Методические указания. Распознавание металлов и их сплавов.Первое представление о природе металлов и их сплавов можно получить при их осмотре

Распознавание металлов и их сплавов. Первое представление о природе металлов и их сплавов можно получить при их осмотре. Для многих металлов и их сплавов характерны определенная цве­товая окраска, блеск поверхности, пластичность, структура на изломе, стойкость к коррозии и т.д.

Различают черные и цветные металлы и их сплавы. К черным металлам относят главным образом железо и его сплавы. Техни­чески чистое железо (армко-железо), содержащее 99,8 - 99,9 % Fе и 0,1 - 0,2 % примесей, имеет серебристо-белый цвет. В твердом состоянии железо может находиться в двух модификациях: a и b. Железо со многими элементами образует твердые растворы. Осо­бое место занимают твердые растворы углерода в железе. По со­держанию углерода в железе черные металлы разделяют на чугун и сталь.

Чугун - сплав железа с углеродом, в котором содержание последнего может быть от 2,14 до 6,67 %. Кроме углерода в чугуне содержатся также примеси серы, фосфора, кремния. В зависимос­ти от формы выделения углерода чугун подразделяют на белый и серый.

Белым называют чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. На свежем изломе белый чугун имеет светло-серый цвет, высокую хрупкость (при ударе молотком раскалывается) и твердость (царапает стекло).

Серым называют чугун, в котором весь углерод или большая его часть находится в виде графита. Из-за большого количества графита серый чугун на изломе имеет темно-серый цвет, пачкает руки. Свежий излом такого чугуна характеризуется хрупкозернистой структурой. Изделия из серого чугуна вырабатывают только способом литья.

Сталь - сплав железа с углеродом, где содержание последнего может меняться от сотых долей процента до 2,14 %. В стали также содержится незначительное количество примесей марганца, серы и фосфора. Различают сталь углеродистую и легированную.

Углеродистая сталь имеет серовато-серебристый оттенок, обладает мелкозернистой структурой на изломе, отличается прочностью, твердостью, пластичностью и достаточной вязкостью.

В зависимости от содержания углерода и примесей различают конструкционные и инструментальные углеродистые стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные. В атмосферных условиях углеродистые стали подвержены коррозии, в результате чего на поверхности изделий может образовываться пленка ржавчины буро-коричневого цвета.

Легированные стали отличаются от углеродистых наличием в сплаве добавок хрома, никеля, вольфрама и т.д. Эти стали имеют серебристо-белый с голубоватым оттенком цвет, характеризуются высокой стойкостью к коррозии, твердостью, прочностью, большим сопротивлением к износу и красивым внешним видом. Полированные изделия из легированных сталей долго сохраняют блеск.

Алюминий — легкий пластичный металл серебристо-белого цвета. Алюминиевые сплавы подразделяются на деформируемые (дюралюминий) и недеформируемые (литейные). Изделия из дюралюминия, имеющего светло-белый цвет, изготовляют методом давления (штамповка, ковка). Литейные сплавы алюминия отличаются сероватым оттенком, изделия из них изготовляют методом литья.

Медь - высокопластичный металл розовато-красного цвета. На воздухе легко окисляется и ее поверхность покрывается пленкой темного с зеленоватым оттенком цвета.

Латунь — сплав меди с цинком. В зависимости от содержания в сплаве цинка (от 4 до 47 %) его цвет изменяется от розовато- красного до желто-золотистого. Имеет высокую пластичность.

Бронза — сплав меди с оловом или другими металлами, например алюминием. Сплавы отличаются высокой твердостью, обладают хрупкостью. Бронзовые изделия вырабатывают только методом литья.

Мельхиор — сплав меди с никелем. На изломе сплав желтоватый оттенок, пластичен. Изделия вырабатывают методом давления и обязательно покрывают серебром и золотом.

Нейзильбер — сплав меди, никеля и цинка. На изломе сплав имеет желтоватый оттенок. Он отличается пластичностью, стойкостью к коррозии, покрывается серебром и (или) золотом.

Студенты разбиваются на группы по два человека и получают от преподавателя задание в виде 5-10 образцов металлов и их сплавов.

Распознавание металлов и их сплавов студенты выполняют органолептически, осматривая образцы со шлифами и без них. Результаты распознавания записывают в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Распознавание металлов и их сплавов

№ образца	Металл или сплав	Цвет	Оттенок	Пластичность	Другие характерные признаки
1.
…
n

Распознавание вида защитных покрытий на металлических из­делиях. Защитные покрытия наносят для защиты металлических изделий от коррозии и улучшения их внешнего вида. В качестве металлических покрытий применяют чаще всего цинк, олово, никель, хром.

Цинковые покрытия имеют серый цвет и характерный рисунок, напоминающий морозный узор на стекле. Наносят их чаще всего горячим способом.

Оловянное покрытие (лужение) получают также горя­чим способом. Имеет белый цвет, сильный блеск, высокую хими­ческую устойчивость к органическим кислотам.

Никелевые и хромовые покрытия наносят гальва­ническим способом. Они белого цвета, с сильным металлическим блеском. Различают по оттенку: у никелевых покрытий оттенок желтоватый, а у хромовых голубоватый.

В качестве неметаллических покрытий применяют лаки и крас­ки, силикатные эмали, оксидные пленки.

Лакокрасочные покрытия наносят масляными или эма­левыми красками, они имеют различную цветовую гамму, ис­пользуются в комбинации с разделками, например живопись крас­ками.

Силикатные эмали — стекловидные покрытия, также обладающие широкой гаммой цветов, но отличающиеся от ла­кокрасочных покрытий высокой гладкостью, равномерностью на­несения покрытия, блеском, твердостью. Чаще их используют в комбинации с разделками, например трафаретом.

Оксидные покрытия, создающие на поверхности изделия оксидные пленки металлов, применяют для защиты от коррозии алюминиевых (анодирование) и стальных (воронение) изделий. Анодированные алюминиевые изделия по сравнению с чис­тым алюминием имеют более гладкую поверхность, темновато-серый оттенок. Их часто окрашивают в различные цвета — золоти­стый, красный и т.д.

Вороненая поверхность стальных изделий имеет черный цвет с синеватым оттенком.

Распознавание вида защитного покрытия на металлических изделиях студенты выполняют органолептически, осматривая образцы, выданные преподавателем. Результаты распознавания записывают в таблицу 1.2

Таблица 1.2

Распознавание вида защитного покрытия на металлических изделиях