Металлы и их свойства

Чтобы работа шла успешно, нужно знать свойства материала, его технологические и декоративные качества. В настоящее время используют металлы в чистом виде и сплавы. Металлы и их сплавы делятся на черные и цветные.

Для наших целей понадобится обыкновенная углеродистая сталь. Сталь (сплав железа с углеродом и другими элементами) упруга и обладает способностью закаливаться. Нагретый до красного каления и опущенный в воду кусок стали приобретает различные степени твердости и упругости. При нагревании и медленном охлаждении сталь теряет свои свойства или, как говорят, отпускается. Сталь куется, хорошо режется. Закаленную сталь вообще нельзя обрабатывать инструментами, ее надо сначала отпустить. Чем меньше в стали углерода, тем она мягче. Мягкость стали повышается при отжиге, который состоит в том, что сталь нагревают докрасна и затем медленно охлаждают. Сталь выпускают в виде сортового материала. Для гравирования и других подобных работ используют стали У8 и У10.

Цветные металлы выпускают в виде чушек, полос, лент, трубок, прутков, проволоки, листового материала.

Медь - довольно мягкий, очень ковкий металл оранжево-красного цвета. Обрабатывается медь легко, но при этом нужно иметь в виду ее большую вязкость. Медь очень хорошо паяется оловом и твердым припоем, обладает большой электро- и теплопроводностью. Листовая медь является основным материалом для чеканных, граверных работ и декоративных работ из проволоки.

Бронза представляет собой сплав меди с оловом, от содержания последнего цвет металла меняется и приобретает то розовый, то красный, то желтый и серый оттенок. Если бронзу покрыть патиной (налетом, состоящим из окислов меди), то она становится зеленоватой или дымчатой. Бронза пригодна для литейных и инкрустационных работ.

Латунь - сплав цинка и меди. Цвет латуни зависит от содержания в сплаве цинка. Латунь более тверда, нежели красная медь, ковкость латуни значительно хуже. По сравнению с медью она хрупка и обладает некоторой упругостью. Латунь легко поддается различной обработке, ее можно применять в наборе инкрустационных вставок - тонких жилок и украшений различных конфигураций, как листовой материал в чеканных работах.

Цинк - металл синевато-белого цвета, плавится при температуре 419°С, куется плохо, легко паяется и обрабатывается инструментами, а также гравируется, и при соответствующей обработке ему можно придать различный вид. Очень хорош для литья как в чистом виде, так и в сплавах с другими металлами.

Олово - мягкий металл серебристо-белого цвета, Плавится при 232° С. Входит в состав различных бронз. Его легко узнать по характерному хрусту при изломе. Олово идет для лужения посуды, для пайки как в чистом виде, так и в сплавах со свинцом, продукты коррозии безвредны. Олово и его сплавы являются подходящим металлом для инкрустации.

Алюминий - серебристо-белого цвета металл, плавится при температуре около 658° С. Чистый алюминий легок и легко обрабатывается. Литой алюминий довольно хрупок, а прокатный, отожженный - пластичен.

Свинец - мягкий, очень пластичный металл, синевато-серого цвета, плавится при 327° С, хорошо противостоит окислению. Окисы свинца ядовиты. Пригоден для литейных работ.

Серебро - в декоративных целях используют в виде сплавов с медью, так как чистое серебро слишком мягкое и неудобно при обработке. Серебряные вставки можно применить в инкрустационных работах, обрабатывая вставки способами гравирования, чеканки и черни.

Рассмотрим некоторые свойства металлов, влияющие на качество исполнения художественных изделий.

Ковкие пластичные металлы требуют силы резания, но необходимо учитывать их вязкость. Кусок меди или свинца надо рубить зубилом до конца, в то время как кусок латуни, цинка или стали можно надрубить и затем сломать. Более твердая латунь при обточке дает гладкую поверхность, медь или алюминий как бы тянутся за резцом.

Хрупкость - способность твердых тел разрушаться при механических воздействиях без заметной пластической деформации, свойство противоположное пластичности. Сильно закаленная сталь, многие сорта чугуна и бронз от удара разлетаются на куски. Хрупкость металла не всегда является признаком его твердости, например цинковая отливка хрупка, но не тверда. Закаленный нож и хрупок и тверд.

Упругость - свойство металла восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил или других причин (например, нагревания), вызвавших деформацию. В наибольшей степени этим свойством обладают специальные сорта стали.

Способность металла плавиться при нагревании - это один из самых дешевых способов получения изделий из металла. Части огромных машин и мелкая скульптура из металла по существу изготовляются одинаковым способом.

Когда необходимо закалить деталь, сохранив вязкость металла, используют токи высокой частоты; деталь закаляется на глубину в несколько миллиметров. Вся остальная масса металла внутри изделия остается без изменения. И, наконец, металл можно обрабатывать в холодном виде, на станках (гравирование и резьба по металлу).