FIZINĖS METALŲ SAVYBES

metalo-gaminiai   Metalai ir lydiniai gali turėti įvairių savybių. Vieni iš jų leng­vi (magnis, aliuminis), kiti sunkūs (švinas). Kai kurie metalai lengvai lydosi (alavas, švinas), o norint išlydyti geležį ir platiną, reikia sunaudoti daug šilumos. Ne visi metalai yra vienodai stiprus, o stiprumas yra vienas iš pagrindinių faktorių, parenkant metalą detalėms gaminti. Nežinant metalų savybių, negalima spręsti apie jų tinkamumą. Gamybos sąlygomis apie metalų sa­vybes sprendžiama pagal specialius dokumentus (sertifikatus, pasus) ir pagal metalų laboratorinių tyrimų rezultatus.Metalų savybės skirstomos į fizines, chemines, mechanines ir technologines.Fizinėms metalų savybėms priskiriama: spalva, lyginamasis svoris,, šiluminis laidumas, šiluminis talpumas, lydymosi tem­peratūra, plėtimasis kaitinant, elektrinis laidumas ir magnetinės savybės. Šios savybės vadinamos fizinėmis todėl, kad jos pasi­reiškia, vykstant fiziniams reiškiniams, t. y. tokiems metalų pasikeitimams, kurių metu jų sudėtis nesikeičia. Pavyzdžiui, kai­tinant švinas lydosi, bet jo sudėtis nepasikeičia.Spalva vadiname metalų savybę atspindėti krintančius ant jų šviesos spindulius. Šviesos spinduliai, atsispindėję nuo įvai­rių metalų, veikia regėjimo organus skirtingai, ir tai sukelia vienos ar ‘kitos spalvos pojūtį. Varis yra rausvai gelsvos spal­vos, aliuminis — baltos ir t. t.Specifiniu svoriu vadiname vieno kubinio centimetro metalo svorį, išreikštą gramais. Geležies specifinis svoris lygus 7,8; aliuminio — 2,7; vario — 8,9; švino — 11,3 g/cm3.Metalo specifinis svoris dažnai reiškiamas graikiška raide y (gama). Jis gaunamas, dalijant kūno svorį iš jo tūrio.Žinant specifinį svorį, galima palyginti vienodo dydžio ir formos, bet pagamintų iš skirtingų medžiagų daiktų svorį. Pa­vyzdžiui, plieninis vamzdis sunkesnis už tokio pat dydžio vini-plasto vamzdį 5,5 karto, nes plieno specifinis svoris 5,5 karto didesnis už viniplasto specifinį svorį. Projektuojant mašinas arba pastatus, siekiama, kad konstrukcija būtų stipri ir lengva. Ten, kur galima, metalinės detalės pakeičiamos lengvesnėmis nemetalinėmis. Pavyzdžiui, špižiniai vandentiekio vamzdžiai pakeičiami asbocementiniais.Šiluminiu laidumu vadinama metalo savybė praleisti šilu­mą. Kuo didesnis šiluminis laidumas, tuo greičiau šiluma sklin­da metale, jį šildant, ir tuo greičiau ji atiduodama aplinkai, metalui auštant. Si savybė panaudojama šildymo prietaisuose. Špižinis centrinio šildymo radiatorius gauna šilumą iš vandens, įšyla ir atiduoda gautą šilumą aplinkiniam orui.Vidaus degimo varikliuose cilindrų (įvorių) sienelės įkaista nuo šilumos, išsiskiriančios, degant kurui. Kad jos neperkaistų, metalas turi būti pakankamo šiluminio laidumo ir atiduoti gau­tą šilumą aušinančiam vandeniui.Į metalų šiluminį laidumą atsižvelgiama, gaminant piovimo įrankius, nes dirbant jie įkaista ir netenka ypatybės piauti.Dideliu šiluminiu laidumu pasižymi varis ir aliuminis. Ge­ležis, plienas ir špižius šilumą praleidžia keturis kartus blogiau, negu varis.Šiluminis laipumas nusakomas šilumos kiekiu, reikalingu sušildyti metalą 1. vairių metalų šiluminio talpumo sulygi­nimui vartojama specifinė šiluma — šilumos kiekis, išreikštas kkal (kilokalorijomis), reikalingas vienam kilogramui metalo konstrukcija sušildyti 1°. KUokalorija, arba didžioji kalorija, yra šilumos vienetas.Maža specifine šiluma išsiskiria platina ir švinas. Geležies, plieno ir špižiaus specifinė šiluma beveik keturis kartus didesnė, negu švino.

               Lydymasis — tai metalo perėjimas iš kieto būvio į skystą procesas. Kuo žemesnė metalo lydymosi temperatūra, tuo ma­žiau šilumos reikia sunaudoti jam išlydyti. į šią sąlygą atsi­žvelgiama, lydant lydinius (bronzas, žalvarius, špižių ir kt.) ir gaminant iš jų detales liejimo į specialias formas būdu.

Metalai su aukšta lydymosi temperatūra laikomi sunkiai ly­džiais (volframas, chromas, platina), metalai su žema lydymosi temperatūra priskiriami prie lengvai lydžių (alavas, švinas). Geležies lydymosi temperatūra — 1539, vario—1083, alavo — 231,9, anglinio plieno — 1420—1520°.Šiluminis (terminis) plėtimasis apibūdinamas šildomo me­talo savybe plėstis. Plieninio centrinio šildymo vamzdžio 10 m atkarpa, pakilus per jį tekančio vandens temperatūrai 80°, pa­ilgėja 10 mm. Kad vamzdžiai galėttj laisvai ilgėti nesusigadin­dami, juose įtaisomi kompensatoriai, kuriems perduo­damas vamzdžių pailgėjimas. 8 paveiksle pateikta n raidės pavi­dalo kompensatoriaus schema. Strichine linija pavaizduotas kompensatorius, pailgėjus vamzdžiui. Centrinio šildymo siste­mose kompensatorių funkciją atlieka vamzdžių posūkiai ir iš­lenkimai. Centrinio šildymo statvamzdžiuose, praeinančiuo­se per perdenginius, įtaisoma metalinė įvorė. Geri sroves laidi­ninkai yra sidabras, varis ir aliuminis. Gerai praleidžiantieji elektros srovę metalai naudoja­mi elektros laidų ir elektros mašinų bei prietaisų detalėms ga­minti. Kai kurie metalai ir lydiniai (nichromas, konstantanas ir kt.) sudaro elektros srovei didelę varžą. Tekant srovei tokiais

metalais, išsiskiria daug šilumos, ir metalas įkaista. Todėl, pa­vyzdžiui, iš nichromo gaminamos spiralės elektriniams šildymo prietaisams.

              Magnetinės savybės — tai metalų sugebėjimas įsimagnetinti. Stiprias magnetines savybes turi geležis, nikelis, kobaltas ir jų lydiniai, vadinami feromagnetiniais. Magnetinės savybės pasi­reiškia tuo, kad įmagnetintas metalas traukia prie savęs daiktus iš metalų, pasižyminčių magnetinėmis savybėmis. Kai kurių markių plienai įmagnetinti išlaiko magnetines savybes. Tai pastovieji magnetai. Kiti plienai būna įmagnetinti tik tol, kol veikiami pastoviuoju magnetu arba elektros srove. Atjungus srovę, šie plienai išsimagnetina, t. y. praranda magnetines sa­vybes. Sis reiškinys pritaikomas elektromagnetuose, kuriais ke­liami sunkumai gamyklose, sandėliuose ir pan. Medžiagos su įvairiomis magnetinėmis savybėmis pritaikomos elektrotechni­kos aparatūrai.

Žinant metalų fizines savybes, galima spręsti, ar jie tinka­mi gaminti vienokias ar kitokias detales. Pavyzdžiui, elektrinį laidą reikia gaminti iš vario, o ne iš plieno. Plienas pigesnis ir stipresnis, bet elektros srovę praleidžia blogiau už varį. Ka­tilinių kūryklų detalėms labiau tinka plienas ir špižius, negu aliuminis, kuris turi žemesnę lydymosi temperatūrą ir yra ne­pakankamai stiprus.