TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE
description
Transcript of TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE
![Page 1: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/1.jpg)
TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE
1. DEFINIŢIE
2. PROVENIENŢĂ
3. CLASIFICARE
4. PROPRIETĂŢI
5. METODE DE OBŢINERE
6. UTILIZĂRI
![Page 2: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/2.jpg)
1. DEFINIŢIE
• COMPUŞI CHIMICI AI UNUI METAL DE BAZĂ CU ALTE METALE SAU/ŞI NEMETALE, CU PROPRIETĂŢI SPECIFICE.
• DIN PUNCT DE VEDERE FIZICO-CHIMIC POT FI:
• METALE PURE
• ALIAJE METALICE
![Page 3: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/3.jpg)
2. PROVENIENŢĂ
• METALE PURE: ZĂCĂMINTE NATURALE (MINEREURI)
• ALIAJE METALICE: AMESTECAREA A DOUĂ SAU MAI MULTE METALE ÎN STARE TOPITĂ, URMATĂ DE SOLIDIFICAREA AMESTECULUI
![Page 4: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/4.jpg)
3. CLASIFICARE
1. MATERIALE METALICE FEROASE- SUNT ALIAJE ALE FIERULUI CU ALTE
METALE/NEMETALE: crom, nichel, molibden, titan, vanadiu, wolfram/carbon
2. MATERIALE METALICE NEFEROASE- ALTE METALE ŞI ALIAJE ALE ACESTORA :
aluminiu, cupru, argint, aur, magneziu, zinc, nichel, platină, staniu, wolfram, vanadiu, zinc
![Page 5: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/5.jpg)
4. PROPRIETĂŢI
A. Proprietăţi fizice şi chimice
B. Proprietăţi mecanice
C. Proprietăţi tehnologice
![Page 6: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/6.jpg)
Proprietăţi fizice şi chimice
Proprietăţi fizice – proprietăţi care nu modifică compoziţia şi structura materialelor; însuşiri observabile cu organele de simţ; comportamentul în raport cu factorii din mediul înconjurător.
Proprietăţi chimice – proprietăţi care modifică compoziţia şi structura materialelor; comportamentul în raport cu alte materii prime şi materiale.
![Page 7: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/7.jpg)
Proprietăţi fizice
• Stare de agregare• Culoarea• Luciul metalic• Densitatea• Fuzibilitatea• Dilatarea termică• Conductibilitatea termică• Conductibilitatea electrică• Proprietăţi magnetice
Proprietăţi chimice
• Rezistenţa la coroziune
![Page 8: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/8.jpg)
Stare de agregare
• La temperatură obişnuită sunt solide; excepţie – mercurul, care este lichid.
![Page 9: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/9.jpg)
• Culoarea – dela cenuşiu închis la alb strălucitor; excepţii: aurul – galben, cuprul – roşcat
![Page 10: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/10.jpg)
Luciul metalic
• Proprietatea metalelor de a reflecta lumina - se poate accentua prin lustruire mecanică
![Page 11: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/11.jpg)
DensitateaEste mărimea fizică egală cu raportul între masă şi volum; masa
unităţii de volum.Simbol: ρ (ro - literă grecească)Formula: ρ=m/V, în care:
m- masa [kg, g]V- volumul [m3, cm3]
Unitate de măsură: kg/ m3, g/ cm3
Din punct de vedere al densităţii se întâlnesc metale: • ultrauşoare (magneziu - Mg), • uşoare (aluminiu - Al), • semiuşoare (titan - Ti), • grele (fier - Fe), • foarte grele (aur - Au)
Cel mai uşor metal – litiu(Li) – ρ=0,53g/cm3; Cel mai greu metal – osmiu(Os) - ρ=22,6g/cm3
![Page 12: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/12.jpg)
FuzibilitateaEste proprietatea metalelor de a se topi.Fiecare metal are o temperatură de topire – punct de
topire. Punctul de topire variază foarte mult de la metal la metal:• cupru(Cu) - 1083°C, • wolfram(W) - 3410°C,• fier(Fe) - 1535°C,• aluminiu(Al) - 658oC.Metalele se pot clasifica după temperatura de topire: • uşor fuzibile (natriu – Na), • greu fuzibile(cupru), • foarte greu fuzibile(niobiu – No), • refractare (wolfram)
![Page 13: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/13.jpg)
Dilatarea termică
Este proprietatea metalelor de a se dilata – mărirea dimensiunilor (suprafaţă, volum,lungime) la creşterea temperaturii (încălzire).
Fenomenul invers se numeşte contracţie termică - micşorarea dimensiunilor la scăderea temperaturii (răcire).
![Page 14: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/14.jpg)
Conductibilitatea termicăConductibilitatea termică este fenomenul de
propagare a căldurii în masa unui material metalic.
Conductivitatea termică este mărimea fizică prin care se caracterizează capacitatea unui material de a transmite căldura atunci când este supus unei diferenţe de temperatură.
Cea mai mare conductivitate termică au: argintul cuprulaurul aluminiul Cea mai slabă conductivitate termică au: plumbul mercurul
![Page 15: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/15.jpg)
Conductibilitatea electricăConductibilitatea electrică este proprietatea
materialelor de a permite trecerea curentului electric.
Conductanţa electrică este mărimea care exprimă capacitatea a unui conductor sau circuit dat de a conduce curentul electric
Materialul care conduce curentul electric se numeşte conductor electric; metalele sunt buni conductori electrici, iar dintre acestea conductivitatea cea mai mare o are argintul, urmat la mică distanţă de cupru.
![Page 16: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/16.jpg)
Proprietăţi magneticeMagnetismul este proprietatea materialelor de a atrage
materiale feroase.Marimea fizică care caracterizează această proprietate se
numeşte permeabilitate magnetică.Din punct de vedere magnetic materialele sunt:- Diamagnetice - permeabilitate magnetică relativă
subunitară, foarte aproape de unitate (<1) (Ag,Au,Cu,Zn,Ge- germaniu)
- Feromagnetice - permeabilitate magnetica relativă mult mai mare decat unitatea ,ajungand la valori peste 100000 (Fe, Co - cobaltul , Ni - nichelul , aliaje)
- Paramagnetice - permeabilitate magnetică relativă supraunitară , foarte apropiată de unitate (>1) (Al,Cr,Pt).
![Page 17: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/17.jpg)
Rezistenţa la coroziuneEste proprietatea de a rezista la o degradare lentă de la
suprafaţă la interior sub acţiunea agenţilor chimici (în prezenţa substanţelor chimice).
Tipuri de coroziune:_ chimică – fără transfer de sarcină electrică în timpul
procesului (oxigen, acid clorhidric,dioxid de carbon, alte soluţii rău conducătoare de electricitate – benzine, alcooli)
_ electrochimică - cu transfer de sarcină electrică (soluţii bune conducătoare de elctricitate- electroliţi)
Metale şi aliaje rezistente la coroziune: metalele nobile (Au, Ag, Cu) şi aliajele lor (scumpe)
Metale şi aliaje autoprotectoare - metalele şi aliajele care în urma coroziunii iniţiale se acoperă cu o peliculă izolatoare datorită fenomenului de pasivare (pasivarea Ag în acid clorhidric prin formarea peliculei de clorură de argint , a Fe în acid azotic concentrat)
Alierea metalelor cu un component adecvat - concentraţii relativ scăzute ale componentului de aliere, reduc considerabil viteza de coroziune (introducerea Cu de 0,2...0,3%, Cr sau Ni în oţeluri etc.)
![Page 18: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/18.jpg)
Proprietăţi Mecanice
• comportamentul materialelor metalice sub acţiunea diferitelor forţe exterioare.
Proprietăţi mecanice:
- DURITATEA
- ELASTICITATEA
- PLASTICITATEA
- REZISTENŢA MECANICĂ
![Page 19: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/19.jpg)
DURITATEA- reprezintă rezistenţa opusă de metale la zgârierea sau la
pătrunderea unui corp - se exprimă convenţional cu valori de la 1-10 în scara
mineralogică MOHS sau în unităţi Brinell. Metalele cu duritatea cea mai mare sunt: Re (7,4) şi Os (7,0) urmate
de Be (6,7), In (6,5), Pt (4,3). Cu duritatea cea mai mică sunt: Cs (0,2) urmat de Rb (0,3), Na
(0,4), K (0,5), Li (0,6).
În metalurgie, duritatea unui metal sau al unui aliaj este definită ca rezistenţa locală a acestuia la pătrunderea unui corp mai dur.
Caracteristica se determină prin încercări (cu bila de oţel sau diamant) şi se numeşte duritatea Brinell, respectiv duritatea Rockwell; în funcţie de metoda de încercare utilizată metalele se pot caracteriza din punct de vedere a durităţii Vickers sau Shore.
![Page 20: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/20.jpg)
ELASTICITATEA
- este proprietatea metalelor de a reveni la forma şi dimensiunile iniţiale
după încetarea acţiunii sarcinilor exterioare care au produs
deformarea.
![Page 21: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/21.jpg)
PLASTICITATEA
- este proprietatea metalelor de a se deforma sub acţiunea sarcinilor exterioare, fără a se fisura sau sfărâma, fără a-şi schimba volumul şi fără a reveni la forma iniţială. Majoritatea metalelor sunt plastice, putând fi uşor prelucrate la cald sau la rece prin diferite operaţii tehnologice - laminarea.Aurul este cel mai plastic metal, după care urmează: Ag, Pt, Mg, Al, Pb, Sn, Cu. Plasticitatea influenţează proprietăţile tehnologice - maleabilitatea şi ductibilitatea
![Page 22: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/22.jpg)
MALEABILITATEA este capacitatea unui metal de a fi tras în foi, prin comprimare la o
temperatură inferioară punctului de topire. • Unele metale cum sunt: Au, Ag, Al, Pt,
Cu, Ni şi Ta pot fi prelucrate în foi FOARTE SUBŢIRI
• Se laminează uşor la rece: Mg, Ti, Sn, Pb, Fe, Pd, Ir
• Zincul este maleabil şi se laminează între 273-423 K.
![Page 23: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/23.jpg)
Ductibilitatea
Cele mai ductile metale sunt: Au, Ag, Pt, Ni.
- din 1g Au sau Ag se pot trage fire de 2000m, respectiv 1800m.
Se trefilează uşor şi Fe, Cu, Al.
Un număr mic de metale cum ar fi: Ti, nu se pot trefila.
este proprietatea metalelor de a fi trase în fire, prin procesul de trefilare.
![Page 24: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/24.jpg)
REZISTENŢA MECANICĂ - constă în împotrivirea materialelor metalice la acţiunea forţelor exterioare care tind să le rupă.
Dintre solicitările mecanice la care pot fi supuse metalele, deosebim:
• TRACŢIUNEA (ÎNTINDEREA);
• COMPRESIUNEA;
• ÎNCOVOIEREA;
• RĂSUCIREA (TORSIUNEA).
![Page 25: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/25.jpg)
MODELAREA EXAMINĂRII REZISTENŢEI MECANICE
• Examinarea rezistenţei la forfecare:
• Examinarea rezistenţei la răsucire:
• Examinarea rezistenţei la întindere:
• Examinarea rezistenţei la încovoiere:
![Page 26: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/26.jpg)
Proprietăţi tehnologice
• FLUIDITATEA
• DUCTIBILITATEA
• MALEABILITATEA
• SUDABILITATEA
![Page 27: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/27.jpg)
Fluiditatea
• Este proprietatea materialului metalic topit de a curge şi a umple golurile tiparului (formei) în care a fost turnat.
![Page 28: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/28.jpg)
Sudabilitatea
• Este proprietatea materialelor metalice de a se îmbina între ele prin diferite procedee de sudare: cu electrozi, cu flacără de gaze, prin presare.
![Page 29: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/29.jpg)
5. Metode de obţinere
Metodele de obţinere a metalelor din minereuri constituie obiectul metalurgiei extractive şi se împart în:
1. procedee pirometalurgice (extracţia se desfăşoară la temperaturi ridicate): prăjirea, topirea, vaporizarea).
2. procedee hidrometalurgice (minereul sfărâmat şi macinat este separat în util şi steril, prin spălare în bazine de flotaţie sau cuve).
![Page 30: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/30.jpg)
A. Obţinerea materialelor metalice feroase
Minereuri feroase: hematitul magnetitul
(magnetul natural)
sideritul taconitul
pirita - Se obţin aliajele Fe-C: fonte, oţeluri
- se introduc în instalaţii de tip furnal sau cubilou pentru fonte, respectiv furnale Martin, cuptoare electrice şi convertizoare pentru oţeluri.
![Page 31: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/31.jpg)
B. Obţinerea materialelor metalice neferoase
Minereuri neferoase pot conţine: Cu – în stare liberă şi minereuriZn - principalul minereu de zinc folosit astăzi este sfaleritul sau blenda
(sulfura de zinc) Pb - principala sursă de plumb este sulfura de plumb Al - este metalul cel mai răspândit din scoarţa terestră; principalul minereu
este bauxita, bogata în alumină hidratată - oxid de aluminiu combinat cu apa.
Au - participă la puţine transformări chimice – metal nobil, de aceea se găseşte în stare liberă; apare în roca de cuarţ şi în nisipuri formate din această rocă, însă fiecare tonă de nisip poate conţine 30g aur, chiar şi într-un zăcământ bogat.
.
![Page 32: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/32.jpg)
Minereuri care conţin cupru (cuprifere):
calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de
cupru)
cupritul (oxidul cupros)
malachitul, azuritul (forme ale carbonatului
basic de cupru)
![Page 33: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/33.jpg)
Obţinerea materialelor metalice din cupru
Metoda folosită pentru extracţia de cupru depinde natura minereului. Dacă cuprul se găseşte în stare liberă, el poate fi separat prin sfărâmarea minereului în bucăţi mici şi amestecarea sa cu apa. Cuprul, fiind relativ greu, se depune pe fund.
Aliaje ale cuprului: Alamele - Cu-ZnBronzurile - Cu-Sn
![Page 34: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/34.jpg)
Obţinerea materialelor metalice din aluminiu
• Aluminiul se obţine din bauxită prin electroliza apei - utilizarea unui curent electric care separă elementele unui compus chimic.
Aliajele aluminiului:
Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg,
Al-Mg-Mn, Al-Mg-Si,
Al-Zn-Mg-Cu.
![Page 35: TEHNOLOGII ŞI MATERIALE METALICE](https://reader035.fdocumente.com/reader035/viewer/2022081415/56815497550346895dc2aa47/html5/thumbnails/35.jpg)