Mărfuri metalice

MĂRFURI METALICE

1.Marfuri metalice. Maºini de gatit. Convectoare. Centrale termice.

Boilere. (fara caracteristici)

2.Marfuri metalice. Metode de determinare a duritatii. Duritatea. Def. Met. statice. Met dinamice. (fara formule)

1.1 Proprietăţile metalelor

În timpul utilizării lor, mărfurile metalice sunt supuse la solicitări mecanice, termice şi, totodată, suferă acţiunea unor factori chimici. De asemenea, o serie de proprietăţi ale metalelor şi aliajelor acestora, precum culoarea sau luciul, contribuie la aspectul şi estetica produsului, iar altele, cum sunt densitatea şi greutatea specifică la stabilirea greutăţii acestora.

Cunoaşterea proprietăţilor metalelor şi aliajelor acestora oferă posibilitatea utilizării lor ca materii prime corespunzătoare destinaţiilor date, explicării ştiinţifice a indicatorilor de calitate ai produselor şi îndeplinirii funcţiilor pentru care acestea au fost create.

Proprietăţile metalelor pot fi clasificate în următoarele patru grupe:

• proprietăţi fizice

• proprietăţi mecanice

• proprietăţi tehnologice

• proprietăţi chimice.

1.1.1 Proprietăţi fizice

Starea de agregare. La temperatura mediului ambiant toate metalele, cu excepţia mercurului, se găsesc în stare solidă, deci au formă şi volum propriu.

Culoarea. Este dată de radiaţiile din spectrul vizibil care sunt reflectate de suprafaţa acestora. Cele mai multe metale reflectă aproape toate radiaţiile spectrului vizibil şi de aceea ele au o culoare alb-cenuşie. Unele metale precum cuprul, aurul etc. şi aliaje precum alama sau bronzul, absorbind o parte din radiaţiile spectrului vizibil (în domeniul albastru în cazul cuprului, respectiv în domeniul verde în cazul aurului, alamei sau bronzului), apar colorate.

Luciul. Este o proprietate specifică metalelor, care influenţează direct aspectul produselor. În timp, datorită fenomenului de coroziune, pe suprafaţa metalelor se formează compuşi chimici (de regulă oxizi sau sulfuri) care afectează luciul.

Structura metalelor. În stare solidă metalele au o structură cristalină. Din multitudinea structurilor cristaline care pot fi întâlnite, cele caracteristice metalelor sunt foarte puţine. Majoritatea metalelor cristalizează într-unul din următoarele sisteme:

• reţeaua cubică compactă (cu feţe centrate, în care cristalizează cromul, wolframul şi molibdenul.

• reţeaua cubică centrată intern (cu volum centrat) specifică aluminiului, nichelului, cuprului, argintului, aurului şi platinei.

• reţeaua hexagonală compactă, în care cristalizează titanul, zincul, iridiul şi zirconiul.

Dintre cele 65 de metale ale căror structuri au fost determinate, 45 cristalizează cu structuri compacte, cubice sau hexagonale, 15 au structuri cubice centrate intern şi numai 5 (manganul, galiul, indiul, staniul şi mercurul) au structuri cristaline diferite de cele trei tipuri curente.

Numeroase metale sunt polimorfe, adică cristalizează, pe diferite intervale de temperatură, în una sau alta din cele trei forme cristaline obişnuite.

Densitatea (ρ) unui metal sau aliaj omogen se defineşte ca masa conţinută în unitatea de volum. Unitatea de măsură uzuală pentru densitate este g/cm3. Din punct de vedere al densităţii lor, metalele se pot clasifica în:

• metale uşoare, având densităţi de până la 5 g/cm3, exemplu în acest sens fiind aluminiul;

• metale grele, la care densitatea este cuprinsă între 5-10 g/cm3, ca de exemplu cromul;

• metale foarte grele, cu densităţi care depăşesc 10 g/cm3, cum sunt de exemplu argintul.

Densitatea relativă (ρr) a unui metal sau aliaj este dată de raportul dintre densitatea sa şi cea a apei şi este o mărime adimensională.

Cunoaşterea densităţii permite calcularea corectă a masei produselor plecând de la dimensiunile acestora şi invers.

Temperatura de topire este temperatura la care metalul sau aliajul trece din starea solidă în starea lichidă, la presiunea atmosferică. Cunoaşterea temperaturii de topire este necesară pentru alegerea metalelor în funcţie de regimul de lucru şi de locurile în care vor fi întrebuinţate.

Dilatabilitatea este proprietatea metalelor de a-şi mări lungimea şi volumul prin încălzire. Fenomenul invers, adică micşorarea lungimii sau volumului prin răcire, se numeşte contracţie. Dilatarea în lungime este întâlnită la produsele la care lungimea este mult mai mare decât celelalte două dimensiuni (lăţime şi înălţime), iar dilatarea în volum este specifică produselor la care cele trei dimensiuni sunt de valori apropiate.

Cunoaşterea coeficientului de dilatare este foarte importantă în construcţia de maşini, a instrumentelor de precizie, la execuţia construcţiilor metalice. De exemplu, la ceasuri, cronometre, şublere, micrometre se utilizează aliaje cu coeficient de dilatare cât mai mic.

Conductibilitatea termică este proprietatea metalelor şi aliajelor de a putea fi străbătute de un flux de căldură sub acţiunea unei diferenţe de temperatură. Ea se exprimă de regulă prin intermediul conductivităţii termice λ şi se măsoară în

Cele mai bune metale conducătoare de căldură sunt argintul, cuprul, aurul şi aluminiul. Cunoaşterea conductivităţii termice este necesară pentru corecta alegere a metalelor şi aliajelor din care se produc radiatoarele (caloriferele), ochiurile maşinilor de gătit, evaporatoarele şi condensatoarele frigiderelor şi congelatoarelor etc.

Conductibilitatea electrică este proprietatea metalelor şi aliajelor de a putea fi străbătute de un curent electric sub acţiunea unei tensiuni electrice. Mărimea asociată acestei proprietăţi este conductivitatea electrică γ, şi care se măsoară în

Mult mai des este folosită în practică mărimea inversă conductivităţii electrice şi anume rezistivitatea electrică ρ.

Cea mai bună conductivitate electrică o au argintul, cuprul, aurul şi aluminiul. De aceea, argintul, cuprul şi aluminiul sunt utilizate la producerea conductoarelor pentru transportul energiei electrice.

Metalele în stare pură conduc mai bine curentul electric decât cele care conţin impurităţi sau care sunt aliate cu alte metale. Unele aliaje, având o rezistivitate ridicată, sunt folosite la producerea rezistenţelor electrice pentru aparate electrocasnice (plite electrice, reşouri, fiare de călcat etc.) şi a celor bobinate folosite în electronică.

Cunoaşterea rezistivităţii şi a conductivităţii electrice prezintă importanţă pentru metalele şi aliajele folosite în industria electrotehnică şi electronică.

Proprietăţi magnetice. Toate metalele şi aliajele au o anumită comportare din punct de vedere magnetic, care diferă de la un metal la altul şi chiar de la un metal la aliajele sale. Din punct de vedere al proprietăţilor magnetice, metalele şi aliajele se pot grupa în:

• metale şi aliaje diamagnetice. Acestea au moment magnetic numai în prezenţa unui câmp magnetic exterior şi atunci se magnetizează în sens invers cu câmpul magnetic (momentele magnetice induse sunt opuse câmpului magnetic); de aceea, metalele şi aliajele diamagnetice sunt respinse uşor de magneţi. Exemple de metale diamagnetice sunt: staniul, plumbul, cuprul, argintul şi aurul.

• metale şi aliaje paramagnetice. Au moment magnetic numai în prezenţa unui câmp magnetic exterior şi atunci se magnetizează în acelaşi sens cu câmpul magnetic (momentele magnetice induse sunt în sensul câmpului magnetic); de aceea, metalele şi aliajele paramagnetice sunt atrase uşor de magneţi. Exemple de metale paramagnetice sunt: aluminiul, platina, cromul, titanul şi vanadiul.

Diamagnetismul şi paramagnetismul se manifestă foarte slab.

• metale şi aliaje feromagnetice. Pot avea moment magnetic chiar dacă nu se găsesc în câmp magnetic exterior. Aceste metale şi aliaje pot da deci magneţi permanenţi. Feromagnetismul se manifestă cu intensitate mare faţă de celelalte tipuri de magnetism. Metalele feromagnetice sunt: fierul, nichelul, cobaltul precum şi aliajele acestora. Există şi un aliaj compus din metale neferomagnetice (cupru, aluminiu, mangan) numit aliaj Heussler, care posedă totuşi proprietăţi feromagnetice.