Что может быть сделано из металла

Обновлено: 20.01.2025

О том, что свойства металлов меняются при их сплавлении, стало известно ещё в древности. \(5\) тысяч лет тому назад наши предки научились делать бронзу — сплав олова с медью. Бронза по твёрдости превосходит оба металла, входящие в её состав.

Свойства чистых металлов, как правило, не соответствуют необходимым требованиям, поэтому практически во всех сферах человеческой деятельности используют не чистые металлы, а их сплавы.

Сплав — это материал, который образуется в результате затвердения расплава двух или нескольких отдельных веществ.

В состав сплавов кроме металлов могут входить также неметаллы, например, такие как углерод или кремний.

Добавляя в определённом количестве примеси других металлов и неметаллов, можно получить многие тысячи материалов с самыми разнообразными свойствами, в том числе и такими, каких нет ни у одного из составляющих сплав элементов.

механически прочнее и твёрже,
со значительно более высокой или низкой температурой плавления,
устойчивее к коррозии,
устойчивее к высоким температурам,
практически не менять своих размеров при нагревании или охлаждении и т. д.

Например, чистое железо — сравнительно мягкий металл. При добавлении в железо углерода твёрдость его существенно возрастает. По количеству углерода, а следовательно, и по твёрдости, различают сталь (содержание углерода менее \(2\) % по массе), чугун (\(С\) — более \(2\) % ). Но не только углерод изменяет свойства стали. Добавленный в сталь хром делает её нержавеющей, вольфрам делает сталь намного более твёрдой, добавка марганца делает сплав износостойким, а ванадия — прочным.

Сплавы, используемые для изготовления различных конструкций, должны быть прочными и легко обрабатываемыми.

Такие сплавы железа, как стали, отличаются высокой прочностью и твёрдостью. Их можно ковать, прессовать, сваривать.

Чугуны используют для изготовления массивных и очень прочных деталей. Например, раньше из чугуна отливали радиаторы центрального отопления, канализационные трубы, до сих пор изготавливают котлы, перила и опоры мостов. Изделия из чугуна изготавливаются с применением литья.

Сплавы алюминия, используемые в конструкциях, наряду с прочностью должны отличаться лёгкостью. Дюралюминий, силумин — сплавы алюминия, они незаменимы в самолёто-, вагоно- и кораблестроении.

Для улучшения ударопрочности, коррозионной стойкости, износоустойчивости сплавы легируют — вводят специальные добавки. Добавка марганца делает сталь ударопрочной. Чтобы получить нержавеющую сталь, в состав сплава вводят хром.

Инструментальные сплавы предназначены для изготовления режущих инструментов, штампов и деталей точных механизмов. Такие сплавы должны быть износостойкими и прочными, причём при разогревании их прочность не должна существенно уменьшаться. Таким требованиям отвечают, например, нержавеющие стали, которые прошли специальную обработку (закалку).

Для придания необходимых свойств инструментальные стали, как правило, легируют вольфрамом, ванадием или хромом.

Сплавы служат незаменимым материалом при изготовлении особо чувствительных и высокоточных приборов, различного рода датчиков и преобразователей энергии.

Например, на изготовление сердечников трансформаторов и деталей реле идёт сплав никеля. Отдельные детали электромоторов изготавливаются из сплавов кобальта.

Сплав никеля с хромом — нихром, отличающийся высоким сопротивлением — используется для изготовления нагревательных элементов печей и бытовых электроприборов.

Из сплавов меди в электротехнической промышленности и в приборостроении наиболее широкое применение находят латуни и бронзы.

Латуни незаменимы при изготовлении приборов, деталью которых являются запорные краны. Такие приборы используются в сетях подачи газа и воды.

Главным востребованным свойством легкоплавких сплавов является заданная низкая температура плавления. Это свойство, в частности, используется для пайки микросхем. Кроме того, эти сплавы должны иметь определённую плотность, прочность на разрыв, химическую инертность, теплопроводность.

Легкоплавкие сплавы производят из висмута, свинца, кадмия, олова и других металлов. Такие сплавы используют в термодатчиках, термометрах, пожарной сигнализации, например, сплав Вуда. А также в литейном деле для производства выплавляемых моделей, для фиксации костей и протезирования в медицине.

Сплав натрия с калием (температура плавления \(–\)\(12,5\) °С) используется как теплоноситель для охлаждения ядерных реакторов.


Рис. \(7\). Припой (сплав для паяния) имеет невысокую температуру плавления	Рис. \(8\). Легкоплавкие сплавы незаменимы в датчиках пожарной сигнализации

Применение в чистом виде драгоценных металлов в ювелирном деле не всегда оправдано и целесообразно из-за их дороговизны, физических и химических особенностей.

Для придания ювелирным изделиям из золота большей твёрдости и износостойкости используются сплавы с другими металлами.

Самая лучшая добавка — это серебро (понижает температуру плавления) и медь (повышает твёрдость). Чистое золото используют очень редко, так как оно слишком мягкое, легко деформируется и царапается.

Из сплавов золота с \(10–30\) % других благородных металлов (платины или палладия) изготавливают форсунки лабораторных приборов, а из сплава с \(25–30\) % серебра — ювелирные изделия и электрические контакты.

Оловянная бронза (сплав меди с оловом) — один из первых освоенных человеком сплавов металлов. Она обладает большей, по сравнению с чистой медью, твёрдостью, прочностью и более легкоплавка. Бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё. Классической маркой бронзы является колокольная бронза.

Одно из новых направлений в искусстве — производство художественных литых изделий из чугуна. Литые изделия из чугуна существенно превосходят по качеству кованые изделия.

Чугун — металл гораздо более хрупкий и не такой ковкий, как сталь. Но даже из такого, казалось бы, грубого материала можно получать настоящие произведения литейного искусства способом литья, например, такие как литые лестницы или решётки на окна. Такие изделия подвержены лишь поверхностной коррозии и не требуют тщательного ухода.

Производство изделий из металла

Производство изделий из металла включает в себя множество отдельных этапов и операций в зависимости от поставленных задач и применяемых материалов. Понимание технологий изготовления поможет выбрать наиболее подходящий метод реализации для вашей продукции, что сэкономит время и деньги.

Не менее важной частью процесса производства является контроль качества полученных изделий. В нашей статье мы расскажем, какие этапы и технологии используются в производстве, а также поговорим о дефектах и их выявлении в готовой продукции.

2 вида металла для производства изделий

При производстве изделий используют металлы двух видов:

Черные

В данном классе существуют подвиды, а именно чугун и сталь, которые близки друг к другу по характеристикам, но главная разница между ними состоит в доле углерода в металле. Если отдельно говорить о сталях, то они бывают углеродистыми или легированными.

Доступные сегодня различные виды черных сплавов активно применяются при изготовлении металлопроката. Их востребованность на рынке объясняется тем, что подобные металлы и изделия из них отличаются отличными рабочими свойствами.

Классификация металлов и сплавов предполагает выделение марок, которые указывают в буквенно-цифровом виде, например – Ст16ГС. Благодаря группировке марок, применяемой в производстве металлопроката, удается серьезно упростить подбор видов черного металла для различных сфер человеческой жизнедеятельности.

Ко всем разновидностям металлопроката предъявляются строгие требования – изделия должны отвечать нормам ГОСТа по форме, размерам и предельным отклонениям. Из черного металла изготавливают листовой, сортовый, фасонный, трубный прокат.

Цветные

Название этой группы объясняется наличием у металлов и сплавов особых оттенков. Так, медь – красная, поэтому ее сплавы отличаются красноватым тоном.

При массовом производстве изделий из металла необходимых свойств добиваются за счет использования сплавов в определенных пропорциях. Их механические, физические и химические качества удается варьировать за счет изменения соотношения исходных металлов.

Стоит пояснить, что для получения сплавов металлы смешивают в разных пропорциях – в итоге появляется новый продукт со значительно более высокими характеристиками. Кроме того, качества сплавов меняют при помощи дополнительного механического или химического воздействия. Под последним понимают термообработку, технологию старения, пр. Тогда как в качестве механической обработки может использоваться штамповка, ковка, прессование, прокатка, пайка, сварка, резка.

Из цветных металлов производят большинство литых изделий, проволоку, квадраты, шестиугольники в виде прутков и мотков, ленты и полосы, листы и фольгу. Не так давно предприятия начали применять подобные металлы в форме порошков.

Преимущества производства изделий из металлов

Металлоизделиями называют любую продукцию из металла, при этом не учитывается способ производства и марка. Данные характеристики подбираются под особенности использования будущей продукции и влияют на качество, технические особенности и надежность в процессе эксплуатации.

Металлоизделия выгодно выделяются на фоне аналогов из прочих материалов такими качествами:

Большой выбор – он объясняется тем, что металлические элементы могут иметь различную форму, размеры, при этом не теряют прочности и предполагают большой срок службы.
Разнообразные характеристики – при производстве изделий из металла используются такие методы, как формовка, ковка, прокат, волочение, при этом за счет каждого подхода изделию сообщаются конкретные качества. Это может быть прочность на разрыв, пластичность, твердость, пр. При помощи грамотного выбора способа обработки удается изготовить универсальную или узкоспециальную продукцию с заранее заданными свойствами.
Относительно низкая цена, которая объясняется стоимостью сырья, применяемого при производстве изделий из металла. Кроме того, по цене последние близки к пластиковым аналогам, но превосходят их практически по всем эксплуатационным свойствам.
Эстетичность, прекрасные декоративные характеристики. Добиться подобного эффекта можно исключительно при соблюдении технологии производства. Не менее важно, чтобы работой занимался настоящий специалист, а не новичок, оставляющий капли сварки и забывающий о шлифовке поверхности.
Прочность и большой срок службы, что достигается даже без дополнительной обработки металлоизделий – они могут исправно выполнять свои функции долгие годы, сохраняя основные характеристики. За счет применения защитных покрытий, препятствующих развитию очагов ржавчины, продолжительность эксплуатации возрастает в разы.
Возможность проведения санитарной обработки – данное свойство дает возможность пользоваться изделиями из некоторых видов нержавеющей стали в пищевой и медицинской промышленности. Материал выдерживает частое мытье с применением агрессивных средств, а предмет не меняет внешнего вида и важных с точки зрения эксплуатации качеств.

Основные этапы и технологии производства изделий из металла

Придание формы и размеров

На стадии формообразования применяются несколько технологий: литье, резка, воздействие высоким давлением. Под последним понимают ковку, штамповку, прессование, волочение, прокатку.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Обработка поверхности

Дальнейшее производство изделий из металла предполагает механическую обработку с целью придания заготовке необходимых габаритов, формы и прочих характеристик. Нужного эффекта достигают при помощи ручной опиловки напильником или использования металлорежущих токарных, фрезерных, строгальных и других станков.

Когда применяется второй подход, то деталь закрепляют на станке, после чего подвергают воздействию режущего инструмента. В результате, если стружка снимается с заготовки резцом – речь идет о точении, фреза используется при фрезеровании, сверло – при сверлении, шлифовальный круг – при шлифовке.

В любом случае с заготовок удаляют оставленный припуск на обработку, облой, неровности, чтобы получить изделия, полностью соответствующие требованиям чертежей. Нужно понимать, что после механической обработки поверхность деталей покрыта микронеровностями – их размер определяется «чистотой» проведения названных выше операций. Подобные дефекты невозможно разглядеть невооруженным глазом, однако из-за них происходит более стремительное развитие коррозии, что негативно сказывается на сроке службы изделий.

Обработка термическим способом

Речь идет о таких операциях, как нагрев, выдержка, охлаждение. За счет их последовательного осуществления удается повлиять на внутреннее строение сплава, избавиться от напряжения материала, сообщить ему все необходимые свойства. Во время производства изделий из металла используют следующие способы термической обработки:

отжиг;
нормализация;
закаливание;
отпуск.

Вторичная обработка

На данном шаге на поверхности изделий воздействуют механическими методами, такими как шлифовка, полировка. Либо возможно применение электрофизических и физико-химических подходов, что позволяет обеспечить деталям дополнительные преимущества в технологическом плане.

Отказ от механических методов в пользу электрического, физического, химического воздействия обеспечивает более высокую точность, качество обработки, так как при удалении припуска используются минимальные механические усилия. Указанные подходы могут применяться для изготовления металлических предметов, вне зависимости от прочности, вязкости материала. Обычно за счет этих технологий удается добиться предельно тонкого дефектного слоя на поверхности деталей после обработки. А значит, появляется возможность работать с изделиями очень сложной формы, обеспечивая высокое качество деталей даже в труднодоступных местах.

Скрепление элементов

Этот этап производства изделий из металла выполняют при помощи технологии пайки и сварки.

Сваривание предполагает использование технологии плавления или соединения элементов под давлением. В первом случае кромки изделий нагревают, из-за чего образуется ванна расплава. В нее обычно вводят присадочный металл, призванный перекрыть зазор между заготовками, однако есть технологии, позволяющие отказаться от дополнительных присадок.

Остывая, горячий металл скрепляет части изделия в единое целое, формируя атомно-молекулярные связи между кромками – таким образом получается необходимое неразъемное соединение.

Плюсы использования станков с ЧПУ в производстве изделий из металла

Станок с ЧПУ позволяет изготавливать детали без непосредственного участия человека, а значит, снижается вероятность ошибки, брака. Единственным минусом подобных станков является высокая цена их использования.

Применение данного подхода в производстве изделий из металла имеет смысл, когда:

Речь идет о потоковом, регулярном изготовлении большого количества однотипных деталей. Ключевую роль играет их количество, скорость работы и идентичность изделий.
Речь идет о потоковом, регулярном изготовлении большого количества однотипных деталей. Ключевую роль играет их количество, скорость работы и идентичность изделий.
Требуется предельно точное исполнение.
Заготовки имеют сложную поверхность, из-за чего невозможно использование других способов либо они оказываются слишком затратными в плане ресурсов, времени.

Производство металлических изделий по чертежам на станках с ЧПУ является удобным и быстрым. Немаловажно, что таким образом удается выполнять самые мелкие работы, в том числе гравировку, нанесение канавок, резьбы, сверление отверстий.

Методы контроля качества в производстве изделий из металла

Для разных глубин и размеров дефектов применяют отдельные уровни исследования:

Субмикроскопическое изучение

Позволяет обнаружить дефекты на границах кристаллов или зерен. Нужно понимать, что неравномерная кристаллизация, недостаточное питание зародышей жидким раствором приводит к формированию тонких прослоек между блоками кристаллов. Также проблема бывает связана с выделением твердой фазы нерастворимых соединений и элементов на поверхности кристаллов. Например, фосфор и некоторые другие тугоплавкие металлы не могут соединяться с железом, входящим в состав сталей, поэтому скапливаются на границах зерен.

Исследование при помощи микроанализа

Проблемы, появившиеся после производства изделий из металла, определяют при помощи микроскопов, которые способны обеспечить увеличение свыше 100 крат. Во время поиска литейных дефектов в большинстве случаев пользуются именно микроанализом, ведь данный подход дает возможность установить балл зерна, структуру металла, наличие и количество неметаллических включений, присутствие в составе меди, серы и фосфора.

Количество углерода и легирующих элементов в стали влияет на то, какие твердые фазы будут выделяться в процессе кристаллизации. Нужно понимать, что они обладают свойственной только им прочностью, твердостью, пластичностью. В марках стали, стойких к коррозии, формируются фазы аустенита, мартенсита или ледобурита – здесь все зависит от температуры охлаждения.

Помимо этого, качество металла зависит от балла зерна. Его снижение приводит к росту пластичности и параллельному падению прочности. Тогда прибегают к легированию карбидообразователями или тугоплавкими материалами, чтобы, сохранив изначальную пластичность, обеспечить повышенную прочность стали.

В первую очередь, микроанализ позволяет узнать, какое количество в процентах вредных примесей и неметаллических включений содержится в сплаве. Обычно вредными примесями оказываются сера и фосфор, вызывающие красноломкость и хладноломкость стали при производстве изделий из металла. Материал сможет использоваться в промышленности лишь при условии, что содержание данных элементов не выходит за пределы нормы.

За счет контроля доли неметаллических включений определяют, сколько в стали содержится оксидов, сульфидов, нитридов и других соединений. Все названные примеси могут оказывать положительное или негативное воздействие на свойства металла.

Исследование при помощи макроанализа

Речь идет о визуальном поиске дефектов поверхности или глубинных слоев материла, при котором изделия рассматриваются под тридцатикратным увеличением. Макроскопические изъяны появляются на любом этапе производства изделий из металла – от выплавки до содержания в условиях склада. Если в процессе исследования были найдены деформации, изделие отправляют в брак либо на доработку.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

18 различных типов металла — факты и применение

Многое произошло со времен бронзового века. Существуют тысячи различных типов и марок металла, и каждая из них разработана для очень специфических применений. Каждый день вы регулярно сталкиваетесь с десятками видов металлов. Вот интересное руководство, которое расскажет вам о некоторых из этих распространенных металлов и о том, где вы их найдете.

Сталь

Это, несомненно, самый распространенный металл в современном мире.

Сталь по определению - это железо смешанное с углеродом. Это соотношение обычно составляет около 99% железа и 1% углерода, хотя это соотношение может немного варьироваться.

Интересный факт: в 2017 году в мире было произведено более 1,8 миллиарда тонн стали (половина из которых была произведена в Китае). Средний африканский слон весит около 5 тонн. Если бы вы сложили слонов друг на друга, чтобы сформировать своеобразный мост на Луну (что на самом деле невозможно), он все равно был бы не таким тяжелым, как вес стали, производимой каждый год.

На самом деле существует много разных видов стали. Вот обзор основных типов:

Углеродистая сталь

Это базовая сталь, состоящая из углерода и железа, хотя в нее могут быть добавлены и другие элементы в очень небольшом количестве.

Три основные категории - это сталь с низким, средним и высоким содержанием углерода. Больше углерода - сталь будет тверже и прочнее. Меньше углерода - дешевле, мягче и проще в производстве.

Углеродистая сталь чаще всего используется в качестве конструкционного строительного материала, в простых механических компонентах и в различных инструментах.

Легированная сталь

Считайте, что это генетически модифицированная сталь. Легированная сталь производится путем добавления других элементов в смесь. Это изменяет свойства и, по сути, делает металл настраиваемым. Это чрезвычайно распространенный тип металла, поскольку его производство, как правило, остается очень дешевым.

Обычные легирующие элементы для стали включают марганец, ванадий, хром, никель и вольфрам. Каждый из этих элементов по-разному изменяет свойства металла.

Например, легирование стали может придать дополнительную прочность высокопроизводительным шестерням, повысить коррозионную и износостойкость медицинских имплантатов, а также увеличить давление, которое могут выдержать трубопроводы. В целом, сталь считается "рабочей лошадкой" в мире металлов.

Нержавеющая сталь

Технически это разновидность легированной стали, но существует так много её видов в таких огромных количествах, что обычно ей присваивается отдельная категория. Эта сталь специально ориентирована на устойчивость к коррозии.

В основном это просто сталь с заметным количеством хрома. При коррозии хром создает супертонкий слой, замедляющий образование ржавчины. Если вы сотрете этот барьер, тут же образуется новый.

Вы можете увидеть много изделий из нержавеющей стали на кухне: ножи, столы, посуда, все, что соприкасается с пищей.

Не очень приятный факт: если что-то сделано из нержавеющей стали, это не значит, что оно не может ржаветь. Различные составы в разной степени предотвращают ржавление. Нержавеющая сталь, которая используемая в соленой воде, должна быть особенно устойчивой к коррозии, чтобы не гнить. Но все виды нержавеющей стали ржавеют, если за ними не ухаживать должным образом.

Железо (кованое или литое)

Несмотря на то, что это супер-старомодный металл (особенно распространенный в «железный век»), он все еще имеет множество современных применений.

Во-первых, это основной ингредиент стали. Но помимо этого, вот несколько других областей применения и объяснение того, почему используется железо:

Посуда (например, сковороды) - пористая поверхность позволит кулинарным маслам пригореть и создать естественную антипригарную поверхность.
Дровяные печи - чугун имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, поэтому печь может выдерживать высокие температуры.
Основания и рамы для тяжелой техники - этот тяжелый металл снижает вибрацию и обеспечивает жесткость

Интересный факт: железо - шестой по распространенности элемент во Вселенной.

Алюминий

Что касается металлов, то это действительно современный металл. Впервые алюминий был произведен в 1825 году, и с тех пор он стал основой для некоторых крупных достижений.

Например, из-за своего удивительного отношения прочности к весу это металл, который в значительной степени ответственен за полет и доставку человека на Луну. Он легко формируется (податлив) и не ржавеет, что делает его отличным средством для изготовления банок из-под газировки. И, что (возможно), самое главное, из него можно сделать очень тонкий лист, который можно использовать для приготовления барбекю из свежевыловленной рыбы до идеального состояния.

Хотя процесс производства алюминия немного сложнее, чем некоторых других металлов, на самом деле это чрезвычайно распространенный металл. Это самый распространенный цветной металл (не содержащий железа) на планете.

Хотя он не ржавеет, он окисляется. На самом деле железо - единственный металл, который по определению «ржавеет». При контакте с солью алюминий подвержен коррозии. Однако он не подвержен коррозии при контакте с водой. Это делает алюминий действительно полезным для изготовления таких вещей, как пресноводные лодки.

Магний

Магний - действительно классный металл. Он весит примерно на 2/3 меньше алюминия и обладает сравнимой прочностью. Благодаря этому он становится все более распространенным.

Чаще всего его можно встретить в виде сплава. Это означает, что его смешивают с другими металлами и элементами, чтобы получить гибридный материал со специфическими свойствами. Это также может облегчить его использование в производственных процессах.

Одно из самых популярных применений магния - автомобильная промышленность. Магний считается шагом вперед по сравнению с алюминием, когда речь идет о высокопрочном снижении веса, и он не является астрономически более дорогим.

В некоторых случаях магний можно увидеть в колесных дисках, блоках двигателя и коробках передач.

Однако у магния есть недостатки. По сравнению с алюминием он легче подвержен коррозии. Например, он подвергнется коррозии при контакте с водой, в то время как алюминий не ржавеет.

В целом он стоит примерно вдвое дороже алюминия, но в целом быстрее обрабатывается на производстве.

Интересный факт: магний очень огнеопасен и горит очень горячо. Металлическую стружку, опилки и порошок необходимо тщательно утилизировать во избежание взрыва.

Медь - еще один старомодный металл. Сегодня вы часто будете видеть его в виде сплава (подробнее об этом позже) или в достаточно чистом состоянии.

Распространенное применение - электроника, водопроводные трубы и гигантские статуи, олицетворяющие свободу. На меди образуется патина, или окисленный слой, который фактически предотвращает дальнейшую коррозию. По сути, она позеленеет и перестанет коррозировать. Благодаря этому она может прослужить века.

Статуя Свободы сделана из меди и покрыта патиной или оксидным слоем, что придает ей зеленовато-голубой оттенок.

Латунь

Латунь на самом деле представляет собой сплав меди и цинка. Полученный желтый металл действительно полезен по ряду причин.

Его золотистый цвет делает его очень популярным для декора. Этот металл часто используется в антикварной мебели в качестве ручек.

Он также чрезвычайно пластичен, что означает, что его можно выковать и сформировать. Вот почему он используется для медных духовых инструментов, таких как тубы, трубы и тромбоны.

Латунь также является отличным материалом для подшипников, поскольку она хорошо скользит по другим металлам.

Еще одно отличное свойство латуни - она никогда не искрится. Например, стальной молоток может вызвать искру, если по нему ударить определенным образом. Латунный молоток этого не делает. Это означает, что латунные инструменты отлично подходят для областей, где могут находиться легковоспламеняющиеся газы, жидкости или порошки.

Бронза

Этот металл изготавливается в основном из меди, но также содержит около 12% олова. В результате получается металл, более твердый и прочный, чем обычная медь.

Бронза также может быть сплавом с другими элементами. Например, распространенными легирующими элементами являются алюминий, никель, цинк и марганец. Каждый из них может очень заметно изменить металл.

Бронза имеет огромное историческое значение (например в бронзовом веке), и её легко отличить. Часто её можно увидеть в массивных церковных колоколах. Бронза твердая и прочная, поэтому при ударе не трескается и не гнется, как другие металлы. Кроме того, она лучше звучит.

Современное использование бронзы включает в себя скульптуры и произведения искусства, пружины и подшипники, а также гитарные струны.

Интересный факт: бронза была первым искусственным сплавом.

Это интересный металл, потому что он очень полезен. Сам по себе он имеет довольно низкую температуру плавления, что делает его очень простым в отливке. Материал легко течет при плавлении, а получаемые изделия получаются относительно прочными. Его также очень легко расплавить, чтобы переработать.

Цинк - действительно распространенный металл, который используется в покрытиях для защиты других металлов. Например, часто можно увидеть оцинкованную сталь, которая в основном представляет собой просто сталь, смоченную в цинке. Это помогает предотвратить ржавление.

Интересный факт: ежегодно производится около 12 миллионов тонн цинка, половина из которых идет на цинкование.

Титан

Это действительно потрясающий современный металл. Впервые он был обнаружен в 1791 году, впервые создан в чистом виде в 1910 году и впервые изготовлен вне лаборатории в 1932 году.

Титан на самом деле очень распространен (седьмой по распространенности металл на Земле), но его действительно сложно очистить. Вот почему этот металл такой дорогой. Но он также очень ценен:

Титан биосовместим, а это означает, что ваше тело не будет сопротивляться и отвергать его. Медицинские имплантаты обычно изготавливают из титана.
Его соотношение прочности к весу выше, чем у любого другого металла. Это делает его чрезвычайно ценным для всего, что летает.
Он действительно устойчив к коррозии.
Нитрид титана (титан, прореагировавший с азотом в высокоэнергетическом вакууме) - это безумно твердое покрытие с низким коэффициентом трения, которое наносится на металлические режущие инструменты.

Интересный факт: титан сопротивляется коррозии потому, что он мгновенно вступает в реакцию с кислородом, создавая очень тонкий и прочный барьер, защищающий металл. Если соскрести барьер, мгновенно образуется новый.

Еще один забавный факт: титан не встречается в природе сам по себе. Он всегда соединен с другим элементом.

Вольфрам

Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления и самый высокий предел прочности на разрыв среди всех чистых металлов. Это делает его чрезвычайно полезным.

Около половины всего вольфрама используется для производства карбида вольфрама. Это безумно твердый материал, который используется для изготовления режущих инструментов (для горнодобывающей и металлообрабатывающей промышленности), абразивов и тяжелого оборудования. Он может легко резать титан и высокотемпературные сверхпрочные сплавы.

Он получил свое название от шведских слов «вольфрам», что означает «тяжелый камень». Его плотность примерно в 1,7 раза выше плотности свинца.

Вольфрам также является популярным легирующим элементом. Поскольку его температура плавления очень высока, его часто сплавляют с другими элементами для изготовления таких вещей, как сопла ракет, которые должны выдерживать экстремальные температуры.

Адамантий

Его не существует. К счастью.

Никель

Никель - очень распространенный элемент, который используется повсеместно. Чаще всего он применяется в производстве нержавеющей стали, где он повышает прочность и коррозионную стойкость металла. На самом деле, почти 70% никеля в мире используется для производства нержавеющей стали.

В составе пятицентовой американской монеты никель составляет 25%.

Никель также является распространенным металлом, используемым для нанесения покрытий и легирования. Его можно использовать для покрытия лабораторного и химического оборудования, а также всего, что требует действительно гладкой, полированной поверхности.

Интересный факт: никель получил свое название из немецкого фольклора средневековой эпохи. Никелевая руда очень похожа на медную, но когда старые шахтеры не смогли получить из нее медь, они обвинили в этом озорного призрака по имени Никель.

Кобальт

Этот металл издавна использовался для получения синего пигмента в красках и красителях. Сегодня он в основном используется для изготовления износостойких, высокопрочных стальных сплавов.

Сам по себе кобальт очень редко добывают, на самом деле это побочный продукт производства меди и никеля.

Олово

Олово очень мягкое и ковкое. Оно используется в качестве легирующего элемента для изготовления таких вещей, как бронза (1/8 часть олова и 7/8 части меди).

Забавный факт: когда вы сгибаете брусок олова, вы можете услышать нечто, называемое "оловянным криком". Это звонкий звук реорганизации кристаллической структуры (так называемое двойникование).

Свинец

Свинец действительно мягкий и податливый, а также очень плотный и тяжелый. У него очень низкая температура плавления.

В 1800-х годах было обнаружено, что свинец на самом деле является довольно токсичным веществом. Вот почему в наше время это не так распространено, хотя не так давно его все еще находили в красках и пулях.

Свинец - это нейротоксин, который, помимо прочего, может вызывать повреждение мозга и проблемы с поведением.

Тем не менее, у него все еще есть современные применения. Например, он отлично подходит для защиты от радиации. Его также иногда добавляют в медные сплавы, чтобы облегчить их резку. Смесь свинца и меди часто используется для улучшения характеристик подшипников.

Кремний

С технической точки зрения кремний - это металлоид. Это означает, что он обладает как металлическими, так и неметаллическими качествами.

Например, он похож на металл. Он прочный, блестящий, гибкий и имеет высокую температуру плавления. Однако он ужасно проводит электричество. Отчасти поэтому он не считается полноценным металлом.

Тем не менее, этот элемент часто встречается в металлах. Его использование для легирования может сильно изменить свойства металла. Например, добавление кремния в алюминий облегчает его сварку.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Поделки ИЗ МЕТАЛЛА (88 крутых идей для взрослых и детей)

Прежде чем рассматривать способы работы с металлами, стоит остановиться на идеях и чертежах возможных поделок.

Поделки из металла – украшения для любого интерьера. Популярны животные и растительные сюжеты, вензеля, геометрические фигуры и национальные орнаменты.

Несложным изделием для новичков станет сова из металла. Ее изготавливают множеством способов. Так, согнутые в округлые формы прутья, сваренные между собой, образуют настенную подставку для цветов в виде контура совы.

Сова из металла своими руками

Изделия из листового металла с помощью сварки делают таким образом:

предварительно на бумаге готовят эскиз изделия и его детали;
переносят выкройку на металлический лист, аккуратно вырезают болгаркой и зачищают края;
зубилом и молотком наносят насечки так, чтобы придать составляющим образ перьев;
формируют клюв, из прута вырезают части лап, а в отверстия под глаза, проделанные зубилом в головной части – вдевают болты;
все детали птицы сваривают между собой;
химическим растворителем очищают поверхность от ржавчины и покрывают лаком.

Растительными орнаментами декорируют защитные решетки на окнах или ограды, а букет из железных роз может стать самостоятельным украшением помещения. Для изготовления ветвей, цветов и листьев подойдут холодная и горячая ковки.

Кованые розы для окон

Листья холодной ковкой создают из тонкого металла 3,5 мм толщиной, который хорошо гнется.

Кратко этапы процесса можно описать так:

из картона вырезают лекало листа желаемой формы;
переносят изображения на металлический лист, вырезают специальными ножницами;
края шлифуют с помощью станка;
«заусеницы» убирают металлической щеткой;
очищают и шлифуют поверхность;
зубилом наносят жилки на пластину листа;
края листьев и лепестков делают тоньше, отбивая их молотком;
с помощью круглогубцев загибают края и придают форму изделиям;
готовые формы крепят точечной сваркой на ветви;
окрашивают изделие или покрывают специальным лаком.

Растительные узоры, выполненные высокотемпературной ковкой, прочнее за счет уплотнения материала. Используют средние, твердые и мягкие сорта стали. Оптимальными считают те марки стали, которые содержат минимальное количество углерода – 0,25 %. И не имеют в своем составе вредных добавок – серу, хром, фосфор.

Полезными для дачи могут быть поделки, изготовить которые можно своими руками из металлолома.

Например, разрезав бочку вдоль, внутри монтируют полочки, а ко дну – колесики. Внешнюю сторону окрашивают яркой краской. И шкафчик для мелочей готов.

Шкафчик из бочки

Разрезанная поперек и окрашенная, она превращается в необычные прикроватную тумбочку или журнальный столик.

Умельцы оформляют стенки бочек ажурной резьбой, а затем сооружают гарнитур для обеда на природе: столик и кресла.

Из ненужного садового инвентаря и труб создают скульптуры животных или сказочных персонажей.

Дачники любят мебель из профильной трубы, сделанную своими руками. Этот материал практичный, недорогой, позволяет создать множество полезных вещей: от мебели до парника. Сочетается с другими материалами: деревом и пластиком.

Для изготовления скамьи размерами 2,3х0,6х0,45 м используют профильную трубу квадратного сечения 0,03х0,03 м, общей длиной 11 м. А также доски длиной 2,3 м, шириной 0,06 м.

Чертеж скамьи Чертеж лавки со спинкой

По приведенным чертежам изделий можно самостоятельно изготовить лавочку со спинкой, а также теплицу из профильной трубы с квадратными и прямоугольными сечениями 0,2х0,2м или 0,2х0,4 м. Учитывая, что прямоугольная труба подойдет для прочного каркаса, а квадратная – для перегородок.

Самодельная лавка из металла и дерева Лавка с коваными ножками

Металлические детали старых механических часов, монеты, скрепки, жестяные банки, столовые приборы, проволока – материал для производства игрушек или бижутерии.

Алюминий и жесть – мягкие металлы, удобные для изготовления игрушек. Чтобы создать кошку, собаку, ежика, крокодила и стрекозу, нужно эскиз перенести на лист жести, вырезать форму и согнуть, как показано пунктирными линиями.

Эскиз животного из жести Шаблон изготовления ежика из жести Эскиз собаки из жести

Видео

Отходы обработки металлов давлением (волочением, прессованием, ковкой, штамповкой)

Обработка металлов давлением

Это наиболее экономичный – малоотходный, способ получения металлических изделий, где доля лома не превышает 25%. Для сравнения, при механической обработке (резке, например), уровень металлолома составляет до половины массы готовой продукции. Среди имеющихся способов обработки давлением, наибольшей эффективность отличается холодная штамповка, характеризующаяся уровнем отходов до 10%.

Наиболее распространенные типы отходов при обработке металлов под давлением – это шлак, образующийся в процессе сжигания кокса, и окалина. Последний вариант присутствует в следующих методиках:

прессование – состав лома содержит до 15% нефтепродуктов, отдельно отходы содержатся в приямках после демонтажа оборудования;

ковка черного металла;

штамповка поковок – в этих отходах вхождение нефтепродуктов превышает 15%;

механическая очистка деталей, изготовленных горячей штамповкой.

Отдельно следует оказать образование цветной окалины в металлургии, сопровождающее производство медной проволоки по технологии волочения с одновременным отжигом.

Как работать со сварочным аппаратом?

Для этого требуется опыт, практика и четкое соблюдение техники безопасности. Вначале новоиспеченный мастер практикуется на испорченном куске металла. Это необходимо для приобретения знаний по зажиганию и удерживанию дуги на основе выдерживания неизменного зазора между электродом и заготовкой.

После этого изучается техника изготовления сварного шва. Если он без затруднений получается ровным, тогда необходимо учиться правильно регулировать силу тока для работы с различной толщиной заготовки.

По своей сути сварка в процессе создания поделки из металла используется для соединения двух деталей. Это происходит путем расплавления поверхности будущей состыковки. Цельная металлическая конструкция образуются благодаря применению электрода.

Однако это не простое дело, требующее много практики и опыта, поскольку необходимо следить, чтобы происходило плавление верхнего слоя заготовки, в противном случае могут сформироваться дыры.

После обретения базовых навыков по созданию поделки из металла сваркой можно переходить к выполнению простой работы, чтобы набраться опыта. Для этого выгоднее использовать инвертор, поскольку он отличается увеличенной мобильностью и меньше потребляет электричество.

Технологии металлических дел

Для создания изделий из металла в домашних условиях используются следующие технологии:

Литье – это техника изготовления вещей из расплавленного металла путем заливания его в разборные формы. Метод грубый. Не позволяет получить изделия с высокой точностью. Поверхности шероховатые. Используется для и производства предметов обихода и ювелирных изделий.
Горячая ковка – высокотемпературное воздействие на металлическую заготовку, с последующей механической обработкой. Металл становится пластичным. Заготовке можно придать любую форму. Процесс трудоемкий и энергозатратный, требует специальных знаний по свойствам металлов. Получают декоративные металлические детали, собранные в изделия с помощью хомутов или сварки.
Холодная ковка – воздействие на металл изгибанием и опрессовыванием. Отдельные элементы рисунка соединяют с помощью сварки. Можно изготовить мелкие и крупные элементы декора помещений, дачных участков, дворов.
Арт-сварка – вид искусства создания металлических скульптур, украшений и декоративных деталей с помощью газовой сварки. Нагрев используется также для раскрашивания изделия цветами побежалости.
Гнутье (гибка) – придание изогнутой формы листовому металлу, профилю, трубе, проволоки при холодной штамповке. Ручная гибка применяется для формирования металлических каркасов самоделок, например, из старых труб.
Дифовка или выколотка – осуществляется ударами молотка по холодному тонкому листу металла (2 мм) для его вытягивания, усаживания и загибания. С ее помощью можно получить украшения, посуду, латы.
Филигрань и скань – ювелирные техники, позволяющие получить ажурные узоры из витой проволоки или напаивают ее на металлическую поверхность.
Чеканка – вид нанесения рисунка на поверхность путем удара молотком, при этом между ним и металлической пластиной, толщиной до 1 мм находится инструмент, придающий нужную форму. Такой техникой декорируют посуду, ювелирные украшения и монеты.

Украшение на стену из жести

Все приведенные техники распространены среди мастеров-любителей. Но особого внимания заслуживают 3 основных метода: холодная и горячая ковки, а также арт-сварка.

Возрастание объемов переработки лома и отходов цветных металлов

Необходимость в переработке цветного лома определяется различными факторами:

Тенденцией постоянного увеличения цены первичного материала.
Низкой стоимостью цветмета после переработки.
Ужесточением экологических норм.
Истощением запасов минерального сырья.
Возрастающей потребностью в цветмете.
Снижением горно-геологический условий во время добывания руд.

Если сравнивать качество первичных и вторичных металлов, то особых отличий нет. Процесс утилизации цветных металлов и переработки намного дешевле, чем добыча сырья.

Металлическая сова своими руками

При наличии сварочного оборудования, а также необходимых для работы с ним навыков работы, всегда можно изготовить не только разные предметы, но и поделки. Например, очень красивую металлическую сову.

Для ее создания вам нужно подготовить следующие инструменты:

бумагу;
карандаш;
болгарку;
молоток;
тонкий металл;
картон;
ножницы;
зубило;
оборудование для сварки;
болты и шайбы;
стальную проволоку или прутья.

На первом этапе следует изобразить эскиз совы на бумаге, после чего его повторяют на картоне. Таким образом, значительно упрощается процесс вырезания отдельных составляющих поделки. Для изготовления металлической совы придется заранее изготовить глаза, туловище, перья, хвост и крылья. Чтобы было проще вырезать детали по металлу, рекомендуется воспользоваться болгаркой.

Формируя глаза для совы, следует позаботиться о том, чтобы в них были проделаны большие отверстия, в которые можно вмонтировать болты. На каждой чешуйке мастеру нужно выполнить насечки, за счет которых будет обеспечен эффект настоящего, живого оперения. Для достижения такого результата мастеру придется пустить в ход зубило.

Лапы можно выполнить методом соединения частей металлических прутьев друг с другом, пользуясь для этой цели сваркой. Для создания клюва применяют часть согнутого металла.

Лапы и клюв следует приваривать в самом конце этапа сборки изделия. Когда все детали окажутся на своих местах, сову можно дополнительно украсить, подвергнув обработке специальным лаком.

Роза из стали

Подготовьте следующие инструменты:

сварочный аппарат;
молоток;
болгарка;
краска для металлических поверхностей;
камень для заточки;
плоскогубцы;
проволока;
ножницы для резки металла.

Вырежьте из стального листа лепестки для розы — чем больше, тем пышнее получится бутон. Сделайте их разных размеров: для нижнего ярусы цветка — крупнее, и далее меньше и короче, чтобы в центре получился свернутый бутон.
Острые края лепестков обработайте с помощью точильного камня, чтобы они стали ровными и гладкими на ощупь.
Стальной прутик скрутите в виде спирали с помощью плоскогубцев.
Приварите лепестки основаниями вниз друг к другу, складывая в форме розы.
Розочку можно дополнить шипами и листьями — по два листочка на каждой стебле с разных сторон.
Покройте готовую поделку краской, например, серебряного оттенка.

Методы создания металлических изделий

Литье. Суть представленной техники заключается в том, что жидкий сплав наполняет специальную форму. Застывая, материал превращается в сверхпрочную и красивую вещь или предмет.
Ковка. Этот способ базируется на воздействии на заранее подготовленную заготовку различными способами: молотком, температурой, прессом и прочими приемами деформации.
Гнутье. Эта техника во многом идентична ковке, только в ее основе лежит сваривание и склепывание элементов конструкции.
Дифовка. Для такого метода характерно применение в работе молотка, с помощью которого тонким железным листам придают необходимую форму.
Резание и штамповка. Применяя эту технику, можно без каких-либо особых усилий трансформировать форму заготовки, а также делать отверстия.
Филигрань. Представленный метод подразумевает применение в качестве сырья гладкой или литой проволоки, из которой изделие выполняется путем спаивания загнутых составляющих узора.
Чеканка. Этот метод обработки характеризуется простотой воплощения, а его суть состоит в размещении на заготовку особого инструмента, на который нужно воздействовать молотком. Таким образом, изменяется форма изделия.

Как сделать чертеж

Существует несколько способов, позволяющих изготовить чертеж для металлических изделий. Его можно создать самостоятельно или с помощью специальных компьютерных программ.

При помощи чертежа можно заранее определить, какое количество материала потребуется для изготовления вещей. Прежде всего, без него не обойтись при изготовлении крупных предметов, к примеру, решетки или ворот. Располагая готовым эскизом, мастеру будет легче определить еще до начала работ гармоничность присутствия полученного изделия в выбранном месте.

Варианты поделок

Существуют разные поделки. Они делятся на несколько групп по сложности, предназначению.

Простые

К простым относятся 2-д поделки. Это могут быть плоские декоративные элементы для украшения стен, окон, дверей.

Сложные

К ним относятся объемные поделки — фигурки разных животных, птиц, рыб, людей, машин, зданий и т. д.

Для праздника

Для праздника подойдет любое изделие из металла, которое будет украшено. Декорировать изделия лучше цветными камнями.

Для дома

Популярные украшения для дома — статуэтки на полки. Можно сделать металлические ветви-вешалки на стены, окантовку для картин, фотографий.

Для гаража

Для гаража лучше делать функциональные поделки — красивые ящики, полки, стеллажи, украшенные ветвями из металла и т. д.

Кованый стеллаж (Фото: Instagram / shabbyroom_ru)

Для сада

Для сада можно делать большие декоративные изделия. Важно дополнить их горками, чтобы можно было выращивать растения, создавать цветочные композиции.

Для школы

Для школьника подойдут красивые фигурки разных персонажей из комиксов, популярных мультиков. Дополнить их можно отверстиями в которых буду закрепляться письменные принадлежности.

Читайте также: