Главная страница > Техника, страница 85 > Технология металлов

Технология металлов

Технология металлов, комплекс дисциплин, изучающих практич. применение научных данных физики, химии и механики в области получения, обработки и применения металлов. Систематический ход процессов Т. м. схематически м. б. представлен табл. 1. Как можно заключить из этой схемы всего техно

логии. процесса, только часть металла полу-

Таблица 1С х е м а т и ч е с к и и ход процессов Т. метров.

Добыча руды

Обогащение руды

Химич. выдел зние I * РУД I

Сбор старого метала ι « } А (отходы, лом, изношенные I механизхмы)

металла из

Подготовка

I

Сплаьы гз руд Сырой металл непосредственно (черновойметалл)

4-

4-

Рафпнировка

I

Шихтовка

i

Механич. обработка дтвлением

Полуфабрикат

Очистка (рафинированпе металла) С

I

Сплав тенис (об) азованис сплавов) О

I

___ Отливка G _

I

Черного фасон, литья

Сплавы из лома непосредст венно

I

Гафиннровка (

4- i

Шихтовка

Готов, литья

Н, III

• -> Улучшение физич. свойств J,

i,

Полуфабрикат с заданными |

физич. свойствами I

i i

Окончат, придание формы „ и(обработка резанием) ’ |

i I

Изделие ч---------

Защита поверхности оболочкой Е, III, а, 1, 2

I

Отделка

I

Соединение частей Е а з 4

(сварка или пайка) ’ ’ ’ ’

4

Готовый механизм

I

Потери на коррозию и износ I

Изношенный механизм ---—

члется из руды, значительная же часть совершает круговорот и либо распыляется и теряется (смотрите Коррозия) либо поступает обратно в переработку в виде отходов и устаревших или изношенных изделий (смотрите Лом металлический, Скрап). По мере насыщения страны металлич. изделиями необходимо обратить особое внимание на этот путь переработки сырья и не терять его безвозвратно в виде неиспользованных, подвергнувшихся коррозии отбросов. В табл. 2 систематизированы процессы Т. м. с указанием смежных дисциплин и приведены главные физико-химич. основы соответствующих процессов, на которых базируется практи ка таковых, а также основное оборудование.

В этой таблице в самом сжатом виде показаны только главные пути, по которым развивается Т. м. Подробности об отдельных процессах— см. соответствующие статьи Т. Э. Как видно из раздела J, научной базой всей Т. м. является широко развившаяся за последнее время на основе последних исследований строения атома физическая химия.

Процессы Т. м. тесно связаны с конструктивным проектированием механизмов и изделий. Решения задачи изготовления механизма как с точки зрения конструкции, так и с точки зрения технологии, процесса м. б. самые разнообразные. Наиболее удачно бывает разрешена задача, когда сочетается удачная конструкция с удобным технологии, процессом. Задача |

конструктора—дать при наименьшей стоимости максимум прочности (в том или ином смысле) в изделии, а задача решения технологического процесса—при наименьшей затрате материалов и энергии найти наиболее простое и дешевое исполнение конструкции, отвечающей своему назначению. В этой части Т. м. пользуются гл. обр. процессами, обозначенными в таблице 2 подлит. G,H (II и III) и J, тогда как для изготовления самого материала (на основе данных иод лит. J)—процессами А, В, С, D, F. Развитие Т. м. идет параллельно с развитием прэм-сти; эти факторы находятся во взаимодействии; в связи с этим и к конструкциям и к материалам предъявляются все новые требования, создаются новые сложные конструкции, изобретаются сплавы со специфич. свойствами. Первоначально конструкции обладали большим уд. в (наир, хорошая стационарная паровая машина в 100 IP имела вес 5-р10 т, то есть - 100 килограммIIР, в настоящее же время от двигателей в нек-рых случаях требуется вес машины на 1 IP менее 1 килограмм). Главными материалами были дерево, бронза, чугун, технологии, процессом—лить*1 или вырезка деталей горячим или холодным способом из целого куска (слитка). Улучшение шло по линии применения более надежных литейных сплавов (сталь, улучшение качеств бронз), улучшения процессов ковки (смотрите Кузнечное производство), применения прокатки. С течением времени явилась необходимость в массовом изготовлении одинаковых изделий (например снаряды, автомобили, гвозди, винты и т. д.) и в изготовлении очень крупных изделий (турбогенераторы, мостовые фермы и т. д.). Эти задания Т. м. решает постановкой массового производства деталей и целых изделий (штамповка, автоматич. станки) и комбинированием сравнительно несложных элементов (например прокатанных листов или даже крупных отливок) в очень крупные агрегаты.

В связи с этим стремятся получить, во-первых, более прочный материал (легированные железо и сталь, специальные сплавы), а, во-вторых, пользуясь новыми видами соединений частей конструкций, применять методы, обозначенные под лит. Е, причем малостойкие на воздухе сплавы защищать от разрушения разными методами, указанными под лит. E, III. Удачную ил люстрацию применения современных технологических процессов представляет собой изготовление например корпуса цеппелина или большого аэроплана. Облегчение веса получено вследствие применения очень легких сплавов (дуралюмина с уд. сопротивлением“ ок. 16 и электрона с уд. сопротивлением около 19) в виде сваренных решетчатых ферм; кроме того многие детали изготовляются из стальных листов, которым придается холодной штамповкой наиболее прочная форма (плоскости делаются из волнистого жесткого листа часто толщиной 0,2—0,3 миллиметров), из легких и сверхлегких металлов (дуралюмина, электрона), отлитых под давлением в закрытые металлич формы, и т. и. Работающие и сильно изнашивающиеся части крупных машин делаются составными (напримзр лопатки турбогенератора и т. и.). Так. обр. в настоящее время в Т. метров.

* Уд. сопротивление Ζε — ——— ; Для стали Ze =

100 килограмм/мм2 „ 44.

=---^ 13, для дуралюмина Ze= yg=13,4, для

35

электрона Ze== 19.

Подразделение процессов

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы аппаратуры и оборудования

общие

частные

общие случаи

частные случаи

Исходный путь

Геология Минералогия Рудное дело Рудные запасы

Соображения о формах залегания руд в земной коре

Сопоставление важнейших залежей Сопоставление металлов по период, системе

Взятие проб

А.— Добыча и обогащение

Вспомогательные операции

1

Характеристика метал-лич. веществ Значение физичееких свойств и химия, состава руды для выбора метода ее переработки

Соображения об образовании смешанных и сложных кристаллов нату ральн. руд— сульфиды, окислы, силикаты и т. д.

Строение важнейш. руд

Добыча руд открытыми и подземными разработками

Добыча железн. РУД (Урал, Кривой Рог), марганцевых руд (Чиатуры), по-лиметаллич. руд (Кузнецкий р-н) и т. д.

1. Отсеивание

Теория падения тел в струе воздуха

1

1 Отсеивающие 1 устройства

2. Электростатич. обогащение

Теория электростатич. разделения веществ

Установки Кот-релля и Хеффа

1

3. Электроосмос

Электроосмотич. установки

!

4. Дробление

Теория различных дробящих усилий

Дробилки, грохоты. Сортировка после дробле- ни я

5. Обогащение мокрым путем

Теория падения тел в воде

Соображения об уд. в.

1

1

Сита, промыв- | ные машины и тому подобное.

Золотопромывные устройства (смотрите Молото)

6. Флотация

Теория взаимодействия молекулярных сил поверхностных натяжений жидкостей, твердых частиц и газов

Соображения о смачиваемости минера 10В водой, маслом и др. жидкостями

Флотационные устройства Элмора, Грбндаля и т. д.

Флотация сульфидных руд и ДР.

7. Магнитное разделение

Теория действия магнитного поля на вещества с различной магнитной проницаемостью

Магнитная проницаемость различных минералов

Магнитный сепаратор

1

1 Обогащение маг-1 нитиых руд

; В.—Получение металлов химии. путем

1

Теория фаз и агрегатного состояния Общие законы химия. статики и кинетики (рассматриваются только кристаллич. вещества)

Обзор химия, соединений, перерабатываемых в металлургия, произволе гвах

Сравнение существующих окислов, сульфидов и до. соединений металлов. Их образование и определение

Средства для фазового разделения

I. Выделение ме-1 таллов химия.

1 путем:

! А. Из кислых растворов, метал нов

В. Из ртутных растворов (амальгам)

1

Законы равновесия гомогенных и гегероген-1 ных систем 1 Химия водных растворов металлич. солей

I

Соображения о растворимости и гидратации

1

Аппараты для осаждения, растворения, отстаивания, выщелачивания

Амальгамацион-ные установки

Осаждение цементного Ag-Ц тонирование (Au) Растворение в кислотах Обработка руд кислотами Амальгамация Au, Ag и др.

II. В ы д е л е н и е металлов электро-, химия, путем из кислых растворов

Электрохимия водных I растворов Электрохимия, эквива-1 ленты и выходы Напряжения разложения

1 Потенциал оастворимо-сти

!

1

Соображения об элек-тролитич. потенциале растворимости Сравнение электрохимия. эквивалентов

Установки для электролиза с нерастворимыми : анодами

Получение путем электролиза Ag, Си, Na, Zn, Ро 1 И др.

1

!

1

1

ί


Подразделение процессов

Теоретические

обоснования

Поактич. применение и типы аппаратуры и оборудования [

общие

частные

общие случаи

i частные случаи j

III. Получение металлов путем химич. пеакций из расплавленных сплавов

Термохимия Теория электропечей Соображения о преимуществе работы с металлом в расплавленном состоянии

1

Теплопроизвотителыгая способность применяемого топлива Равновесие со, -* СО + О; С4-Н,Оу±СО -ь Н> Сопоставление огнеупорных веществ и их важнейших свойств

1. Получение высоких ί° сжиганием топлива:

а) твердое, жидкое, газообр. топливо б) топки в) воздуходувки

2. Получение высоких t° элек-трич. путем

3. Огнеупорные материалы

4. Измерения Г

1

1

ί

1

1

А. Получение новых состояний металлов путем высокого нагрева 1) Разложение на сплав и газообразные соединения

Термохимия и температурные условия диссоциации в у асплаве и парах

Соображения об условиях давления и нагрева разлагаемых металлич. соединений

Плавильные печи:

1. Ванные

2. Пламенные

3. Обжигательные

4. Конвертеры

5. Электроплавильные

Возгонка а из шпейзы Получение Hg из реагирующих [ масс

j

2) Разделение несмсши-ваютцихся сплавов

Теория распада на металл, шлаки и штейн Обьяснение сущности образования штейна, шпейзы и др.

Соображения о взаимной растворимости ме-таллич., окисных, сульфидных, овистых и прочие сплавов

Переплавка обо-1 жженных руд Си, РЬ и тому подобное.

! на металл, штейн,веркблей и шлак

Отделение неме-таллич. веществ от металла переплавкой

3) Разделение на сплавы и кристаллы

Теория равновесия между сплавами и кристаллами

I

Соображение о темп-ре затвердевания исследуемых веществ

i

6. Приспособления для термитных реакций

Выплавка ГЬ из твердых реагирующих масс Процесс зейгерования РЬ и тому подобное.

i В. Перевод в металлич. или иное состояние 1 химич. соединений ·

!

Теория химич. ппевра-•щения в 3 фазных и более высоких систехмах Знание действия термитных реакций Вычисления термохимии. данных для них

Последовательн. срод-1 ства расплавленных металлов к О, S, Cl, Fe,

1 С и т. д. при разных ! температурн. условиях i Точка плавления ре-1 агирующих веществ и баланс тепла термит-1 ных реакций

j Приспособления 1 для термитных реакций

1

j

1) Путем реакций между оки металла ! и восстановителем

Теория восстановительных процессов

i

S

1

Диаграммы равновесия: Me + О + N,

Me + О + С, i Me + Me + О 1 в жидком состоянии 1

j

1

Доменные печи Плавильные печи для выплавки цветных металлов

Аппаратура для алюмино-термич. (термитной) плавки

Выплавка Fe, РЬ, Zn, Си, So и т. Д. ИЗ ИХ окислов

Восстановление окисей металлов при помощи Na, Са, AI, Mg, Си Получение ферросплавов и специальных сталей из смеси окислов и С или из C-Fe и метал, окисл. Термитные реакции

2) Путем реакций меж- | ду сульфитами металлов и оки

Теория окислительной плавки на штейн

1 Диаграмма равновесия 1 Me -f О + S в жидком состоянии

i

i I

Переплавка сульфидов с оки

3) Путем реакций между сульфидами и другими ооессериваюгци-ми веществами (кроме О)

Теория превращений металлич. сульфидов при помощи реакций с другими металлами

1

Диаграмма равновесия ; Me + Me -f S в жидком состоянии

^ Выделение РЬ из PbS железом

4) Путем реакций между металлогалоидами и третьим металлом

Теория превращения металлогалоидов с другими металлами

Диаграммы равновесия Me4-Me 4-Cl:

Me -f Me 4- F, и т. д.

j

1 i

1

j

Получение металлов из их галоидных солей прибавлением др. металлов


Подразделение процессов

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы аппаратуры и оборудования

общие

частные

общие случаи j

частные случаи

IV. П о л у ч е н и е металлов путем электрохимии, процессов из расплавленных сплавов

Теория электролиза ! расплава

Соотношения между напряжением разложения и химич. сродством

!

Обзор электрохимия, эквивал., как в В, II Соображения о ί° пЛшприменяемых расп шв-ленных электролитов, j их напряжении разложения, электропровод-, i ности !. i

Электролизно- ι плавильные печи. Печи с Hg-катодом. Печи с | расплавленным | РЬ-катодом

1

Получение А1 и A1-S1

Получение Mg Получение Се и его сплавов Получение Са, Sr, Ва, Be Получение РЬ,

, Na, К, Si

V. П о л у ч е н и е металлов путем химии, процессов при нагревании м е т а л л и ч. соединений в твердом состоянии

.

Особенности работы при высоких ί°, теория горения

Преимущества работы с металл ши в твердом состоянии

См. В, III

1

1

1

Получение высоких t°, см. В, III *

А. Перевод в металлич. или другое состояние только нагревом

Термохимия и зависимость изменений рав- новесия от термин, условий при диссоциации металлич. соединений на кристаллы и пар

Соображения о зависимости диссоциации разлада“ мых металлкч. со-едит ний (окислов, сульфидов, карбонатов, гидратов и т. д.)

> от t° и р

Разложение Νί (СОД

Частичное обессеривание FeS_ -*FeS + S Разложение ZnC03, СаС03

В. Перевод в металлич. или другое состояние химии, реакциями

Теория обратимых химич. реакций между твердыми и газообразными веществами Термохимия, основы экзотермич. реакций

Последовательность сродства металлов к О, S, Cl, F, С и т. д. при нагреве и изменениях их

1

1

1) Путем реакций между ! оки металла и восстановителем

Теория восстановления смесей окислов Теория взаимных превращений твердых металлов и их соединений (обратимые реакции)

Диаграммы равновесия: i Me + О + Н Ме + 0 + + С, Me + Me + О в твердом состогнии I Последовательность i сродства С и Н к Me и О

L _

Разнообразные типы печей, классифицируемые по назначению, по форме и по роду обслуживания

j

Получение Zn из Z η О ι Восстановление окислов металлами Na, Са, Mg, А1, Со и т. д. Восстановление CuS04, BaS()4Нагрев наугле-роженного железа с его оки 1

2) Путем реакций между сульфидами и кисло-1 родом

Теория образования окисла металла и сульфата из сульфида в тройной системе Me + О + S

Диаграмма равновесия: 1 Me + О + S (а также i As и Sb) в твердом состоянии

Теплота реакций при процессах оожига

1.

1

1

~ - _| Обжиг Cu2 S, I PbS, ZnS, Hg3, Ag.S, MnS2, SbLS3 CuFeSi,· (Ni-Fe-Cu) S

3) Путем реакций между сульфидами, оки и С1 (хлорирующий обжиг)

Теория хлорирующего обжига

Диаграммы равновесия: Me + О + С1,

Me + S + Cl в твердом состоянии Теплота реакций

Хлорирующий обжиг Cu2S, Ag2S, V203

С. — Рафинирование металлов

, См. В

!

i

1

я и

I

I. Рафинирование I металлов химич. путем в кислых растворах

См. В, I

См. В, I !

I

См. В, I

Химия, очистка благородных металлов

II. Электрох им ич. рафинирование металлов в кислых растворах

Электрохимия анодного растворения и катодного выделения Электрохимия, эквиваленты и расход тока

Соображения о потенциале растворимости металлов

Сопоставление электрохимия. эквивалентов

Электролиз и его применение с растворимым анодом

Электрохимия, рафинировка Си, Ni

Электролит, разделение благородных металлов

III. Огненное рафинирование расплавленных металлов

1

А. Разложение на состав-, ные части простым нагревом

См. В, III

См. В, III

Получение вы- ;соких ί°, 1 см. В, III *


.

Подразделение процессов |

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы j аппаратуры и оборудования

общие 1

частные

общие случаи

частные случаи

I

1) Разложение на сплав и пар

Теория дистилляции смеси

Давление паров чистых металлов As. Zn, Cd, Hg и их сплавов.

Дистилляцион-ные устройства для получения дистиллата Улавливание дымов и их переработка 1

1

Дистилляция Zn » Cd ! » Hg i Выделение As |

ί

ί

2) Разложение двух не-смсшивающихся расплавов

См. В, III, А, 2

См. В, III, А, 2 1

Выделение Zn из соединений Pb Выделение Pb из соединений Си

3) Выделение кристал-лич. составных частей из расплава

См. В, III, А, 3

См. В, III, А, 3

Выделение Си, Ag, В i Zn из соединений РЬ

В. Разложение химич. путем

См. В, III

Ряд химич. сродства жидких металлов к О, S, Cl, F, С и теплота реакций

1) Восстановление

Теория восстановительных процессов

!

См. В, III

i

2) Окисление атмосферным воздухом и др.

, газами

Теория последовательного окисления метал-лич. смесей

Теория реагирования между расплавами металла и шлака

Равновесие между металлич. и окисленным расплавом

Диаграммы состояния шлаков

Соображения о t°nA. шлаков и других валяных их свойствах

Бессемерование и т. д. стали Рафинирующие переплавки Си, Ni, Ag и тому подобное. Удаление Zn из РЬ парами воды

3) Окисление разными солями и химикалями

!

i

1

Теория обмена между сплавами и их солями в расплавленном состоянии

Соображения о равновесном состоянии металлов с их солями Ряд химич. сродства металлов и металлоидов

Очищение металлов переплавкой с добавками Процесс Харриса

! IV. Рафинирование электрохимическим путем

См. В, IV

1 * См. В, IV

ί

1

См. В, IV

Получение А1 из Al-Cu-Si

i V. рафинирование, ^агревом в твердом состоянии

См. В, V

См. В, V

См. В, V

Рафинировка стали

Пудлингование Ковкий чугун

! D.—Синтез сплавов Сплавление

См. В

См. в

! I. Образование хи-1 м и ч. соединений вводи ых растворах (выделение сплавов химич. путем)

См. В, I

См. В, I

i

[

I

См. В, I

1

1

1

ί

Получение сплавов введением одного металла в раствор другого, например осаждение цементированным железом

II. Электрохимии.

j осаждение спла-1 ВОВ из кисло ΤΙ ных растворов

1

см. В, II и С, II

Законы, связующие состав и потенциал растворения сплавов

j Сопоставление ряда 1 электролитич. потенци-1 алов растворения сплавов

См. В, II и с и

Прямое получение сплавов, см. В, II

I

III. Получение сплавов в .расплавленном состоянии

Кинетика металлич. систем в расплавленном состоянии

Сродство металлов между собой Термохимия

I t*nj, и t°t:un, металлов

ί

i

1

Получение высоких t° в печи, см. В, III Предохранительный покров (шлака)

А. Прямой синтез метал-1 лов (включая метод ! соприкосновения)

1

Соображения о растворимости, скорости тас-! творения и диффузии металлов одного в другой

1

Применение предварительных сплавов, ферросплавов, сплавов Си Шихтовка

1 Амальгамация : благородных металлов


Подразделение процессов

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы аппаратуры и оборудования

общие

частные

общие случаи |

частные случаи

В. Чисто химич. превращения

См. В, III, В

1

!

1) Превращения в метал-лич. системах

Теория статики и кинетики в многолегированных системах

Соображения о взаимном сродстве металлов между собой

i

1

1

FeSi + Mg-> -> MgSi + Fe FeMn + Cu-> -o-CuMn-f- Fe

2) Превращения в полу-металлич. системах

*

Теория, см. В, III, В

См. В, III, В

См. В, III

j

Образов, амальгам из сернистых руд

3) Термитные и аналогичные им реакции

1

Теория, см. В, III, В

См. В, III, В

!

I

1

Получение сплавов А1 из А1 и металлич. солей, сплавов Ро (со свинцовым катодом)

IV. Плектр охимич. процессы

Теория, см. В, IV

См. В, IV

См. В, IV

Получение амальгамы В а и др. См. В, II, С

V. Процессы при высоких Нетвердом состоянии А. Прямой синтез (сухое спекание)

Теория реакций твердых веществ между собой и газами Отделение твердой фазы от жидкой на основании учения о состояниях сплавов Влияние ί° и р

Печи и приборы для спекания

Получение сплавов трудноплавких металлов, как то: Mo, W и тому подобное.

I

Б. Цементация

Теория процессов диффузии в кристаллич. состоянии

Соображения о скоростях диффузии твердых металлов одного в другой

Печи для цементации

Е.—Покрытие и наплавле-

НИ8

Теория

Значение и коэф. прилипания металлов Травление

Соображения о средствах травки

Приспособления для травки

I. Путем химич. реакций в кислотных растворах

Теория получения покрытия из кислотных растворов

Преимущества и недостатки сравнительно с горячими способами

1

Позолота, омеднение, по-серебрение, никелировку, хромирование, кобальтирова-ние

II. II у т е м э л е к т р οχ и м и ч. пр оцес-сов в кислотных Р а с т в о р а х (г ал ь-в анопластика)

См. D, II 1

См. D, II

Гальванопластич. установки и аппаратура

III. Путем процессов с расплавленным металлом

А. Прямой синтез

См. D, III, А

См. D, III, А

1

1) Покрытие погружением

)

( Теория сродства ме-

Структура оболочки Соображения об устойчивости оболочки

Цинковальни, лудильни и их оборудование

Оцинковка, лужение, освинцо-вание, покрытие латунью

2) Обрызгивание

( таллов между собой 1

)

и возможности галь-ванич. воздействия между металлами

М антины для обрызгивания и подсобные аппараты

Лужение, освин-цовзние, омеднение покрытие ла-туныо и алюмин.

3) Пайка

1 Теория, Значение химич. сродства между припоем и подкладкой

Определение и разграничение сварки от пайки

Структура слоя пайки Соображения о 1ппл%припоя

Соображения о средствах пайки

Паяльный инст-1 румент

Пайка благородных металлов Твердые припои дляИе, Си и аналогичных металлов и сплавов Мягкие припои для белых металлов

Флюсы для белых и других сплавов


Подразделение процессов

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы аппаратуры и оборудования

общие

частные

общие случаи

1 частные случаи

4) Сварка

Требования, предъявляемые к процессу сварки

Соображения о структуре сваренного шва

Аппаратура и машины для газовой и электр. сварки

Твердая, мягкая сварка Флюсы

В. Покрытие, сопровождаемое химия, реак-1 циями

1

1

1

Напр. покрытие А] медью из расплава соли меди

1) Покрытие расплавленным металлом

Безуспешно до сего времени

2) Пайка

Напайка массы металла

Мало применяется

3) Сварка

Термитная сварка

В большом ходу для стали

1 г. Путем электрохимия. процессов с расплавленными металлами

Мало развито

Y. Путем нагревания металлов в твердом или пл астическом состоянии 1) Плакировка

Теоретич. данные Реакции между подкладкой и оболочкой

Соображения о t°n.7i. металла и сплава

Способ плакировки

Позолота, серебрение, хромировка, покрытие Mo, W

2) Сварка под молотом

1

Аппаратура и машины для сварки в пластин. состоянии

Сварка AI, Fe (горновая)

I 3) Обработка металлов парами и газами

1

Соображения о скорости диффузии газов в твердые металлы

Шерардизация, цементация, си-лицирование, алитрирование, нитрирование

F.— Выделение металлов из сплавов

См. С

См. С

I.×и м и ч. выделение в водн ых растворах

См. С, I

См. В, I

см. В, I

Разделение благородных металлов при помощи к-т

II. Электрохимия, разделение в водных раствО р а х

См. С, II

См. С, II

Аппараты для электролитиа. осаждения металлов

Разложение сплавов Си, Ag или Pt с анолным растворением

III. Химия, выделение из расплавленных сплавов

См. В, III

См. В, III

А. Прямое выделение 1 1) Расплавлением и испа-1 рением

См. С, III, А, 1

См. С, III, А, 1

Разделение Cd - Zn

2) В двух разделяющих-’ ся слоях сплава

См. С, III, А, 2

См. С, III, А, 2

См. В, III

Разделение

Pb-Zn,

Bi - Zn.

Pb - Cu

3) Разделение на основании ликвации

!

1

См. С, III, А, 3

Равновесное состояние амальгамы

Диаграммы равновесия Pb-Ag, Pb-Bi, Pb-Zn и др.

Выделение высокоплавких металлов из белых металлов Разложение амальгам


Подразделение процессов

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы аппаратов и оборудования

общие

частные

общие случаи j

частные случаи (

В. Химич. разделение 1) Сплавление в чисто-металлич. системах (выделение металлов металлами)

Теория равновесия и выделения в многофазных системах См. С, III, В, 1

Сообразование с соответствующими диаграммами равновесия многофазных систем

Разделение Ag- i - РЬ при помощи Zn; выделение Sn и Sb из i их сплавов с В i и Р1> при помощи Fe·

(FeMn) -f Си ‘ -*· (CuMn) + Fe

2) Выделение при помощи газов или паров j

1

См. С, III, В, 2

См. С, III, В, 2

См. С, III,

А, В

I

Разложение сплавов частичным ! окислением

3) Выделение расплавленными солями или другими химикалями

.

См. С, III, В, 3

См. С, ш, В, 3

Переработкаста-, рого металла с I реагентами Zn -f SnCl2 =

- Sn + ZnCl2; Pd -f SnCb =

= Sn + PbCl2 ;

IV. Э л е к т р о х и м и ч. выделение из расплавов

См. С, IV

j См. С, IV

1

L

j См. С, IV

!

Мало применяется

У. Разделение в горячем состоянии в твердом виде

См. С, V

См. С, V

1

1

Г

А. Прямое выделение, частью испарением

1

1

Теория распадения ставов на кристаллич. j п газообразные фазы

I

Соображения о диссоциации в зависимости от р и t° соответствующих кристаллич. сплавов

См. В, III,

Разложение j амальгам Отделение Zn от Ag

Удаление Cd из сплавов

1

Соображения о равновесии и сродстве между твердыми металла-ми и парами металлоидов

А, 1

В. Химич. выделение при помощи паров или газов

Теория равновесия между кристаллич. сплавами и неметаллич. парами

Продувка Cu-Zn,. Cu-Sn

ί

1

G. — Придание формы металлу в жидком состоянии

Знание свойств металлов

1

1 Соображения о пра-1 вильной конструкции отливок

!

1

А. Формовка

1

1 Подготовка зем-j i ли и формовка Машинное фор-мовотное оборудование

В. Расплавление

Теория смешиваемости жидких металлов Термохимия металлич. систем

Значение растворимости газов в разливаемых мет

Соображения: о смешиваемости жидких металлов, О tn.t.) сксытой теплоте плав пения и смешения металлов, о растворимости газов в чистых и л тированных мет

С. Разливка

Теория застывания расплава, образования центров кристаллиза-ции и скорости кристаллизации

Значение изменения объёмов при кристаллизации

Образование усадочных раковин, сегрегация и ликвация

Значение t°-ного интервала застывания

Соображения о диаграмме застывания литейного сплава, о плотности и расширении, усадке и ликвации литейных спчавов и металлов

Плавильные печи, тигли; защитные устройства

Литейные для отливки в формовку, в кокиль и под давлением или в вакууме Машинные литейные установки

Литье из чугуна, стали и никеля Монель-литье Медное литье Бронзовое » Латунное » Литье белых металлов Алюминиевое литье Магниевое литье

Литье под давлением Sn, Zn, Pb, А1 и т. д. и их сплавов

D. Очистка

Обрубочн.маши- j ны. Очистка песком. Травление

Е. Выдавка нитей

Соображения о давлении истечения металлов и сплавов

Приборы для выдавки мстал-лич. нитей

Выдавка W нитей и т. д.

Подразделение процессов

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы i аппаратов и оборудования |

общие

частные

общие случаи

частные случаи !

Н,—Придание фо]рмы металлу в твердом состоянии

I !

Значение механических 1

СВОЙСТВ 1 1

Раздавливаемость M, пластичность металлов ι

ί

!

1

1

I. Изготовление порошков

j Машинные уста-1 1 новки

1

! 1

Порошки А1, 1 Си, Fe и т. д.

ί

1

II. Обработка режущими инструментами: с в e р- 1 пение, обточка, строгание, фрезеровка

Обрабатываемость режущими инструментами Теория резания Методы испытаний ;

!

Цифровые данные по обработке режущими инструментами Соображения о наивыгоднейших формах инструментов и параметрах резания

Станки для обработки метал- 1

лов

Механическая обработка д -талей из всяких металлов ;

III. Деформирова-н и о

1

1

1

1

1

Теория деформации, ее влияние на свойства Упрочнение Горячая и холодная обработка давлением

Цифровые данные о деформации, давлении истечения, степени уп-рочнения В некоторых мет и ставах

1. Нагревательные тчи с индпвитуаль-ным или ме-тодич. подог-, ревом

2. Специальные, механизмы: молоты, прессы и тому подобное.

А. Ковка, штамповка,

1 процесс Маннесмана

1

Теория ковки Испытание течения мета чл а

Значение t°

Структура кованого из т,елия

а) Молоты б) Ковочные механизмы в) Стан Маннесмана

Изготовление отдельных частей из стали, железа, латуни и легких сплдвов

В. Прокатка (листов, фасонная)

1

Теория прокатки Учение о течении металла

ί

1

Структура прокатного металла

Прокатные станы

Калибровка для сортового и листового металла

Изготовление листового крупного Профи 1ЬНО-го черного и цветного металла и металлич. ка-, таных труб

С. Волочение

!

i

Теория протяжки Исследование протягиваемое™

Структура протянутого металла

Волочильные станы д in проволок, тру б, штанг и тому подобное.*

!

Изготовление 1 круглой и фа- ι сонной прово, 10- ι ки волоченых ι труб и шганг из черных и цвет-j ных металлов

D. Выдавливание

Теория истечения Испытания истечения металла

1

Прессы Дика

1

Изготовление труб и мелкого сложного профильного цветного металла Вольфрамовые I нити

Е. Изгиб

1 Теория изгиба Распределение напря-1 жений

Изучение изгиба

1_ _ ____ ______

Гибочные машины (бульдозеры) 1 Машины для проволочных изделий

F. Изменение структуры деформацией

1 Теория изменения ! структуры в зависимо-, сти от деформации

1

j

ί

Улучшение качеств проков

0. Изменение физич. и механич. свойств от деформации

Законы влияния деформации на свойства металла

кой, во ючеки-ем и т. д.

1

I.—Улучшение физических и механич. свойств термин. обработкой

Теория термин, обработки

Условия и связь с диаграммами состояния

Диаграммы равновесия и со<тояний обрабатываемых сплавов

i

Печи для термообработки Охладительные устройств?

Закалочные устройства : Отпускные ван-! ны

1

!


Подразделение процессов

Теоретические обоснования

Практич. применение и типы | аппаратов и оборудования

общие

частные

общие случаи

частные случаи

I. Старение

Теория выпадения | ; структурно свободной 1 фазы при атмосферы. t°

1

Старение дур-алюмина

И. Закалка

Теория распадения твердого раствора при критических t° j

I

Закалка стали

J.— Учение о состоянии металлов и сплавов

j

I. Чистые металлы

A. Структура литых металлов

B. Структура деформированных металлов

Теория строения кристаллов чистых металлов

Полиморфизм, аллотропия, t° превращения

Цифровые данные о tiiun., t° превращения (смотрите ( пр. ТЭ. т. II)

II. Двойные сплавы

A. Структура литых сплавов

B. Структура деформированных сплавов

Теория состояния металлов на основе гетерогенной статики Теория кристаллизации на основе гетерогенной кинетики

Теория структуры деформированного сплава

Диаграммы состояния и особые соображения о двойных сплавах

1

Основа всей Т. м. и всего металловедения

!

III. Тройные с п л а-в ы

То же

То же о тройных сплавах

ί

IV. М ногократные сплавы

То же

То же о многократных сплавах

!

1

1

1

крупное значение имеют: а) прокатка листов (очень тонкие 0,3-НЗ,5 миллиметров); б) применение листовой штамповки (умение хорошо конструировать такие штампованные изделия); в) штамповка с очень малыми припусками, до до точных размеров холодной прессовкой— чеканкой; г) изготовление холодной обработкой очень чистых поверхностей (грубо обработанная рабочая поверхность обладает меньшей выносливостью на усталость; холодная обработка с неравномерным снятием стружки по обрабатываемой поверхности должна избегаться); д) отливка под давлением без дальнейшей обработки; е) умение манипулировать с большими массами металла (100. 250 ш в штуке) при нагреве, охлаждении и других технологических процессах; ж) правильная термическая обработка; з) выбор надлежащего сплава для изделия.

Лит.: см. при соответствующих статьях ТЭ. К общему циклу т. м.—Die metaJlische Werkstoff, hrsg. v. W. О u e r t 1 e г, В. 1, Lpz., 1929. К. Грачев.