Նյութերի դասակարգում- Մետաղական նյութեր

Ավանդական դասակարգման համաձայն՝ նյութերը կարելի է բաժանել մետաղական նյութերի, անօրգանական ոչ մետաղական նյութերի (կերամիկական նյութերի), պոլիմերային նյութերի և կոմպոզիտային նյութերի: Պողպատը, ոսկին և արծաթը բոլորը մետաղական նյութեր են: Անօրգանական ոչ մետաղական նյութերը, ներառյալ կերամիկան և ապակին, կլաստերային կազմի առումով ներառում են օքսիդներ, անօրգանական աղեր և այլն: Պոլիմերային նյութերը կազմված են օրգանական մակրոմոլեկուլներից, ինչպիսիք են մանրաթելերը, ռետինը, խեժերը և պլաստմասսաները: Կոմպոզիտային նյութերը որոշակի ձևով կազմված են երկու կամ ավելի նյութերից և դասակարգվում են բազմաթիվ կատեգորիաների: Մատրիցայի համաձայն՝ դրանք կարելի է բաժանել մետաղական մատրիցի, կերամիկական մատրիցի, խեժային մատրիցի և այլն, կամ ամրացման համաձայն՝ դրանք կարելի է բաժանել մանրաթելային ամրացված, մասնիկային ամրացված կոմպոզիտային նյութերի և այլն, կան բազմաթիվ տեսակներ:

Հասկանալ մետաղական նյութերը և զարգացման միտումները: Մետաղական նյութերը վերաբերում են մետաղական հատկություններ ունեցող նյութերին, որոնք կազմված են մետաղական տարրերից կամ հիմնականում կազմված են մետաղական տարրերից: Ներառյալ մաքուր մետաղները, համաձուլվածքները, միջմետաղական միացությունները և հատուկ մետաղական նյութերը:

Մետաղական նյութերի մեր ըմբռնումը պետք է սկսվի հետևյալ ասպեկտներից.

1. Դասակարգում. Մետաղական նյութերը սովորաբար բաժանվում են սև մետաղների, գունավոր մետաղների և հատուկ մետաղական նյութերի։

① Սև մետաղները կոչվում են նաև պողպատե նյութեր, ներառյալ արդյունաբերական մաքուր երկաթը, որը պարունակում է ավելի քան 90% երկաթ, թուջը, որը պարունակում է 2%-ից 4% ածխածին, ածխածնային պողպատը, որը պարունակում է 2%-ից պակաս ածխածին, ինչպես նաև կառուցվածքային պողպատը, չժանգոտվող պողպատը և տարբեր նպատակներով ջերմակայուն պողպատը: Պողպատը բարձր ջերմաստիճանային համաձուլվածք է, ճշգրիտ համաձուլվածք և այլն: Ընդհանուր սև մետաղների շարքում են նաև քրոմը, մանգանը և դրանց համաձուլվածքները:

② Գունավոր մետաղներ են համարվում բոլոր մետաղները և դրանց համաձուլվածքները, բացառությամբ երկաթի, քրոմի և մանգանի, որոնք սովորաբար բաժանվում են թեթև մետաղների, ծանր մետաղների, թանկարժեք մետաղների, կիսամետաղների, հազվագյուտ մետաղների և հազվագյուտ հողային մետաղների: Գունավոր համաձուլվածքների ամրությունն ու կարծրությունը, որպես կանոն, ավելի բարձր են, քան մաքուր մետաղներինը, և դրանք ունեն ավելի մեծ դիմադրություն և ավելի փոքր ջերմաստիճանային դիմադրության գործակից:

③ Հատուկ մետաղական նյութերը ներառում են կառուցվածքային մետաղական նյութեր և ֆունկցիոնալ մետաղական նյութեր՝ տարբեր կիրառությունների համար: Դրանց թվում են արագ խտացման գործընթացներով ստացված ամորֆ մետաղական նյութերը, ինչպես նաև կիսաբյուրեղային, միկրոբյուրեղային, նանոբյուրեղային մետաղական նյութերը և այլն: Կան նաև հատուկ ֆունկցիոնալ համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են՝ գաղտագողի, ջրածնային դիմադրության, գերհաղորդականության, ձևի հիշողության, մաշվածության դիմադրության, թրթռումների նվազեցման և մարման և այլն, ինչպես նաև մետաղական մատրիցային կոմպոզիտային նյութերը և այլն:

Մետաղական նյութերը բաժանվում են ձուլածո մետաղների, դեֆորմացված մետաղների, ներարկման եղանակով ձևավորված մետաղների և փոշեմետաղագործության նյութերի՝ ըստ արտադրության և ձուլման գործընթացի: Ձուլածո մետաղը ձևավորվում է ձուլման գործընթացի միջոցով, որը հիմնականում ներառում է ձուլածո պողպատ, ձուլածո երկաթ և ձուլածո գունավոր մետաղներ և համաձուլվածքներ:

Դեֆորմացված մետաղը ձևավորվում է ճնշման միջոցով, ինչպիսիք են կռումը, գլանումը, դրոշմումը և այլն, և դրա քիմիական կազմը փոքր-ինչ տարբերվում է համապատասխան ձուլված մետաղից: Ներարկման միջոցով ձևավորվող մետաղը պատրաստվում է որոշակի ձևերի և կառուցվածքային հատկությունների մասերի և նախշերի՝ ներարկման միջոցով:

Մետաղական նյութերի կատարողականը կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ գործընթացի կատարողական և օգտագործման կատարողական։

2. Performance. 

Մետաղական նյութերն ավելի ռացիոնալ օգտագործելու և իրենց դերը լիարժեք կատարելու համար անհրաժեշտ է տիրապետել տարբեր մետաղական նյութերից պատրաստված մասերի և բաղադրիչների աշխատանքային նորմալ պայմաններում և տաք ու սառը մշակման ժամանակ օգտագործման ժամանակ ունեցած կատարողականին (օգտագործելիության կատարողականին): Պետք է ունենալ կատարողականություն (գործընթացային կատարողականություն): Նյութերի կատարողականությունը ներառում է ֆիզիկական հատկություններ (օրինակ՝ տեսակարար կշիռ, հալման ջերմաստիճան, էլեկտրահաղորդականություն, ջերմահաղորդականություն, ջերմային ընդարձակում, մագնիսականություն և այլն), քիմիական հատկություններ (ամրություն, կոռոզիայի դիմադրություն, օքսիդացման դիմադրություն) և մեխանիկական հատկություններ: Նյութերի գործընթացային կատարողականությունը վերաբերում է նյութի՝ սառը և տաք մշակման մեթոդներին հարմարվելու ունակությանը:

3. Արտադրության գործընթացը ` 

Մետաղական նյութերի արտադրության մեջ մետաղը սովորաբար նախ արդյունահանվում և հալվում է: Որոշ մետաղներ պետք է լրացուցիչ զտվեն և համապատասխանեցվեն համապատասխան կազմի, նախքան տարբեր բնութագրերի և հատկությունների արտադրանք ստանալուց հետո դրանք վերամշակվեն: Մետաղներ արդյունահանելու համար պողպատը սովորաբար օգտագործում է պիրոմետալուրգիական գործընթացներ, այսինքն՝ փոխարկիչներ, բաց օջախային վառարաններ, էլեկտրական աղեղային վառարաններ, ինդուկցիոն վառարաններ, գմբեթներ (երկաթի ստացման համար) և այլն, որոնք օգտագործվում են հալման և հալեցման համար. գունավոր մետաղները օգտագործում են ինչպես պիրոմետալուրգիական, այնպես էլ հիդրոմետալուրգիական գործընթացներ. բարձր մաքրության մետաղները, ինչպես նաև հատուկ հատկություններ պահանջող մետաղները, օգտագործվում են նաև գոտիական հալեցման, վակուումային հալեցման և փոշեմետաղագործության գործընթացներ: Մետաղական նյութը հալվելուց և դրա կազմը կարգավորելուց հետո այն ձուլվում և ձևավորվում է, կամ ձուլակտորների և բրածոների է վերածվում ձուլակտորների՝ ձուլման և փոշեմետաղագործության ձևավորման գործընթացների միջոցով, ապա պլաստիկորեն մշակվում է տարբեր ձևերի և բնութագրերի արտադրանքների:

4. Զարգացման միտում.

Մետաղական նյութերի զարգացումը հեռացել է մաքուր մետաղներից և մաքուր համաձուլվածքներից: Նյութերի նախագծման, գործընթացային տեխնոլոգիաների և կատարողականության փորձարկման զարգացման հետ մեկտեղ, ավանդական մետաղական նյութերը արագ զարգացել են, և անընդհատ մշակվել են նոր բարձր կատարողականությամբ մետաղական նյութեր: Բարձր ջերմաստիճանային կառուցվածքներ, ինչպիսիք են արագ խտացող ամորֆ և միկրոբյուրեղային նյութերը, բարձր տեսակարար ամրությամբ և բարձր տեսակարար ռեժիմով ալյումին-լիթիումային համաձուլվածքները, կարգավորված միջմետաղական միացությունները և մեխանիկական համաձուլվածքների համաձուլվածքները, օքսիդային դիսպերսիայով ամրապնդված համաձուլվածքները, ուղղորդված կարծրացված սյունաձև բյուրեղները և միաբյուրեղային համաձուլվածքները, մետաղական մատրիցային կոմպոզիտային նյութերը և նոր ֆունկցիոնալ մետաղական նյութեր, ինչպիսիք են ձևի հիշողությամբ համաձուլվածքները, նեոդիմիում-երկաթ-բոր մշտական ​​մագնիսով համաձուլվածքները և ջրածնի կուտակիչ համաձուլվածքները, կիրառվել են տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են ավիատիեզերական արդյունաբերությունը, էներգետիկան և էլեկտրամեխանիկան: