В настоящее время используют металлы в чистом виде и сплавы. Металлы и их сплавы делятся на черные и цветные.
Сталью называют сплав железа с углеродом (до 2,14%) и другими элементами.
В стали есть постоянные примеси, неизбежно остающиеся в процессе плавки. К ним относятся кремний, марганец, сера и фосфор. Кроме этого, в сталь добавляют так называемые легирующие элементы для изменения механических, физических и технологических свойств ее в желаемом направлении (делают прочнее или уменьшают прочность, делают тверже или мягче и т. п.). Такими элементами являются кремний и марганец (добавляемые в сталь сверх неизбежно остающихся в процессе плавки), никель, хром, молибден, ванадий, вольфрам, кобальт и др.
Механические свойства металлов.
Прочность Прочность — свойство стали (металла) оказывать сопротивление разрушению от действия внешних сил. Внешние силы могут по-разному действовать на металл — растягивать его, сжимать, изгибать, скручивать, срезать, сминать.
Пластичность (вязкость, тягучесть) — свойство изделий из металла под действием внешней силы изменять свою форму без разрушения.
Основным показателем пластичности является относительное удлинение (укорочение), при растяжении (сжатии) материала.
Упругость — свойство изделий из стали изменять свою форму без разрушения от действия внешних сил и восстанавливать ее после прекращения действия этих сил.
Твердость — сопротивление -металлов, вдавливанию или царапанию. Твердость в основном влияет на интенсивность изнашивания (истирания) деталей машин. Чем больше твердость, тем медленнее будет изнашиваться деталь. Поэтому при выполнении поковок на интенсивно изнашивающиеся детали следует подбирать сталь с большой твердостью.
Физические свойства металлов и сплавов.
Температура плавления
Чистые металлы имеют более высокую температуру плавления, чем их сплавы. Например, температура плавления железа 1539 °С, а сталь с содержанием углерода 0,5… … 2,0% плавится при температурах 1450 … 1153 °С соответственно.
Теплопроводность — свойство металла передавать теплоту от более нагретых частей к менее нагретым. Чем чище металл, т. е. чем меньше в нем примесей, тем выше его теплопроводность, быстрее и равномернее прогревается весь объем и меньше вероятность образования трещин в металле при ковке.
Технологические свойства металлов.
Ковкость — свойство металла пластически деформироваться (изменять свою форму) в больших пределах от действия относительно небольших ударных или статических нагрузок. Это одно из основных свойств металлов, позволяющее обрабатывать их ковкой.
Свариваемость — свойство металлов образовывать неразъемные соединения при деформировании (ковке) соединяемых частей металла в горячем состоянии.
Закаливаемость — свойство стали становиться значительно тверже и износоустойчивее после нагрева и последующего быстрого охлаждения в охлаждающей среде.
Обрабатываемость — свойство сопротивляться отделению части металла от заготовки режущим инструментом в холодном состоянии, т. е. хорошо или затруднительно отделяется стружка от заготовки, например на токарном станке.