Металлы обладают более высокой прочностью по сравнению с другими материалами, поэтому детали машин, механизмов и многих сооружений обычно изготовляют из металлов.
Для изготовления режущих и других инструментов применяют специальные инструментальные стали. Измерительные инструменты, например, изготовляют из особых сортов стали, содержащих примеси хрома, никеля, молибдена, марганца. После закалки сталь такого состава обладает повышенной прочностью.
Большое значение в машиностроении имеют упругие свойства материалов. При работе машины её детали подвергаются действию различных нагрузок и деформируются под их действием. Очевидно, что эти деформации не должны быть остаточными, иначе нарушилась бы работа машин: одни детали машины укоротились бы, другие, наоборот, удлинились, третьи изогнулись и т. д. В конце концов, машина перестала бы работать.
Пластические свойства металлов широко используют при их обработке давлением: при прокатке, волочении, штамповке, ковке и т. д.
Ковка
Ковкой называется обработка металла давлением, в результате которой изменяется как внешняя форма, так и структура металла.
Существуют два вида ковки: свободная ковка и ковка в штампах.
Штамповка
Штамповка деталей обычно производится с помощью стальных штампов на прессах и молотах (механических или гидравлических). Лист металла, например, кладут между двумя половинками формы: штампом и матрицей. Гидравлический или другой специальный пресс давит на штамп. Металлический лист изгибается и в результате остаточной деформации принимает необходимую форму.
Подвергать штамповке можно различные материалы: сталь, латунь, алюминий, пластмассу, картон и др. Штамповкой изготовляют посуду, части корпусов автомобилей и самолётов, детали для часовых механизмов и др.
Волочение
Волочением называется такой вид обработки давлением, при котором обрабатываемый металл проволакивается (протягивается) через ряд постепенно уменьшающихся отверстий в металлических пластинах (волочильных досках). Отверстия (глазки) имеют форму конусов, сделанных в твёрдой стали.
Волочением изготовляют различные сорта проволоки, трубы малого диаметра, прутковый материал различного профиля с точными размерами и др.
Прокатка
Прокатка производится для получения нужного профиля металла. Путём прокатки из слитков стали, а также из цветных металлов и сплавов получают листы, сортовые и фасонные профили и т. д.
Продукцией прокатки являются или готовые изделия (рельсы, балки и др.), или заготовки для последующей обработки ковкой, штамповкой, волочением или резанием.
Процесс прокатки заключается в том, что нагретый слиток или заготовка – болванка – пропускается между вращающимися валками прокатного стана. При этом происходит изменение формы заготовки, а также уменьшение поперечного сечения и увеличение ее длины до заданного размера.
Металл, нагретый до высокой температуры, обычно обладает большой пластичностью. С понижением температуры металл становится менее пластичным и с трудом поддаётся деформации. В связи с этим стремятся прокатывать металлы и сплавы в горячем виде. Холодная прокатка применяется лишь для получения тонких изделий (металлические ленты, листы для пружин и др.).
Чрезвычайно ценный строительный материал – дерево. Оно обладает малым удельным весом и высокой прочностью. Недостаток деревянных сооружений – их недолговечность, а во многих случаях громоздкость.
За последние годы разнообразное применение получили искусственные материалы – пластические массы (пластмассы). Для их изготовления применяют различные смолы. Так, небьющееся стекло – плексиглас – изготовляют из смолы, для производства которой используют ацетон, метиловый спирт и синильную кислоту.
Изделия из пластмасс изготавливают главным образом прессованием, применяют также литьё.
Прочность на разрыв у пластмасс порядка 300–600 кГ/мм2, на сжатие – в два-три раза больше.
