Fémek

A fémek szerkezete

Első pillantásra úgy tűnik, hogy a fémek sima és sűrű szerkezetűek. Ez azonban nem így van. Szabad szemmel nem látható ugyan, de a fémek kristályos szerkezetűek. Az atomok elrendezése rácsszerkezeteket (kristályrácsokat) alkot. Minden fém teljesen más elrendezésű, így azonosítható. Ezek az elrendezések határozzák meg a fém sok tulajdonságát. Például egy olyan fém, mint a réz, jó elektromos vezetőképességgel rendelkezik, ami annak a ténynek köszönhető, hogy ennek a fémnek az atomjai közelebb vannak egymáshoz.

A fém tulajdonságai

Mint már tudjuk, a fémeknek különböző tulajdonságaik vannak. Ezek a fém kristályszerkezetén alapulnak. A tulajdonságoknak nagy jelentősége van a további feldolgozás során és a fémből készült termékkel szemben támasztott követelmények szempontjából. Néhány tulajdonságra kitérünk az alábbiakban.

Szilárdság

A fém szilárdsága azt a feszítést vagy erőt jelzi, amellyel az anyag terhelhető, mielőtt eltörik, vagy elszakad.
A szilárdság típusai: szakítószilárdság, nyomószilárdság, nyíró- és hajlítóerők

Elektromos vezetőképesség

Sok fém nagyon jó elektromos vezetőképességű. Ennek oka, hogy a nemfémekkel ellentétben a fémekben lévő elektronok nem kötődnek szilárdan egyetlen atomhoz. Az atommagok a rácshelyeken vannak elrendezve, körülvéve őket a mozgó elektronokkal. Az elektronok azonban nem vándorolnak át a vezetéken, amikor elektromos feszültség keletkezik. Sokkal inkább ellökik egymást.

Hővezető képesség

A fémek nagyon jó hővezető képességűek. Ez akkor válik nyilvánvalóvá, amikor a kezünket egy fémdarabra helyezzük. A fémet hidegnek érezzük. A fém ugyanis elnyeli a hőt a kezünkből, és gyorsan továbbadja. Hatékonyan távolítja el tőle a meleget, ezért érezzük hidegnek. Ha összehasonlításképpen rátesszük a kezünket egy fadarabra, akkor alig észlelünk  hőkülönbséget, mivel a fa rossz hővezető.

További tulajdonságok

- deformálhatóság
- hőtágulás

Fémek forgácsolhatósága

A fémek forgácsolhatóságát mechanikai tulajdonságaik és hőtani jellemzőik befolyásolják.

• Szakítószilárdság - Rm (MPa, N/mm2) 
  Nagyobb szakítószilárdságú anyagokhoz nagyobb forgácsoló erő szükséges.
• A keménység (HB) arányos a szakítószilárdsággal.
• A5 (%) - szakadási nyúlás.
  A nagyobb nyúlékonyságú, képlékenyebb anyagokat nehezebb forgácsolni.
• H - hőérték (fajhő x sűrűség x hővezető képesség).
  A forgácsolási hőmérséklet, tehát az anyag forgácsolhatósága a hőértéktől függ. A nagyobb hőértékű anyagok jobban forgácsolhatók.
• K1 = hőeloszlási mutató (hővezetési képesség/sűrűség).
  A külső felületek megmunkálásánál kedvező, ha a megmunkált anyag gyorsan nagy hőmennyiséget tud elvezetni, tehát K1 értéke nagy.
• K2 = hőelnyelési mutató (hővezető képesség x fajhő).
  A belső felületek megmunkálásakor (pl. fúrás) a fém által elnyelt hő mennyisége a döntő. Az az előnyös, ha nagy az anyag hőkapacitása, tehát K2 értéke nagy.

Forrás: Dr. Pálmai Zoltán: Fémek forgácsolhatósága

Szerkesztette: Bánkuti József üztemmérnök