

      бумаги это:        

а) Целлулоид

б) Текстолит

в) Гетинакс

24. Полипропилен, полистирол относят к:        

а) Термопластичным пластмассам

б) Термореактивным пластмассам

25. Что называется матрицей?

а) армирующий элемент, равномерно распределенный в объеме материала

б) связующий непрерывный компонент во всем объеме материала

3 вариант

1. Кристалл формируется путем правильного повторения микрочастиц

    (атомов, ионов, молекул) только по одной координате:
а) верно;
б) верно только для монокристаллов;
в) неверно;
г) верно только для поликристаллов.

2. Вещество, состоящее из однородных атомов или молекул, и содержащее некоторое количество другого вещества, не превышающее заданного значения, называется:
а) химически чистым;
б) химически простым;
в) химическим соединением.

3. Способность некоторых твердых веществ образовывать несколько типов кристаллических структур, устойчивых при различных температурах и давлениях, называется:
       а) полиморфизмом;

        б) поляризацией;
       в) анизотропией;
       г) изотропией.

4. Вещество, в состав которого входят два или несколько компонентов,

    называется:        

а) Металлом

б) Сплавом

в) Кристаллической решеткой

5. Какого металла удельный вес больше?

а) Свинца

б) Железа

в) Олова

6. Механические свойства металлов это:        

а) Кислотостойкость и жаростойкость

б) Жаропрочность и пластичность

в) Теплоемкость и плавление

7. Способность металлов, не разрушаясь, изменять под действием внешних сил свою форму и сохранять измененную форму после прекращения действия сил, называется:        

а) Упругостью

б) Пределом прочности

в) Пластичностью

8. Способность металлов не разрушаться под действием нагрузок в условиях высоких температур, называется:        

а) Жаростойкостью

б) Плавлением

в) Жаропрочностью

9. Проявлением какого вида свойств материалов является стойкость к термоударам:
а) механических;
б) химических;
в) теплофизических;
г) химических.

10. Самопроизвольное разрушение твердых материалов, вызванное химическими или электрохимическими процессами, развивающимися на их поверхности при взаимодействии с внешней средой, называется:
а) коррозией;
б) диффузией;
в) эрозией;
г) адгезией.

11. Какое из утверждений является верным:
а) скорость коррозии повышается при повышении температуры окружающей среды;
б) скорость коррозии повышается при понижении температуры окружающей среды;
в) скорость коррозии не зависит от температуры окружающей среды.

12. Какая из групп конструкционных материалов может быть подвергнута термообработке с целью повышения прочности:
а) слоистые пластики;
б) металлические сплавы;
в) термореактивные полимеры;
г) волокнистые материалы.

13. Особенностью сплавов «с памятью» является способность восстанавливать после пластической деформации (в цикле нагрев-деформация-охлаждение-нагрев):
а) исходную форму;
б) исходное сопротивление;
в) исходную магнитную проницаемость;
г) исходный химический состав.

14. Для переработки на сталь идет:        

а) Литейный чугун

б) Доменные ферросплавы

15. «Вредные» примеси в сталях, это:        

а) Сера и фосфор

б) Марганец и кремний

в) Железо и углерод

16. Какая из этих сталей легированная?        

а) У7А

б) Сталь 45сп

в) 38ГН2Ю2

17. Какая из этих сталей имеет 0,42% углерода, марганца менее 2%, кремния 2%,  

       алюминия 3%?        

а) 42Мц2СЮ

б) 42МцС2Ю3

в) 42С2Ю3

18. Нагревание изделие до определенной температуры, выдержка и быстрое

       охлаждение с помощью охлаждающей среды, это        

а) Закалка

б) Отжиг

в) Нормализация

19. Неравномерное распределение хими?