Привет студент

Производство литых металлических изделий было известно в глубокой древности; находят литые предметы, изготовленные за несколько тысяч лет до нашей эры. В Киевской Руси, в Новгороде, в Московском княжестве литейное производство стояло на большой высоте: в IX—X вв. русские мастера умели отливать медные котлы, украшения, меднолитые палицы, кувшины, лампады; имеются указания, что в XI в. на Руси стояло на большой высоте изготовление колоколов; в XIV в. русские мастера отливали пушки. В 1479 г. в Москве был построен пушечнолитейный завод. В 1586 г. мастером Андреем Чоховым была отлита из бронзы пушка весом 2400 пуд.., известная под названием царь-пушки. В XVI в. производство литых пушек стояло в Московском княжестве на такой высоте по качеству и размеру, что иностранцы признавали за Москвой в этом отношении первое место. В XVI в. в России было освоено производство чугунных пушек; вес таких пушек достигал 1200 пуд. В 1632 г. близ Тулы были построены Городищенские чугунолитейные заводы, доменные печи которых по своей мощности в 2 раза превосходили современные им английские печи. В 1648 г. близ Вологды был построен чугунолитейный завод. В 1653 г. русские мастера отлили колокол, который в очищенном виде весил 7700 пуд. Надписи на дошедших до нас старинных колоколах в пушках сохранили много имен русских мастеров литейного производства; среди них особо выделяются Андрей Чохов — знаменитый «литец» колоколов и пушек, братья Дубинины, Мартьян Осипов.

Пассивированием называется самозащита металла от коррозии посредством пленки окисла. Если пленка достаточно непроницаема, прочна и не отстает от металла, то она предотвращает дальнейшее разрушение его. В качестве примера можно указать на окисную пленку алюминия.

Различают особый вид пассивирования, называемый внутренним, при котором пленка устойчивых окислов образуется за счет элементов, входящих в состав сплава, например, хрома в хромистых нержавеющих сталях или алюминия в жароупорных сталях.

Применяемые для защиты металла от коррозии меры могут быть сведены к трем основным видам: 1) изолированию защищаемого металла; 2) гальваническому воздействию на защищаемый металл; 3) ослаблению корродирующего влияния окружающей среды.

ФИЗИКА РАННЕЙ ВСЕЛЕННОЙ

За последние несколько лет между двумя: областями науки — физикой частиц высокйх энергий и космологией — отмечалось довольно тесное взаимодействие, которому в значительной степени способствовало открытие фонового микроволнового излучения, позволившее предположить, что Вселенная когда-то была весьма плотной и очень горячей и что она возникла при «большом взрыве». Одним из очень важных следствий такого взаимодействия явилась постановка проблемы — симметрична ли Вселенная относительно вещества и антивещества или несимметрична и обладает ли избытком одного или другого. Такое различие могло оказывать важное влияние на поведение Вселенной на очень ранней стадии ее развития, а в некоторых отношениях может иметь значение и в настоящее время, если допустить возможность проверки степени симметричности Вселенной. Сначала рассмотрим поведение несимметричной Вселенной, предполагая, что все видимые в пространстве галактики состоят из обычного вещества.

Рассмотрение начнем с момента, когда возраст Вселенной составлял приблизительно 10^-43 сек. Характерный размер Вселенной, так называемый радиус Хэббла, выражается равенством r=сt, т. е. возрастом Вселенной, умноженным на скорость света. Это расстояние равно всего лишь 3*10^-33 см для t=10^-43 сек, что намного меньше характерного радиуса любой из элементарных частиц, с которыми мы имеем дело во Вселенной сегодня, так называемого комптоновского радиуса; величина его обратно пропорциональна массе частицы. Радиусы обычных нейтронов и протонов составляют величину порядка 10^-13 см, поэтому можно было бы сказать, что Вселенная, возраст которой равен 10^-43 сек , еще недостаточно «стара», чтобы содержать в себе обычные нейтроны и протоны.

ПОНЯТИЕ О КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ

 

Коррозией называется разрушение металла под химическим действием окружающей среды.

Металлы встречаются в природе преимущественно в виде соединений с неметаллическими элементами, например, железо — в виде Fe₂О₃ и др., алюминий — А1₂О₃, медь — Cu₂S и т. д.

Для получения металла в чистом виде необходима затрата энергии, так как металлургическими процессами нарушается равновесное состояние между металлом и веществами, с которыми он связан в естественном состоянии.

Полученные в результате металлургических процессов металлы под действием атмосферных условий (газов и влаги) снова стремятся перейти в устойчивые соединения с другими веществами, иначе говоря, корродируют.

В настоящее время коррозия выводит из строя ежегодно около 1 % находящегося в пользовании металла.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПЛАВЫ

АНТИФРИКЦИОННЫЕ СПЛАВЫ

Антифрикционными называются сплавы, служащие для изготовления легко сменяемых трущихся машинных частей и способствующие уменьшению трения и износа деталей.

Из антифрикционного сплава изготовляют легко сменяемые по мере износа части (вкладыши, подшипники); материал для этих деталей должен обладать такими качествами, чтобы при износе их соприкасающаяся с ними трудно заменяемая часть машины не истиралась. Это возможно только в том случае, когда трущиеся части сделаны из разного материала, причем материал наиболее ценной детали должен быть тверже материала, из которого сделана легко сменяемая деталь: следовательно, твердость антифрикционного сплава должна быть ниже твердости шейки вала.

С другой стороны, антифрикционный сплав должен также быть и достаточно прочным, чтобы выдерживать действующую на него нагрузку.

ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ

В технике наибольшее самостоятельное значение имеют следующие цветные металлы: медь, никель, алюминий, цинк, свинец и олово.

МЕДЬ

В чистом виде медь имеет розовато-красный цвет, почему и называется красной медью.

Чем чище медь, тем розовее ее цвет и мельче сыпь в изломе; чем больше в ней примесей, тем грубее и темнее излом.

Удельный вес чистой меди равен 8,93, температура плавления 1083°, коэфициент линейного расширения при нагреве от 0 до 100° С—16,80_*10^-6, предел прочности при растяжении 22 кг/мм² и удлинение 35—50%. Чистая медь обладает высокой электро- и теплопроводностью, очень пластична и хорошо поддается обработке давлением как в холодном, так и в нагретом состоянии. Так как расплавленная медь легко растворяет газы, то литейные качества чистой меди невысоки.

Радиотелескопы и оптические телескопы дают нам возможность вести наблюдения лишь весьма ограниченной части Вселенной, поэтому все наши познания в области физики и астрономии распространяются на относительно небольшой объем Вселенной. Отсюда возникает необходимость экстраполировать наши знания к гораздо более крупным временным и пространственным масштабам. При построении гипотезы поведения Вселенной космолог в качестве отправного пункта принимает какой-либо общий физический принцип — так называемый космологический принцип. Следует иметь в виду, что любой такой принцип является чисто предположительным и требует экспериментальной и наблюдательной проверки, как и всякий закон физики. В настоящее время космолог может лишь выбрать такой общий принцип в качестве исходного, принять некоторые границы применимости общей теории относительности, разработать математические следствия из модели Вселенной и проверить, подтверждаются ли экспериментально и наблюдениями предсказанные явления. В основу большинства космологических систем положен принцип, согласно которому в среднем в данное космологическое время любая точка в пространстве ничем не отличается от других точек космического пространства.

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

В настоящее время наиболее совершенным материалом для режущего инструмента являются твердые или режущие сплавы. Эти сплавы позволяют применять большие скорости резания, чем быстрорежущая сталь, так как обладают большей твердостью и красностойкостью.

По способу изготовления режущие сплавы разделяют на литые и металлокерамические или спекаемые.

ЛИТЫЕ СПЛАВЫ

В состав литых режущих сплавов входят углерод, хром, никель, марганец, кремний, кобальт, вольфрам и железо; в структурном отношении литые сплавы характеризуются большим количеством карбидов, обладающих высокой твердостью; твердость литых сплавов достигает 60 R_c.

Специальными (или легированными) называются стали, особые свойства которых получаются за счет введения в их состав специальных добавок (легирующих элементов). В качестве таких добавок к простой углеродистой стали употребляют никель, хром, вольфрам, молибден, медь, ванадий, титан, кобальт, алюминий, цирконий и др.; к специальным также относят те стали, в которых содержание Мn или Si превосходит обычное для простых углеродистых сталей.

КЛАССИФИКАЦИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Классификация по роду примесей и назначению. В зависимости от рода специальной примеси сталь называется марганцевой, никелевой, хромоникелевой и т. п., а в соответствии с назначением — машиноподелочной (конструкционной), инструментальной и прецизионной; последнее название присваивается сталям, предназначенным для работы в особых условиях, например, для изготовления физических приборов, деталей холодильных машин, для работы при высоких температурах, при резких переменах температур и т. д.

В структуре сплавов, содержащих углерода больше 2% (чугуны), часто можно встретить, кроме зерен феррита и цементита, также и графитовые зерна.

Причиной образования графитовых зерен в сплавах, называемых чугунами, является, однако, не количество содержащегося в чугунах углерода, превосходящее предельное его содержание в твердом растворе с железом, а неустойчивость химического соединения Fe₃C.

При 900—1200° цементит в значительном количестве разлагается на железо и углерод. Таким образом, можно считать систему Fe—С более устойчивой, чем систему Fe—Fe₃C. Неустойчивость при высоких температурах системы Fe—Fe₃C является и причиной трактовки диаграммы состояния сплавов железа с углеродом как диаграммы системы Fe—С, а не Fe—Fe₃C. На диаграмме состояния сплавов железа с углеродом эта большая устойчивость системы железо — графит по сравнению с системой железо — цементит выражается наличием линий, лежащих несколько выше тех, которые характеризуют явления образования или исчезновения цементита.