ПОНЯТТЯ ПРО ВИГОТОВЛЕННЯ ТОНКОЛИСТОВОГО МЕТАЛУ, ЙОГО ВИДИ ТА ВЛАСТИВОСТІ

Розділ. 1 Основи матеріалознавства

Тема 1.1. Види та призначення конструкційних матеріалів. Тонколистовий метал та дріт

§ 2. ПОНЯТТЯ ПРО ВИГОТОВЛЕННЯ ТОНКОЛИСТОВОГО МЕТАЛУ, ЙОГО ВИДИ ТА ВЛАСТИВОСТІ

1.Пригадай, які конструкційні матеріали ти вже знаєш,

2. Поясни, чому для виготовлення виробів застосовують різні конструкційні матеріали.

3. Пригадай відомі тобі властивості деревних конструкційних матеріалів. У чому їхня сутність?

Ти вже знаєш, що для виготовлення корисних речей використовують різноманітні конструкційні матеріали:

папір, тканину, деревину. Однак важко уявити наше життя і без виробів з металу. Метали – це група відносно чистих речовин, що характеризуються доброю теплопровідністю та електропровідністю, мають специфічний металічний блиск.

Мал. 13. Види та профілі металопрокату

Мал. 14. Прокатний стан

До металів відносять також металічні сплави. Це конструкційні матеріали з властивостями металів, що можуть мати інші елементи. Автомобілі та літаки, космічні кораблі й морські судна, побутова і промислова техніка, сільськогосподарські машини,

комп’ютери тощо – для виготовлення цих виробів застосовують широкий асортимент металів (мал. 13).

Такий асортимент металу з різним профілем виготовляють з розпечених зливків металів або сплавів їх прокатуванням на спеціальних машинах – прокатних станах (мал. 14).

Прокатний стан – це система обладнання, у якому заготовці з металу під тиском надають певної форми та розмірів поперечного перерізу. Для цього розпечений зливок пропускають через багато пар валків, що обертаються. Валки стискують зливок і надають йому форми заздалегідь визначеного профілю або листа.

Для забезпечення необхідної товщини та форми поперечного перерізу листового металу відстань між поверхнями валків, що обертаються, регулюють (мал. 15). Листовий метал товщиною до 1 мм називають тонколистовим.

Тонколистовий матеріал можуть нарізувати листами або згортати в рулони (мал. 16).

Мал. Прокатування листового металу

Мал. 16. Формування продукції тонколистового металу: а – листової; б – рулонної

Велику кількість різноманітних деталей для будівництва, автомобіле – та літакобудування виготовляють з тонколистового металу різних профілів. Він утворюється за рахунок проходження листової сталі між валками відповідного профілю, що обертаються (мал. 17).

Для індивідуального згинання листового металу різного профілю в домашніх умовах промисловість випускає ручні вальці різної конструкції (мал. 18). Призначені вони для виготовлення труб, жолобів, ринв, згинання листового металу та надання йому певної форми.

Тонколистові метали виготовляють зі столі. Цей конструкційний матеріал утворюється в результаті змішування в розплавленому стані заліза з вуглецем. Тобто сталь – це сплав заліза з вуглецем.

Мал. 17. Формування листового металу з різних профілем на прокатному стані

Мал. 18. Механічні вальці

Мал. 19. Жерсть: а – чорна, б – біла; в – фольга

Сталь – твердий і міцний сплав світло-сірого кольору. Вона добре обробляється в холодному і нагрітому стані.

Листову сталь завтовшки 0,2…0,5 мм називають жерстю. Розрізняють два види жерсті: чорну й білу. Жерсть без захисного покриття називають чорною, а жерсть, покриту з обох боків тонким шаром олова, – білою (мал. 19, а, б).

Олов’яне покриття захищає поверхню жерсті від дії зовнішнього середовища, надає матеріалу більш привабливого вигляду та розширює сферу його застосування. З білої жерсті виготовляють консервні банки, форми для виготовлення кондитерських виробів, кухонне приладдя, ємності для парфумерних виробів тощо (мал. 20).

Листова сталь завтовшки понад 0,5 мм буває білою й чорною. Для захисту від дії зовнішнього середовища її можуть покривати тонким шаром цинку. Таку сталь називають оцинкованою. З оцинкованої сталі виготовляють ринви, різноманітні ємності для домашнього вжитку, господарські речі, металеві профілі для покриття дахів, виготовлення парканів тощо (мал. 21).

Тонкий листовий метал завтовшки 0,02…0,1 мм називають фольгою (мал. 19, в). Її виготовляють з різних металів та металевих сплавів. Використовують фольгу в різних галузях господарства: у харчовій промисловості для упаковки продуктів, зокрема кондитерських виробів; для упаковки хіміко-фармацевтичної продукції, в електротехнічній, приладобудівній промисловості.

Мал. 20. Вироби домашнього вжитку з жерсті

Мал. 21. Застосування оцинкованої сталі

Іншим конструкційним матеріалом є алюміній. За поширенням у природі він займає перше місце серед металів. Щоб одержати алюміній, здійснюють переробку сировини із застосуванням складних хімічних і електротехнічних технологій, про які ти дізнаєшся в старших класах. Після проходження відповідних етапів переробки сировини ливарним способом виплавляють зливки для подальшого виготовлення з них певної продукції (мал. 22).

Алюміній – легкий та м’який метал сріблясто-білого кольору. Він стійкий до дії зовнішнього середовища, має невисоку твердість і міцність, але добре проводить електричний струм. З нього роблять заготовки різного профілю для виготовлення виробів домашнього вжитку, деталей радіотехнічних пристроїв, побутової техніки, дроту для ліній електропередач, листів фольги для радіотехнічних пристроїв (мал. 23) тощо.

Мал. 22. Зливки з алюмінію

Мал. 23. Вироби з алюмінію

Мал. 24. Вироби з дюралюмінію

У техніці частіше використовують дюралюміній – сплав сріблясто-білого кольору. До його складу входять алюміній, мідь та інші компоненти. Дюралюміній характеризується більшою міцністю, ніж алюміній, завдяки чому має широкий діапазон застосування – від конструювання побутових приладів та виробів домашнього вжитку до виготовлення літаків, робототехніки і космічних кораблів (мал. 24).

Значного поширення набуло вироблення міді. Цей метал виплавляється із сировини, що містить мідь, на металоплавильних підприємствах кольорової металургії (мал. 25).

Мал. 25. Виплавлення заготовок сировини (зливків) з міді

Мідь – м’який і важкий метал світло-червоного кольору. Він легко обробляється як у холодному, так і в гарячому стані, є добрим провідником електричного струму, мало піддається впливу зовнішнього середовища. З міді виготовляють деталі електричної та електронної техніки, автомобілів, космічної техніки, побутових приладів, будівельних конструкцій тощо (мал. 26).

Фахівці-жерстяники, які виконують роботи, пов’язані з обробкою тонколистових металів і сплавів, та виготовляють з них вироби, повинні знати зазначені властивості конструкційних матеріалів, будову та принцип дії різних верстатів і пристроїв, мати навички роботи ручними та електрифікованими інструментами. Висококваліфікованих фахівців з виконання робіт, пов’язаних з обробкою металів, готують у професійно-технічних навчальних закладах.

Мал. 26. Вироби з міді

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 1

Визначення видів металів і сплавів за їхніми зовнішніми ознаками

Обладнання і матеріали: пронумеровані однакові за розміром зразки тонколистового металу (жерсть чорна й біла, дахова сталь звичайна чорна й оцинкована, алюміній, дюралюміній, мідь, латунь), верстак, робочий зошит.

Послідовність виконання роботи

1. Ознайомся із зовнішнім виглядом зразків металів і сплавів.

2. Визнач колір кожного зразка.

3. Визнач вид металу (чорний чи кольоровий), до якого належить цей зразок.

4. Визнач назву металу або сплаву кожного зразка.

5. Результати запиши в таблицю.

№ Зразка	Колір зразка	Вид металу (чорний чи кольоровий)	Назва металу або сплаву
1
2
3
4
5
6
7
8

– прокатний стан, мідь, алюміній, дюралюміній, тонколистовий метал, біла жерсть, чорна жерсть, дахова сталь, фольга.

Зливок – застиглий шматок розплавленого і відлитого у певну форму металу.

Корозія (ржавіння) – руйнування поверхні металу внаслідок його взаємодії із зовнішнім середовищем (повітрям, вологою, хімічними речовинами тощо).

Прокатний стан – промислове устаткування, на якому виготовляють метал різного профілю.

Профіль – форма поперечного перерізу виробу.

1. На яких верстатах виготовляють листові матеріали з металів і сплавів?

2. Який матеріал називають жерстю?

3. Як відрізнити чорну жерсть від білої?

4. Який колір має мідь? латунь?

5. Як відрізнити алюміній від дюралюмінію?

6. Для чого листову сталь покривають цинком?

7. Як відрізнити кольорові метали від сталі?

Тестові завдання

1. Для виготовлення яких виробів застосовують білу жерсть завтовшки понад 0,5 мм?

А побутових виробів

Б ємностей для консервування продуктів харчування

В улаштування будівельних конструкцій

Г правильні всі відповіді

Д правильної відповіді немає

2. Яку назву має жерсть, покрита з обох боків оловом?

А біла

Б чорна

В олов’яна

3. Чим покривають з обох боків листову сталь товщиною 0,2…0,5 мм, яку використовують для виготовлення ємностей, призначених для зберігання продуктів харчування?

А цинком Б оловом

В антикорозійною фарбою

Г будь-яким покриттям, яке захищає ємність від ржавіння

Д правильної відповіді немає

4. Який метал найбільш поширений у природі?

А сталь

Б алюміній

В мідь

5. Яким матеріалом покривають листову сталь завтовшки понад 0,5 мм для її захисту від дії зовнішнього середовища?

А тонким шаром олова

Б тонким шаром цинку

В тонким шаром міді

Г тонким шаром алюмінію

6. Які з наведених переліків містять назви чистих металів?

А мідь, бронза, латунь

Б залізо, цинк, олово

В вольфрам, свинець, дюралюміній

Г чавун, латунь, мельхіор

Д сталь, цинк, алюміній