Зварювання — здатність металу давати міцні з'єднання місцевим нагріванням їх до розплавленого стану з наступним охолодженням

Різання — здатність металів піддаватись обробці різальними інструментами (точіння, фрезерування, свердління та ін.).

Щоб визначити придатність металів для різних видів обробки, застосовують різні проби. Найпоширенішими є проби на: загин; подвійний замок (листовий метал); осадку (метали для заклепок); глибину витискання листів (листовий метал для штампування) та ін..

14. Металічний сплав - це кристалічне тіло, яке має металічні властивості і одержане при сплавленні або спіканні двох чи більше компонентів. Основою всіх металічних сплавів є метали. Фаза сплаву — це однорідна частина системи однакового агрегатного стану, яка відокремлена від інших фаз системи поверхнею розподілу. Тверді розчини - це фази, які утворені шляхом укорінення або заміщення атомів розчинного компонента в решітці розчинника. При цьому тип решітки розчинника зберігається, проте відбувається її викривленя, зміна параметрів та властивостей. Тверді розчини, як правило, пластичні, мають невелику твердість.

Якщо компоненти сплаву вступають в хімчну взаємодію, утворюється хімічна сполука з новим типом кристалічної решітки і новими властивостями, які відрізняються від властивостей елементів, які її утворили. Хімічні сполуки мають складні кристалічні решітки і відзначаються високою твердістю і крихкістю. Якщо компоненти сплаву не розчиняються один в одному в твердому стані і не вступають в хімічну взаємодію з утворенням сполуки, то утворюється механічна суміш компонентів, які складають сплав. При кристалізації такого сплаву кристали кожного компонента зберігають ті властивості, які вони мають в чистому вигляді.

15. Залі́зо — хімічна речовина, яка складається з феруму — хімічного елемента з атомним номером 26, що позначається в хімічних формулах символом Fe (від латинського ferrum, що в перекладі означає "залізо")Фізичні властивості - описують фізичні явища: густину, колір, теплопровідність температура плавлення, кипіння. Хімічні властивості – описують як взаємодіє з іншими речовинами: лугами, солями, кислотами.Механічні властивості – як матеріал протистоїть дії зовнішніх сил: твердість, в’язкість, міцність, текучість, повзучість, втомлюваність.Алотропія металів (або поліморфізм) - це властивість перебудовувати решітку при певних температурах у процесі нагрівання або охолодження. Алотропія властива всім елементам, які змінюють валентність при зміні температури (залізо, марганець, нікель, олово та ін.). Кожне алотропне перетворення проходить при температурі 1184 0К, нижче від якої атоми складають решітку центрованого куба, а вище - решітку гранецентрованого куба.

16. У залежності від структури чавуни підрозділяють на білі і сірі. У білих чавунах весь вуглець зв'язаний у хімічну сполуку карбід заліза Fe₃C — цементит. У сірих чавунах значна частина вуглецю знаходиться в структурно-вільному стані у виді графіту. Якщо сірі чавуни добре піддаються механічній обробці, то білі мають дуже високу твердість і різальним інструментом оброблятись не можуть. Тому білі чавуни для виготовлення виробів застосовують дуже рідко, їх використовують головним чином у виді напівпродукту для одержання так званих ковких чавунів. Одержання білого або сірого чавуна залежить від його складу і швидкості охолодження. Таким чином, чавун (крім білого) відрізняється від сталі наявністю в структурі графітових включень, а між собою чавуни розрізняються формою цих включень. Природно, що найважливіше питання процесу виробництва чавуну — з'ясування умов утворення графіту, так званої графітизації.Вуглець може існувати в двох алотропних формах — алмаз і графіт. Алмаз — рідка форма існування вуглецю і у сплавах не зустрічається. Розглядаючикристалічну структуру і склад аустеніту, цементиту і графіту, можна зробити наступний висновок: кристалічні структури цементиту і аустеніту близькі, тоді як кристалічні структури аустеніту і графіту істотно різні. Діагра́ма ста́ну (діагра́ма фа́зової рівнова́ги) спла́вів «залі́зо-вугле́ць» — графічне відображення фазового стану сплавів заліза з вуглецем в залежності від їх хімічного складу ітемператури. Фазова діаграма стану «залізо-вуглець» є фундаментом науки про сталь і чавун, як сплави заліза з вуглецем. Вуглець із залізом утворює хімічну сполуку Fe₃C (цементит) або може перебувати у сплаві у вільному стані у вигляді графіту. Відповідно є дві діаграми сплавів «залізо-вуглець»: цементитна і графітна. Оскільки на практиці застосовують сплави заліза із вмістом вуглецю до 6,67% (що відповідає вмісту вуглецю у цементиті), то зазвичай розглядається частина діаграми стану від чистого заліза до вмісту вуглецю 6,67%, що відповідає цементиту і вона носить назву «цементитна»

17. Основою вуглецевих сталей є залізо. Залізо — один з найпоширеніших на землі металів: земна кора містить 4,2 % заліза, або 755· 1015 т. Однак лише приблизно сорокова частина цієї кількості сконцентрована у вигляді родовищ, придатних для розробки.На поверхню Земної кулі щороку випадають тисячі тонн метеоритної речовини, що містить до 90 % заліза. Найбільший залізний метеорит «Гоба» знайдено в 1920 р. в Африці. Його маса становить близько 60 т.Цікаво, що залізо міститься в гемоглобіні — речовині, яка забезпечує киснем тканини живих організмів. Саме залізу кров завдячує своїм червоним кольором. Вперше залізо в крові людини виявив француз Мері. Загальна кількість цього елемента в крові людини становить усього 3...4 г.Сталь — це сплав заліза з вуглецем (з вмістом вуглецю у сплаві до 2,14 %). Вуглецева сталь, крім основи (заліза і вуглецю), містить постійні домішки (до 0,4 % силіцію, до 0,8 % мангану, до 0,07 % фосфору і до 0,06 % сірки). Вплив вуглецю і постійних домішок на властивості вуглецевих сталейМанган є корисною домішкою. Він розчиняється у фериті, зміцнює його, утворює карбід Мn3С, підвищує механічні властивості. Силіцій також корисний, розчиняючись у фериті, підвищує його пружність, жорсткість. Сірка утворює із залізом легкоплавку евтектику Fe — FeS, яка надає сталі червоноламкості — підвищує крихкість за температур гарячої обробки. Вона знижує стійкість сталі до спрацювання. Фосфор, навпаки, надає сталі холодоламкості — підвищує її крихкість за нормальної і, особливо, за знижених температур. Він також знижує ударну в'язкість сталі. У зв'язку з цим фосфор і сірка вважаються шкідливими домішками в сталях і суворо обмежуються. Цей вміст є одним із показників якості сталі. Вуглець є основним компонентом, який визначає будову і властивості вуглецевих сталей. Зі збільшенням його вмісту в сталі утворюється більше твердої складової — цементиту. Тому сталь стає міцнішою і твердішою, але менш пластичною. Кисень, азот, водень знаходяться в сталі у вигляді твердого розчину в фериті або утворюють хімічні сполуки (нітриди, оксиди), або перебувають у вільному стані у шпарах металу. Ці речовини називають Випадковими домішками. Вони зумовлюють зниження в'язкості і пластичності сталі, підвищують її крихкість.

18. Класифікація вуглецевих сталей

Вуглецеві сталі класифікують за структурою, хімічним складом, призначенням, якістю, способом виробництва і розкиснення.

За структурою сталь поділяють на: Доевтектоїдну, яка містить до 0,8% С; Евтектоїдну, яка містить 0,8 % С; Заевтектоїдну, яка містить 0,80...2,14 % С.

За хімічним складом сталі бувають маловуглецеві (до 0,3 % С), середньовуглецеві (0,3...0,65% С) і високовуглецеві (від 0,65% до 1,35 % С).

За призначенням сталь поділяють на конструкційну та інструментальну.

Конструкційну сталь застосовують для виготовлення деталей машин і конструкцій. Вона повинна мати задовільні технологічні властивості й досить високу міцність, пластичність і в'язкість.

Інструментальну сталь (містить 0,65...1,35 % С) використовують для виготовлення різних інструментів для обробки металів і металевих сплавів, а також деревини.

За якістю сталі є Звичайної якості з вмістом сірки до 0,06 % і фосфору до 0,07 %, Якісні — сірки не більше ніж 0,04 % і фосфору не більше ніж 0,035 %, Високоякісні — сірки не більш як 0,025 % і фосфору не більше ніж 0,018%.

За способом виробництва розрізняють сталі, виплавлені в електропечах, мартенівських печах, кисневих конверторах.

За способом розкиснення сталі поділяють на киплячі, напівспокійні і спокійні.

19. Конструкці́йна сталь (англ. structural steel) — це сталь, яка застосовується для виготовлення різних деталей, механізмів і конструкцій в машинобудуванні та будівництві та характеризується певними механічними, фізичними і хімічними властивостями. Конструкційні сталі поділяються на декілька видів, кожен з яких поділяється на групи або категорії.